حركة النجوم:
كل يوم، تبدو الشمس وكل النجوم الأخرى متحركة عبر السماء، تطلع من المشرق وتغرب في المغرب. ولكن الشروق والغروب يأتيان من دوران الأرض، لا من حركة النجوم.
والنجوم تتحرك، لكن حركتها ينشأ عنها تغير بسيط في موضعها بالنسبة للنجوم الأخرى. ويقيس علماء الفلك هذا التغير ويسمونه الحركة الذاتية وذلك بمقارنة صور مأخوذة في فترات منتظمة. وللنجم بارنارد أكبر حركة ذاتية معروفة، حيث يستغرق 180 سنة كي يتحرك نصف درجة ـ زاوية تساوي قطر القمر مرئياً من الأرض. وكلما كان النجم قريباً من الأرض سهل على علماء الفلك قياس الحركة الذاتية له. ولكن معظم النجوم بعيدة جداً لدرجة أن حركتها الذاتية أصغر جداً من أن تقاس.
والشمس نفسها تتحرك بسرعة 19 كم/ث عبر درب اللبانة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الشمس وكذا النجوم الأخرى كلها في درب اللبانة تدور حول مركز المجرة. وتعطي هذه الحركة الدورانية في درب اللبانة الشمس والنجوم القريبة منها سرعة 250 كم/ث . وتستغرق الشمس حوالي 250 مليون سنة لتقوم برحلة واحدة حول مركز المجرة.
التجمعات الكروية:
تجمع نجم كروي يتكون من آلاف النجوم. وتسمى التجمعات غير المنتظمة الشكل تجمعات مفتوحة وفيها ما يتراوح بين 10 وبضع مئات من النجوم.
مجموعات النجوم. يوجد بدرب اللبانة مايزيد على 100 بليون نجم. والعديد من هذه النجوم هي مجموعات صغيرة تدعى سحبًا نجمية وعناقيد نجمية. ويسمى زوج النجوم النجم الثنائي. وحوالي 50% من النجوم أعضاء في نظام النجوم الثنائية.
السحب النجمية تبدو لامعة، مغبرة عند رؤيتها بدون تلسكوب. ويأتي اللمعان من ملايين النجوم التي تكون هذه المساحات. وتكون مثل هذه السحب خلفية تمكن علماء الفلك من رؤية سحب معتمة من الغبار بين النجوم.
العناقيد النجمية يمكن أن تكــون على هيئة كرة أو غير منتظمـة الشكـل. ويتــراوح ما تحويـه العناقيد الكروية بين 10,000 ومليون نجم معبأة بكثافــة جاذبيتها المشتركة. ويقع حوالي 100 تكتل كروي حول مركز درب اللبانة. والنجوم في العناقيد الكروية هي بين أقدم النجوم في مجرتنا. وتحتوي العناقيد غير المنتظمة الشكل والتي تسمى العناقيد المفتوحة أو العناقيد المجرِّبة على عدد يتراوح بين 10 وبضع مئات من النجوم. وهي تقع في الجزء الرئيسي من شكل الفطيرة المسطحة لدرب اللبانة، وتحتوي على بعض أصغر النجوم في مجرتنا.
النجوم المزدوجة تدعى أيضًا النجوم الثنائية تتألف من أزواج من النجوم التي يدور بعضها حول بعض وهي متماسكة بعضها مع بعض بفعل الجاذبية. وتنتمي العديد من النجوم المزدوجة إلى مجموعات أكبر تحتوي على ثنائيات أخرى وأحاديات النجوم. وتسمى مثل هذه المجموعات متعددة النجوم. والنجوم المزدوجة مهمة لأن كتل مثل هذه النجوم يمكن تحديدها بقياس مداراتها. وكتلة النجم هي كمية المادة التي تحتويها.
كيف يستخدم الناس النجوم:
كيف تساعد النجوم في الملاحة لإيجـاد موقـع سفينتـهم، يختـار البحـارة ثلاثـة نجـوم ويقيسون الزاويـة التي تكـون بين كـل نجـم والأفـق. ويستخدمون التقويم لإيجـاد الموقـع الأرضي المتعلـق بكل نجـم عند وقت قياس زاويتـه. وعند ذلك، يحسبـون مسافـة سفينتهم من كـل من المواقـع الثلاثـة للنجـوم. وموقع سفينتهم يكون ملتقى تقاطـع الخطـوط الثـلاثة للمسافات الثلاثة.
قياس الاتجاه والموقع. تساعد النجوم صانعي الخرائط، والطيارين، والبحارة في تحديد الاتجاهات والمواقع، فالنجم الشمالي مثلاً، يستخدم موجهًا للاتجاه الشمالي لأن هذا النجم دائماً يظهر في المكان نفسه فوق القطب الشمالي. ودوران الأرض حول نفسها يجعل السماء تبدو كأنها تدور كل ليلة. ويرى المراقب، في شمال خط الاستواء، أن النجوم تدور حول نقطة فوق القطب الشمالي. والنجم الشمالي قريب من هذه النقطة في السماء ويبدو متحركاً قليلاً.
ويمكن أن يستخدم النجم الشمالي لقياس خطوط العرض أيضًا، حيث يستخدم المراقب آلة السُّدسية لقياس الزاوية التي يظهر بها النجم فوق الأفق الشمالي. وتمثل هذه الزاوية خط عرض المراقب. فعند خط عرض 45°، على سبيل المثال، يكون نجم الشمال واقعًا بزاوية 45° فوق الأفق الشمالي.
ويقيس الطيارون والملاحون مواقعهم بالملاحة الفلكية. وهذه الطريقة تقوم على فكرة أن النجم يكون تماماً فوق موقع أرضي عند وقت معين. ويتغير الموقع الأرضي للنجم، ويظهر كأنه متحرك من الشرق إلى الغرب. ويوضح كتاب يدعى التقويم المواقع الأرضية لعدة نجوم في أوقات مختلفة. ولإيجاد مواقعها، يقيس المراقب الزاوية للنجم باستخدام آلة السدسية، ويسجل وقت القياس بالضبط. وينظر بعد ذلك إلى الموقع الأرضي في كتاب التقويم. ثم يستخدم زاوية النجم لإيجاد بُعد موقعه عن موقع النجم الأرضي. وبإعادة العملية مع نجمين آخرين، يحدد موقعه .
قياس الوقت (الزمن). يقاس الوقت عن طريق حركتي الأرض الأساسيتين: 1- دورانها حول نفسها، 2- حركتها حول الشمس، وهاتان الحركتان للأرض تسببان تغيرًا في موقع الشمس والنجوم الأخرى.
وتجعل حركة دوران الأرض الشمس والنجوم الأخرى تبدو وكأنها متحركة عبر السماء كل يوم. وتبين الساعة المعتادة التوقيت الشمسي، أي التوقيت الذي يتم تحديده حسب حركة الشمس الظاهرية، فترة الوقت المستغرقة من منتصف ليلة إلى منتصف الليلة التي بعدها اليوم الشمسي.
وتبين ساعات الفلكيين التوقيت النجمي ـ أي الوقت الذي يعتمد على حركة النجوم الظاهرية. واليوم النجمي هو الوقت الذي يستغرقه النجم للوصول إلى الموقع نفسه في السماء في ليلتين، واحدة بعد الأخرى. ولأن حركة الأرض حول الشمس في اتجاه دورانها اليومي نفسه، فإن اليوم النجمي أقصر من اليوم الشمسي بقليل. ونتيجة لذلك، فإن نجمًا معينًا يخرج بحوالي أربع دقائق مبكراً في كل يوم قبل اليوم الآخر. وهذا التغير اليومي يجعل نجومًا مختلفة ظاهرة في سماء الليل في أوقات مختلفة من السنة.
وحركــة الأرض حـول الشمس أيضًا تجعل الشمس تغير موقعها بالنسبة لخلفية النجوم الأخرى خلال السنة. ويقيس العلماء طول السنة النجمية بقياس الوقت الذي تقضيه الشمس لتصل إلى الموقع نفسه بين النجوم. .
التعلُّم من النجوم. يعد فهم ماهية النجوم جزءًا مهمًا من العلوم، وقد قاد إلى أفكار جديدة في الفيزياء والكيمياء. فعنصر الهيليوم مثلاً اكتشف في الشمس قبل أن يعرف في الأرض. وبالإضافة إلى ذلك، قادت دراسة الجاذبية القوية للنجوم إلى فهم أفضل للجاذبية.