كيف يرتبط لون النجم بدرجة حرارته

كيف يرتبط لون النجم بدرجة حرارته؟

النجوم هي كائنات موجودة في الفضاء وهي تختلف في الحجم والشكل واللون ، الأمر الذي أثار العديد من التساؤلات في أذهان العلماء المتمثلة في العلاقة بين لون النجم ودرجة حرارته ، وقد بحثوا عن السبب. لوجود كل هذه الفروق وهي كالآتي:

إذا ارتفعت درجة الحرارة ، يتغير لون النجم بين الأزرق والبنفسجي ، ومع انخفاض درجة الحرارة ، يتغير لونه بين الأحمر والبرتقالي ، وتتراوح النجوم ذات درجة الحرارة المتوسطة ، مثل الشمس ، بين الأصفر والأبيض.
يمكن تحديد درجة حرارة النجم من خلال الطيف المرئي (وهو شعاع نجم يراه الناس من السماء في الصباح أو المساء) لأن الطيف هو طاقة كهرومغناطيسية يسيطر عليها اللون الأزرق عندما تكون درجة حرارته أعلى. .
ويرجع ذلك إلى وجود الأشعة فوق البنفسجية بنسبة كبيرة.
تفقد النجوم ذات درجة الحرارة المنخفضة ، أو النجوم الباردة كما يطلق عليها ، الكثير من الأشعة فوق البنفسجية ويتم استبدالها بأشعة تحت الحمراء ، لذلك يبدأ اللون بالتغير بين الأصفر والبرتقالي حتى يصل إلى اللون الأحمر ، وهو أدنى درجة حرارة ممكنة للنجوم.

تعرف على المزيد حول العلاقة بين لون النجم ودرجة الحرارة

لاستكمال إجابة السؤال عن كيفية ارتباط لون النجم بدرجة حرارته ، إليك بعض المعلومات الإضافية التي تثبت صحة السبب واستخدامه في إثبات خطأ نظرية أخرى ، وهذه المعلومة على النحو التالي:

هناك نظرية تنص على أن الاختلاف في لون النجم يرجع إلى المسافة أو قرب الزاوية التي لوحظ منها ، وبناءً على ما ذكرناه فإن هذه النظرية خاطئة وغير صالحة.
عندما يصل النجم إلى أعلى درجة حرارة ممكنة وهي 40 ألف كلفن ، فهو نجم أزرق.
إذا وصل النجم إلى أقل درجة حرارة ممكنة وهي 2000 كلفن ، فهو نجم أحمر.
اللون البرتقالي للشمس يرجع إلى أن درجة حرارته تبلغ 6000 كلفن فقط ، ومع ذلك فإن الطول الموجي للشمس من الأصفر إلى الأخضر.
لكن الناس لا يرون الأشعة الخضراء أو الزرقاء التي تخرج من الشمس ، لأنهم يواجهون غاز النيتروجين على سطح الكرة الأرضية ، والذي بدوره ينثر موجات الأشعة القصيرة التي تحتوي على مزيد من الحرارة.

كيفية تحديد ألوان النجوم من الحرارة

من خلال معرفة درجة حرارة النجم ، يمكن تحديد لونه وتحديد العلاقة بين درجة حرارة ولون النجم ، ويعرفه العلماء من خلال ما يلي:

باستخدام عملية قياس معقدة ، يتم قياس السطوع الظاهر للنجم باستخدام المرشحات.
من خلال المرشحات ، يمر الضوء عبر مساحة ضيقة ، مما يتسبب في انكسار الضوء وبالتالي الكشف عن اللون الذي يتكون منه.
هناك ثلاثة أنواع من المرشحات يستخدمها العلماء لمعرفة لون الأشعة.
يوجد مرشح بنفسجي ، مرشح أصفر مرئي وفلتر أزرق.
تعمل المرشحات بطول موجة يبلغ 360 نانومتر للأشعة فوق البنفسجية ، و 420 نانومتر للأشعة الزرقاء و 540 نانومتر للأشعة الصفراء المرئية.
النجوم التي تتجاوز درجة حرارتها 10000 كلفن لها درجة حرارة سطحية صفرية ، مما يعني أن الإنسان لن يكون قادرًا على رؤية أو الشعور بأشعةها ، وهذا ما يتفق عليه علماء الفلك حول العالم.
أما بالنسبة لبقية الأشعة ، فقد تمت ترجمتها بواسطة المؤشر اللوني القياسي ، لذا فإن النجوم الزرقاء لها درجة حرارة 4.
النجوم الصفراء لها درجة حرارة 0 والنجوم الحمراء ، التي تقل عن 2000 كلفن ، لها درجة حرارة 0.65.
على الرغم من أن هذه المؤشرات تتعلق بدرجة الحرارة ، إلا أنها تساعد في ضمان دقة عملية القياس وموثوقية نتائجها.

اهمية تحديد لون النجوم

ساعد تحديد لون النجم العلماء على اكتشاف أشياء كثيرة ، فقد تبين أن الارتباط بين لون النجم ودرجة حرارته قد حقق العديد من الأشياء المفيدة ، وتكمن الأهمية في ما يلي:

في عام 1814 ، لاحظ الفيزيائي الألماني جوزيف فراونهوفر ، أثناء تحليله لأشعة الشمس واستخراج ألوانها منها ، وجود مجموعة من الأطياف في الأشعة تختلف عن الأطياف المعروفة ، حيث وجد خطوطًا رفيعة أغمق من الألوان الأخرى للأشعة. .
بمرور الوقت ، حددت مجموعة من العلماء الإنجليز عددًا من هذه الخيوط ، واكتشفوا في النهاية أن النجوم تحتوي على بعض العناصر الكيميائية التي تشبه العناصر الأخرى الموجودة على سطح الكوكب.
هذا يعني أن النجوم في الكون مكونة من نفس مجموعة العناصر التي تتكون منها الأرض ، وهذا يعطي الكوكب مزايا.
هذا هو السبب في أن التحليلات الطيفية النجمية هي إحدى العمليات القياسية لعلم الفلك والمعرفة الفضائية ، حيث أدت هذه العملية إلى اكتشاف النجوم التي تحتوي على كميات كبيرة من الهيدروجين فيها ، مثل كوكب الأرض.

الهيدروجين في أطياف النجوم

لإكمال الإجابة على السؤال المتعلق بكيفية ارتباط لون النجم بدرجة حرارته ، رأى العلماء أكثر من حالة واحدة من غاز الهيدروجين في طيف النجم ، وهذه الحالات هي:

لا يمكن رؤية الهيدروجين في إشعاع النجوم عالية الحرارة لأنه موجود فقط أثناء توليد الإشعاع ، لكن لا يمكن رؤيته أو استنتاجه.
لا يستطيع الهيدروجين إنتاج خطوط امتصاص في درجات حرارة عالية مما يؤدي إلى فقدان بعض خصائصه.
على عكس النجوم التي تكون درجة حرارتها منخفضة ، فهي مكان مناسب للهيدروجين للتنقل بين مستويات الطاقة وإنشاء خطوط امتصاص خاصة به.
يمتص النيتروجين الفوتونات التي تشكلها الإلكترونات ، والتي تعطي الغاز لونه المرئي وخصائصه.
من خلال الهيدروجين ، عندما يسأل عن كيفية ارتباط لون النجم بدرجة حرارته ، يستنتج أنه باستخدام تلسكوب نموذجي ، كلما مر طيف نجم ساخن ، لا تكون خطوط النيتروجين مرئية ، وعندما يكون الجو باردًا ، يمكن لخطوط الغاز يمكن رؤيته ، لكن درجة السطوع تختلف باختلاف درجات البرودة.

خطوط الهيدروجين المرئية وغير المرئية

توجد علاقة بين الهيدروجين ودرجة حرارة النجوم تظهر كالتالي:

اتفقنا على أن لون النجم مرتبط بدرجة حرارته ، وهذا بدوره يؤثر على غاز الهيدروجين الموجود في الإشعاع المنبعث من أي نجم.
اكتشف علماء الفلك أن الهيدروجين يظهر في خيوط تعرف باسم خيوط بلامر ، لكنه لا يظهر بوضوح ، لذا فإن درجة الحرارة التي تصل إلى 10000 كلفن تحفز بشدة ذرات الغاز وتنقلها إلى مستويات طاقة أعلى.
تمتص ذرات الهيدروجين أكبر عدد ممكن من الفوتونات حتى تصل إلى مستوى يُعرف بمستوى الإثارة.
ينتج خط امتصاص غامق ، وكل عنصر كيميائي موجود ينتج عنصرًا آخر مثله حتى يتم الوصول إلى مرحلة تعرف بمرحلة التأين المحتملة ، والتي تنتج درجة حرارة مناسبة لإنتاج ألياف ماصة.
هذا يجعله يظهر في الطيف المرئي للأشعة المنبعثة من النجوم والتي يمكن للبشر رؤيتها عند اصطدامها بسطح الأرض.

كيف يرتبط لون النجم بدرجة حرارته هو سؤال فيزيائي بحت يتطلب الكثير من المعلومات المادية الدقيقة والمثيرة للإجابة عليه ، وهو ما سيفاجئ المستلم.