منكب الجوزاء
منكب الجوزاء أو يد الجوزاء ويُسمى خطأ أيضاً إبط الجوزاء وهو نجم متغير غير منتظم وهو ثاني أكثر النجوم لمعاناً في كوكبة الجبار، وتاسع أكثر النجوم لمعاناً في السماء. ويعتبر نجم منكب الجوزاء عملاقاً أحمر. ويرجع السبب في شدة احمرار لونه إلى الانخفاض الشديد في درجة حرارته السطحية التي تعادل نصف درجة حرارة الشمس. غير أن حجم منكب الجوزاء يساوى من 10 إلى 20 مرة حجم الشمس، حيث وصل النجم إلى نهاية عمره بعد أن استهلك معظم وقودة من عنصر الهيدروجين. وهو يبعد عن الأرض مسافة 430 سنة ضوئية تقريباً، أي ما يعادل 130 فرسخ فلكي تقريباً.
نجم منكب الجوزاء ولد بعد نشأة الشمس ولكن بالحسابات الفلكية وجد العلماء انه سيموت قبل الشمس وذلك لأن التفاعل الاندماجي بين أنوية عنصر الهيدروجين تتفاعل داخله بمعدل كبير جداً أكبر كثيراً من معدل ذلك التفاعل في الشمس.
يعتبر نجم منكب الجوزاء عملاقا أحمرا طبقا ل تصنيف هرتزشبرونج-راسل يكبر قطره قطر الشمس 660 مرة ويبلغ ضياءه 10.000 اشد من ضياء الشمس في نطاق الضوء المرئي.
وبالنسبة لرؤيته من الأرض فهو يعتبر عاشر نجم في السماء في درجة لمعانه.
كان نجم منكب الجوزاء أول نجم يقوم العلماء بدراسته عن طريق مطيافية الأشعة تحت الحمراء. واتضح أن قطره يتغير بين 290 مليون كيلومتر إلى 480 مليون كيلومتر. بالتالي يتغير سطوع منكب الجوزاء بين +0,3 و+0,6 قدر ظاهري كل 2.070 يوم.
فعندما نقارنه بالمجموعة الشمسية لوصل سطح منكب الجوزاء إلى المشتري. وهو بالإضافة إلى النجمين ميرا والنسر الطائر من النجوم التي يمكن رصدها بالتلسكوب من الأرض فتظهر ولها مساحة (أنظر الصور أسفله).
وكان تعيين المسافة بيننا وبين نجم منكب الجوزاء عسيرا، فقد اعتقد لمدة طويلة أنه على بعد 700 سنة ضوئية، ولكن قياسات تلسكوب الساتل هيباركوس حددت بعده عنا ب 430 سنة ضوئية (تعادل 130 فرسخ فلكي). ولكن تبين من الفحص الدقيق لقياسات الساتل هيباركوس أن نجم منكب الجوزاء يبعد عنا نحو 600 سنة ضوئية (تعادل 200 فرسخ فلكي).
يهتم علماء الفلك بتصوير ورصد الاجرام السماوية بطرق مختلفة تسجل نطاقات الأشعة الكهرومغناطيسية القادمة لنا من تلك المصادر، ومن تلك الطرق التي أجريت لتصوير منكب الجوزاء التصوير الفوتوغرافي (المعتاد) للضوء المرئي (مثل تلسكوب هابل الفضائي)، كما تصور أقمارا صناعية الأشعة فوق البنفسجية الصادرة منه، كما يمكن للمراصد الأرضية أيضا تسجيل الأشعة الراديوية الصادرة منه، فكل من تلك الأشعة يفسر لنا خاصية من خواص الأجرام السماوية. وبينما يمكن للمراصد الأرضية تصوير الضوء وتسجيل ما يأتي إلينا من موجات راديوية بسبب شفافية جو الأرض لها، ولكن لتسجيل الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة السينية أو أشعة غاما فلا بد من أن نقوم بتسجيلها من خارج الغلاف الجوي للأرض، أي من الفضاء، حيث ان جو الأرض يمتص تلك الأشعة في طبقاته العليا إلى حد كبير ويمنعها من الوصول إلينا.
يعتقد بعض العلماء أن نجم منكب الجوزاء سوف ينتهي بانفجاره في صورة مستعر أعظم. وتختلف الآراء في الفترة الزمنية التي قد يحدث فيها هذا الحدث العظيم فبعضهم يعتقد أنه سيحدث خلال ألف سنة وآخرون يعتقدون أن ذلك لن يكون قبل مائة ألف سنة.
وإذا حدث المستعر الأعظم فلن يتوارى ذلك عن الأرض وسوف يغطي صفحة السماء. وفي حال انفجار عملاق أحمر كمنكب الجوزاء في صورة مستعر أعظم متوسط الشدة من المقدر أن تتضاعف شدة لمعانة نحو 16.000 مرة. ويسطع منكب الجوزاء حاليا بقدر ظاهري 0.42، وعند انفجاره سيصل ذلك إلى القدر الظاهري من −9,5 إلى −10,5 أي يكون قدره المطلق
−15,1 إلى −16,1.
ويعادل ذلك السطوع عندئذ نصف سطوع القمر. كما تقدر بعض المراجع أن انفجار عملاق أحمر كمستعر أعظم فد يصل قدره المطلق ما بين
−17 إلى −18 وربما يكون أعلى من ذلك للنجوم ذات الأقطار الكبيرة، وفي تلك الحالة قد يصل سطوع المستعر الأعظم الناشئ عن منكب الجوزاء إلى درجة سطوع القمر. ولكن نظرا لأن محور دوران منكب الجوزاء حول نفسه، فليس من المتوقع أن يصيب الأرض انفجار أشعة غاما والذي قد يتسبب في احداث خلل للبيئة الحيوية على الأرض.
وتبين قياسات قامت بها جامعات كاليفورنيا عام 2009 أن نصف قطر منكب الجوزاء قد انكمش منذ عام 1993 بنسبة 15 % مع عدم تغير في مقدار ضيائه.
يبين نجم بالغ الكبر تغيرات في طيفه المرئي وفي استقطاب الضوء وفي كل ما يصدره من أشعة كهرومغناطيسية وهي تعبر عن نشاطات متعددة تظهر على سطح النجم وتنتشر في جوه. وبالمقارنة بمعظم النجوم الفائقة الضخامة التي لها ورات تغير طويلة، يبين العملاق الأحمر بصفة عامة تغيرات شبه دورية أو ربما غير دورية ذات خصائص نباضة. وقد قام العالم الفيزيائي مارتن شفارتزشيلد بدراسة تلك النجوم وقام بنشر بحث رائد في هذا الموضوع عام 1975 وهو يُرجع تغيرات الضياء إلى تغيرات في اشكال الحبيبات الحارة التي تشكلها خلايا للحمل الحراري بالغة الكبر تغطي سطح أمثال تلك النجوم.
وبالنسبة للشمس فإن تلك الخلايا تسمى حبيبات شمسية وهي تمثل طريقة للحمل الحراري وهي التي تتسبب في اختلافات ضياء الغلاف الضوئي للشمس.
ويبلغ متوسط قطر الحبيبة في الشمس نحو 2000 كيلومتر (أي مساحة مماثلة لشبه الجزيرة الهندية) ولها عمق يبلغ نحو 700 كيلومتر. وبما أن سطح الشمس الكلي يبلغ نحو 6 ترليون كيلومتر مربع فإنه يتكون عليها نحو 2 مليون من تلك الحبيبات وهي التي تقع على الغلاف الضوئي. ونظرا لهدا العدد الكبير من الحبيبات فإنها تصدر ضياء بقدر ثابت نسبيا. ويعتقد أن توجد تحت تلك الحبيبات حبيبات أخرى بالغة الكبر قد يبلغ عددها 5000 إلى 10.000 حبيبة بالغة الكبر، حيث يبلغ قطر كل منها نحو 30.000 كيلومتر ويمتد عمقها إلى 10.000 كيلومتر في باطن الشمس.
ويقارن شفارتزشيلد منكب الجوزاء بالشمس ويعتقد أن منكب الجوزاء قد تحوي على عدد قليل من الحبيبات يبلغ كل منها نحو 180 كيلومتر، وعمقعا 60 مليون كيلومتر والتي تؤدي إلى عدم تساوي الحمل الحراري بسبب الخصائص المعروفة عن العمالقة الحمر من انخفاض درجة حرارتها وقلة كثافتها في طبقاتها العليا. وبناء عليه فإذا كان يظهر لنا ثلث تلك الحبيبات العظيمة في أي وقت، فقد يكون التغير في درجة ضيائها هو نتيجة للتغير الضوئي الكلي للنجم.
ويبدو أن افتراض شفارزشيلد عن وجود خلايا للحمل الحراري بالغة الكبر على أسطح العمالقة الحمر والنجوم فائقة الكبر قد لفت نظر العلماء واهتمامهم. فعندما التقط تلسكوب هابل الفضائي صورا لجوزاء عام 1995 وبين بقع ساخنة غريبة، فقد أعزى الفلكيون تلك البقع الساخنة إلى الحمل الحراري.
وبعد ذلك بسنتين شاهد الفلكيون اختلاف تناظري في توزيع ضياء النجم تبين وجود ثلاثة بقاع ساخنة على الأقل، ويتفق قدرها مع افتراض اسطح حمل حراري ساخنة.
ثم جاءى ت سنة 2000 حيث قامت مجموعة من العلماء تحت رعاية ألكس لوبل من مركز هارفارد-سمسونيان للفيزياء الفلكية CfA ولاحظت أن منكب الجوزاء تسود جوه أعاصير من الغازات الساخنة والباردة. وتبين لمجموعة الباحثين أن الغلاف الطوئي لمنكب الجوزاء يتفجر من وقت لآخر باعثا كرات غاز ساخنة خلال طبقات عليا من الغبار البارد نسبيا.
كذلك فكر لعلماء في تفسير آخر وهو حدوث موجات ضغطية ناشئة عن تخلل غاز ساخن لمناطق باردة نسبيا من النجم.
وقام العلماء بدراسة جو منكب الجوزاء لمدة 5 سنوات بين عامي 1998 و 2003 بواسطة مطياف التصوير الفضائي الملحق ب تلسكوب هابل الفضائي ووجدوا أن فقاقيع غاز تظهر على أحد أطراف النجم وتهبط على طرف آخر.