حد شاندراسيخار

ملف:WhiteDwarf mass-radius.jpg

حد شاندراسيخار

حدّ شاندراسيخار (Chandrasekhar limit) نسبة إلى الفيزيائي الحائز على جائزة نوبل عام 1983 "سابرامانين تشاندراسخار"(Subrahmanyan Chandrasekhar). تعريف هذا الحد الفيزيائي هو: أكبر كتلة غير دوارة يمكن لضغط الانفطار للإلكترونات فيها أن يمنع تفردها الجذبوي.

هذا الحد يقدر بأنه 1.44 كتلة شمسية. وتختلف القيم الحسابية لهذا الحد بناء على التكوين النووي للكتلة والتقديرات المستخدمة قياسيا وحسابيا.

وحيث أنّ نجوم الأقزام البيضاء يدعم صمود مادتها من الانهيار التجاذبي ضغط انفطار الإلكترونات ، فإن حد شاندراسيخار يمثل الحد الأعلى لكتلة القزم الأبيض . فإذا زادت كتلة النجم عنه زادت قوة الجاذبية وبالتالي يشتد تجاذب جزيئاتها مما يؤدي بها إلى الانهيار (التجاذبي) . وطبقا لنموذج تطور نجم من نجوم النسق الأساسي فإن أي نجم تزيد كتلته عن 8 أضعاف كتلة الشمس تقريبا لا يمكنها أن تفقد قدرا كافيا من كتلتها لتشكل قزما أبيضا في نهاية حياتها ، وإنما ينتهي بها الأمر إما إلى نجم نيوتروني أو ثقب أسود.

قزم أبيض

بعد أن يستهلك النجم جميع ما لديه من وقود الهيدروجين ويتوقف الاندماج النوويينهار نجم مثل الشمس على نفسه تحت تأثير الجاذبية ويكوّن قلبها قزما أبيضا . وتتسم جميع الأجرام بتلك الخاصية إذا كانت كتلتها أقل من حد شاندراسيخار ، وإلا لا يكفي ضغط مادة النجم لتكوين قزم أبيض مستقر. وبحسب كمية الكتلة فينشأ عن ذلك التقلص إما نجم نيوتروني (إذا كانت كتلة النجم المتقلصة في حدود نحو 5و3 كتلة شمسية أو ثقب أسود (إذا كانت كتلة النجم المتقلص أكبر من 8و3 كتلة شمسية بالتقريب) .

وتعتبر مادة القزم الأبيض غازا إلكترونيا منفطرا . ويحتاج حساب حد شاندراسيخار له إلى معاملته على أنه احصاء فيرمي ديراك حيث أن الإلكترونات عبارة عن فرميونات. ومع إهمال مؤثرات النظرية النسبية العامة حيث تظهر تلك المؤثرات في حالات زيادة الانصغاط النجمي (التقلص الشديد وارتفاع الكثافة الشديد) .

فنحصل على صيغة الحد الأقصى للكتلة :

$M_{krit}=1.45727{\left(\frac{2}{\eta }\right)}^2{M}_{\odot }$

حيث:

$\eta =A/Z$ يعطي عدد النوكليونات في المتوسط التي تنتسب إلى 1 إلكترون باعتبار أن القزم الأبيض متعادل كهربائيا. ومادة النجم تتكون من ذرات بها $A$ من النوكليونات و $Z$ من البروتونات.

$M_{\odot }$ تساوي كتلة شمسية.

أمثلة

تتكون الأقزام البيضاء أساسيا من نظير الكربون ${}_6^{12}C$ أو الأكسجين ${}_8^{16}O$ وبالتالي يكون :

$\eta =12/6=16/8=2$.

ومها نحصل على حد الكتلة الحرجة المذكورة ومقدارها 1,457 كتلة شمسية.

ومثال على ذلك نجده في الشعرى اليمانية ب . إما بالنسبة لقزم أبيض قلبه من الحديد ، ${}_{26}^{56}Fe$ فيكون :

$\eta =56/26\approx 2,154$.

وبناءا على ذلك فيكون كتلته الحرجة 256و1 كتلة شمسية . أي أن حد كتلة شندراسيخار لا يصل إليها كل نجم ، حيث أن نوع مادته تحدد حد كتلة شاندراسيخار الخاصة به.

اقرأ أيضا

• ثقب أسود نجمي
• ثقب أسود 1655-40
• قائمة أكبر النجوم كتلة
• نصف قطر شفارتزشيلد
• تفرد جذبوي

ملف:Science.jpg

هذه بذرة مقالة عن الفيزياء تحتاج للنمو والتحسين، فساهم في إثرائها بالمشاركة في تحريرها.

bg:Граница на Чандрасекар bn:চন্দ্রশেখর সীমা ca:Límit de Chandrasekhar cs:Chandrasekharova mez da:Chandrasekhargrænsen de:Chandrasekhar-Grenze el:Όριο Τσαντρασεκάρ Chandrasekhar limit]] eo:Limigo de Chandrasekhar es:Límite de Chandrasekhar eu:Chandrasekharren muga fa:حد چاندراسخار fi:Chandrasekharin raja fr:Masse de Chandrasekhar gl:Límite de Chandrasekhar he:גבול צ'נדראסקאר hu:Chandrasekhar-határ id:Batas Chandrasekhar it:Limite di Chandrasekhar ja:チャンドラセカール限界 ko:찬드라세카르 한계 lb:Chandrasekhar-Grenz lt:Čandrasekaro riba mk:Чандрасекарова граница ml:ചന്ദ്രശേഖർ സീമ nl:Chandrasekhar-limiet nn:Chandrasekhargrensa no:Chandrasekhars grense pl:Granica Chandrasekhara pt:Limite de Chandrasekhar ro:Limita Chandrasekhar ru:Предел Чандрасекара sk:Chandrasekharova medza sr:Чандрасекарова граница sv:Chandrasekhargränsen ta:சந்திரசேகர் வரையறை th:ขีดจำกัดจันทรสิกขา uk:Межа Чандрасекара vi:Giới hạn Chandrasekhar zh:錢德拉塞卡極限