فقدان الكتلة النجمية

الرياح الشمسية عبارة عن تيار من البلازما ينبعث من الغلاف الجوي العلوي للشمس . تسمح درجات الحرارة المرتفعة للهالة الشمسية للجسيمات المشحونة ونوى الذرات الأخرى باكتساب الطاقة اللازمة للإفلات من جاذبية الشمس . تفقد الشمس جزءًا من كتلتها بسبب الرياح الشمسية بمعدل ضئيل للغاية.(2–3) × 10 ⁻¹⁴ كتلة شمسية في السنة. ^{[ 2 ]}

تحمل الرياح الشمسية كميات ضئيلة من نوى العناصر الثقيلة المندمجة في لب الشمس، كاشفةً عن آلياتها الداخلية، وحاملةً في الوقت نفسه معلوماتٍ عن مجالها المغناطيسي. ^{[ 3 ]} في عام 2021، قاس مسبار باركر الشمسي سرعة الصوت والخصائص المغناطيسية لبيئة بلازما الرياح الشمسية. ^{[ 4 ]}

في كثير من الأحيان، عندما يكون نجمٌ ما جزءًا من نظام نجمي ثنائي يدور في مدارات متقاربة ، يكون التجاذب المدّي للغازات قرب مركز الكتلة كافيًا لسحب الغاز من أحد النجمين إلى شريكه. ويبرز هذا التأثير بشكل خاص عندما يكون الشريك قزمًا أبيض أو نجمًا نيوترونيًا أو ثقبًا أسود . ويُحدث فقدان الكتلة في الأنظمة الثنائية نتائج مثيرة للاهتمام. فإذا تجاوز النجم الثانوي في النظام حدّ روش الخاص به ، فإنه يفقد كتلةً لصالح النجم الأساسي، مما يُغيّر مسار تطورهما بشكل كبير. وإذا كان النجم الأساسي قزمًا أبيض، فإن النظام يتطور بسرعة إلى مستعر أعظم من النوع Ia . ^{[ 5 ]} وهناك سيناريو بديل آخر لنفس النظام، وهو تكوّن نجم متغير كارثي أو "نوفا". وإذا كان النجم المُتراكم نجمًا نيوترونيًا أو ثقبًا أسود ، فإن النظام الناتج يكون نظامًا ثنائيًا للأشعة السينية .

أظهرت دراسة أجريت عام 2012 أن أكثر من 70% من النجوم الضخمة تتبادل كتلتها مع نجم مرافق، مما يؤدي إلى اندماج ثنائي في ثلث الحالات. ^{[ 6 ]} ونظرًا لتغير مسار تطور هذه النجوم بشكل كبير نتيجة فقدان الكتلة لصالح النجم المرافق، تركز نماذج تطور النجوم على محاكاة هذه الملاحظات. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

تتميز بعض أنواع النجوم، وخاصة نجوم وولف-رايت، بكتلة هائلة، ومع تطورها، يزداد نصف قطرها. يؤدي هذا إلى إضعاف تماسك طبقاتها العليا، مما يسمح لاضطرابات صغيرة بقذف كميات كبيرة من الطبقات الخارجية إلى الفضاء. تُعدّ أحداث مثل التوهجات الشمسية والانبعاثات الكتلية الإكليلية مجرد ومضات على مقياس فقدان الكتلة للنجوم منخفضة الكتلة (مثل الشمس). ومع ذلك، تتسبب هذه الأحداث نفسها في قذف كارثي للمادة النجمية إلى الفضاء بالنسبة للنجوم الضخمة مثل نجوم وولف-رايت. ^{[ 9 ]}

تُعرف هذه النجوم بكرمها الشديد، إذ تقضي معظم حياتها في التبرع بكتلتها للوسط النجمي المحيط بها. ومع تجريدها من أغلفة الهيدروجين، تستمر في فعل الخير، فتُطلق عناصر أثقل مثل الهيليوم والكربون والنيتروجين والأكسجين ، بل إن بعض أضخم النجوم تُطلق عناصر أثقل تصل إلى الألومنيوم. ^{[ 10 ]}

تُعرف النجوم التي دخلت مرحلة العملاق الأحمر بفقدانها السريع للكتلة. وكما ذُكر سابقًا، يضعف تأثير الجاذبية على الطبقات العليا، وقد تُقذف هذه الطبقات إلى الفضاء بفعل أحداث عنيفة مثل بداية وميض الهيليوم في النواة. كما تُؤدي المرحلة الأخيرة من حياة العملاق الأحمر إلى فقدان هائل للكتلة، حيث يفقد النجم طبقاته الخارجية مُشكلاً سديمًا كوكبيًا .

تُقدّم بنية هذه السدم نظرة ثاقبة على تاريخ فقدان كتلة النجم. تكشف مناطق الكثافة الزائدة والمنخفضة عن الفترات التي كان النجم يفقد فيها كتلته بنشاط، بينما يُشير توزيع هذه التكتلات في الفضاء إلى السبب الفيزيائي لهذا الفقدان. تُشير الأغلفة الكروية المنتظمة في السديم إلى رياح نجمية متناظرة، بينما يُشير عدم التناظر وانعدام البنية المنتظمة إلى انبعاثات الكتلة والتوهجات النجمية كسبب لذلك. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

تتخذ هذه الظاهرة منحىً جديداً عند دراسة نجوم فرع العملاق المقارب (AGB) . فالنجوم الواقعة على هذا الفرع في مخطط هرتزبرونغ-راسل هي الأكثر عرضة لفقدان الكتلة في المراحل الأخيرة من تطورها مقارنةً بغيرها. في هذه المرحلة، يفقد النجم أكبر قدر من كتلته، ما لم ينفجر في مستعر أعظم.