80% من النقط المضيئة التي تراها في السماء هم في الواقع عبارة عن نظام نجمي مكون من نجمين أو أكثر، وليست نجم واحد كما تراها.
النجوم الثنائية هي الأكثر شيوعاً وسط أنواع النجوم المتعددة. يتكون النظام النجمي الثنائي من نجمان يدوران حول بعضهما وتوجد هذه النجوم في مجموعة من التشكيلات التي تساعد العلماء على تصنيف النجوم.
النظام النجمي الثنائي هو عبارة عن نجمان يدوران حول مركز مشترك لهما وهو عبارة عن مركز كتلتهما مجتمعين. النجم الأكثر إشراقا يسمى بالنجم الأساسي ويصنف كنجم «A» والنجم الآخر الأقل لمعانًا يسمى بالنجم الثانوي ويصنف كنجم «B». لو كان النجمان على نفس الدرجة من الوضوح فإنه يترك التصنيف للعالم المكتشف لهذا النظام.
كما انه يمكن تصنيف النجوم بناء على دورانها:
فهناك النجوم الثنائية التي من الممكن أن يدور أحدهما حول الأخر في مدار واسع مما يؤدى إلى الحفاظ على كلا النجمين منفصلين عن بعضهما بالتالي هذه النجوم تتطور بصورة منفصلة عن بعضها مع تأثير بسيط من النجم الأخر في النظام، ويعتقد أنه سبب هذا المدار الواسع هو وجود نجم ثالث بالقرب من النجم الموجود في المركز ويكون هو المسؤول عن طرد النجم الثالث ولكن قوته لا تكون كافيه لطرد النجم من النظام مما ينتج عنه دورانه في مدار واسع حولهما.
هناك أيضًا النجوم الثنائية التي تدور بالقرب من بعضها وتتطور بصورة قريبة من بعضها، كما أنها ويحدث أن يتم عمليه لتبادل الكتلة فيما بينهما (النجم الأساسي قادر على استهلاك بعض كتلة النجم الثانوي الذي يدور معه) وفى بعض الأحيان قد تكون قوة الجاذبية كافية لسحب مادة النجم الصغير تماماً.
أنواع النجوم الثنائية
(نجوم ثنائية طيفية-Spectroscopic binaries): هي النجوم الثنائية التي تبدو قريبة من بعضها حتى مع الرؤية من خلال تليسكوب بصري والعلماء يجب أن يقيسوا الطول الموجي للضوء الصادر من هذه النجوم لتحديد طبيعتهم.
(نجوم ثنائية كسوفيه-Eclipsing binaries): هي مجموعة من النجوم التي تدور بزاوية قريبة من بعضهما بحيث يبدو لنا أن نجم يمر أمام الأخر فإن هذا يسبب حالة من الكسوف وهذه الخاصية تعتمد على الخط الأفقي الذي ينظر منه الملاحظ.
(النجوم الثنائية الثقالية-Astrometric binaries): هي النجوم التي تبدو تتحرك لوحدها في الفراغ (كما لو كانت ترقص بمفردها) وذلك لان النجم المرافق لا يمكن تحديده لأنه ربما يكون خافت جداً لدرجة عدم رؤيته أو يمكن أن يكون مخفياً تحت ضوء النجم الأخر ولكننا نعلم بوجوده بسبب تأثيره على حركة النجم المرافق له.
(وتجب هنا الإشارة إلى أن هناك بعض النجوم التي يمكن أن نراها بجوار بعضها وقد تبدوا لنا كنجوم ثنائية ولكنها في الواقع ليست كذلك وبينهما مسافة كبيرة.)
كما يمكن تصنيف النجوم الثنائية على أساس أنها قابلة للمشاهدة أي نراها بالعين المجرة أو التلسكوبات البصرية أو غير قابلـة للمشاهدة البصرية والجدير بالذكر أن حوالي 10% من النجوم التي نراها ليلا هي نجوم ثنائية قابلة للمشاهدة البصرية.
اكتشاف النجوم الثنائية وتطورها:
أولًا: اكتشاف النجوم الثنائية
أول نظام نجمي ثنائي تم اكتشافه كان عام 1617 ميلادياً حيث قام (جاليليو جاليلي-Galileo Galilei) بتوجيه تلسكوبه نحو نجم يقع في نهاية مجموعة الدب الأكبر واكتشف أن هذا النجم هو في الحقيقة عبارة عن نجمان يدوران حول بعضهما وقد تم الاكتشاف في النهاية أن هذان النجمان كانا عبارة عن ستة نجوم تدور حول بعضها.
وفى عام 1802 استطاع (وليام هيرتشيل-William Herschel) أن يفهرس حوالي 700 زوج من النجوم واستخدم لأول مرة مصطلح ثنائي في الإشارة إلى هذه النجوم.
ثانيًا: تكوينها
كما نعلم النجوم تدور حول مركز المجرة ومن الممكن أن تقوم بعض النجوم العملاقة بالتقاط نجم آخر كي يكونان نظام نجمي ثنائي ولكن هذا نادر الحدوث، والأكثر شيوعاً هو أن الغاز والغبار ينهار على نفسه وبدلًا من أن يكون نجم واحد فأنه ينقسم ويكون نجمان أو أكثر ولكن هذه النجوم ليس شرطاً أن تكون متشابهة ولكنها ولكنها تتطور معاً.
ثالثًا: تطورها
إن تتطور النجوم الثنائية يعتمد على المسافة التي بينها، فالنجوم الثنائية البعيدة عن بعضها لها تأثير ضعيف على كل منها كما أن هذه النجوم تتطور كما لو أنها نجم أحادي. النجوم الثنائية القريبة من بعضها لها تأثير على كل منها بسبب تبادل الكتلة من نجم لآخر مما يؤدى إلى تغير في تكوين النجم ولو حدث أن انفجر نجم منهما انفجار سوبرنوفا أو انفجرت الطبقات الخارجية من النجم في نظام ثنائي قريب فانه يؤدى إلى تدمير النجم الأخر ويتكون نجم نابض ولو حدث أن نجى النجم الأخر من الانفجار فانه يدور حول الجرم الجديد المتكون وسط المواد الناتجة عن الانفجار الذي من الممكن أن يكون ثقب اسود أو نجم نيوتروني.
كما أن النجوم الثنائية توفر للعلماء فرصة جيدة لتحديد كتلة النجم لان كل نجم ينجذب للأخر فيمكن من ذلك حساب حجم النجم ويمكن أيضا معرفة درجة حرارته ونصف قطره.
وتشير التقديرات إلى حوالى أن 75% من النجوم في مجرتنا درب التبانة هي من النجوم الثنائية أو الثلاثية، ويجب هنا الإشارة إلى حقيقة أن معظم ألمع النجوم التي نراها في السماء هي من النوع الثنائي. فمثلًا نجم (الشعرى اليمانية-Sirius) في الواقع هو المع نجم يظهر في السماء ليلاً وهو يتكون من نجمين يدوران حول بعضهما ويرجع هذا الاكتشاف إلى عالم الفضاء الألماني (بيسل Bessel-) عندما اكتشف في عام 1844 وقد لاحظ أن النجم الأخر في النظام خافت جداً مما يتسبب في صعوبة رؤيته ومع تحسن التكنولوجيا تمكن الفلكيون من رؤيه النجم الأخر.
هل الشمس حقاً جزء من نظام ثنائي ؟؟
لا يوجد دليل واضح كي نثبت أن الشمس جزء من نظام ثنائي، ولكن توجد هناك بعض الفرضيات التي تدعم هذه النظرية
- بعض العلماء يشير إلى أكثر من 60% من نجوم مجرة درب التبانة ثنائية النظام فلماذا لا تكون الشمس كذلك.
- افتراضية (نجم نيمسيس-Nemesis) وهو عبارة عن نجم افتراضي تم افتراض وجوده بناءً على فترات الانقراض الكبيرة التي تحدث على الأرض كل 26 مليون سنة وبناء على ذلك فإن النجم يقع على بُعد ربع سنة ضوئية تقريبًا، ولكن توجد مشكلتان تواجه هذه الافتراضية.
أولهما: بالعودة إلى تاريخ الانقراضات الكبيرة التي حدثت منذ 500 مليون سنة وهي نفس الفترة اللازمة لدوران الشمس حول المجرة دورتين كاملتين فأن هذه التحليلات تتعارض مع فرضية وجود نجم نيمسيس حيث أن هذه النتائج تفترض وجود نجم نيسميس على بعد ربع سنة ضوئية من الشمس وهذا لم يتحقق واقعياً حيث أن المراصد والتلسكوبات التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء تقوم بمسح كل السماء وقادرة على التقاط أضعف الإشارات من ابعد النجوم ولكنها لم تجد نيمسيس.
الثاني: إذا كان فعلا للشمس نجم مرافق فإننا يجب أن نلاحظ حركتنا حول مركز الكتلة الخاص بالنظام الثنائي ونحن الأن لدينا سجلات دقيقة عن موضع النجوم والشمس لمدة قرن كامل لذلك يجب أن نرى أن نجمنا قد صنع قوس صغير-على الأقل التقديرات -في مداره وهو جزء صغير من دائرة حول مركز كلته النظام الافتراضي. ولكن هذا لم يحدث
للتلخيص: فرضية وجود نجم مرافق للشمس في نظام ثنائي هي مجرد افتراضية ليس لديها أي إثباتات تم رصده فعلياً كما أننا لم نلاحظ أي حركة منتظمة للشمس حول مركز النظام الثنائي ولكن ربما نكون غير قادرين على رصد النجم في الوقت الحالي.
ترجمة: Abdelaziz Mohamed
مراجعة علمية/لغوية: أحمد حنفي
المصدر
