جدول المحتويات
يمكن تعريف النجوم النيوترونية بالإنجليزية (Neutronstar) بأنها بقايا نجمية وذلك لأنها عبارة عن نجوم صغيرة وكثيفة تشكلت بعد انهيار نجوم ضخمة في السماء حيث تتشكل النجوم النيوترونية عندما ينفذ وقود نجم ضخم
مما يؤدي إلى انهياره ،وذلك من خلال انهيار لب النجم أو المنطقة المركزية له،مما يؤدي إلى اندماج كل بروتون والكترون معا في نيوترون واحد ،وفي حال كانت كتلة لب النجم المنهار تتراوح بين كتلة الشمس و 3 أضعاف كتلتها ،فأن النيوترونات حديثة النشأة يمكنها ايقاف عملية الإنهيار هذه ،مشكلة نجما نيوترونيا.
اذا كان لب النجوم الضخمة المنهارة اكبر بثلاثة أضعاف من كتلة الشمس ، فأنها تتحول في نهاية المطاف إلى ثقوب سوداء ذات كتلة نجمية ،وليس إلى نجوم نيوترونية وتجدر الإشارة أن الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية هي نهايات محتملة للنجوم
اهم صفات وخصائص النجوم النيوترونية ؟
فيما يلي ذكر لأهم الصفات والخصائص التي تتمتع بها النجوم النيوترونية:
يكون حجم النجوم النيوترونية صغيرا جدا ،وخاصة عند مقارنته بحجم النجوم الضخمة التي نشأت عنها ،ويمكن تشبيه الأمر بجسم ضخم جدا كتلته مقاربة لكتلة الشمس ينهار مكونا جسما بحجم مدينة فقط .
تتراوح كتلة النجوم النيوترونية بين ١,١٨ و١,٩٧ مرة ضعف كتلة الشمس وحجمها صغير جدا وهذا ما يفسر جاذبيتها الهائلة
تكون كثافة النجوم النيوترونية كبيرة للغاية ،اي انها تكون ذات حجم صغير وكثافة هائلة ،لذلك فهي تكون ثقيلة للغاية ،حيث يمكن لجزء بحجم مكعب السكر الواحد من مادة النجم النيوترونية أن يزن حوالي ١ تريليون كيلو جرام على الأرض ،اي ما يعادل وزن جبل ضخم – على سبيل المثال وزن جبال الهملايا يقدر ب ١٦١ تريليون كغ تقريبا.
يبلغ طول قطر النجوم النيوترونية حوالي ٢٠ كيلو متر فقط إذا أنها تعد مجرد بقايا نجمية للنجوم الضخمة المنهارة.
تعد النجوم النيوترونية الاجسام الاكثر كثافة كما و تمتلك النجوم النيوترونية قوة جاذبية قوية للغاية وهي أكبر بكثير من جاذبية الأرض ،وهذا أمر مثير للأعجاب نظرا لصغر حجمها.
أين توجد النجوم النيوترونية
تنتشر النجوم النيوترونية في جميع أنحاء المجرة في الأماكن نفسها التي تتواجد فيها النجوم ،ويمكن العثور عليها بمفردها أو مع نجوم أخرى ،مثل النجوم العادية ، وتجدر الإشارة إلى أن العديد من النجوم النيوترونية الموجودة في الكون لا يمكن اكتشافها لأنها ببساطة لا تصدر إشعاعات كافية لذلك ولكن في ظل ظروف معينة ،يمكن ملاحظتها بسهولة مع التنويه إلى أن بعض النجوم النيوترونية تصدر أشعة سينية.
أنواع النجوم النيوترونية: يوجد نوعان رئيسيان معروفان للنجوم النيوترونية وهما:
النجوم النابضة:
النجوم النابضة بالإنجليزية (pulsars)
وهي نجوم نيوترونية دواره ،تتميز بأنها تصدر نبضات من الإشعاع على فترات منتظمة جدا تتراوح عادة بين ميلي ثانية إلى ثانية واحدة ،وهي تمتلك مجالات مغناطيسية قوية جدا لذلك فإن العديد من العلماء يشبهون النجوم النابضة بالمنارة أثناء الليل ، التي تطلق شعاعا من الضوء يندفع عبر السماء وعلى الرغم من أن الضوء يضيء باستمرار ،الا أن المراقب لا يرى الشعاع إلا عندما يشير مباشرة باتجاهه وهذا ينطبق تماما على النجوم النابضة.
النجوم المغناطيسية
النجوم المغناطيسية بالإنجليزية Magnetars
هي النوع الآخر من النجوم النيوترونية وهي نجوم تمتلك مجالاً مغناطيسيا اقوى ب ١٠٠٠ مرة من قوة المجال المغناطيسي الذي تمتلكه النجوم النيوترونية الأخرى والذي يكون أكبر بتريلونات المرات من المجال المغناطيسي للأرض.
كيف تتشكل النجوم النيوترونية
تعيش النجوم طوال حياتها محافظة على توازن دقيق للغاية بين الجاذبية التي تضغط للداخل وبين الطاقة الناتجة عن الاندماج النووي في قلب النجم والتي تندفع إلى الخارج وهذا الاحتراق الاندماجي هو العملية التي تتألق خلالها النجوم .
تحاول الجاذبية سحب كتلة ملايين المليارات من تريليونات أطنان البلازما إلى الداخل ،فتضغط المواد بقوة هائلة لدرجة تنصهر معها النوى ،فينتج الهيدروجين ليتحول إلى هيليوم ، وهذا بدوره يطلق طاقه تندفع للخارج محاولة الهرب بعكس الجاذبية
وطالما أن هذا التوازن موجود ،فإن النجوم مستقرة إلى حد ما . وفي انفجار سوبر نوفا ، في النجوم التي تبلغ كتلتها أضعاف كتلة شمسنا ، حينما ينفذ الهيدروجين ينقلب الميزان وتفوز الجاذبية التي تضغط على النجم بقوة أشد من ذي قبل وتتضاعف سرعة اختراق النوى ودرجة حرارتها
تتضخم فيه الطبقات الخارجية للنجم مئات المرات وتنصهر لتشكل عناصر اثقل بكثير ،فيحترق الكربون ليتحول إلى النيون ، ويتحول النيون إلى اوكسجين ،والاوكسجين إلى سيليكون ، والسيلكون إلى حديد وهنا يموت النجم.
والحديد هو رماد نووي ليس لديه طاقه ليطلقها ولا يمكن صهره لتشكيل عناصر اخرى، وهنا يتوقف الانصهار فجأة وينتهي التوازن ،ومن دون ضغط للخارج الناتج عن الانصهار تنسحق النواة تحت الثقل الهائل للنجم فوقها.
ما سبب تسميته بالنجم النيوتروني
ما يحدث بعد ذلك يخيف لحد كبير فضغط النجم المنهار هائل جدا لدرجة أن الالكترونات والبروتونات تندمج متحولة إلى نيوترونات ،وهكذا يحصل النجم النيوتروني على اسمه من تركيبته ،وهنا أيضاً تنضغط كرة حديدية بحجم الارض لتصبح كرة قوامها مادة نووية بحته بحجم مدينة
ولكن الإنهيار لا يقتصر فقط على النواة فالنجم ينهار بأكمله ، حيث تسحب الجاذبية الطبقات الخارجية باتجاه الداخل بسرعه تعادل ربع سرعة الضوء ويرتد هذا الإنهيار عن النواة الحديدية فتنتج عنه صدمة تنفجر باتجاه الخارج وتقذف ما تبقى من النجم في الفضاء.
وهذا ما يطلق عليه انفجار سوبر نوفا والذي يطغى بريقه على بريق مجرات بأكملها.
وما تبقى من النجم الآن هو نجم نيوتروني وتبلغ كتلته حوالي مليون مرة كتلة الأرض لكنه مضغوط ليصبح جسما بعرض حوالي ٢٥كيلومترا وهو كثيف لدرجة أن جميع البشر الذين يعيشون على الأرض يمكن وضعهم في سنتيمترات واحدة من مادة النجم النيوتروني .
نجم نيوتروني ام ثقب اسود
إذا كان لب النجم بعد مرحلة السوبر نوفا المستعر الأعظم كتلة كبيرة وكافيه ،سيستمر الإنهيار التثاقلي فيشكل ثقب اسود بدلا من نجم نيوتروني وفقا لعلماء الفيزياء الفلكية فأن الخط الفاصل فيما يتعلق بالكتلة بين النجوم النيوترونية والثقوب السوداء هو أن الكتلة القصوى النظرية لنجم نيوتروني تحدث بين حوالي كتلتين شمسيتين في حين أن الحد الأدنى النظري لكتلة الثقب الاسود هو خمس كتل شمسيه.
إن النجم النيوتروني متطرف بشكل لا يمكن تصوره فجاذبيته هي الأقوى في الكون باستثناء جاذبيه الثقوب السوداء وينحني الضوء حوله وهذا يعني أنه يمكنك رؤية الجزء الامامي واجزاء من الخلف .
تصل درجة الحرارة على سطحه إلى مليون درجة مئوية مقارنة بستة الالف درجة مئوية لشمسنا المتواضعة .
وداخل النجم النيوتروني وعلى الرغم من أن هذه النوى الذرية العملاقة هي نجوم ، فأنها تشبه الكواكب في نواح كثيرة لوجود طبقة قشرة صلبة فوق النواة السائلة.
عند عمق اكبر داخل النجم النيوتروني تضغط الجاذبية على النواة بشكل أقوى فتقل البروتونات حيث تندمج معظمها إلى نيوترونات حتى تصل إلى قاعدة القشرة هنا يتم ضغط الأنوية معا بشدة لدرجة أنها تبدأ في التلامس فيعاد ترتيب البروتونات والنيوترونات لتصنع أسطوانات طويلة والواحا
نوى هائلة بها ملايين البروتونات والنيوترونات على شكل معكرونة ولزانيا والتي يطلق عليها اسم المعكرونة النووية ٫ كثيفة لدرجة أنها قد تكون اقوى مادة في الكون غير قابلة للكسر من الأساس.
ولا يولد النجم النيوتروني اي ضوء أو حرارة خاصه به بعد تكوينه ،وعلى مدى ملايين السنين ستبرد حرارته الكافية تدريجياً من ١ مليون درجة فهرنهايت ،لتنتهي في النهاية حياتها كبقايا باردة وميتة لنجم كان مجيدا في يوم من الايام.
افضل انواع النجوم النيوترونية على الإطلاق هي النجوم النيوترونية التي يمكن أن تصطدم وتقتل بعضها في انفجار كيلو نوفا الذي تسبب في خروج الكثير من محتوياتها
يعتقد أيضاً أن تصادمات النجوم النيوترونية العنيفة التي لا يمكن تصورها والتي تم اكتشاف إحداها في عام ٢٠١٧ بواسطة مراصد موجات الجاذبية ليجو (Ligo ) والمسمى جي دبليو 170817(Gw170817) هي المكان الذي يتم فيه تكوين العناصر الثقيلة مثل الذهب والبلاتين ،حيث لا يعتقد أن المستعرات الأعظمية العادية تولد الضغوط ودرجات الحرارة المطلوبة لذلك.
ولخلق هذه العناصر ليس على النجوم أن تموت مرة واحدة ولكن عليها أن تموت مرتين.
ويقدر العلماء وجود أكثر من مئة مليون نجم نيوتروني في مجرتنا درب التبانة مع أن الكثير منها سيكون قديما وبارداً وبالتالي صعب اكتشافه.
تابع القراءة: الفرق بين اليورانيوم ٢٣٥ واليورانيوم ٢٣٨