بنية النجوم
[[ملف:Sun poster.svg|تصغير|350px|يسار|يوضح هذا الرسم البياني مقطع عرضي للشمس]]

نماذج '''بنية النجوم''' تصف البنية الداخلية لل[[نجم]] بالتفاصيل وتنشئ توقعات مفصلة عن [[إضاءة (علم الفلك)|الإضاءة]]، و[[تصنيف نجمي|اللون]] و[[تطور النجوم|التطور المستقبلي للنجم]]. وللنجوم كتل وأعمار وهياكل داخلية مختلفة.

أبسط نموذج للهيكل الخارجي النجمي هو عبارة عن الشكل الكروي الذي يتكون من [[بلازما (فيزياء)|البلازما]] المتماسكة بفعل [[جاذبية|الجاذبية]]. على افتراض ان النجم في حالة من [[توازن هيدروستاتيكي|التوازن الهيدروستاتيكي]] لكن نمذجة هيكل النجم الداخلي هي مشكلة في [[فيزياء فلكية|الفيزياء الفلكية]].

== نقل الطاقة ==
[[ملف:Heat Transfer in Stars.png|350px|تصغير|آليات النقل المختلفة للنجوم المنخفضة الكتلة والمتوسطة الكتلة، والنجوم عالية الكتلة.]]

الطبقات المختلفة للنجم تنقل الحرارة صعودا بطرق مختلفة، في المقام الأول بال[[حمل (فيزياء)|الحراري]] بينما في مناطق الإشعاع الحراري يتم نقل الطاقة بواسطة الإشعاع أو التوصيل، و[[توصيل حراري|التوصيل الحراري]] مهم في [[قزم أبيض|الأقزام البيضاء]].

[[حمل حراري|الحمل الحراري]] هو النمط السائد لنقل الطاقة عندما يكون تدرج درجة الحرارة حاد بما فيه الكفاية بحيث حزمة معينة من الغاز داخل النجم سوف تستمر في الارتفاع وإذا ما ارتفعت قليلا فذلك ناتج عن [[عملية كظومة|عملية الكظومة]]. في هذه الحالة، حزمة الغاز [[طفو|تطفو]] وتستمر في الارتفاع وتعود إلى الارتفاع الأصلي إذا كانت أكثر دفئا من الغاز المحيط بها.<ref>{{Harvard citation text|Hansen|Kawaler|Trimble|2004|loc=§5.1.1}}</ref> في المناطق ذات التدرج الحراري المنخفض والعتامة المنخفضة بما يكفي للسماح لنقل الطاقة عبر الإشعاع، يكون الإشعاع هو النمط السائد من نقل الطاقة.

ويعتمد الهيكل الداخلي لنجوم [[النسق الأساسي]] على كتلة النجم.

النجوم ذات الكتل المنخفضة ً- كتلتها نحو 0.5 [[كتلة شمسية]] - تكون منخفضة الحرارة ويتم فيها اندماج ال[[هيدروجين]] بمعدل منخفض وقد يصل عمرها إلى 13 مليار سنة وتسمى [[قزم أحمر|اقزام حمراء]]،
والنجوم ذات الكتل متوسطة (مثل [[الشمس]]) كتلتها بين 1 كتلة شمسية إلى 44و1 كتلة شمسية يتم فيها اندماج الهيدروجين بمعدل أعلى من اندماجه في النجوم الصغيرة، كما يتم فيها اندماج الهيليوم والكربون والسيليكون حتى الحديد، ويصل عمرها النهائي إلى نحو 10 مليارات سنة. عمر الشمس الحالي 5و4 مليار سنة والنجوم التي تبلغ كتلتها بين 44و1 - 3 كتلة شمسية ينتهي عمرها ك[[عملاق أحمر]] ثم ينفجر وتصبح نجما نيوترونيا شديد الكثافة جدا.

النجوم الكبيرة ذات كتلة أكبر من 3 كتلة شمسية يتم فيها اندماج الهيدروجين واندماج ال[[هيليوم]] حتى ال[[حديد]] بطريقة اسرع عن معدله في الشمس.

أدنى نجوم [[النسق الأساسي]] كتلة ليس لديها أي منطقة إشعاع. وآلية نقل الطاقة المهيمنة على النجم هي الحمل الحراري.<ref>{{Harvard citation text |Hansen|Kawaler|Trimble|2004|loc=§2.2.1}}</ref>

== معادلات هيكلية النجوم ==
أبسط نموذج لهيكلية النجوم والأكثر شيوعا عبارة عن الشكل الشبه ثابت والمتماثل كرويا على افتراض ان النجم في [[حالة ثابتة]] من [[توازن هيدروستاتيكي|التوازن الهيدروستاتيكي]] و[[تناظر|متناظر]] كرويا.

أربعة [[معادلة تفاضلية|معادلات تفاضلية]] من الدرجة الأولى الأساسية: اثناتان تشرحان كيف تتغير المادة والضغط مع القطر. واثناتان يمثلان تغير درجة الحرارة واللمعان مع القطر <ref>This discussion follows those of, e.&nbsp;g., {{Harvard citation text |Zeilik|Gregory|1998|loc=§16-1–16-2}} and {{Harvard citation text |Hansen|Kawaler|Trimble|2004|loc=§7.1}}</ref>

الأولى بيان التوازن الهيدروستاتيكي: قوة الطرد بسبب تدرج الضغط داخل النجم متوازنة تماما مع قوة السحب إلى الداخل بسبب الجاذبية.

:<math> {\mbox{d} P \over \mbox{d} r} = - { G m \rho \over r^2 } </math>,
 <math>m(r)</math> هي الكتلة المتراكمة داخل الغلاف عند <math>r</math> و''G'' [[ثابت الجاذبية]]

يزداد تراكم الكتلة مع القطر وفقا ل[[معادلة الاستمرارية]]

:<math> {\mbox {d} m \over \mbox{d} r} = 4 \pi r^2 \rho .</math>

[[تكامل|دمج]] كتلة معادلة الاستمرارية من مركز نجم (<math>r=0</math>) إلى قطر النجم (<math>r=R</math>) تكون المحصلة الكتلة الاجمالية للنجم.

وإذا أخذنا بعين الاعتبار الطاقة الخارجة من الغلاف الكروية تكون المحصلة '' معادلة الطاقة: ''
:<math> {\mbox{d} l \over \mbox{d} r} = 4 \pi r^2 \rho ( \epsilon - \epsilon_\nu )</math>,

 <math>\epsilon_\nu</math> التألق المنتج في شكل [[نيوترينو|نيوترونات]]

معادلة نقل الطاقة تأخذ أشكالا مختلفة تبعا لطريقة نقل الطاقة. لنقل الطاقة [[توصيل حراري|بالتوصيل الحراري]] المناسب ([[قزم أبيض|للقزم الأبيض]]).

:<math> {\mbox{d} T \over \mbox{d} r} = - {1 \over k} { l \over 4 \pi r^2 },</math>
 حيث k ([[ناقلية حرارية|الناقلية الحرارية]])

في حالة نقل الطاقة الإشعاعي، المناسبة للجزء الداخلي من نجوم النسق الرئيسي ذات [[كتلة شمسية|الكتل الشمسية]] والمناسبة أيضا للغلاف الخارجي لنجوم النسق الرئيسي الضخمة،

<math> {\mbox{d} T \over \mbox{d} r} = - {3 \kappa \rho l \over 64 \pi r^2 \sigma T^3},</math>

 حيث <math>\kappa</math> ([[عتامة]] المادة), <math>\sigma</math> [[ثابت ستيفان-بولتزمان]] ويتم تعيين [[ثابت بولتزمان]] إلى واحد.

== مصادر ==
* {{استشهاد| عنوان=Stellar Structure and Evolution | الأول1=R. | الأخير1=Kippenhahn | الأول2=A. | الأخير2=Weigert | ناشر=Springer-Verlag | تاريخ=1990}}
* {{استشهاد|الأخير=Hansen | الأخير2=Kawaler | الأخير3=Trimble | الأول=Carl J. | الأول2=Steven D. | الأول3=Virginia | ناشر=Springer | طبعة=2nd | تاريخ=2004 | عنوان=Stellar Interiors | isbn=0-387-20089-4}}
* {{استشهاد | الأخير1=Kennedy | الأول1=Dallas C. | الأخير2=Bludman | الأول2=Sidney A. | عنوان=Variational Principles for Stellar Structure | تاريخ=1997 | صحيفة=Astrophysical Journal | المجلد=484 | العدد=1 | صفحة=329 | doi=10.1086/304333 | arxiv=astro-ph/9610099 | bibcode=1997ApJ...484..329K}}
* {{استشهاد | الأول1=Achim | الأخير1=Weiss | الأول2=Wolfgang | الأخير2=Hillebrandt | الأول3=Hans-Christoph | الأخير3=Thomas | الأول4=H. | الأخير4=Ritter | عنوان=Cox and Giuli's Principles of Stellar Structure | ناشر=Cambridge Scientific Publishers | تاريخ=2004}}
* {{استشهاد | الأخير=Zeilik | الأول=Michael A. | الأخير2=Gregory | الأول2=Stephan A. | عنوان=Introductory Astronomy & Astrophysics | طبعة=4th | تاريخ=1998 | ناشر=Saunders College Publishing | isbn=0-03-006228-4}}

== وصلات خارجية ==
* [http://rdc.llnl.gov opacity code]
* The [http://astro.ensc-rennes.fr/index.php?pw=ycesam Yellow CESAM code], تطور وبنية النجوم الشيفرة المصدرية [[فورتران]]
* [http://theory.kitp.ucsb.edu/~paxton/EZ-intro.html EZ to Evolve ZAMS Stars] [http://www.astro.wisc.edu/~townsend/static.php?ref=ez-web].
* [http://obswww.unige.ch/~mowlavi/evol/stev_database.html Geneva Grids of Stellar Evolution Models] (some of them including rotational induced mixing)
* The [http://www.oa-teramo.inaf.it/BASTI BaSTI] database of stellar evolution tracks
== مراجع ==
{{مراجع}}
{{نجوم}}
{{روابط شقيقة}}
{{شريط بوابات|علم الفلك|نجوم}}

[[تصنيف:علم الفلك النجمي]]
نماذج بنية النجوم تصف البنية الداخلية للنجم بالتفاصيل وتنشئ توقعات مفصلة عن الإضاءة، واللون والتطور المستقبلي للنجم. وللنجوم كتل وأعمار وهياكل داخلية مختلفة.

أبسط نموذج للهيكل الخارجي النجمي هو عبارة عن الشكل الكروي الذي يتكون من البلازما المتماسكة بفعل الجاذبية. على افتراض ان النجم في حالة من التوازن الهيدروستاتيكي لكن نمذجة هيكل النجم الداخلي هي مشكلة في الفيزياء الفلكية.

 نقل الطاقة 
350px|تصغير|آليات النقل المختلفة للنجوم المنخفضة الكتلة والمتوسطة الكتلة، والنجوم عالية الكتلة.

الطبقات المختلفة للنجم تنقل الحرارة صعودا بطرق مختلفة، في المقام الأول بالالحراري بينما في مناطق الإشعاع الحراري يتم نقل الطاقة بواسطة الإشعاع أو التوصيل، والتوصيل الحراري مهم في الأقزام البيضاء.

الحمل الحراري هو النمط السائد لنقل الطاقة عندما يكون تدرج درجة الحرارة حاد بما فيه الكفاية بحيث حزمة معينة من الغاز داخل النجم سوف تستمر في الارتفاع وإذا ما ارتفعت قليلا فذلك ناتج عن عملية الكظومة. في هذه الحالة، حزمة الغاز تطفو وتستمر في الارتفاع وتعود إلى الارتفاع الأصلي إذا كانت أكثر دفئا من الغاز المحيط بها. في المناطق ذات التدرج الحراري المنخفض والعتامة المنخفضة بما يكفي للسماح لنقل الطاقة عبر الإشعاع، يكون الإشعاع هو النمط السائد من نقل الطاقة.

ويعتمد الهيكل الداخلي لنجوم النسق الأساسي على كتلة النجم.

النجوم ذات الكتل المنخفضة ً- كتلتها نحو 0.5 كتلة شمسية - تكون منخفضة الحرارة ويتم فيها اندماج الهيدروجين بمعدل منخفض وقد يصل عمرها إلى 13 مليار سنة وتسمى اقزام حمراء،
والنجوم ذات الكتل متوسطة (مثل الشمس) كتلتها بين 1 كتلة شمسية إلى 44و1 كتلة شمسية يتم فيها اندماج الهيدروجين بمعدل أعلى من اندماجه في النجوم الصغيرة، كما يتم فيها اندماج الهيليوم والكربون والسيليكون حتى الحديد، ويصل عمرها النهائي إلى نحو 10 مليارات سنة. عمر الشمس الحالي 5و4 مليار سنة والنجوم التي تبلغ كتلتها بين 44و1 - 3 كتلة شمسية ينتهي عمرها كعملاق أحمر ثم ينفجر وتصبح نجما نيوترونيا شديد الكثافة جدا.

النجوم الكبيرة ذات كتلة أكبر من 3 كتلة شمسية يتم فيها اندماج الهيدروجين واندماج الهيليوم حتى الحديد بطريقة اسرع عن معدله في الشمس.

أدنى نجوم النسق الأساسي كتلة ليس لديها أي منطقة إشعاع. وآلية نقل الطاقة المهيمنة على النجم هي الحمل الحراري.

 معادلات هيكلية النجوم 
أبسط نموذج لهيكلية النجوم والأكثر شيوعا عبارة عن الشكل الشبه ثابت والمتماثل كرويا على افتراض ان النجم في حالة ثابتة من التوازن الهيدروستاتيكي ومتناظر كرويا.

أربعة معادلات تفاضلية من الدرجة الأولى الأساسية: اثناتان تشرحان كيف تتغير المادة والضغط مع القطر. واثناتان يمثلان تغير درجة الحرارة واللمعان مع القطر This discussion follows those of, e. g.,  and 

الأولى بيان التوازن الهيدروستاتيكي: قوة الطرد بسبب تدرج الضغط داخل النجم متوازنة تماما مع قوة السحب إلى الداخل بسبب الجاذبية.

,
  هي الكتلة المتراكمة داخل الغلاف عند  وG ثابت الجاذبية

يزداد تراكم الكتلة مع القطر وفقا لمعادلة الاستمرارية

دمج كتلة معادلة الاستمرارية من مركز نجم () إلى قطر النجم () تكون المحصلة الكتلة الاجمالية للنجم.

وإذا أخذنا بعين الاعتبار الطاقة الخارجة من الغلاف الكروية تكون المحصلة  معادلة الطاقة: 
,

  التألق المنتج في شكل نيوترونات

معادلة نقل الطاقة تأخذ أشكالا مختلفة تبعا لطريقة نقل الطاقة. لنقل الطاقة بالتوصيل الحراري المناسب (للقزم الأبيض).

 حيث k (الناقلية الحرارية)

في حالة نقل الطاقة الإشعاعي، المناسبة للجزء الداخلي من نجوم النسق الرئيسي ذات الكتل الشمسية والمناسبة أيضا للغلاف الخارجي لنجوم النسق الرئيسي الضخمة،

 حيث  (عتامة المادة),  ثابت ستيفان-بولتزمان ويتم تعيين ثابت بولتزمان إلى واحد.

 مصادر 
 
 
 
 
 

 وصلات خارجية 
 opacity code
 The Yellow CESAM code, تطور وبنية النجوم الشيفرة المصدرية فورتران
 EZ to Evolve ZAMS Stars .
 Geneva Grids of Stellar Evolution Models (some of them including rotational induced mixing)
 The BaSTI database of stellar evolution tracks
 مراجع 

تصنيف:علم الفلك النجمي