إذا انفجر منكب الجوزاء، فما مدى سطوعه؟

هناك نجم مشهور أنا متأكد أنك رأيته في السماء. اسمه منكب الجوزاء، ويمكنك العثور عليه في كوكبة أوريون، حيث يمثل الكتف الأيمن لأوريون. إذا كنت تريد أن تسميها “بيتلجوس”، فلا بأس بذلك طالما أنك لا تقولها ثلاث مرات.

ولكن هناك شيء ما يحدث هناك. لقد خفت هذا العملاق الأحمر العملاق مرارًا وتكرارًا في السنوات القليلة الماضية، مما قد يعني أنه جاهز للتحول إلى مستعر أعظم في وقت قريب جدًا – ونعني بكلمة “قريبًا” خلال العشرة آلاف سنة القادمة. في الواقع، نظرًا لأنه يبعد حوالي 500 سنة ضوئية، فمن الممكن أن يكون كذلك بالفعل انفجرت ونحن لا نعرف ذلك بعد. يمكن أن تظهر غدا.

هناك شيء واحد مؤكد: إذا انفجر منكب الجوزاء، فسيكون ذلك المستعر الأعظم الأكثر سطوعًا الذي شهده البشر على الإطلاق. ما مدى سطوعنا نتحدث؟ هل يمكنك رؤيته خلال النهار؟ هل سيكون خطيرا؟ سأوضح لك كيفية اكتشاف كل هذا باستخدام بعض الفيزياء الأساسية جدًا.

ما هو المستعر الأعظم؟

في معظم النجوم، يتكون القلب من الهيدروجين والهيليوم، وهما العنصران الأخف وزنًا، ولكن فقط نوى تلك الذرات المشحونة إيجابيًا، نظرًا لأن الجو حار جدًا بحيث لا يمكن للإلكترونات البقاء في مكانها. وتحت الجاذبية الهائلة ودرجات الحرارة، يمكن لهذه النوى أن تندمج لتشكل عناصر أثقل، مما يؤدي إلى إطلاق كميات هائلة من الطاقة في هذه العملية. (هذا الاندماج النووي هو المكان الذي تحصل فيه شمسنا على طاقتها).

بالنسبة لنجم مستقر مثل شمسنا، هناك توازن بين قوتين متعارضتين. تنتج كتلة كل المادة الموجودة في النجم قوة جاذبية تؤدي إلى انهيار النجم. ومع ذلك، يتم التصدي لهذا من خلال قوة الدفع إلى الخارج من القلب، لذلك يظل النجم ثابتًا إلى حد ما في الحجم، على الرغم من أنه ليس جسمًا صلبًا مثل الكوكب.

ولكن مع تقدم عمر النجم، فإنه يستخدم تدريجيًا الهيدروجين والهيليوم ويبدأ في إنتاج عناصر أثقل مثل الكربون والأكسجين والسيليكون، وأخيرًا الحديد. وهذا هو أقصى ما يمكن أن يصل إليه الأمر، وهو دمج العناصر الأثقل من الحديد يأخذ الطاقة بدلاً من خلقها، وبالتالي فإن النجم ينفد وقوده وينهار على نفسه.

في بعض الحالات، يمكن أن يكون هذا الانهيار شديدًا للغاية، لدرجة أنه يؤدي بسرعة إلى زيادة الضغط ودرجة الحرارة في قلب النجم. ثم يذهب النجم إلى الازدهار. طفرة كبيرة. حسنا، كبير صامتة بوم، لأن الانفجارات لا تصدر أي صوت في فراغ الفضاء.

لكن هذا ينتج الكثير من الطاقة الضوئية. للمقارنة، تتمتع شمسنا بلمعان أو خرج طاقة يبلغ 3.8 × 10²⁶ واتس. كان للمستعر الأعظم الذي تم رصده في عام 2015 (ASASSN-15h) ذروة لمعان تبلغ حوالي 2 × 10³⁸ واتس. هذا ناتج طاقة أكبر من 500 مليار صنز. هذا جنون. أوه، أنت لم ترى ذلك؟ نعم، لأنه كان في مجرة ​​مختلفة. منكب الجوزاء موجود في الفناء الخلفي لمنزلنا، من الناحية الفلكية.

السطوع واللمعان

منذ زمن طويل، صنف الفيلسوف اليوناني هيبارخوس النجوم إلى ست مجموعات، بناءً على مدى سطوعها في سماء الليل. ومن ذلك، قمنا بتطوير مخطط تصنيف لـ “الحجم الظاهري”، بحيث يبدو النجم ذو الحجم 1 ساطعًا للغاية، في حين أنه من المحتمل أنك لا تستطيع حتى رؤية نجم ذو حجم 6 من خلال التلوث الضوئي. منكب الجوزاء موجود في المجموعة الأولى.

لكي نكون واضحين، هذا ليس اللمعان الفعلي للنجم، بل هو مدى سطوعه من الأرض، والذي يعتمد على (1) مقدار الضوء الذي ينتجه و(2) مدى بعده. أوه، أيضًا (3)، يعتمد الحجم على كيفية رؤية العين البشرية للأشياء، وهو ليس خطيًا. يتمتع جسم بحجم 1 بكثافة ضوء (بالواط لكل متر مربع) أكبر 100 مرة من جسم بحجم 6.