تسلسل للرسوم المتحركة من السوبرنوفا القرن 17 في كوكبة كاسيوبيا. الصورة الائتمان: ناسا ، وكالة الفضاء الأوروبية ، وتراث هابل STScI / AURA) -ESA / هابل التعاون. شكر وتقدير: روبرت أ. فيسين (كلية دارتموث ، الولايات المتحدة الأمريكية) وجيمس لونج (ESA / Hubble).

اسأل إيثان: كم من النجوم في سماء الليل لا تزال موجودة؟

نحن ننظر إلى الوراء في الوقت المناسب عندما ننظر عبر السنوات الضوئية ، فما الفرق بين ما نراه وما هو موجود حقًا؟

"رأيت نجمًا ينفجر وأرسل اللبنات الأساسية للكون. نجوم أخرى ، كواكب أخرى ، وفي النهاية حياة أخرى. سوبر نوفا! خلق نفسه! كنت هناك. أردت أن أراها وأن أكون جزءًا من اللحظة. وأنت تعرف كيف رأيت واحدة من أكثر الأحداث المجيدة في الكون؟ مع هذه الأجرام السماوية الهلامية السخيفة في جمجمتي! "- رونالد دي مور ، حرب النجوم غالاكتيكا

عندما ننظر إلى الكون ، فإننا نعتبر أن ما نراه هو ما هو موجود فعليًا في تلك اللحظة بالذات. ولكن هذا ليس هو الحال تماما. كان هناك تأخير مع رواد فضاء أبولو لأن الإشارات الضوئية استغرقت أكثر من ثانيتين بقليل للقيام برحلة ذهابًا وإيابًا. يحتاج روفرز المريخ إلى تجريب أنفسهم آليًا ، لأن التأخيرات التي تستغرق عدة دقائق تعد أكبر من أن يتمكن الإنسان من تغيير عناوينها يدويًا. وإذا تجاوزت النظام الشمسي ، يتم قياس المسافات إلى النجوم في السنوات الضوئية ، مما يعني أننا ننظر إلى الوراء في الوقت المناسب عندما نرى جسمًا بعيدًا. كيف نعرف أن هناك ما يطابق ما نراه؟ مات لانكا يريد أن يعرف:

[H] آه العديد من النجوم التي يمكن ملاحظتها من الأرض لا تزال موجودة؟ نظرًا لأن الضوء من العديد منهم قد سافر مئات الآلاف ، وحتى ملايين السنين الضوئية للوصول إلى هنا ، فليس من الممكن أن العديد من النجوم التي نراها في الواقع قد احترقت أو انفجرت منذ قرون أو [آلاف السنين] والنور (أو عدم وجوده) ببساطة لم تصل إلينا بعد؟

تعتمد الإجابة كثيرًا على مدى استعدادك للنظر فيها.

سماء الليل كما يُرى من النصب التذكاري لساحل كاليفورنيا ، على غرار ما يمكن أن تراه العيون البشرية بشكل مثالي. صورة الائتمان: مكتب إدارة الأراضي ، بموجب ترخيص cc-by-2.0.

بوجود العين المجردة في ظل ظروف مثالية - ظلام تام ، لا تلوث ضوئي ، لا غيوم ، لا قمر ، عرض كامل السماء (نصفي الكرة الأرضية) ، وما إلى ذلك - هناك ما مجموعه أكثر من 9000 نجم يمكن أن تميزها العين البشرية. كل واحد منهم موجود في مجرتنا الخاصة ، رغم ذلك ، لا يوجد منها ملايين السنين الضوئية. هناك بعض آلاف السنين الضوئية بعيدة. يقع Deneb ، أحد ألمع النجوم في السماء (وقمة من مثلث الصيف) على بعد حوالي 2600 سنة ضوئية ، في حين أن V762 Cas هي النجم الأكثر بُعدًا بالعين المجردة في أكثر من 16000 سنة ضوئية.

مثلث الصيف ، مع Deneb مرئية كنجم مشرق على طول يسار الصورة. رصيد الصورة: إريك تيسك بموجب ترخيص cc-by-2.0 ، عبر http://www.ericteske.com/2012/05/my-first-point-and-shoot-milky-way.html.

لكن الغالبية العظمى من النجوم التي نراها ليست سوى بضع مئات من السنوات الضوئية البعيدة ، أو حتى أقل من ذلك. على الرغم من أننا نفكر في الوفيات النجمية كآلية مفاجئة ، إلا أن دورة حياة النجوم تعني في الواقع أن هناك عددًا من المراحل المهمة التي يمر بها النجم في طريقه نحو الموت. على وجه الخصوص ، هم:

  • بحاجة إلى التوسع في العملاق الأحمر والبدء في حرق الهيليوم ،
  • تحتاج إلى حرق الهيليوم في جوهرها والبدء في دمج الكربون ،
  • حرق خلال الكربون الأساسية والبدء في دمج الأكسجين وعناصر أثقل ، حتى السيليكون تنتج الحديد والنيكل والكوبالت ،
  • وعندها فقط ، عندما ينفد النواة من المواد القابلة للانصهار كليًا ، سوف ينفجر النواة ، مما يؤدي إلى انفجار المستعر الأعظم.

فقط أقلية ضئيلة من النجوم - حوالي واحد من بين بضع مئات - هي ضخمة بما يكفي للموت فجأة ؛ الباقي تهب طبقاتها الخارجية وتتقلص إلى قزم أبيض على مدى عشرات الآلاف من السنين.

لكن النجوم الضخمة مشرقة بشكل غير متناسب ، وبالتالي من المرجح أن تكون هي تلك التي نراها! بينما قد يكون هناك فقط حوالي تسعة آلاف نجم مرئية للعين المجردة ، إلا أن هناك العشرات من المرشحين بالعين المجردة للالنجوم المتفجرة القادمة داخل مجرتنا. من الصعب للغاية معرفة ذلك من خلال النظر إلى نجمة واحدة عن مرحلة الحياة فيها ، ومدى قربها من الذهاب إلى السوبرنوفا. على سبيل المثال ، قد تكون نجمة مثل Eta Carinae أو Betelgeuse قد انفجرت بالفعل وانتهت حياتها ... أو قد تستمر في الالتفاف لمئات الآلاف من السنين مع استمرارها في حرق الوقود. لا توجد إشارة كارثية "على وشك التفجير" ، وفي حالة إيتا كاريناي ، ربما أدت فورة حديثة (طرد جماعي كبير) في القرن التاسع عشر إلى تأجيل انفجار المستعرات الأعظمية في نهاية المطاف بفترات زمنية أطول مما حدث للبشر.

سديم homunculus المحيطة بالنجمة العملاقة Eta Carinae ، على بعد حوالي 7000 سنة ضوئية في درب التبانة. صورة الائتمان: ناثان سميث (جامعة كاليفورنيا ، بيركلي) ، وناسا.

في المتوسط ​​، لا يزال النجم المتجه إلى المستعر الأعظم في هذه المرحلة العملاقة غير المحددة من العمر بين مليون وعشرة ملايين عام ، عادةً. على الرغم من وجود العديد من النظريات حول ما يمكن أن نبحث عنه عندما يقترب النجم من المستعرات الأعظمية ، إلا أن الواقع هو أن آخر ما لاحظناه في مجرتنا قد حدث منذ أكثر من 400 عام ، إلا أن آخر ما تبقى من البقايا المكتشفة قد تجاوز عمره قرن من الزمان. ولا يُعرف الكثير عن النجم السلف الذي انفجر في مجرة ​​عبر الأقمار الصناعية خاصة بنا في عام 1987: أقرب سوبر نوفا يمكن رؤيته من قبل البشر أثناء عمله منذ عام 1604.

بقايا السوبرنوفا 1987a ، وتقع في سحابة ماجلاني الكبيرة على بعد حوالي 165000 سنة ضوئية. الصورة الائتمان: نويل كاربوني و ESA / ESO / ناسا فوتوشوب محرر FITS.

بالنظر إلى أن نجم مرشح السوبرنوفا النموذجي ، المرئي لأعيننا ، ربما يبعد 4000 سنة ضوئية في المتوسط ​​، ولدينا ربما 25 منهم في سماء الليل بأكملها ، هناك فقط حوالي 1 إلى 10 ٪ من فرصة واحدة من النجوم التي يمكننا رؤيتها لم تعد موجودة. هذه ليست احتمالات جيدة جدا.

ولكن ماذا عن الطريق الآخر؟ ماذا عن النجوم المشكلة حديثًا؟ بينما نحب أن نعتقد أن هناك لحظة سحرية حيث يبدأ شيء ما ببساطة في دمج البروتونات في جوهرها ويتحول "ليصبح" نجمًا ، إلا أن الحقيقة هي أن تكوين النجوم - ينتقل من نجم بروتو إلى نجمة حقيقية حسنة النية نجم التسلسل الرئيسي - يستغرق عشرات الملايين من السنين أن يحدث.

الوقت الذي يستغرقه النجم البروتستار - نجم التسلسل ما قبل الرئيسي - ليصبح ما نعترف به كنجم ، يعتمد بشكل كبير على كتلته. الصورة الائتمان: البروفيسور ديل غاري من معهد نيو جيرسي للتكنولوجيا.

بالعين المجردة ، لا يمكننا رؤية أي من هذه النجوم الأولية ، لأن المواقع التي تتشكل فيها داخل السدم: أماكن مثل سديم أوريون أو سديم النسر. تخضع هذه المجمعات السحابية الجزيئية العملاقة إلى الانهيار الجاذبي ، مما أدى إلى ظهور آلاف النجوم الجديدة التي تتشكل عبر ملايين أو عشرات الملايين من السنين. مع تبخر الغاز ، يتم في النهاية الكشف عن النجوم التي بداخلها ، والتي سيصبح الكثير منها في نهاية المطاف مرئيًا للعين البشرية غير المعينة.

منظر واسع لحقل سديم النسر ؛ يمكن رؤية

لكن أيا من هذه الأشياء تغمز في الوجود حيث يمكن رؤيتها بمجرد اكتمال تشكيل النجوم. الأقرب الذي يمكن أن نأمله هو المستعر الأعظم المتفجر الذي سيظهر أمام أعيننا المجردة حيث لم يكن هناك أي نجم مرئيًا من قبل. أفضل تقدير لدينا لذلك هو ... حسنًا ، هو ما رأيناه حتى الآن عبر تاريخ البشرية ، وهو حدث يحدث مرة واحدة كل بضعة قرون تقريبًا.

رسم توضيحي ل Tycho Brahe يشير إلى المستعر الأعظم لعام 1572. مصدر الصورة: Camille Flammarion، Astronomie Populaire (1880).

إذا كنا على استعداد لاستخدام مناظير ، فيمكننا أن نصل إلى حوالي 200000 نجم من 9000 نجم. إذا ذهبنا إلى تلسكوب صغير ثلاثي الأبعاد ، يرتفع هذا العدد مرة أخرى إلى ما يزيد قليلاً عن 5 ملايين نجم. وإذا ذهبنا إلى تلسكوب هواة مكثف يبلغ قطره 15 بوصة ، فيمكننا مشاهدة ما يقرب من 380 مليون نجم في مجرتنا الخاصة ، مما يزيد هذه الاحتمالات إلى حد كبير. ولكن حتى في المتوسط ​​، إذا نظرنا في كل النجوم التي يتراوح عددها بين 200 و 400 مليار نجم في مجرتنا ، وهي مسافة متوسطة ربما تصل إلى 40000 سنة ضوئية ، فربما لا يوجد سوى بضع مئات من الآلاف الذين لقوا حتفهم بالفعل - واحد في المليون - وهم تميل بشدة نحو أن تكون على الجانب الآخر من المجرة من حيث نحن.

وبعيدًا عن النجوم ، تكون أعيننا ضعيفة جدًا وينتقل الضوء بسرعة كبيرة حتى لا يكون أي منهم قد مات بالفعل أثناء مرور ضوءه. هذا ممكن ، لكن الاحتمالات ضدنا بقوة.

إرسال أسأل إيثان الأسئلة إلى startswithabang في جوجل دوت كوم!

ظهر هذا المنشور لأول مرة في فوربس ، ويتم إحضاره لك مجانًا من قبل مؤيدي باتريون. التعليق على منتدانا ، وشراء كتابنا الأول: ما وراء المجرة!