سديم

السديم ( كلمة لاتينية تعني " سحابة، ضباب " ؛ ^{[ 1 ]} جمعها سدم أو سدم ) ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} هو جزء مضيء مميز من الوسط بين النجوم ، ويتكون من الهيدروجين المتأين أو المتعادل أو الجزيئي، بالإضافة إلى الغبار الكوني . غالبًا ما تكون السدم مناطق لتكوين النجوم، مثل أعمدة الخلق في سديم النسر . في هذه المناطق، تتكتل تجمعات الغاز والغبار والمواد الأخرى لتشكل مناطق أكثر كثافة، تجذب المزيد من المادة، وتصبح في النهاية كثيفة بما يكفي لتكوين النجوم . يُعتقد أن المادة المتبقية تُشكل الكواكب وأجرام النظام الكوكبي الأخرى .

معظم السدم ضخمة الحجم، إذ يصل قطر بعضها إلى مئات السنين الضوئية . ويبدو السديم المرئي للعين المجردة من الأرض أكبر حجمًا، لكنه ليس أكثر سطوعًا، عند النظر إليه من مسافة قريبة. ^{[ 6 ]} ويمكن رؤية سديم الجبار ، وهو ألمع سديم في السماء ويشغل مساحة تعادل ضعف القطر الزاوي للقمر المكتمل ، بالعين المجردة، إلا أن علماء الفلك الأوائل لم يلاحظوه. ^{[ 7 ]} وعلى الرغم من أن كثافة معظم السدم أعلى من كثافة الفضاء المحيط بها، إلا أنها أقل بكثير من كثافة أي فراغ يتكون على الأرض (من ^10⁵ إلى 10⁷ ^جزيء لكل سنتيمتر مكعب) - إذ لا تتجاوز الكتلة الإجمالية لسحابة سديمية بحجم الأرض بضعة كيلوغرامات . وتبلغ كثافة هواء الأرض حوالي ^10¹⁹ جزيء لكل سنتيمتر مكعب؛ في المقابل، قد تصل كثافة أكثر السدم كثافة إلى 10⁴ ^جزيء لكل سنتيمتر مكعب. تُرى العديد من السدم بفضل التألق الناتج عن النجوم الساخنة المدمجة فيها، بينما تكون سدم أخرى منتشرة لدرجة لا يمكن رصدها إلا بتعريضات طويلة وفلاتر خاصة. وتتعرض بعض السدم لإضاءة متغيرة من نجوم تي تاوري المتغيرة.

في الأصل، كان مصطلح "السديم" يُستخدم لوصف أي جرم سماوي منتشر ، بما في ذلك المجرات الواقعة وراء مجرة ​​درب التبانة . فعلى سبيل المثال، كانت مجرة ​​أندروميدا تُعرف سابقًا باسم سديم أندروميدا ( والمجرات الحلزونية عمومًا باسم "السدم الحلزونية") قبل أن يتم تأكيد الطبيعة الحقيقية للمجرات في أوائل القرن العشرين على يد فيستو سليفر وإدوين هابل وآخرين. اكتشف إدوين هابل أن معظم السدم مرتبطة بالنجوم وتُضاء بضوء النجوم. كما ساهم في تصنيف السدم بناءً على نوع طيف الضوء الذي تُصدره. ^{[ 8 ]}

حوالي عام 150 ميلادي، دوّن بطليموس ، في الكتابين السابع والثامن من كتابه المجسطي ، خمسة نجوم بدت سديمية. كما لاحظ منطقة سديمية بين كوكبتي الدب الأكبر والأسد لم تكن مرتبطة بأي نجم . ^{[ 9 ]} أول سديم حقيقي، متميز عن التجمع النجمي ، ذكره الفلكي الفارسي المسلم عبد الرحمن الصوفي في كتابه "النجوم الثابتة " (964). ^{[ 10 ]} لاحظ وجود "سحابة صغيرة" حيث تقع مجرة ​​أندروميدا . ^{[ 11 ]} كما صنّف تجمع أوميكرون فيلوروم النجمي على أنه "نجم سديمي" وأجسام سديمية أخرى، مثل تجمع بروتشي . ^{[ 10 ]} تم رصد المستعرات العظمى التي شكلت سديم السرطان، SN 1054، من قبل علماء الفلك العرب والصينيين في عام 1054. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

في عام 1610، اكتشف نيكولاس كلود فابري دي بيريسك سديم الجبار باستخدام التلسكوب. كما رصد يوهان بابتيست سيسات هذا السديم في عام 1618. ومع ذلك، لم تُجرَ أول دراسة تفصيلية لسديم الجبار إلا في عام 1659 على يد كريستيان هويغنز ، الذي اعتقد أيضًا أنه أول من اكتشف هذا السديم. ^{[ 11 ]}

في عام 1715، نشر إدموند هالي قائمة بستة سدم. ^{[ 14 ]} ازداد هذا العدد باطراد خلال القرن، حيث جمع جان فيليب دي شيزو قائمة تضم 20 سديمًا (بما في ذلك ثمانية لم تكن معروفة سابقًا) في عام 1746. ومن عام 1751 إلى عام 1753، قام نيكولا لويس دي لاكايل بتصنيف 42 سديمًا من رأس الرجاء الصالح ، معظمها لم يكن معروفًا من قبل. ثم قام شارل ميسييه بتجميع فهرس يضم 103 "سدمًا" (تُسمى الآن أجسام ميسييه ، والتي شملت ما يُعرف الآن بالمجرات) بحلول عام 1781؛ وكان اهتمامه منصبًا على اكتشاف المذنبات ، وهذه الأجسام قد تُشتبه بها خطأً. ^{[ 15 ]}

ثم ازداد عدد السدم بشكل كبير بفضل جهود ويليام هيرشل وشقيقته كارولين هيرشل . نُشر فهرسهما الذي يضم ألف سديم جديد وتجمعات نجمية ^{[ 16 ]} عام 1786. ونُشر فهرس ثانٍ يضم ألف سديم عام 1789، بينما ظهر الفهرس الثالث والأخير الذي يضم 510 سدم عام 1802. خلال معظم فترة عملهما، اعتقد ويليام هيرشل أن هذه السدم ليست سوى تجمعات نجمية غير قابلة للتمييز. إلا أنه في عام 1790، اكتشف نجمًا محاطًا بسديم، واستنتج أنه سديم حقيقي وليس تجمعًا نجميًا بعيدًا. ^{[ 15 ]}

ابتداءً من عام 1864، درس ويليام هيغنز أطياف حوالي 70 سديمًا. ووجد أن ثلثها تقريبًا يمتلك طيف انبعاث غازي . أما البقية، فقد أظهرت طيفًا متصلًا ، ولذلك اعتُقد أنها تتكون من كتلة من النجوم. ^{[ 17 ] [ 18 ]} أُضيفت فئة ثالثة عام 1912 عندما أثبت فيستو سليفر أن طيف السديم المحيط بنجم ميروب يطابق طيف عنقود الثريا النجمي المفتوح . وبالتالي، فإن السديم يشع بضوء النجوم المنعكس. ^{[ 19 ]}

في عام 1923، وبعد المناظرة الكبرى ، أصبح من الواضح أن العديد من "السدم" كانت في الواقع مجرات بعيدة عن مجرة ​​درب التبانة .

واصل سليفر وإدوين هابل جمع أطياف العديد من السدم المختلفة، فوجدا 29 سديمًا تُظهر أطياف انبعاث، و33 سديمًا تُظهر أطيافًا متصلة لضوء النجوم. ^{[ 18 ]} في عام 1922، أعلن هابل أن جميع السدم تقريبًا مرتبطة بالنجوم، وأن إضاءتها تأتي من ضوء النجوم. كما اكتشف أن السدم ذات أطياف الانبعاث ترتبط دائمًا تقريبًا بالنجوم المصنفة طيفيًا ضمن الفئة B أو أعلى (بما في ذلك جميع نجوم التسلسل الرئيسي من النوع O )، بينما تظهر السدم ذات الأطياف المتصلة مع النجوم الأقل حرارة. ^{[ 20 ]} وخلص كل من هابل وهنري نوريس راسل إلى أن السدم المحيطة بالنجوم الأكثر حرارة تتعرض لتحول ما. ^{[ 18 ]}

تتنوع آليات تكوين أنواع السدم المختلفة. فبعضها يتشكل من غاز موجود أصلاً في الوسط بين النجوم ، بينما ينتج البعض الآخر عن النجوم نفسها. ومن أمثلة النوع الأول السحب الجزيئية العملاقة ، وهي أبرد وأكثف مراحل الغاز بين النجوم، والتي تتشكل نتيجة تبريد وتكثيف الغاز الأكثر انتشاراً. أما أمثلة النوع الثاني فهي السدم الكوكبية التي تتشكل من مواد تقذفها النجوم في المراحل الأخيرة من تطورها النجمي .

مناطق تكوّن النجوم هي نوع من السدم الانبعاثية المرتبطة بالسحب الجزيئية العملاقة. تتشكل هذه المناطق عندما تنهار سحابة جزيئية تحت وطأة ثقلها، مُنتجةً نجومًا. قد تتشكل نجوم ضخمة في المركز، ويُؤيّن إشعاعها فوق البنفسجي الغاز المحيط بها، مما يجعله مرئيًا في الأطوال الموجية الضوئية . تُعرف منطقة الهيدروجين المتأين المحيطة بالنجوم الضخمة بمنطقة H II، بينما تُعرف أغلفة الهيدروجين المتعادل المحيطة بمنطقة H II بمنطقة التفكك الضوئي . من أمثلة مناطق تكوّن النجوم سديم الجبار ، وسديم الوردة ، وسديم أوميغا . قد تُؤدي ردود الفعل الناتجة عن تكوّن النجوم، في صورة انفجارات المستعرات العظمى للنجوم الضخمة، أو الرياح النجمية، أو الإشعاع فوق البنفسجي المنبعث من النجوم الضخمة، أو التدفقات الخارجية من النجوم منخفضة الكتلة، إلى تفكيك السحابة، مما يُؤدي إلى تدمير السديم بعد ملايين السنين.

تتشكل سدم أخرى نتيجة انفجارات المستعرات العظمى ، وهي اللحظات الأخيرة لنجوم ضخمة قصيرة العمر. تتأين المواد المتناثرة من انفجار المستعر الأعظم بفعل الطاقة والجسم المضغوط الناتج عن نواته. ومن أفضل الأمثلة على ذلك سديم السرطان في برج الثور . سُجّل حدث المستعر الأعظم عام 1054، ويُعرف بالرمز SN 1054. يقع الجسم المضغوط الناتج عن الانفجار في مركز سديم السرطان، ونواته الآن نجم نيوتروني .

تتشكل سدم أخرى على هيئة سدم كوكبية . هذه هي المرحلة الأخيرة من حياة النجوم منخفضة الكتلة، مثل شمس الأرض. تتطور النجوم التي تصل كتلتها إلى 8-10 أضعاف كتلة الشمس إلى عمالقة حمراء ، وتفقد طبقاتها الخارجية ببطء خلال نبضات في غلافها الجوي. عندما يفقد النجم كمية كافية من مادته، ترتفع درجة حرارته، ويمكن للأشعة فوق البنفسجية التي ينبعث منها أن تؤين السديم المحيط الذي قذفه. ستُنتج الشمس سديمًا كوكبيًا، بينما يبقى لبها على شكل قزم أبيض .

• 
  سديم أوميغا ، مثال على السدم الانبعاثية
• 
  سديم رأس الحصان ، مثال على السديم المظلم .
• 
  سديم عين القط ، وهو مثال على السدم الكوكبية .
• 
  سديم المستطيل الأحمر ، وهو مثال على السديم الكوكبي الأولي .
• 
  SNR B0509-67.5 ، مثال على بقايا مستعر أعظم

سدم التدفق

تُعدّ السدم ذات التدفق المتكامل (IFN) ظاهرة فلكية تم اكتشافها حديثًا نسبيًا (عام 2004). وعلى عكس السدم الغازية النموذجية والمعروفة جيدًا داخل مستوى مجرة ​​درب التبانة ، تقع السدم ذات التدفق المتكامل خارج جسم المجرة الرئيسي.

صاغ هذا المصطلح ستيف ماندل ، الذي عرّفها بأنها "سدم تقع عند خطوط العرض المجرية العالية، ولا تُضاء بواسطة نجم واحد (كما هو الحال في معظم السدم في مستوى المجرة ) ، بل بواسطة الطاقة الناتجة عن التدفق المتكامل لجميع النجوم في مجرة ​​درب التبانة. ونتيجة لذلك، تكون هذه السدم خافتة للغاية، وتتطلب ساعات من التعريض الضوئي لالتقاط صور لها. تتكون هذه السحب السديمية، وهي عنصر مهم من الوسط بين النجوم، من جزيئات الغبار والهيدروجين وأول أكسيد الكربون وبعض العناصر الأخرى." ^{[ 21 ]} وهي بارزة بشكل خاص في اتجاه كل من القطبين السماويين الشمالي والجنوبي . السديم الشاسع القريب من القطب السماوي الجنوبي هو MW9، والمعروف باسم الثعبان السماوي الجنوبي. ^{[ 22 ]}

السدم المنتشرة

يمكن وصف معظم السدم بأنها سدم منتشرة، أي أنها ممتدة ولا تحتوي على حدود واضحة المعالم. ^{[ 23 ]} ويمكن تقسيم السدم المنتشرة إلى سدم انبعاثية ، وسدم انعكاسية ، وسدم مظلمة .

يمكن تقسيم السدم المرئية إلى سدم انبعاثية، والتي تنبعث منها إشعاعات خطية طيفية من غاز مثارة أو متأينة (معظمها هيدروجين متأين )؛ ^{[ 24 ]} وغالبًا ما تسمى مناطق H II ، (H II تشير إلى الهيدروجين المتأين)، وسدم انعكاسية مرئية بشكل أساسي بسبب الضوء الذي تعكسه.

لا تُصدر السدم الانعكاسية كميات كبيرة من الضوء المرئي، ولكنها تقع بالقرب من النجوم وتعكس ضوءها. ^{[ 24 ]} أما السدم المشابهة غير المضاءة بالنجوم فلا تُظهر إشعاعًا مرئيًا، ولكن يمكن رصدها كسحب معتمة تحجب الضوء عن الأجسام المضيئة خلفها؛ وتُسمى هذه السدم بالسدم المظلمة . ^{[ 24 ]}

على الرغم من اختلاف رؤية هذه السدم عند الأطوال الموجية الضوئية، إلا أنها جميعها مصادر ساطعة لانبعاثات الأشعة تحت الحمراء ، ويرجع ذلك أساسًا إلى الغبار الموجود داخل السدم. ^{[ 24 ]}

السدم الكوكبية

السدم الكوكبية هي بقايا المراحل الأخيرة من تطور النجوم متوسطة الكتلة (التي تتراوح أحجامها بين 0.5 و8 كتل شمسية تقريبًا). تقذف نجوم الفرع العملاق المقارب المتطورة طبقاتها الخارجية إلى الخارج بفعل الرياح النجمية القوية، مُكَوِّنةً بذلك أغلفة غازية، تاركةً وراءها نواة النجم على شكل قزم أبيض . ^{[ 24 ]} يُثير الإشعاع المنبعث من القزم الأبيض الساخن الغازات المقذوفة، مُنتِجًا سدمًا انبعاثية ذات أطياف مشابهة لتلك الموجودة في مناطق تكوّن النجوم . ^{[ 24 ]} وهي مناطق هيدروجين متأين (H II) ، لأن معظم الهيدروجين فيها مُتأين، إلا أن السدم الكوكبية أكثر كثافةً وتماسكًا من تلك الموجودة في مناطق تكوّن النجوم. ^{[ 24 ]}

أطلق علماء الفلك الأوائل اسم "السدم الكوكبية" عليها، إذ لم يتمكنوا في البداية من تمييزها عن الكواكب التي كانت أكثر إثارة لاهتمامهم. ومن المتوقع أن تُنتج الشمس سديمًا كوكبيًا  بعد حوالي 12 مليار سنة من تكوينها. ^{[ 25 ]}

السدم الكوكبية الأولية

السديم الكوكبي الأولي أو السديم ما قبل الكوكبي ^{[ 26 ]} (PPN، جمعها PPNe) هو جرم سماوي يمر بمرحلة قصيرة الأمد خلال التطور السريع للنجم بين مرحلة الفرع العملاق المقارب المتأخر (LAGB) ^[أ] ومرحلة السديم الكوكبي (PN) اللاحقة . يُصدر السديم الكوكبي الأولي إشعاعًا قويًا في نطاق الأشعة تحت الحمراء ، وهو نوع من السدم الانعكاسية . وهو ثاني مرحلة من مراحل التطور عالية اللمعان في دورة حياة النجوم متوسطة الكتلة (1-8 كتلة _شمسية ). ^{[ 27 ] : 469}

بقايا المستعر الأعظم

يحدث المستعر الأعظم عندما يصل نجم ذو كتلة عالية إلى نهاية عمره. عندما يتوقف الاندماج النووي في لب النجم، ينهار النجم. يرتد الغاز المتساقط إلى الداخل أو يسخن بشدة لدرجة أنه يتمدد للخارج من اللب، مما يؤدي إلى انفجار النجم. ^{[ 24 ]} تشكل طبقة الغاز المتمددة بقايا المستعر الأعظم ، وهي سديم منتشر خاص . ^{[ 24 ]} على الرغم من أن معظم الانبعاثات الضوئية والأشعة السينية من بقايا المستعر الأعظم تنشأ من الغاز المتأين، فإن جزءًا كبيرًا من الانبعاثات الراديوية هو شكل من أشكال الانبعاثات غير الحرارية يُسمى انبعاث السنكروترون . ^{[ 24 ]} ينشأ هذا الانبعاث من إلكترونات عالية السرعة تتذبذب داخل المجالات المغناطيسية .

• منطقة هاواي
• منطقة H II
• قائمة بأكبر السدم
• قائمة السدم المنتشرة
• قوائم السدم
• السحابة الجزيئية
• سحابتا ماجلان
• جسم ميسييه
• فرضية السديم
• مجمع السحابة الجزيئية أوريون
• الجدول الزمني للمعرفة حول الوسط بين النجوم وبين المجرات

• السدم ، صفحات ميسييه SEDS
• Fusedweb.pppl.gov
• صور تاريخية للسدم، مؤرشفة بتاريخ 28 يونيو 2022 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine )، المكتبة الرقمية لمرصد باريس