دورة حياة الشمس

الشمس هي مجرد واحد من بلايين النجوم في المجرة، ونرى البعض الآخر في جميع مراحل تطورها- بعضها أقدم بكثير من الشمس، والبعض الآخر أصغر منها. فمن خلال الجمع بين هذه الملاحظات وبين فهمنا للفيزياء النووية، يمكننا إعادة بناء دورة حياة كاملة للشمس.
ويمتلئ الفضاء بين النجوم بغاز هش، يتألف في معظمه من الهيدروجين، مع كميات أقل من العناصر الثقيلة. وإذا أعطي الوقت الكافي، فهذا الغاز هو كل ما نحتاج إليه لصنع نجوم جديدة. وستتقلص المنطقة التي تكون أكثر كثافة بقليل من محيطها، مما يؤدي إلى سحب المزيد من الغازات بسبب جاذبيتها المرتفعة. ويؤدي هذا إلى زيادة أكبر في الكثافة، ومن ثم ترتفع درجة الحرارة والضغط أيضاً. في نهاية المطاف، تكون كرة الغازات المنكمشة نجماً أولياً Protostar، والذي يتوهج بشكل خافت في الأشعة تحت الحمراء المتولدة من حرارته الداخلية.
يستمر النجم الأولي بتجميع المادة المحيطة، فتزداد كتلته و- في حالة النجوم مثل شمسنا- يشكل نظاماً كوكبياً Planetary system ناشئاً حوله. فداخل النجم يوازن ضغط الغاز في النهاية قوة الجاذبية ويمنع حدوث المزيد من الانهيار. وعند هذه النقطة تكون درجة الحرارة الأساسية مرتفعة بما يكفي لتحفيز التفاعلات النووية، ودمج الهيدروجين في العنصر التالي الأخف وزناً، وهو الهيليوم، ومن ثم إنتاج كميات هائلة من الحرارة والضوء أثناء ذلك.
تعرف هذه المرحلة من حياة النجم بـ“التسلسل الرئيسي” Main sequence، وهي حيث توجد الشمس الآن. كلما ازداد حجم النجم، زادت فعاليته في الاندماج، وقل الوقت الذي يقضيه في التسلسل الرئيسي قبل الانتقال إلى المرحلة التالية، ليكون عملاقاً أحمر Red giant هائل الحجم ومنتفخاً. لحسن حظنا، بقدر ما يتعلق الأمر بالشمس، ستستمر هذه المرحلة لبلايين السنين في المستقبل. ولكن حتى هذه ليست النهاية، كما يظهر الجدول الزمني أدناه.