ما هو المجرة؟

إذا نظرت إلى السماء ليلًا باستخدام التلسكوب ، ورأيت ما وراء ما هو مرئي بالعين المجردة ، فسترى الكثير من النجوم التي هي في الواقع محتالة. العديد من نقاط الضوء هذه هي في الواقع مجرات - مجموعات من الملايين إلى تريليونات من النجوم. تتكون المجرات من النجوم والغبار والمادة المظلمة ، وكلها مرتبطة ببعضها البعض بفعل الجاذبية.



علماء الفلك ليسوا متأكدين بالضبط كيف تشكلت المجرات. بعد الانفجار العظيم ، كان الفضاء مكوّنًا بالكامل تقريبًا من الهيدروجين والهيليوم. يعتقد بعض علماء الفلك أن الجاذبية سحبت الغبار والغاز معًا لتكوين نجوم فردية ، واقتربت تلك النجوم من بعضها البعض في مجموعات أصبحت في النهاية مجرات. يعتقد البعض الآخر أن كتلة ما سيصبح مجرات قد اجتمعت معًا قبل تكوين النجوم بداخلها. يعمل علماء الفلك أيضًا على تحسين تقنياتهم في قياس كتلة المجرات الفردية ، مثل دراسة 2018 التي استخدمت الحركات ثلاثية الأبعاد للعديد من المجرات لتضييق كتلة مجرة ​​درب التبانة بشكل أفضل.



الشمس هي واحدة من بلايين النجوم في مجرة ​​درب التبانة.

الشمس هي واحدة من بلايين النجوم في مجرة ​​درب التبانة.(رصيد الصورة: معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا)



اكتشاف أكوان الجزيرة

في أوائل القرن العشرين ، اعتقد العديد من علماء الفلك أن الكون بأكمله يقع داخل مجرتنا ، درب التبانة. جادل آخرون ، مثل هارلو شابلي ، عالم ورئيس مرصد كلية هارفارد ، بأن النقط الحلزونية الشكل التي يعتقد أنها غبار وغاز كانت منفصلة وأطلقوا عليها اسم 'أكوان الجزيرة'.

لم يكن حتى عام 1924 عندما إدوين هابل حددت عدة نجوم نابضة خاصة تسمى متغيرات سيفيد وأدركت أنها تقع خارج الامتداد المعروف لمجرة درب التبانة. كانت هذه الأجرام السماوية مجموعات فريدة تمامًا من النجوم على مسافات بعيدة جدًا عن مجرتنا.

بعد أن قام هابل بقياس المسافة إلى المجرات الفردية ، واصل قياسها التحول دوبلر - مقدار الضوء المنبعث من المجرات بسبب حركتها. لقد قرر أن المجرات في جميع أنحاء مجرة ​​درب التبانة تبتعد عنا بسرعات هائلة. كلما ابتعدت المجرات ، زادت سرعة فرارها. لهذا السبب ، كان قادرًا على تحديد أن الكون نفسه توسيع ، وبعد سنوات ، قرر علماء الفلك أن التوسع يتسارع.



خصائص المجرة

تحتوي معظم المجرات على ثقوب سوداء في مراكزها يمكنها إنتاج كمية هائلة من الطاقة ، والتي يمكن لعلماء الفلك رؤيتها على مسافات بعيدة. في بعض الحالات ، يكون الثقب الأسود المركزي للمجرة كبير للغاية أو نشطة ، حتى في المجرات الصغيرة نسبيًا. قد تتسارع المواد التي تدور حول الثقب الأسود إلى الخارج بواسطة نفاثاتها. قد تحتوي المجرات الأخرى النجوم الزائفة - الأجسام الأكثر نشاطًا في الكون - في جوهرها.

تصنف المجرات حسب شكلها. كل نوع له خصائص مختلفة وتاريخ تطور مختلف.

لدى البعض ، مثل درب التبانة ، أذرع تتصاعد للخارج حول مركزها. معروف ك المجرات الحلزونية ، تشكل هذه المجموعات معظم المجرات التي يستطيع علماء الفلك رؤيتها. يدور الغاز والغبار في المجرة الحلزونية حول المركز بسرعة مئات الأميال في الثانية ، مكونًا شكل دولاب الهواء. البعض ، المعروف باسم 'الحلزونات ذات القضبان' ، لها هيكل قضبان في مركزها ، يتكون من الغبار والغاز المتدفق إلى المركز. يعمل الغبار والغاز في المجرات الحلزونية باستمرار على تغذية تكوين النجوم الجديدة.



تفتقر المجرات الإهليلجية إلى الأذرع الحلزونية لأبناء عمومتها الأكثر لمعانًا. يتراوح مظهرها من دائري إلى ممدود للغاية. تحتوي المجرات الإهليلجية على غبار أقل من نظيراتها الحلزونية ، وبالتالي فإن عملية صنع النجوم قد انتهت تقريبًا. معظم نجومهم أكبر سناً. على الرغم من أنها تشكل جزءًا أصغر من المجرات المرئية ، يعتقد علماء الفلك أن أكثر من نصف المجرات في الكون بيضاوية الشكل.

تُعرف نسبة 3 في المائة المتبقية من المجرات في الكون بالمجرات غير المنتظمة. فهي ليست مستديرة ولا تتميز بأذرع لولبية ، وتفتقر أشكالها إلى تعريف محدد. غالبًا ما أثرت جاذبية المجرات الأخرى عليها ، مما أدى إلى مدها أو تشويهها. يمكن أيضًا أن تؤدي التصادمات أو المكالمات القريبة مع المجرات الأخرى إلى تشويه أشكالها.

تُظهر صورة تلسكوب هابل الفضائي الجمال الكامل للمجرة الحلزونية القريبة M83 في فسيفساء من العديد من الصور المركبة معًا. يشير اللون الأرجواني والأزرق إلى مناطق تشكل النجوم. المعروف أيضًا باسم المروحة الجنوبية ، يقع M83 على بعد 15 مليون سنة ضوئية في كوكبة Hydra. تم إصدار الصورة في يناير 2014.

تُظهر صورة تلسكوب هابل الفضائي الجمال الكامل للمجرة الحلزونية القريبة M83 في فسيفساء من العديد من الصور المركبة معًا. يشير اللون الأرجواني والأزرق إلى مناطق تشكل النجوم. المعروف أيضًا باسم المروحة الجنوبية ، يقع M83 على بعد 15 مليون سنة ضوئية في كوكبة Hydra. تم إصدار الصورة في يناير 2014.(رصيد الصورة: NASA و ESA وفريق Hubble Heritage (STScI / AURA))

عندما تصطدم المجرات

لا تطفو المجرات في الفضاء بمفردها ، لكنها تتجمع معًا في مجموعات تعرف باسم العناقيد. بعض العناقيد تكون كبيرة وتحتوي على أكثر من ألف مجرة ​​بينما بعضها الآخر أصغر بكثير. تقع مجرة ​​درب التبانة داخل الكتلة المعروفة باسم المجموعة المحلية ، والتي تحتوي فقط على 50 مجرة.

من حين لآخر ، تصطدم المجرات ببعضها البعض ، وتدمج نجومها وغبارها معًا. هذه خطوة مهمة في تطور ونمو العديد من المجرات. في أواخر عام 2018 ، أصدر علماء الفلك دراسة تظهر اصطدام ثقبين أسودين هائلين ببعضهما البعض في المراحل الأخيرة من تحطم المجرة ، وهو ما يمثل المرة الأولى التي شوهدت فيها مثل هذه المرحلة المتأخرة من تصادم المجرات.

لا تتصادم النجوم الفردية بشكل عام في تصادم المجرة ، لكن تدفق الغبار والغاز يرفع معدل تكون النجوم. من المقرر أن تصطدم مجرة ​​درب التبانة بمجرة أندروميدا في حوالي 5 مليارات سنة ، كما حدثت تصادمات في ماضيها القديم أيضًا ؛ قد يكون انتفاخها المميز قد تطور بعد تناول مجرة ​​على شكل نقانق. حتى لا يتفوق عليها أحد ، ربما أكلت مجرة ​​أندروميدا أحد أشقاء مجرة ​​درب التبانة أيضًا.

أبحاث المجرات الناشئة

في السنوات الأخيرة ، قام علماء الفلك بتتبع المجرات وكيف يتشكل تطورها بواسطة المادة المظلمة ، وهي مادة لا يمكن استشعارها باستخدام تقنية التلسكوب التقليدية. يُعتقد أن المادة المظلمة والطاقة المظلمة معًا تشكلان معظم كتلة الكون وطاقته ، ولكن من الصعب إثبات وجودهما لأننا لا نتمكن من رؤيتهما إلا من خلال تأثيرهما على الأجسام التقليدية ، مثل المجرات.

في عام 2017 ، وجد علماء الفلك مجرتين ضخمتين من الكون القديم تشكلتا في بحر من المادة المظلمة. إن الحجم الكبير للغاية للمجرات يجعل العلماء يتساءلون عما إذا كانت تكبر تدريجيًا بمرور الوقت ، أو ما إذا كانت هناك عملية أخرى قد تكون مسؤولة عن ذلك. بعد بضعة أشهر فقط من هذا الاكتشاف ، وجد علماء الفلك أيضًا مجموعة من المجرات التي كانت تدور بالتزامن مع بعضها البعض في نمط يمكن تفسيره بالمادة المظلمة.

لكن في عام 2018 ، طعن مجموعة من الباحثين في نظرية المادة المظلمة عندما اكتشفوا أن مجرة ​​تسمى NGC 1052-DF2 بها مادة مظلمة أقل بحوالي 400 مرة مما تتوقعه النماذج لجسم بحجمه ، مما قد يغير أيضًا نماذج تطور المجرات. ومع ذلك ، فإن نتائج الدراسة مثيرة للجدل ولا تزال قيد المناقشة.

سمحت المسوحات المجرية الدورية باستخدام التكنولوجيا المتقدمة بشكل متزايد للعلماء بتحديد المجرات التي كانت في السابق خافتة للغاية بحيث لا يمكن رؤية وتعلم المزيد عن تطور المجرات وحجمها وشكلها. على سبيل المثال ، في عام 2017 ، كشفت أداة Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) الموجودة في التلسكوب الكبير جدًا التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي عن مجموعة من 72 مجرة ​​كانت مختبئة في مرمى البصر.

في عام 2018 ، تمكنت صورة من تلسكوب هابل الفضائي من حشر ما يقرب من 15000 مجرة ​​، مما وفر ساحة صيد وفيرة للدراسات المجرية المستقبلية. وفي نفس العام ، تم العثور على مئات المجرات خلف ثقب أسود فائق الطاقة كان يحجب وجودها في السابق.

مصادر إضافية:

تم تحديث هذه المقالة في 4 كانون الثاني (يناير) 2019 ، بواسطة إليزابيث هويل ، المساهمة في موقع demokratija.eu.