النجم هو كرة عملاقة من الغاز ترابطت مع بعضها البعض بسحب جاذبي لمكوناتها المادية. هذا السحب هو محاولة ثابتة لتقلص الحجم. وإذا لم يقاوم ذلك، فسوف ينهار إلى مقدار ضئيل يسمى الثقب الأسود. وبالنسبة للشمس سيحتاج إلى أقل من نصف ساعة. وبما أن الشمس معروفة جداً بأنها لا تنهار إلى مقدار ضئيل، فهناك قوة أخرى مضادة للجاذبية. تلك التي تأتي من المادة الساخنة داخل الشمس. والشمس مع بقية النجوم الاعتيادية الأخرى هي في حالة مرهفة من التوازن وقوة الجاذبية باتجاه الداخل مكافئة بالضبط لنفس القوة الخارجية نتيجة حرارتها الداخلية.

هذا التوازن هو مؤقت. والقوة الخارجية يمكن الحفاظ عليها فقط حين يكون هناك وقود للاحتراق يبقي النجوم حارة. عاجلاً أم آجلاً، فالوقود سينفد. وسيحدث هذا للشمس في غضون 5 مليارات سنة أخرى. وعندما يحدث، فالجاذبية ستسود وعدم المقاومة يؤدي إلى تصادم النجم وتقلصه ليكون أصغر. لكن كل هذا ليس ضياعاً وفقاً لمفهوم الكثافة، إن المحيط الساخن داخل النجم، والتصادم العنيف والمتكرر بين الذرات ذات السرعات العالية والتي تصطدم إلكتروناتها مع بعضها، يوجدان حالة البلازما وهي عبارة عن غاز من النوى الذرية المختلطة، مع غاز من الإلكترونات. فهذه الإلكترونات الناعمة تأتي لتنقذ النجم من التقلص السريع. وبما أن الإلكترونات في مادة النجم مضغوطة لتكون قريبة من بعضها، فإنها تربك لكونها دائمة العنف حسب مبدأ اللادقة لهايزنبرك. وهي تسحق كل ما يحاول حصرها. وهذا السحق الشمولي ينتج في قوة خارجية هائلة. وبالفعل أنها كافية لتبطئ وتوقف تقلص النجم.

إن الميزان الجديد متأثر بسحب القوة الداخلية للجاذبية المتوازية ليس بواسطة القوة باتجاه الخارج للمادة الساخنة للنجم بل بالقوة المجردة لإلكتروناتها. والفيزيائيون سموها ضغط التحلل. لكنه فقط عبارة عن مصطلح لمقاومة الإلكترونات لحبسها قريبة من بعضها البعض. أن النجم المدعم ضد الجاذبية بواسطة ضغط الإلكترون يعرف بالقزم الأبيض وهو أكبر قليلاً من حجم الأرض ويمثل حوالى جزء من مليون جزء من حجم النجم السابق. فالقزم الأبيض هو مشروع مكثف ضخم، وحجم مكعب من السكر من مادته يزن أكثر من وزن السيارة العائلية. وفي أحد الأيام ستصبح الشمس قزماً أبيض. ومثل هذه النجوم لا وسائل لديها لتعويض حرارتها الضائعة فهي ليست أكثر من جمرة نجمية، تبرد بتصلب وتذوب تدريجياً. لكن ضغط الإلكترون يمنع الاقزام البيضاء من التقلص تحت تأثير الجاذبية المحددة. أن النجم الأكثر ضخامة، هو الأقوى بجاذبيته الذاتية، وإذا كان النجم ضخماً بما يكفي، فجاذبيته ستكون مساعدة بما يكفي للتغلب على المقاومة الصلدة لإلكترونات النجم.

وبالحقيقة فالنجم مخرب من كلا الجانبين الداخلي والخارجي والنجم الأقوى جاذبية، هو الأكثر ضغطاً للغاز في الداخل. والأكثر ضغطاً للغاز هو الأكثر حرارة، كأي شخص يستخدم منفاخ الدراجة الهوائية. وبما أن الحرارة هي لا شيء أكثر من الهزات المجهرية للمادة، فإن الإلكترونات بداخل النجم تلف دائماً وبسرعة كبيرة. وبالحقيقة فإن تأثيرات النسبية أصبحت هامة ⁽²⁾. تصبح الإلكترونات أضخم من سرعتها، وهذا يعني أنها أقل فعالية في مواجهة جدران سجونها.

ويعاني النجم من حظ نحس مضاعف، مصطدماً بالجاذبية الأقوى وفي الوقت نفسه القابلية للقتال الخلفي. التأثيران يجتمعان ليؤكدا أن القزم الأبيض الاثقل يمكن أن يكون 40% أضخم من الشمس. وإذا كان النجم أثقل من حد شاندراستخار، فضغط الإلكترون سيكون بلا قوة ليوقف الانهيار الرأسي ويذهب إلى الانكماش.

ومرة أخرى، ليس كل ذلك ضياعاً. وبالفعل، ينكمش النجم كثيراً بالرغم من أن إلكتروناته تمقت بشدة كونها محصورة في حجم صغير، فهي بالفعل مضغوطة في النوى الذرية. وهناك تتفاعل الإلكترونات مع البروتونات لتكوين النيوترونات لكي يصبح النجم كتلة عملاقة من النيوترونات.

وكل جسيمات المادة – وليس فقط الإلكترونات – تقاوم لكونها محصورة بسبب مبدأ اللائقة لهايزنبرك. والنيوترونات أكثر ضخامة بآلاف المرات من الإلكترونات. وعلى ما يبدو فإنها تنكمش في حجم أصغر بآلاف المرات لتبدأ حالة المقاومة الجديدة. وبالحقيقة، انها تنكمش معاً حتى تكون ملامسة لبعضها قبل ان توقف نهائياً تقلص أو انكماش النجم. ان النجم المدعم ضد الجاذبية بضغط تحلل النيوترون يعرف بنجم النيوترون وبدوره، فهو نواة ذرية ضخمة مع كل الفضاء الفارغ المنكمش خارج مادته وان معظم الذرات هي فضاء فارغ. ونوياتها أصغر بـ 100000 مرة من غيمة الإلكترونات المحيطة. ونجوم النيوترون أصغر بـ 100000 مرة من النجم العادي. ما يجعلها بعرض 15 كم؛ أي ليس أكبر من جبل ايفرست. ولهذا فكثافة مكعب من السكر من مادة نجم النيوترون هي أكثر من الجنس البشري كاملاً. (وهذا هو توضيح للفضاء الفارغ في كل ما نحن فيه. اكبسها جميعاً، والبشرية ستتوافق مع حجم يدك).

ان مثل هذه النجوم يعتقد انها تشكل العنف في الانفجارات العملاقة. وبينما تكون المناطق الخارجية للنجم منحنية تحت الفضاء، ينكمش القلب الداخلي ليشكل نجم النيوترون ان نجوم النيوترون تكون صغيرة وباردة، لذا من الصعب أن تكون بقعة. وعلى كل حال، فالنجوم تنشأ بدوران سريع جداً، وتُنتج أشعة ضوئية من الأمواج الراديوية والتي تضيء السماء. ان مثل هذه النجوم الخافقة أو النابضة تلوح بوجودها للفلكيين.

مواضيع ذات صلة

شكلوفسكي وآخرون

هبة المطيافية النجمية: الانزياح الأزرق والانزياح الأحمر

رقصة باليه في أعالي السماء

قياس الوسط بين النجوم

النجوم هي شموس ونحن نعرف مكوّناتها

النجوم الوقتية والجديدة

النجوم المتغيرة

النجوم المجتمعة

النجوم المزدوجة

النجوم الملونة

حركات النجوم

عدد النجوم الثوابت