نجم الشمال: بين الثبات الظاهري والحركة الكونية الحقيقية
ملخص:
يُعرف نجم الشمال بدوره المحوري في الملاحة وتحديد الاتجاهات نظرًا لثباته الظاهري في سماء الليل. يعالج هذا المقال المفهوم الشائع حول ثبات نجم الشمال، ويفحص مدى دقة هذا الادعاء من منظور علم الفلك الحديث. نستعرض الأدلة التي تشير إلى أن نجم الشمال، كغيره من الأجرام السماوية، يخضع لأنواع متعددة من الحركة، بما في ذلك الدوران حول محوره، والحركة المدارية ضمن نظام نجمي، والحركة عبر مجرة درب التبانة. كما يناقش المقال ظاهرة مبادرة الاعتدالين وتأثيرها على تغير موقع “نجم الشمال” على مدى آلاف السنين..
- مقدمة:
لطالما شغل نجم الشمال (المعروف فلكيًا أيضًا باسم “ألفا الدب الأصغر”) مكانة بارزة في الثقافة الإنسانية، وخاصة في مجال الملاحة. يرجع ذلك إلى موقعه الفريد الذي يجعله يبدو ثابتًا تقريبًا في السماء الشمالية، بينما تدور النجوم الأخرى حوله. هذا الثبات الظاهري هو نتيجة مباشرة لمحاذاة نجم الشمال القريبة جدًا من امتداد محور دوران الأرض نحو الشمال، أي القطب السماوي الشمالي. ومع ذلك، فإن هذا “الثبات” هو نسبي ومحلي، ولا يعكس الحقيقة الكونية لحركة النجم. يهدف هذا المقال إلى تفنيد فكرة الثبات المطلق لنجم الشمال، واستعراض حركاته الفعلية على مستويات مختلفة. - الثبات الظاهري لنجم الشمال وكيف نتعامل معه:
يقع نجم الشمال حاليًا على بعد أقل من درجة واحدة (حوالي 0.7 درجة) من القطب السماوي الشمالي الحقيقي (كالر، 2006). نتيجة لذلك، عندما تدور الأرض حول محورها، يرسم نجم الشمال دائرة صغيرة جدًا في السماء، بالكاد تكون ملحوظة بالعين المجردة مقارنة بالدوائر الواسعة التي ترسمها النجوم الأخرى. هذا القرب من محور الدوران الأرضي هو ما يمنحه صفة “النجم القطبي” ويوحي بثباته.
ويمكن تبسيط فهم هذا الثبات الظاهري بالقول إن نجم الشمال يبدو لنا ثابتًا في السماء لأن محور دوران الأرض (الخط الوهمي الذي تدور الأرض حوله من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي) يشير مباشرة تقريبًا نحوه. تخيل أنك تقف على لعبة دوارة (أرجوحة دوارة) تنظر إلى مصباح معلق مباشرة فوق مركز الدوران. بينما كل شيء حولك يبدو أنه يدور، سيبقى المصباح الذي فوق المركز ثابتًا في مكانه بالنسبة لك. نجم الشمال هو مثل هذا “المصباح” بالنسبة لدوران الأرض: فبينما تدور الأرض، يظل نجم الشمال في نفس النقطة تقريبًا في السماء الشمالية، وتبدو النجوم الأخرى وكأنها تدور حوله في دوائر.
لهذا السبب، نتعامل معه كنقطة مرجعية ثابتة لتحديد اتجاه الشمال بدقة. هذا “الثبات” هو ظاهري ومفيد جدًا لنا على الأرض، على الرغم من أن النجم نفسه يتحرك في الفضاء بطرق متعددة كما سيوضح المقال لاحقًا. إنه ثابت كفاية لاحتياجاتنا اليومية والملاحية على مدى عمر الإنسان وحتى عدة قرون. تاريخيًا، اعتمد عليه الملاحون والرحالة لتحديد اتجاه الشمال بدقة، خاصة في نصف الكرة الشمالي.
- حركات نجم الشمال الحقيقية:
على الرغم من ثباته الظاهري، يخضع نجم الشمال لعدة أنواع من الحركة الحقيقية:
أ. الدوران حول المحور:
كنجم نموذجي، يدور نجم الشمال حول محوره الخاص. تُعرف هذه الحركة بالدوران المحوري. على الرغم من صعوبة قياس فترة دوران النجوم البعيدة بدقة، تشير الدراسات إلى أن معظم النجوم، بما في ذلك نجم الشمال، تمتلك حركة دورانية. يُستدل على هذه الحركة من خلال تحليل اتساع الخطوط الطيفية للنجم (تأثير دوبلر الدوراني) أو من خلال رصد التغيرات في النشاط المغناطيسي على سطحه (جراي، 2005).
ب. الحركة المدارية ضمن نظام نجمي:
نجم الشمال ليس نجمًا منفردًا، بل هو نجم رئيسي في نظام نجمي متعدد. يتكون هذا النظام بشكل أساسي من:
- نجم الشمال (أ): النجم العملاق الفائق الذي نراه بالعين المجردة، وهو نجم متغير قيفاوي.
- نجم الشمال (أ-ب): نجم قزم يدور بالقرب من نجم الشمال (أ) في مدار ضيق نسبيًا (حوالي 18.5 وحدة فلكية)، بفترة مدارية تقدر بحوالي 29.6 سنة (فيلن وآخرون، 2000؛ إيفانز وآخرون، 2008).
- نجم الشمال (ب): نجم آخر في النسق الأساسي، يدور حول الزوج (أ) / (أ-ب) على مسافة أبعد بكثير (حوالي 2400 وحدة فلكية)، ويمكن رؤيته بتلسكوب صغير.
بالتالي، فإن نجم الشمال (أ) (النجم الذي نشير إليه عادةً بنجم الشمال) يدور حول مركز الثقل المشترك لنظامه مع نجم الشمال (أ- ب)، وهذا النظام الثنائي بدوره يدور حول مركز ثقل مشترك مع نجم الشمال (ب). هذه الحركة المدارية معقدة وتحدث على نطاقات زمنية مختلفة.
ج. الحركة عبر مجرة درب التبانة:
كجميع النجوم في مجرتنا، درب التبانة، فإن نظام نجم الشمال بأكمله يدور حول مركز المجرة. تقع الشمس ونظامنا الشمسي على بعد حوالي 27,000 سنة ضوئية من مركز المجرة، وتكمل دورة واحدة كل 225-250 مليون سنة تقريبًا (ريد وآخرون، 2014). يشارك نجم الشمال في هذه الحركة المجرية الهائلة، وإن كانت سرعته ومساره المداري الدقيق حول مركز المجرة يختلفان قليلاً عن سرعة ومسار شمسنا. هذه الحركة، المعروفة باسم “الحركة الذاتية” و “السرعة القطرية”، تعني أن نجم الشمال “يجري” أو “يسبح” في الفضاء الكوني بسرعة تقدر بعشرات الكيلومترات في الثانية بالنسبة للشمس.
- تغير موقع “نجم الشمال” عبر الزمن: مبادرة الاعتدالين:
إن صفة “نجم الشمال” ليست حكرًا أبديًا على نجمنا الحالي. فمحور دوران الأرض نفسه ليس ثابتًا تمامًا في الفضاء، بل يعاني من حركة بطيئة تُعرف بمبادرة الاعتدالين (أو ترنح محور الأرض)، مشابهة لحركة الترنح البطيئة لدوامة (بلبل) تفقد زخمها. هذه الحركة تجعل محور الأرض يرسم دائرة في السماء على مدى دورة تبلغ حوالي 25,772 سنة (فوندراك وآخرون، 2011).
نتيجة لهذه الظاهرة:
- في الماضي، حوالي 3000 قبل الميلاد (عصر بناة الأهرامات في مصر القديمة)، كان نجم “الثعبان” في كوكبة التنين هو الأقرب للقطب السماوي الشمالي، وبالتالي كان هو نجم الشمال آنذاك.
- في المستقبل، حوالي عام 14,000 ميلادي، سيصبح نجم “النسر الواقع” في كوكبة القيثارة هو نجم الشمال.
- سيستمر نجم الشمال الحالي في الاقتراب من القطب السماوي الشمالي حتى يصل إلى أقرب نقطة له حوالي عام 2100 ميلادي، ثم يبدأ بالابتعاد تدريجيًا.
هذا يعني أن “ثبات” نجم الشمال كمرشد شمالي هو مرحلة مؤقتة في التاريخ الفلكي الطويل للأرض.
- الخاتمة:
في الختام، يتضح أن المفهوم الشائع لثبات نجم الشمال هو تبسيط لحقيقة فلكية أكثر تعقيدًا. فبينما يبدو نجم الشمال ثابتًا للراصد العادي بسبب موقعه القريب من القطب السماوي الشمالي، فإنه في الواقع نجم ديناميكي يخضع لحركات متعددة: - الدوران حول محوره الذاتي.
- الحركة المدارية كجزء من نظام نجمي متعدد (يدور حول نجوم أخرى قريبة).
- الحركة عبر مجرة درب التبانة (يجري في الفضاء).
- تغير ظاهري في موقعه كـ “نجم قطبي” بسبب مبادرة الاعتدالين لمحور الأرض.
إن فهم هذه الحركات لا يقلل من أهمية نجم الشمال التاريخية والثقافية، بل يعزز تقديرنا لتعقيد الكون وديناميكيته المستمرة. فالثبات الذي نراه هو مجرد لمحة عابرة في رقصة كونية لا تتوقف.
المراجع:
- إيفانز، ن. ر.، شيفر، ج. هـ.، بوند، هـ. إ.، وآخرون. (2008). الكشف المباشر عن الرفيق القريب لنجم الشمال باستخدام مقراب هابل الفضائي. المجلة الفلكية، 136(3)، 1137.
- جراي، د. ف. (2005). رصد وتحليل الأغلفة الضوئية النجمية. مطبعة جامعة كامبريدج.
- كالر، ج. ب. (2006). موسوعة كامبريدج للنجوم. مطبعة جامعة كامبريدج.
- ريد، م. ج.، مينتن، ك. م.، برونثالر، أ.، وآخرون. (2014). اختلاف المنظر المثلثي لمناطق تشكل النجوم عالية الكتلة: رؤيتنا لدرب التبانة. المجلة الفيزيائية الفلكية، 783(2)، 130.
- فوندراك، ج.، كابيتان، ن.، و والاس، ب. (2011). تعابير جديدة للمبادرة، صالحة لفترات زمنية طويلة. مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية، 534، A22.
- فيلن، ر.، يارايس، هـ.، دتبارن، س.، وآخرون. (2000). نجم الشمال: المدار الفلكي، الموقع، والحركة الذاتية. مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية، 360، 399-410.
thumb_upthumb_down50.5s
اضف تعليقا