جدول المحتويات
السؤال: ما هو الجرم الذي يتكون عندما تنخفض درجة حرارة ولمعان القزم الأبيض على مدى مليارات السنين ليتحول إلى رماد داكن من الكربون؟
الإجابة: القزم الأسود هو الجرم الذي ينشأ بعد أن يفقد القزم الأبيض حرارته وبريقه تدريجياً على مدى عدة مليارات من السنين، ليصبح في النهاية كتلة رماد شبيهة برماد الكربون.
شرح إجابة سؤال “على مدى عدة مليارات من السنين تنخفض درجة حرارة و لمعان القزم الأبيض و يتحول الى رماد داكن من الكربون”
إن رحلة النجوم في هذا الكون الفسيح تشبه إلى حد بعيد قصص الكائنات الحية؛ لها ميلاد، وشباب، ثم شيخوخة ومصير محتوم. ولفهم ماهية القزم الأسود، علينا أولاً أن نعود بالزمن إلى الوراء، لنشهد المراحل الأخيرة من حياة نجم متوسط الكتلة، شبيه بشمسنا.
من نجم لامع إلى قزم أبيض
تبدأ حكاية معظم النجوم، بما في ذلك شمسنا، في مرحلة استقرار طويلة تعرف علميًا باسم النسق الأساسي. في هذه المرحلة، يكون قلب النجم بمثابة مفاعل نووي عملاق، يقوم فيه بعملية الانصهار النووي التي تحول الهيدروجين إلى هيليوم، مُطلقةً طاقة هائلة تمنح النجم ضوءه وحرارته.
لكن هذا الوقود ليس أبديا، فعندما يبدأ الهيدروجين في قلب النجم بالنفاد بعد مليارات السنين، يختل التوازن الدقيق بين قوى الجاذبية الضاغطة للداخل والطاقة النووية الدافعة للخارج. وحينها، تتغلب الجاذبية، فينهار قلب النجم على نفسه وترتفع حرارته بشكل هائل، مما يؤدي إلى تمدد طبقاته الخارجية ليتحول إلى عملاق أحمر.
إقرأ أيضا:يبعد النجم سيروس عن الأرض بمقدار 8,6 سنوات ضوئية استعمل الصيغة العلمية لكتابة هذه المسافة بالميلوفي نهاية هذه المرحلة، يقذف النجم بغلافه الخارجي إلى الفضاء، مكونًا مشهدًا بديعًا يُعرف باسم السديم الكوكبي، والذي يثري بدوره الوسط بين النجمي بعناصر جديدة. وما يتبقى بعد كل هذا هو قلب النجم الكثيف والمتوهج: القزم الأبيض.
رحلة التبريد البطيئة على مدى مليارات السنين
إن القزم الأبيض ليس نجما بالمعنى الحرفي، فهو لا ينتج طاقة جديدة، بل هو أشبه بجمرة كونية فائقة الكثافة تحتفظ بالحرارة الهائلة المتبقية من حياته السابقة. فكثافته مذهلة لدرجة أن ملعقة شاي من مادته تزن عدة أطنان، وهذه الحالة الفريدة تعرف باسم المادة المتحللة، حيث تمنع قوانين الثقالة الكمومية الإلكترونات من الانهيار الكامل. وبما أنه لا يملك مصدر طاقة داخلي، فإن مصيره الوحيد هو أن يبرد ببطء شديد.
فعلى مدى عدة مليارات من السنين، تنخفض درجة حرارة ولمعان القزم الأبيض، حيث يفقد طاقته الحرارية تدريجيًا على هيئة إشعاع كهرومغناطيسي باهت في ظلام الفضاء. إنها عملية طويلة جدًا وأبطأ بكثير من العمر الحالي للكون.
رماد الكربون الداكن والمصير النهائي
وهنا نصل إلى الفصل الأخير والمصير المحتوم. عندما يستمر القزم الأبيض في فقدان حرارته على مر العصور الكونية السحيقة، يتحول إلى رماد داكن من الكربون والأكسجين. وعندما تبرد هذه البقايا النجمية إلى درجة تقترب من الصفر المطلق، بحيث لا تعود قادرة على إصدار أي ضوء أو حرارة يمكن رصدها، فإنها تصل إلى حالتها النظرية النهائية: القزم الأسود.
إقرأ أيضا:الكبسولة البلاستولية هي أول مجموعة من الخلايا تدخل الرحم لتنغرس فيه. صواب خطأهذا الجرم هو كتلة مظلمة وباردة وكثيفة، تسبح في الفضاء كشاهد صامت على مجد نجم كان يضيء السماء يومًا ما. من المهم التمييز بينه وبين الثقب الأسود، فالقزم الأسود لا يملك جاذبية كافية لاحتجاز الضوء، بل هو مجرد بقايا نجمية متجمدة.
لماذا لم نرَ قزمًا أسودًا حتى الآن؟
على الرغم من أن القزم الأسود هو النهاية المنطقية لدورة حياة النجوم متوسطة الكتلة، إلا أنه يظل مفهومًا نظريًا بحتًا في علم الفلك حتى يومنا هذا. السبب في ذلك بسيط ومنطقي: الزمن. فالوقت اللازم لتحول قزم أبيض إلى قزم أسود يقدر بتريليونات السنين، وهو زمن أطول بكثير من عمر الكون الحالي المقدر بحوالي 13.8 مليار سنة.
هذا يعني أنه لم يتسنَّ لأي قزم أبيض في كوننا، منذ نشأته، أن يبرد بشكل كامل ليصل إلى هذه المرحلة النهائية. إن هذا السعي لفهم أعمق أسرار الكون هو ما يدفع العلماء والباحثين في كل مكان، بما في ذلك في وطننا الغالي المملكة العربية السعودية، إلى توجيه التلسكوبات نحو السماء، فكل اكتشاف جديد يفتح آفاقًا واسعة للمعرفة والتقدم.
إقرأ أيضا:جمعت دار نشر أكثر من 5500 ريال من بيع كتاب جديد ثمن النسخة الواحدة 15 ريالا. عرف متغيرا واكتب متباينة تمثل عدد الكتب المبيعة ثم حلها وفسر الحلخاتمة
في الختام نوكد أن القزم الأسود هي إجابة سؤال “على مدى عدة مليارات من السنين تنخفض درجة حرارة و لمعان القزم الأبيض و يتحول الى رماد داكن من الكربون”. لكن من المهم جدًا أن ندرك أن الأقزام السوداء لا تزال مفهومًا نظريًا بحتًا في علم الفلك. فالزمن اللازم لتحول قزم أبيض إلى قزم أسود يقدر بتريليونات السنين، وهو زمن أطول بكثير من عمر الكون الحالي. لذلك، يعتقد العلماء أنه لم يتشكل أي قزم أسود في الكون حتى الآن.