حد شاندراسيخارظاهرة
عام 1930، وأثناء إبحاره إلى إنجلترا، سأل سوبرامانيان شاندراسيخار البالغ عشرين عامًا نفسه: ماذا يحدث لنجم هائل بعد احتراق وقوده؟ جمع بين الإحصاء الكمومي والنسبية الخاصة ليكتشف أن القزم الأبيض لا يمكن أن يتجاوز نحو 1,44 كتلة شمسية. السبب هو الإلكترونات التي تخضع لمبدأ باولي في التنافر الشديد عند الانضغاط. لكن لهذا المقاومة حد: إذا كانت الجاذبية أشد، ينهار ضغط الإلكترونات وتتهاوى النواة. انتقد إدينجتون علنًا فكرة «الانهيار النجمي» فهجر شاندراسيخار الموضوع سنوات. ولم يتأكد صدقه إلا باكتشاف النجوم النيوترونية في الستينيات.
كيف يعمل
في نظام ثنائي، يسحب قزم أبيض مادة من رفيقه. عندما تقترب كتلته من الحد، يشعل الضغط والحرارة في المركز تفاعل الكربون النووي فينفجر كمستعر أعظم من النوع Ia. هذه الانفجارات شديدة التشابه حتى صارت «شموعًا قياسية» كونية لقياس المسافات. يؤدي الحد نفسه دور الفارز: ما زادت كتلته صار نجمًا نيوترونيًا أو ثقبًا أسود، وما نقصت بقي قزمًا أبيض.
💡 ملعقة شاي من مادة القزم الأبيض قد تزن عدة أطنان — إنها من أكثر الأجسام كثافة في الكون. ولولا الضغط الكمومي للإلكترونات لانهارت البقايا النجمية فورًا إلى ثقوب سوداء، وما كنا لنشاهد أي قزم أبيض.
M_{\text{Ch}} \approx 1.44 \left(\frac{2}{\mu_e}\right)^2 M_{\odot}
M_Ch هو الكتلة العظمى للقزم الأبيض (حد شاندراسيخار)، μ_e الكتلة الجزيئية الوسطى للإلكترون (تعتمد على التركيب الكيميائي: μ_e=2 للكربون والأكسجين، وμ_e≈2.15 للحديد)، M_⊙ كتلة الشمس (M_⊙ ≈ 1.989×10^30 كغ). عند μ_e=2 نحصل على القيمة التقليدية 1,44 M_⊙.