جسم

قيفاوي

نوع من النجوم المتغيرة النابضة يرتبط لمعانه بفترة نبضه، ويُستخدم لقياس المسافات.
13 مقالات ذات صلة

الوصف

القيفاويات هي فئة من النجوم المتغيرة النابضة التي تتمدد وتنكمش بشكل إيقاعي، مما يجعل سطوعها يتأرجح على مدى فترات تتراوح من بضعة أيام إلى أشهر. السمة المميزة لها هي العلاقة الوثيقة والقابلة للتنبؤ بين فترة النبض واللمعان الجوهري للنجم: كلما طالت الفترة، زاد سطوع النجم. وهذا يجعلها 'شموعًا معيارية' — فمن خلال قياس المدة التي يستغرقها القيفاوي في النبض ومقارنة سطوعه الظاهري بسطوعه الحقيقي المعروف، يمكن لعلماء الفلك حساب المسافة إليه بدقة ملحوظة.

التاريخ

اكتشفت هنريتا سوان ليفيت العلاقة بين الفترة واللمعان في عام 1908 أثناء دراستها للنجوم المتغيرة في سحابتي ماجلان. لاحقًا، استخدم إدوين هابل القيفاويات لإثبات أن سديم أندروميدا يقع بعيدًا عن مجرة درب التبانة، مما أسس لمقياس الكون.

كيف يعمل

ينشأ النبض عن حلقة تغذية راجعة تتعلق بشفافية الطبقات الخارجية للنجم. يصبح الهيليوم في الغلاف مؤينًا جزئيًا أثناء مرحلة الانكماش، مما يزيد الشفافية ويحبس الإشعاع، مما يسخن الغاز ويسبب تمدده. ومع تمدده، يعيد الهيليوم اتحاده، وتنخفض الشفافية، وينكمش النجم مرة أخرى، مكررًا الدورة. تعتمد فترة هذه الدورة على متوسط كثافة النجم، والتي بدورها ترتبط بكتلته و لمعانه — ومن هنا تأتي العلاقة بين الفترة واللمعان.

في التطبيق

تُعد القيفاويات الدرجة الأساسية في سلم المسافات الكوني، وتُستخدم لمعايرة المسافات إلى المجرات القريبة ولقياس ثابت هابل، الذي يصف معدل توسع الكون.

حقيقة طريفة

النجم القطبي، بولاريس، هو نجم قيفاوي متغير تقل سعة نبضه على مدى القرن الماضي، مما يحير علماء الفلك.

Concept graph →

مقالات ذات صلة · 14

غاما قيفاوس: كيف أعادت 45 سنة من الرصد رسم صورة العائلة لنجم مزدوج
ألبوم العائلة لهذا الثنائي النجمي ظل يُحدَّث على مدى 45 سنة، لكن الصور كانت ضبابية والتعليقات متناقضة. الآن، أخرج علماء الفلك الصور القديمة، والتقطوا لقطات جديدة واضحة، وأعادوا ترتيب الجميع في أماكنهم الصحيحة. غاما قيفاوس نجم لامع يُرى بالعين المجردة، وله رفيق غير مرئي يدور حوله كل 70 سنة. تبيّن أن الرفيق نجم خفيف كتلته 0.396 من كتلة الشمس، وليس كوكبًا ثقيلًا كما كان يُعتقد سابقًا.
النجوم النابضة في الأنظمة الثنائية: تناقض بين نصف القطر ودورة النبض
النجوم النابضة (Cepheids) هي نجوم متغيرة نابضة يتغير لمعانها بانتظام يشبه عمل المنارة. ترتبط دورة نبضها بمتوسط كثافة النجم، مما يجعل هذه الأجسام "شموعًا معيارية" مهمة لقياس المسافات في الكون. في الأنظمة الثنائية، حيث يحجب النجم النابض بشكل دوري بواسطة نجم مرافق، يمكن لعلماء الفلك قياس نصف قطره وكتلته مباشرة.
الجرس الكوني: كيف تخمد التذبذبات من الشمس إلى النجوم
على الشمس تتردد الضربات بين الحين والآخر — إعادة الاتصال المغناطيسي في البلازما يطلق طاقة، مما يجعل الإكليل يتوهج. بعد كل ضربة من هذا القبيل، لا تزال الأمواج المغناطيسية الهيدروديناميكية تتردد في الحلقات البلازمية لفترة طويلة — مثل رنين الجرس المتلاشي.
أكمار (ثيتا إريداني): العبور النجمي الذي رآه القدماء
قبل ألفي عام، كان في كوكبة النهر منارة ساطعة، سجلها فلكيو العصور القديمة في فهارسهم. هيبارخوس عام 129 قبل الميلاد وصفه كنجم من القدر الأول، وأكد بطليموس لمعانه في 'المجسطي'، والعالم الفارسي الصوفي عام 964 ما زال يراه بين ألمع النجوم. ولكن مع بداية القرن السابع عشر، تحول أكمار، ثيتا إريداني، إلى نقطة عادية لا تُرى إلا في ليلة صافية.
المنارة الكونية الخفية: ما يخفيه المتغير الراديوي ASKAP J1745-5051
التدفقات الراديوية طويلة الدورة (LPT) فئة غامضة اكتُشفت مؤخراً فقط. تدوم نبضاتها دقائق أو ساعات، ولم يفهم أحد طبيعتها. ASKAP J1745-5051، الذي التقطه التلسكوب الأسترالي ASKAP، كان أول من حصل على تفسير كامل.
الشوكة الرنانة الكونية: لماذا يصدر الكون نغمتين مختلفتين؟
الأوركسترا الكونية لا تُضبط على شوكة رنّانة واحدة. هناك مجموعتان من الآلات: الأولى تُصغي إلى همهمة الكون الفتي — إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، والأخرى تقرأ النوتات من المجرات الناضجة والمستعرات العظمى. لعقود، حاولت المجموعتان عزف نغمة واحدة متناغمة — أي تحديد سرعة تباعد الأرخبيلات المجرية.
لماذا ترمش العمالقة الحمراء بنمط متزامن؟
بعض العمالقة الحمراء — وهي نجوم قديمة ضخمة — تغيّر سطوعها ببطء شديد: قد تستغرق الدورة الواحدة أكثر من عام. لم يتمكن علماء الفلك لفترة طويلة من فهم السبب. إحدى الفرضيات: وجود رفيق غير مرئي يدور قريبًا ويحجب جزءًا من الضوء بشكل دوري. فرضية أخرى: النجم نفسه ينبض مثل القلب، لكن ببطء شديد — حيث تنقبض طبقاته الخارجية وتتمدد. العملاق الأحمر أكبر بمئات المرات من الشمس.
نبض النجوم القيفاوية دون مطياف
النجم القيفاوي هو نجم يتنفس: يتمدد وينكمش بفترة تتراوح بين عدة أيام، ويتغير لمعانه مع تغير حجمه. لطالما استخدم علماء الفلك هذه العلاقة لقياس المسافات في الكون، لكنهم عادةً يحتاجون إلى نوعين من الملاحظات: القياسات الضوئية (كيف يتغير اللمعان) والتحليل الطيفي (كيف تتحرك سطح النجم).
توهجات النجوم تُشعل بعضها البعض
تحدث على الشمس من وقت لآخر توهجات (flares) — وهي انبعاثات طاقة قوية تستمر من دقائق إلى ساعات. معظمها عشوائي، مثل قطرات المطر التي تضرب السقف. لكن في بعض الأحيان، يبدو أن توهجًا يُشعل توهجًا آخر: يبدأ الثاني بعد الأول مباشرة تقريبًا، رغم أنهما في مكانين مختلفين. يطلق علماء الفلك على هذا اسم التوهجات المتعاطفة (sympathetic flares). لفترة طويلة، لوحظت هذه التوهجات المزدوجة على الشمس فقط.
نجم من تيار غريب تبين أنه هارب من نظام ثلاثي
في تيار أندروميدا النجمي — وهو شريط طويل من النجوم اقتُطع من مجرة صغيرة أثناء اصطدامها بمجرة كبيرة — لاحظ علماء الفلك نجمًا يضيء أشد من جميع جيرانه. إنه ينبض: يتمدد وينكمش كل 89 يومًا، مثل قلب ينبض بإيقاع. تُعرف هذه النجوم باسم نجوم السيفيد من النوع الثاني (Type II Cepheids)، وهذا هو ألمعها المعروف. حول النجم يدور قرص غباري — مثل حلقة زحل، لكن من غبار ساخن.
منكب الجوزاء ليس وحيدًا: اكتشاف رفيق نجمي
في عام 2019، شهد العملاق الأحمر الفائق منكب الجوزاء (Betelgeuse) "التعتيم العظيم"، حيث انخفض سطوعه بشكل كبير لدرجة أن علماء الفلك تحدثوا عن انفجار وشيك. لكن السبب كان سحبًا من الغبار الكوني التي قذفها النجم نفسه. الآن، تمكن تلسكوب جيميني الشمالي (Gemini North) من تمييز نجم صغير رفيق في وهج منكب الجوزاء المبهر، وهو الرفيق الذي توقعت الحسابات النظرية وجوده سابقًا.
منكب الجوزاء: عملاق برفيق خفي اسمه سيفارخا
منكب الجوزاء هو عملاق أحمر فائق، ومصيره أن ينتهي قريبًا بانفجار هائل كمستعر أعظم. لكن يبدو أن النجم ليس وحيدًا: فحول مدار قريب يدور رفيق صغير أُطلق عليه اسم سيفارخا. كل 2000 يوم يخترق هذا الرفيق الطبقات الخارجية الرقيقة لمنكب الجوزاء، مثل قارب يشق صفحة الماء، فيثير موجات من الغاز الملتهب.
النجوم الشبحية كساعات كونية دقيقة
وصف العلماء نوعًا جديدًا من النجوم غير المرئية التي تتصرف كعدسة تتنفس. يتكون هذا النجم من جسيمات بوزونية فائقة الخفة (لم تُكتشف بعد). جاذبيته تسبب انحناء الزمكان — وهذه هي العدسة التي تتمدد وتنكمش بإيقاع، كأنها تتنفس. عندما يقع نجم حقيقي في البؤرة المتحركة لهذه العدسة، يتضخم ضوؤه بشدة — وينشأ توهج فوتومتري.
سُلَّم بلا درجةٍ عليا: القيفاويات ضد المستعرات العظمى
يعيش المجتمع الكوني منذ عدة سنوات في حالة من الحرب الأهلية الهادئة. معسكران يقيسان معدل تمدد الكون ويحصلان على إجابات مختلفة. بلانك، وهو يحدق في الإشعاع الأثري، يقول: 67.4 كم/ث/م.ف.ق. أما SH0ES، وهو يتسلق سُلَّم المسافات من القيفاويات إلى المستعرات العظمى، فيصر على: 73.2. الفجوة البالغة 5.8 سيغما لا تبدو صدفة.