كيف يرتبط لون النجم بدرجه حرارته، النجوم هي تلك الأشياء الموجودة في الفضاء والتي تزين السماء في فترة ما بعد الظهيرة والتي يضيء منها الكون أثناء النهار، لأنها أشياء ذات خصائص وأشكال وأحجام مختلفة وبالطبع أيضًا بألوان مختلفة. الأزرق والأصفر والبرتقالي والأحمر في هذا المقال.
- الإجابة الصحيحة على هذا السؤال هي أنه مع انخفاض درجة حرارة النجم، يتغير لونه من البنفسجي إلى الأحمر.
- من خلال الطيف المرئي وهو الشعاع الذي نراه من النجم في السماء سواء في الليل أو في الصباح.
- هذا الطيف عبارة عن طاقة كهرومغناطيسية يسيطر عليها اللون الأزرق عندما يكون في حالة حرارة شديدة.
- لأنه في هذه الحالة يوجد الكثير من الأشعة فوق البنفسجية، مما يعطيها اللون الأزرق.
- النجوم الباردة غير شديدة الحرارة تفقد الكثير من أشعةها البنفسجية وتستبدلها بموجات حمراء.
- ثم يبدأ في التباين في اللون من الأصفر ثم البرتقالي إلى الأحمر وهو أقل حارة.
- وبالتالي، النظرية التي تشرح ألوان النجوم المختلفة وفقًا لبعدها عن الزاوية التي تراها بها.
- وعندما تكون قريبة أو بعيدة، فهذه نظرية غير صحيحة لأن النجوم تختلف في اللون بناءً على درجة حرارتها.
- لذلك، فإن الإجابة التفصيلية على السؤال المتعلق بكيفية ارتباط لون النجم بدرجة حرارته تتضح من القياسات الحرارية للنجوم.
- عندما تصل النجوم إلى أقصى درجة حرارة تتجاوز 40 ألف كلفن، فإنها تكون نجومًا زرقاء.
- وعندما تصل إلى أدنى درجة حرارة وهي 2000 كلفن، فهي حمراء، وعندما تنظر إلى الشمس تجد أنها برتقالية.
- لأن درجة حرارة الشمس تصل إلى 6000 كلفن فقط، وبالتالي فإن طول موجة الشمس أصفر يميل إلى اللون الأخضر.
- لكننا لا نرى الأشعة الخضراء والزرقاء القادمة من الشمس لأنها تلتقي بجزيئات النيتروجين على سطح الأرض.
- يعمل على تشتيت أشعة الموجة القصيرة التي تحتوي على كميات أكبر من الحرارة.
كيفية تحديد ألوان النجوم من الحرارة.
- بمعنى آخر، كيف يرتبط لون النجم بدرجة حرارته؟ في هذه المرحلة، يحدد العلماء الأشعة المنبعثة من النجوم.
- من خلال عملية قياسية معقدة حيث يقيسون السطوع الظاهر للنجم بواسطة المرشحات.
- الذي ينقل الضوء في مساحة ضيقة جدًا وبالتالي ينكسر الضوء داخل الفراغ ويبدأ في إظهار اللون الذي يتكون منه.
- وبالتالي، هناك ثلاثة أنواع من المرشحات يستخدمها العلماء لتحديد لون الأشعة.
- يوجد مرشح الأشعة فوق البنفسجية، والمرشح الأصفر المرئي، والمرشح الأزرق، وكل من المرشحات الثلاثة تعمل.
- بأطوال موجية تبلغ حوالي 360 نانومتر من الأشعة فوق البنفسجية.
- 420 نانومتر للأشعة الزرقاء و 540 نانومتر للأشعة الصفراء المرئية.
- بالنسبة للنجوم التي تتجاوز درجة حرارتها 10000 كلفن، فإن تقدير درجة حرارة سطحها هو صفر.
- أي أن الإنسان لا يستطيع أن يرى أو يشعر بأشعةها، وهذا وفق اتفاقية دولية بين علماء الفلك حول العالم.
- تمت ترجمة بقية الأشعة باستخدام مؤشر لوني قياسي، مما يشير إلى أن النجوم الزرقاء لها درجة حرارة 0.4.
- بينما تبلغ درجة حرارة النجوم الصفراء 2.0، فإن النجوم الحمراء التي تقل درجة حرارتها عن 2000 كلفن تصل إلى 0.65.
- هذه المؤشرات، بينما تشير في النهاية إلى درجة حرارة معينة، تجعل عملية القياس أكثر دقة وموثوقية.
كيف يرتبط لون النجم بدرجة حرارته وأهمية تحديد لون النجوم؟
- نظرًا لأن لون النجم هو مؤشر لدرجة حرارته، فكلما انخفضت درجة الحرارة، زاد احمرار النجم، وكلما ارتفعت درجة الحرارة، أصبح النجم أكثر زرقة.
- كان تحديد لون النجوم ذا أهمية كبرى واكتشافات علمية أخرى وكان ذلك عام 1814.
- عندما لاحظ الفيزيائي الألماني جوزيف فراونهوفر عملية تحليل ضوء الشمس واستخراج ألوانه.
- ولأن هناك أطيافًا أخرى موجودة في الأشعة غير التقليدية، فقد وجد خطوطًا دقيقة ذات لون أغمق من باقي الأشعة.
- ثم حدد العلماء في إنجلترا بعضًا من هذه الخيوط وحتى قاموا بتحليل تلك الخطوط ليجدوا أن النجوم تحتوي عليها.
- العناصر الكيميائية التي تتوافق مع العناصر الكيميائية الموجودة على كوكب الأرض، أي النجوم في الفضاء.
- يتكون من بعض العناصر التي تتكون منها الأرض وبالتالي قد يحتوي أيضًا على بعض خصائص الأرض.
- لذلك، تعتبر عملية التحليل الطيفي النجمي اليوم واحدة من العمليات القياسية لعلم الفلك واستكشاف الفضاء.
- أدت هذه العملية إلى اكتشاف أن النجوم تحتوي على عناصر هيدروجين كبيرة جدًا، تمامًا مثل كوكب الأرض.
- لكن الهيدروجين لا يُرى في أشعة النجوم ذات درجات الحرارة المرتفعة، فهو موجود فقط في التكوين الأساسي للأشعة، لكنه غير مرئي.
- لأنه في حالة ارتفاع درجة حرارة الهيدروجين، لا يمكن إنتاج خطوط الامتصاص وبالتالي تفقد جزءًا من خصائصها.
- في المقابل، توفر النجوم ذات درجات الحرارة الباردة البيئة المناسبة للهيدروجين لتغيير مستويات الطاقة وإنتاج خطوط امتصاص.
- وفوقه، يمتص النيتروجين الفوتونات التي تشكل الإلكترونات التي تعطي الهيدروجين لونه وتجعله مرئيًا.
- نستنتج مما سبق عندما نسأل كيف يرتبط لون النجم بدرجة حرارته باستخدام تلسكوب نموذجي.
- عندما تمر النجوم فائقة السطوع، تصبح خطوط النيتروجين غير مرئية.
- وعندما يكون الجو باردًا حقًا، تظهر خطوط الهيدروجين في درجة برودة الجو.
خطوط الهيدروجين المرئية وغير المرئية
- يرتبط لون النجم بدرجة حرارته، مما يؤثر على دوره في الهيدروجين داخل أشعة النجم.
- يظهر الهيدروجين في خطوط تسمى خطوط بلامر، والتي يمكن رؤيتها في درجات حرارة منخفضة.
- أظهرت الدراسات والتجارب العلمية أن درجة الحرارة المثالية لإنتاج خط بلومر واضح ومرئي هي 10000 كلفن.
- كلما انخفضت درجة الحرارة، زاد إنتاج خط بلامر، لكنه ليس واضحًا تمامًا.
- لذلك، فإن درجة حرارة 10000 كلفن تحفز ذرات الهيدروجين إلى أعلى مستوى وتنقلها إلى أعلى مستويات الطاقة.
- تمتص جزيئات الهيدروجين فوتونات أكثر من المعتاد حتى تصل إلى نقطة الإثارة.
- ينتج خط امتصاص غامق وينتج كل عنصر كيميائي عنصرًا كيميائيًا مشابهًا.
- حتى يتم الوصول إلى مرحلة التأين الممكنة، يتم إنتاج درجة حرارة متباينة تعمل على الإنتاج الأمثل لخطوط الامتصاص.
- والذي يظهر بدوره في الطيف المرئي لأشعة النجوم التي نراها تسقط على سطح الأرض.