خطوات الاستخدام
حدد كتلة النجم بوحدات الكتلة الشمسية (M☉). هذا هو المدخل الوحيد المطلوب. كلما زادت الكتلة، قصر عمر النسق الأساسي بشكل كبير.
افهم القانون: τ = 10¹⁰ × (M/M☉)^(-2.5). حيث τ هو العمر بالسنين، و10¹⁰ هو عمر الشمس التقريبي على النسق الأساسي. الأس السالب -2.5 يعني أن العمر يتناقص مع زيادة الكتلة بطريقة غير خطية.
أدخل كتلة النجم. مثلاً، لنجم كتلته 2 M☉، احسب (2)^(-2.5) = 1/(2^2.5) ≈ 1/5.657 = 0.1768، ثم اضرب في 10¹⁰ لتحصل على 1.768 مليار سنة.
قارن النتيجة بعمر الشمس (10 مليارات سنة). النجوم الأضخم تحترق وقودها بسرعة أكبر لأنها تزيد معدل الاندماج النووي بشكل كبير مع الكتلة.
استخدم النتيجة لفهم تطور النجم: بعد انتهاء عمر النسق الأساسي، يتحول النجم إلى عملاق أحمر ثم إلى قزم أبيض أو مستعر أعظم حسب كتلته.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على عمر النسق الأساسي بخطوات الحل كاملة.
الحل
أولاً، نعوض في القانون: τ = 10¹⁰ × (2.06)^(-2.5). نحسب (2.06)^2.5 أولاً. 2.06^2 = 4.2436، و2.06^0.5 = √2.06 ≈ 1.4353، إذن 2.06^2.5 = 4.2436 × 1.4353 ≈ 6.092. إذاً (2.06)^(-2.5) = 1 / 6.092 ≈ 0.16414. ثم τ = 10¹⁰ × 0.16414 = 1.6414 مليار سنة. هذا يعني أن سيريوس A سيبقى على النسق الأساسي حوالي 1.64 مليار سنة فقط، مقارنة بعمر الشمس 10 مليارات سنة. هذا التفسير يتوافق مع كونه نجمًا من النوع الطيفي A1V، حيث يُتوقع أن يكون عمره قصيرًا نسبيًا. لاحظ أن سيريوس A عمره الحالي يقدر بحوالي 200-300 مليون سنة فقط، مما يعني أنه لا يزال في منتصف حياته على النسق الأساسي.
الحل
للنجم الأول (0.8 M☉): τ = 10¹⁰ × (0.8)^(-2.5). نحسب 0.8^2.5: 0.8^2 = 0.64، 0.8^0.5 = √0.8 ≈ 0.8944، إذن 0.8^2.5 = 0.64 × 0.8944 ≈ 0.5724. إذاً (0.8)^(-2.5) = 1 / 0.5724 ≈ 1.7468. τ₁ = 10¹⁰ × 1.7468 = 17.468 مليار سنة. للنجم الثاني (8 M☉): (8)^(-2.5) = 1 / (8^2.5). 8^2.5 = 8^2 × √8 = 64 × 2.8284 ≈ 181.02. إذاً (8)^(-2.5) ≈ 1/181.02 ≈ 0.005524. τ₂ = 10¹⁰ × 0.005524 = 55.24 مليون سنة. الفارق الزمني هائل: النجم الخفيف يعيش أكثر من 17 مليار سنة (أطول من عمر الكون الحالي)، بينما النجم الثقيل يعيش 55 مليون سنة فقط. هذا يوضح لماذا نرى نجومًا ثقيلة مثل سبيكا (Spica) قد تكون قريبة من نهاية حياتها بينما نجوم خفيفة مثل بروكسيما سنتوري تكاد تكون أبدية.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة عمر النسق الأساسي.
قيم مُدخَلة قياسية
- كتلة (M☉)
- 50
قيم مُدخَلة مرتفعة
- كتلة (M☉)
- 85
قيم مُدخَلة منخفضة
- كتلة (M☉)
- 10