مقدار المسافة بين النجوم

بسم الله والصلاة والسلام على رسول الله .. وبعد

تبلغ المسافات التي تفصلنا عن الكواكب في منظومتنا الشمسية وعن النجوم في مجرتنا مئات بل ملايين ملايين الكيلومترات، لذلك يستخدم الفلكيين واحدات خاصة للتعبير عن هذه المسافات.. فما هي تلك الوحدات؟ تعالوا معي لنتعرف عليها..

1-الواحدة الفلكية (Astronomical Unit):تمثل الوحدة الفلكية ( AU ) متوسط المسافة بين الأرض والشمس(تستخدم فقط في نطاق نظامنا الشمسي) ، والتي تساوي تقريباً 150 مليون كيلومتر . .

2-السنة الضوئية (Light Year):هي وحدة قياس تستخدم للمسافات الكبيرة والبعيدة جداً كالمسافة بين الأرض والنجوم بالسنة الضوئية. وتعرف السنة الضوئية على أنها المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة. تبلغ المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة(خلال سنة أرضية واحدة أي خلال 365.25 يوم أرضي) 9,460,800,000,000 كيلومتر( بسرعته المعهودة 300000كلم في الثانية )أي أنها تبلغ 9,46 تريليون كيلومتر .

3-الفرسخ الفلكي (Parsec): وحدة قياس يستعملها الفلكيون لقياس المسافات الكبيرة بين الكواكب، وهي تساوي 3,26 سنة ضوئية.

viewtopic.php?f=71&t=2329 ( حساب الفرسخ الفلكي).

4-الاختلاف الظاهري النجمي (Stellar Parallax):اختلاف المنظر" أو "الاختلاف الظاهري" من أول الطرق التي استخدمها علماء الفلك لتقدير أبعاد النجوم،- وكان الفلكي الألماني فريدريك بيسل أول من استخدمها في ثلاثينات القرن التاسع عشر.- يستفيد الفلكيون من دوران الأرض حول الشمس، حيث يرصدون نجماً ما بحيث يحددون موقعه بدقة على خلفية نجوم أخرى، ثم وبعد ستة أشهر، أي بعد أن تحتل الأرض في مدارها حول الشمس موقعاً مقابلاً للموقع الأول الذي تم منه الرصد (والمسافة بين هذه الموقعين معروفة وهي تساوي وحدتين فلكيتين، أي 300 مليون كم) يعاود الفلكيون رصد ذات النجم وتحديد موقعه على الخلفية النجمية، والتغير الظاهري في موقع النجم يتعلق ببعدنا عن النجم، فيكون الاختلاف الظاهري كبيراً للنجوم القريبة وصغيراً للنجوم الأبعد، لكنه وفي كل الأحوال يقاس هذا الاختلاف بأجزاء من الثواني القوسية (الثانية القوسية جزء من 3600 جزء من الدرجة القوسية).

الاختلاف الظاهري للنجوم البعيدة صغير جداً حتى تصل مقداراً غير قابل للقياس مع نجوم أكثر بعداً من 100 فرسخ فلكي، وذلك يعود إلى تشويش الغلاف الجوي، ولتلافي هذا الأمر، يقوم القمر الصناعي "هبارخوس" بإجراء قياسات اختلاف المنظر من الفضاء، مما سيمكن الفلكيين من قياس المسافات إلى نجوم قد يصل بعدها حتى 250 فرسخ فلكي، أما لقياس النجوم الأبعد من ذلك، فهناك طرق أخرى لقياس المسافات، منها تلك الطرق التي تعتمد على "القدر النجمي" أو على "سطوع النجوم".


5-السطوع (Luminosity): هو مقدار الطاقة التي يطلقها جسم ما في الثانية، فمثلاً سطوع نجمنا الشمس: (3.846×10اس 26 واط) وهو مرتبط بمعدل استهلاك النجم لوقوده (أي تحويل الهيدروجين إلى هيليوم بالتفاعل الاندماجي)، وتحديد سطوع النجم مهم في معرفة نصف قطره، وبُـعده عنا، والعلاقة التي تربط بين السطوع الظاهري وبعد النجم تدعى بقانون التربيع العكسي (Inverse Square Law.

يعتمد مقدار سطوع النجم على كثافته. وقد قسم الفلكيون سطوع النجوم إلى خمسة أقدار يُرمز لها بالأرقام الرومانية. وكلما ازداد الرقم أصبح اللمعان أقل، حيث أن النجوم من القدر "V" (بالأرقام الحديثة "5") هي أقل النجوم سطوعا. وهناك قدر سادس أخير حيث إن القدر "I" (بالأرقام الحديثة "1") ينقسم إلى قدرين.
أصناف السطوع النجمي الصنف، الوصف / مثال
Ia، نجم فوق العملاق / منكب الجوزاء، رجل الجبار.
Ib، نجوم فوق العملاقة عاتمة / نجم الجدي.
II، نجوم عملاقة ساطعة / مينتاكا (نجم في حزام كوكبة الجبار).
III، نجوم عملاقة اعتيادية / السماك الرامح.
IV، نجوم دون العملاقة / آخر النهر (نجم جنوبي ساطع).
V، التسلسل الرئيسي / الشمس، الشعرى اليمانية.

6-القدر النجمي (Stellar Magnitude):يعود مفهوم قدر النجم (مقدار لمعانه) إلى اليوناني هبارخوس (190 – 120 ق.م) حيث صنف النجوم إلى مراتب وفق شدتها الظاهرية، فالنجم ذو الإضاءة الساطعة والواضحة في القبة السماوية أعطاه القدر واحد، بينما أعطى القدر ستة للنجوم الأكثر خفوتاً، وصنف باقي النجوم بين القدرين (واحد، ستة) وفق شدة إضاءتها الظاهرية، وإننا بالعين المجردة لا تستطيع رؤية نجم قدره أكثر من ستة، أما باستخدام أجهزة الرصد البصرية فإن قدر النجوم الممكن رصدها يرتفع حتى (23+)، كما نجد أن كوكب الزهرة (ثالث ألمع جسم في سماء الأرض بعد الشمس والقمر) قدره الظاهري (4.3-).

إن الشدة الظاهرية طبعاً ليست مقياساً حقيقياً للشدة الحقيقية لإضاءة النجم، فمثلاً الشعرى اليمانية وهي أكثر نجم لامع في السماء وقدره (1.43-) أقوى في حقيقته بـ 26 مرة من شمسنا والتي نعطيها القدر (26.5-)، لأن بعده عنا 8.6 سنة ضوئية، إذن، إن فروق القدر تتناسب مع نسب السطوع، فإذا كان الفرق بالقدر بين نجمين 5 (أي أن أحد النجمين من القدر الأول، والثاني من القدر السادس) فإن النجم الأول يكون أسطع من النجم الثاني بـ 100 مرة، وهذا يعني أن نسبة اللمعان لنجمين يختلفان بقدر واحد هو الجذر الخامس للمئة أي 2.512 .

7-القدر المطلق (Ablolute Magnitude):

القدر الظاهري للنجم هو مدى سطوعه بالنسبة للراصد، فكما عرفنا من قانون التربيع العكسي، أنه إذا تساوى نجمان في السطوع وكانا يقعان على مسافتين مختلفتين، فإن أقربهما سوف يظهر أكثر سطوعاً، وعليه فإن كانت النجوم المختلفة في سطوعها متساوية البعد عن الراصد، عندها تصبح هذه الاختلافات الظاهرية في السطوع حقيقية ويمكن عندها المقارنة بين النجوم جميعها بمقياس واحد.
القدر المطلق هو مدى سطوع النجم (أي القدر الظاهري) لو كان على بـُـعد معياري قدره 10 فراسخ فلكية، فالشمس التي قدرها الظاهري (26.7-) سيكون قدرها المطلق (4.9) فقط لو كانت على ذلك البعد.