كيف ومتى تنفجر الشمس؟

بالعربي/وفقًا لمغني وكاتب أغاني فريق البيتلز جورج هاريسون ، يجب أن تمر كل الأشياء ، ووفقًا لعقود من النماذج الرياضية والفلكية ، فإن هذه الأشياء تشمل الشمس. 

إذن ، متى يتوقع أن تحترق الشمس؟

على الرغم من أن الموت النهائي لكتلتنا الشمسية متوسطة الحجم هو تريليونات السنين في المستقبل ، فإن “حياة” الشمس في مرحلتها الحالية ، والمعروفة باسم “التسلسل الرئيسي” – حيث يسمح الاندماج النووي للهيدروجين لها بإشعاع الطاقة و يوفر ضغطًا كافيًا لمنع النجم من الانهيار تحت كتلته – سينتهي حوالي 5 مليارات سنة من الآن. 

قالت باولا تيستا ، عالمة الفيزياء الفلكية في مركز الفيزياء الفلكية ، وهو تعاون بين مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية ومرصد كلية هارفارد: “يبلغ عمر الشمس أقل بقليل من 5 مليارات سنة”. “إنه نوع من نجوم منتصف العمر ، بمعنى أن حياته ستكون في حدود 10 مليارات سنة أو نحو ذلك.”

بعد أن تحترق الشمس معظم الهيدروجين الموجود في نواتها ، ستنتقل إلى مرحلتها التالية كعملاق أحمر. في هذه المرحلة تقريبًا 5 مليارات سنة في المستقبل ، ستتوقف الشمس عن توليد الحرارة عبر الاندماج النووي ، وسيصبح قلبها غير مستقر وينكمش ، وفقًا لوكالة ناسا . وفي الوقت نفسه ، فإن الجزء الخارجي من الشمس ، والذي سيظل يحتوي على الهيدروجين ، سوف يتمدد ، وسيتوهج باللون الأحمر عندما يبرد. سوف يبتلع هذا التوسع تدريجياً الكواكب المجاورة للشمس ، عطارد والزهرة ، ويزيد من سرعة الرياح الشمسية للشمس لدرجة أنها تقضي على المجال المغناطيسي للأرض وتجرد من غلافها الجوي. 

بالطبع ، سيكون هذا بالتأكيد خبرًا سيئًا لأي حياة متبقية على كوكبنا بحلول تلك المرحلة – بافتراض أن أيًا منها قد نجا من زيادة سطوع الشمس بنسبة 10 ٪ والتي من المتوقع أن تبخر محيطات الأرض في 1 مليار إلى 1.5 مليار سنة ، وفقًا لـ دراسة عام 2014 نشرت في رسائل البحوث الجيوفيزيائية . في غضون بضعة ملايين من السنين من هذا التوسع الأولي ، من المحتمل أن تستهلك الشمس أيضًا البقايا الصخرية للأرض ، وفقًا لدراسة أجريت عام 2008 نُشرت في الإخطارات الشهرية للجمعية الملكية الفلكية .

فإن الشمس ثم يبدأ التفجير و الهليوم خلفها من انصهار الهيدروجين إلى الكربون و الأكسجين ، وقبل النهاية تنهار وصولا الى جوهرها، تاركا وراءه سديم كوكبي رائع – قذيفة متوهجة من الملفات الساخنة، بقايا بلازما – في الطبقات الخارجية الأخرى، حيث ينكمش ل جثة نجمية كثيفة بشكل لا يصدق ، وسخونة بشكل ملحوظ ، بحجم الأرض تُعرف بالقزم الأبيض. قال تيستا إن السديم سيكون مرئيًا لحوالي 10000 عام فقط – غمضة عين في الزمن الكوني. من هناك ، ما تبقى من الشمس سيقضي تريليونات السنين في التهدئة قبل أن يصبح في النهاية جسمًا لا ينبعث منه.

للوصول إلى هذا الجدول الزمني لكل من الشمس وجميع النجوم من كتلتها النسبية ، احتاج العلماء إلى معرفة كيفية إصدارها للطاقة ، وهو أمر كان صعبًا قبل أن يؤخذ الاندماج النووي في الكتل الشمسية في الاعتبار.

“هناك الكثير من العلم هو جديد نسبيا، كما هو الحال في القرن الماضي، وذلك لأن جزءا لا يتجزأ من فهم كيفية عمل نجم يأتي من فهم التفاعلات النووية و الانصهار “، وقال تيستا، الذي يبحث في آليات التدفئة وعمليات الأشعة السينية الانبعاثات ، مثل التوهجات الشمسية ، في الطبقات الخارجية من الغلاف الجوي للشمس. “قبل الثلاثينيات من القرن الماضي ، كانت إحدى الأفكار الرئيسية لكيفية عمل النجوم أن الطاقة تأتي فقط من طاقة الجاذبية.”

بمجرد أن يكون لدى علماء الفلك والفيزياء الفلكية فهم أفضل للاندماج ، تمكنوا من التوصل إلى نماذج أكثر اكتمالاً ، إلى جانب بيانات الانبعاث المرصودة من عدة نجوم ، من أجل حياة النجوم.

قال تيستا لـ Live Science: “من خلال جمع الكثير من المعلومات المختلفة من العديد من النجوم المختلفة ، يمكن لعلماء الفلك وعلماء الفيزياء الفلكية بناء نموذج لكيفية تطور النجوم”. “هذا يعطينا تخمينًا دقيقًا إلى حد ما عن عمر الشمس.”

هذا العمر – حوالي 4.6 مليار إلى 4.7 مليار سنة – يتم تأكيده أيضًا من خلال التأريخ الإشعاعي لأقدم النيازك المعروفة ، والتي تشكلت من نفس السديم الشمسي ، وهو قرص دوار من الغاز والغبار ، أدى إلى ظهور الشمس والأجسام الكوكبية في النظام الشمسي.

بفضل هذه الأدوات ، يتمتع العلماء بفهم جيد للوقت الذي سيحترق فيه ضوء الشمس ويتلاشى في النهاية.

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com