أكبر المجرات في الكون. ما هو الاسم وكيف تبدو مجرتنا؟ اسماء النجوم في مجرتنا. المجرات الحلزونية مع شريط كتالوج ميسييه

أولئك الذين لديهم فكرة بسيطة عن الكون يدركون جيدًا أن الكون في حركة مستمرة. الكون يتوسع كل ثانية، ليصبح أكبر وأكبر. شيء آخر هو أنه على نطاق التصور البشري للعالم، من الصعب للغاية فهم حجم ما يحدث وتخيل بنية الكون. بالإضافة إلى مجرتنا التي تقع فيها الشمس ونتواجد فيها، هناك العشرات والمئات من المجرات الأخرى. لا أحد يعرف العدد الدقيق للعوالم البعيدة. لا يمكن معرفة عدد المجرات الموجودة في الكون إلا من خلال إنشاء نموذج رياضي للكون.

لذلك، بالنظر إلى حجم الكون، يمكننا أن نفترض بسهولة أنه على بعد عشرات، مئات المليارات من السنين الضوئية من الأرض، هناك عوالم مشابهة لعالمنا.

الفضاء والعوالم التي تحيط بنا

مجرتنا، التي حصلت على الاسم الجميل "درب التبانة"، كانت، وفقا للعديد من العلماء، مركز الكون قبل بضعة قرون فقط. في الواقع، اتضح أن هذا ليس سوى جزء من الكون، وهناك مجرات أخرى من أنواع وأحجام مختلفة، كبيرة وصغيرة، بعضها أبعد، والبعض الآخر أقرب.

في الفضاء، تكون جميع الكائنات مترابطة بشكل وثيق، وتتحرك بترتيب معين وتحتل المكان المخصص لها. الكواكب التي نعرفها، والنجوم التي نعرفها، والثقوب السوداء، ونظامنا الشمسي نفسه، تقع في مجرة ​​درب التبانة. الاسم ليس من قبيل الصدفة. حتى علماء الفلك القدماء، الذين كانوا يراقبون سماء الليل، قارنوا المساحة المحيطة بنا بمسار الحليب، حيث تبدو آلاف النجوم وكأنها قطرات من الحليب. مجرة درب التبانة، الأجرام السماوية المجرية في مجال رؤيتنا، تشكل الكون القريب. ما قد يكون بعيدًا عن رؤية التلسكوبات أصبح معروفًا فقط في القرن العشرين.

الاكتشافات اللاحقة، التي وسعت كوننا إلى حجم Metagalaxy، قادت العلماء إلى نظرية الانفجار الكبير. حدثت كارثة عظيمة منذ ما يقرب من 15 مليار سنة وكانت بمثابة قوة دافعة لبداية عمليات تكوين الكون. تم استبدال مرحلة واحدة من المادة بأخرى. من السحب الكثيفة من الهيدروجين والهيليوم، بدأت البدايات الأولى للكون - المجرات الأولية التي تتكون من النجوم. كل هذا حدث في الماضي البعيد. إن ضوء العديد من الأجرام السماوية، الذي يمكننا رؤيته بأقوى التلسكوبات، ما هو إلا تحية وداع. الملايين من النجوم، إن لم يكن المليارات، التي تنتشر في سمائنا تقع على بعد مليار سنة ضوئية من الأرض، ولم تعد موجودة منذ فترة طويلة.

خريطة الكون: أقرب وأبعد الجيران

إن نظامنا الشمسي والأجرام الكونية الأخرى التي يتم رصدها من الأرض هي تكوينات هيكلية حديثة نسبيًا وهي أقرب جيراننا في الكون الواسع. لفترة طويلة، اعتقد العلماء أن المجرة القزمة الأقرب إلى درب التبانة هي سحابة ماجلان الكبرى، التي تقع على بعد 50 كيلو فرسخ فلكي فقط. في الآونة الأخيرة فقط أصبح الجيران الحقيقيون لمجرتنا معروفين. توجد في كوكبة القوس وفي كوكبة الكلب الأكبر مجرات قزمة صغيرة كتلتها أقل بـ 200-300 مرة من كتلة درب التبانة، وتبلغ المسافة إليها ما يزيد قليلاً عن 30-40 ألف سنة ضوئية.

هذه هي واحدة من أصغر الأشياء العالمية. في مثل هذه المجرات يكون عدد النجوم صغيرًا نسبيًا (في حدود عدة مليارات). كقاعدة عامة، تندمج المجرات القزمة تدريجيًا أو يتم امتصاصها من خلال تكوينات أكبر. إن سرعة الكون المتوسع، والتي تتراوح بين 20-25 كم/ثانية، ستؤدي عن غير قصد إلى اصطدام المجرات المجاورة. متى سيحدث هذا وكيف سينتهي، لا يسعنا إلا أن نخمن. يحدث اصطدام المجرات طوال هذا الوقت، وبسبب عابرة وجودنا، ليس من الممكن ملاحظة ما يحدث.

تعد المرأة المسلسلة، التي يبلغ حجمها ضعفين إلى ثلاثة أضعاف حجم مجرتنا، واحدة من أقرب المجرات إلينا. لا يزال أحد أكثر الكواكب شهرة بين علماء الفلك وعلماء الفيزياء الفلكية، ويقع على بعد 2.52 مليون سنة ضوئية فقط من الأرض. مثل مجرتنا، أندروميدا هي عضو في المجموعة المحلية من المجرات. يبلغ حجم هذا الملعب الكوني العملاق ثلاثة ملايين سنة ضوئية، ويبلغ عدد المجرات الموجودة فيه حوالي 500. ومع ذلك، حتى عملاق مثل المرأة المسلسلة يبدو قصيرًا مقارنة بالمجرة IC 1101.

تقع هذه المجرة الحلزونية الأكبر في الكون على بعد أكثر من مائة مليون سنة ضوئية ويبلغ قطرها أكثر من 6 ملايين سنة ضوئية. وعلى الرغم من احتوائها على 100 تريليون نجم، إلا أن المجرة تتكون بشكل أساسي من المادة المظلمة.

المعلمات الفيزيائية الفلكية وأنواع المجرات

قدمت الاستكشافات الفضائية الأولى التي أجريت في بداية القرن العشرين الكثير من الأفكار للتفكير. كانت السدم الكونية التي تم اكتشافها من خلال عدسة التلسكوب، والتي تم إحصاء أكثر من ألف منها في نهاية المطاف، هي أكثر الأشياء إثارة للاهتمام في الكون. لفترة طويلة، اعتبرت هذه النقاط المضيئة في سماء الليل عبارة عن تراكمات غازية كانت جزءًا من بنية مجرتنا. تمكن إدوين هابل في عام 1924 من قياس المسافة إلى مجموعة من النجوم والسدم وقام باكتشاف مثير: هذه السدم ليست أكثر من مجرد مجرات حلزونية بعيدة، تتجول بشكل مستقل عبر نطاق الكون.

كان عالم فلك أمريكي أول من اقترح أن كوننا يتكون من العديد من المجرات. استكشاف الفضاء في الربع الأخير من القرن العشرين، أكدت الملاحظات التي تم إجراؤها باستخدام المركبات الفضائية والتكنولوجيا، بما في ذلك تلسكوب هابل الشهير، هذه الافتراضات. الفضاء لا حدود له، ومجرتنا درب التبانة بعيدة كل البعد عن أكبر مجرة ​​​​في الكون، علاوة على ذلك، ليست مركزها.

فقط مع ظهور وسائل المراقبة التقنية القوية، بدأ الكون في اتخاذ مخططات واضحة. يواجه العلماء حقيقة أنه حتى التكوينات الضخمة مثل المجرات يمكن أن تختلف في بنيتها وبنيتها وشكلها وحجمها.

بفضل جهود إدوين هابل، حصل العالم على تصنيف منهجي للمجرات، حيث قسمها إلى ثلاثة أنواع:

• حلزوني؛
• بيضاوي الشكل؛
• غير صحيح.

المجرات الإهليلجية والحلزونية هي الأنواع الأكثر شيوعًا. وتشمل هذه مجرتنا درب التبانة، بالإضافة إلى مجرة ​​المرأة المسلسلة المجاورة لنا والعديد من المجرات الأخرى في الكون.

المجرات الإهليلجية لها شكل القطع الناقص وهي ممدودة في اتجاه واحد. تفتقر هذه الأشياء إلى الأكمام وغالبًا ما تغير شكلها. تختلف هذه الكائنات أيضًا عن بعضها البعض في الحجم. وعلى عكس المجرات الحلزونية، فإن هذه الوحوش الكونية ليس لها مركز محدد بوضوح. لا يوجد جوهر في مثل هذه الهياكل.

وفقًا للتصنيف، يتم تحديد هذه المجرات بالحرف اللاتيني E. وتنقسم جميع المجرات الإهليلجية المعروفة حاليًا إلى مجموعات فرعية من E0 إلى E7. يتم التوزيع إلى مجموعات فرعية اعتمادًا على التكوين: من المجرات الدائرية تقريبًا (E0 وE1 وE2) إلى الأجسام الطويلة للغاية ذات المؤشرات E6 وE7. من بين المجرات الإهليلجية هناك مجرات قزمة وعمالقة حقيقية يبلغ قطرها ملايين السنين الضوئية.

هناك نوعان فرعيان من المجرات الحلزونية:

• المجرات المقدمة في شكل دوامة متقاطعة؛
• اللوالب العادية.

يتميز النوع الفرعي الأول بالميزات التالية. في الشكل، تشبه هذه المجرات دوامة منتظمة، ولكن في وسط هذه المجرة الحلزونية يوجد جسر (شريط)، يؤدي إلى ظهور الأذرع. عادة ما تكون مثل هذه الجسور في المجرة نتيجة لعمليات الطرد المركزي الفيزيائية التي تقسم قلب المجرة إلى قسمين. هناك مجرات ذات نواتين يشكل ترادفهما القرص المركزي. وعندما تلتقي النوى يختفي الجسر وتصبح المجرة عادية بمركز واحد. ويوجد أيضًا جسر في مجرتنا درب التبانة، يقع في أحد أذرعها نظامنا الشمسي. ومن الشمس إلى مركز المجرة يبلغ المسار حسب التقديرات الحديثة 27 ألف سنة ضوئية. يبلغ سمك ذراع Orion Cygnus، الذي توجد فيه شمسنا وكوكبنا، 700 ألف سنة ضوئية.

وفقًا للتصنيف، يتم تسمية المجرات الحلزونية بالأحرف اللاتينية Sb. اعتمادًا على المجموعة الفرعية، هناك تسميات أخرى للمجرات الحلزونية: Dba وSba وSbc. يتم تحديد الفرق بين المجموعات الفرعية من خلال طول الشريط وشكله وتكوين الأكمام.

يمكن أن يتراوح حجم المجرات الحلزونية من 20.000 سنة ضوئية إلى 100.000 سنة ضوئية في القطر. تقع مجرتنا درب التبانة في "الوسط الذهبي"، حيث ينجذب حجمها نحو المجرات متوسطة الحجم.

أندر نوع هو المجرات غير النظامية. هذه الأجسام العالمية عبارة عن مجموعات كبيرة من النجوم والسدم التي ليس لها شكل أو بنية واضحة. وفقًا للتصنيف، حصلوا على المؤشرات Im وIO. كقاعدة عامة، لا تحتوي الهياكل من النوع الأول على قرص أو يتم التعبير عنها بشكل ضعيف. في كثير من الأحيان يمكن رؤية هذه المجرات لها أذرع مماثلة. المجرات ذات مؤشرات IO هي عبارة عن مجموعة فوضوية من النجوم وسحب الغاز والمادة المظلمة. الممثلون البارزون لهذه المجموعة من المجرات هم سحابتا ماجلان الكبيرة والصغيرة.

جميع المجرات: العادية وغير المنتظمة، والإهليلجية والحلزونية، تتكون من تريليونات النجوم. يمتلئ الفضاء بين النجوم وأنظمتها الكوكبية بالمادة المظلمة أو سحب الغاز الكوني وجزيئات الغبار. وفي الفراغات بين هذه الفراغات هناك ثقوب سوداء، كبيرة وصغيرة، تعكر صفو الهدوء الكوني.

بناءً على التصنيف الحالي ونتائج البحث، يمكننا الإجابة ببعض الثقة على سؤال حول عدد المجرات الموجودة في الكون ونوعها. هناك المزيد من المجرات الحلزونية في الكون. وهي تشكل أكثر من 55٪ من العدد الإجمالي لجميع الأشياء العالمية. هناك نصف عدد المجرات الإهليلجية - 22٪ فقط من العدد الإجمالي. لا يوجد سوى 5% من المجرات غير المنتظمة المشابهة لسحب ماجلان الكبرى والصغرى في الكون. بعض المجرات تجاورنا وتقع في مجال رؤية أقوى التلسكوبات. والبعض الآخر في الفضاء الأبعد، حيث تسود المادة المظلمة ويكون سواد الفضاء اللامتناهي أكثر وضوحًا في العدسة.

المجرات عن قرب

تنتمي جميع المجرات إلى مجموعات معينة، والتي تسمى عادة في العلم الحديث بالعناقيد. تعد مجرة ​​درب التبانة جزءًا من إحدى هذه المجموعات، والتي تحتوي على ما يصل إلى 40 مجرة ​​معروفة أكثر أو أقل. الكتلة نفسها هي جزء من العنقود الفائق، وهي مجموعة أكبر من المجرات. تعتبر الأرض، إلى جانب الشمس ودرب التبانة، جزءًا من عنقود برج العذراء العملاق. هذا هو عنواننا الكوني الفعلي. يوجد إلى جانب مجرتنا أكثر من ألفي مجرة ​​أخرى في عنقود العذراء، وهي إهليلجية وحلزونية وغير منتظمة.

خريطة الكون، التي يعتمد عليها علماء الفلك اليوم، تعطي فكرة عن شكل الكون، وما هو شكله وبنيته. تتجمع جميع العناقيد حول فراغات أو فقاعات من المادة المظلمة. من الممكن أن تكون المادة المظلمة والفقاعات مملوءة أيضًا ببعض الأشياء. ربما تكون هذه المادة المضادة، والتي، خلافًا لقوانين الفيزياء، تشكل هياكل مماثلة في نظام إحداثيات مختلف.

الحالة الحالية والمستقبلية للمجرات

يعتقد العلماء أنه من المستحيل إنشاء صورة عامة للكون. لدينا بيانات مرئية ورياضية عن الكون تقع في نطاق فهمنا. من المستحيل تخيل الحجم الحقيقي للكون. ما نراه من خلال التلسكوب هو ضوء النجوم الذي يأتي إلينا منذ مليارات السنين. ولعل الصورة الحقيقية اليوم مختلفة تماما. نتيجة للكوارث الكونية، يمكن أن تتحول أجمل المجرات في الكون بالفعل إلى سحب فارغة وقبيحة من الغبار الكوني والمادة المظلمة.

لا يمكن استبعاد أنه في المستقبل البعيد، ستصطدم مجرتنا بجار أكبر في الكون أو ستبتلع مجرة ​​قزمة موجودة في الجوار. ويبقى أن نرى ماذا ستكون عواقب مثل هذه التغييرات العالمية. على الرغم من أن تقارب المجرات يحدث بسرعة الضوء، فمن غير المرجح أن يشهد أبناء الأرض كارثة عالمية. حسب علماء الرياضيات أنه لم يتبق سوى ما يزيد قليلاً عن ثلاثة مليارات سنة أرضية قبل الاصطدام المميت. ما إذا كانت الحياة ستكون موجودة على كوكبنا في ذلك الوقت هو سؤال.

يمكن لقوى أخرى أيضًا أن تتداخل مع وجود النجوم والمجموعات والمجرات. الثقوب السوداء، التي لا يزال الإنسان معروفًا بها، قادرة على ابتلاع نجم. أين هو الضمان بأن مثل هذه الوحوش ذات الحجم الهائل، المختبئة في المادة المظلمة وفي فراغات الفضاء، لن تكون قادرة على ابتلاع المجرة بالكامل؟

حجم الجزء المرئي من الكون مذهل بكل بساطة! غير أن هذه مجرد حبة رمل على شاطئ المحيط اللامحدود - الكون الكبير - الذي لا نستطيع أن نتخيل حجمه الحقيقي ولا نحسبه.

مجرة درب التبانة هي جزء من عائلة المجرات المجاورة المعروفة باسم المجموعة المحلية، وتشكل معها مجموعة مجرات. هناك حلزونات رائعة بين المجرات القريبة. إحداها، مجرة ​​المرأة المسلسلة، هي أبعد جسم يمكن رؤيته بالعين المجردة. معظم المجرات في الكون إما حلزونية أو بيضاوية الشكل، والعديد منها جزء من مجموعات المجرات.

طوال القرن التاسع عشر. وفي بداية القرن العشرين. ولم يعرف علماء الفلك بالضبط ما هي تلك البقع الضوئية الضبابية التي كانت مرئية لهم من خلال التلسكوب. كان من الواضح أن النجوم كانت جزءًا من مجرة ​​درب التبانة، وكذلك السحب الغازية اللامعة مثل سديم أوريون. لكن أثناء بحثهم عن المذنبات والكواكب، اكتشف علماء الفلك مثل تشارلز ميسييه وويليام هيرشل آلاف السدم الخافتة، والعديد منها حلزونية. أراد علماء الفلك معرفة ما إذا كانت هذه مجرات تقع بعيدًا عن مجرة ​​درب التبانة، أم أنها مجرد سحب من الغاز في مجرتنا. تمت الإجابة على هذا السؤال فقط عندما تم العثور على طريقة لقياس المسافات إلى هذه السدم الخافتة.

وفي عام 1924، أثبت عالم الفلك الأمريكي إدوين هابل ذلك بشكل مقنع السدم الحلزونية هي مجرات عملاقةتشبه مجرة ​​درب التبانة، ولكنها بعيدة عنها بلا حدود. بضربة واحدة كشف ضخامة الكون المذهلة. كان هابل أول من اكتشف النجوم المتغيرة في مجرة ​​المرأة المسلسلة - القيفاويات. لقد كانت أكثر خفوتًا من النجوم القيفاوية الموجودة في سحب ماجلان. يعني الاختلاف في السطوع أن مجرة ​​المرأة المسلسلة يجب أن تكون أبعد عنا بعشر مرات من سحابة ماجلان.

يمكن رؤية مجرة ​​المرأة المسلسلة بالعين المجردة، فهي أبعد جسم يمكن رؤيته بدون منظار أو تلسكوب. هناك عدد لا يحصى من المجرات أكثر خفوتا من هذه المجرة، وبالتالي فهي أكثر بعدا عنا. اكتشف إدوين هابل مملكة المجرات. وعلى مدى السنوات القليلة التالية، قام بقياس المسافات إلى العديد من المجرات الحلزونية الأخرى واستطاع إثبات أنه حتى أقرب المجرات بعيدة عنا عن طريق عدة ملايين من السنين الضوئية. لقد تجاوز حجم الكون المرئي التخمينات السابقة بكثير.

المجموعة المحلية

عندما ننظر إلى الفضاء السحيق، نكتشف أن المجرات ليست موزعة بالتساوي في جميع أنحاء الكون. تتجمع المجرات معًا لتشكل مجموعات أو عائلات. عائلتنا تسمى "المجموعة المحلية". وهو بشكل عام تكوين متناثر إلى حد ما: حوالي 25 من أعضائه منتشرون على مساحة 3 ملايين سنة ضوئية. وأكبرها هي مجرة ​​درب التبانة، بالإضافة إلى المجرات الحلزونية M31 في أندروميدا وM3 في المثلث. ويرافق مجرة ​​درب التبانة حوالي تسع مجرات قزمة تتحرك بالقرب منها، ولدى مجرة ​​المرأة المسلسلة ثمانية مجرات أخرى. يواصل علماء الفلك العثور على المزيد والمزيد من المجرات الخافتة في مجموعتنا المحلية.

يتحرك كل عضو في المجموعة المحلية تحت تأثير جاذبية جميع الأعضاء الآخرين. ترتبط جميع العناقيد المجرية معًا بمجال الجاذبية، وهو أهم قوة تؤثر في الكون على مسافات كبيرة. ومن خلال قياس سرعات المجرات في المجموعة المحلية، يستطيع علماء الفلك حساب كتلتها الإجمالية. وهي أكبر بحوالي 10 مرات من كتلة النجوم المرئية، مما يعني أنه يجب أن يكون هناك الكثير من المادة المظلمة وغير المرئية في المجموعة المحلية.

الكتلة في برج العذراء

إذا واصلنا رحلتنا خارج المجموعة المحلية، فسنواجه مجموعات صغيرة أخرى من المجرات - مثل خماسية ستيفان، حيث تكون مجرتان حلزونيتان ملتصقتين ببعضهما البعض. وبعد ذلك تومض مجموعات أكبر بكثير. يعد عنقود العذراء الهائل، الذي يبعد عنا حوالي 50 مليون سنة ضوئية، أقرب تجمع كبير من المجرات إلينا. إنه بعيد جدًا بحيث لا يمكن حساب المسافة باستخدام النجوم المتغيرة. وبدلا من ذلك، يتم استخدام أحجام ألمع النجوم وأكبر مجموعات النجوم في الحسابات. تتم مقارنة تألقها مع تألق الأشياء المماثلة، والمسافة المعروفة بالفعل.

مجموعة برج العذراء ضخمة. حيث تمتد على مساحة أكبر بحوالي 200 مرة من المساحة التي يشغلها البدر في السماء! تضم هذه المجموعة العملاقة عدة آلاف من الأعضاء. يوجد في الجزء المركزي منها ثلاث مجرات إهليلجية أدرجها تشارلز ميسييه لأول مرة: M84، M86 وM87. هذه مجرات ضخمة حقًا. أكبرها، M87، يمكن مقارنته من حيث الحجم بـ "مجموعتنا المحلية" بأكملها. إن مجموعة برج العذراء ضخمة للغاية لدرجة أن جاذبيتها لا تحافظ على تماسك هذه المجموعة الضخمة فحسب، بل تمتد أيضًا إلى "مجموعتنا المحلية". تتحرك مجرتنا ورفاقها ببطء نحو مجموعة برج العذراء.

كتلة في كوكبة كوما برنيس

وبالانتقال أبعد من ذلك، على بعد حوالي 350 مليون سنة ضوئية، نصل إلى مدينة مجرية ضخمة في كوكبة كوما برنيس. هذا هو عنقود كوما، الذي يحتوي على أكثر من 1000 مجرة ​​إهليلجية ساطعة وربما عدة آلاف من الأعضاء الأصغر التي لم يعد من الممكن رؤيتها بالوسائل الحديثة. يصل حجم العنقود إلى 10 ملايين سنة ضوئية؛ تقع في قلبها مجرتان إهليلجيتان عملاقتان. ويقدر علماء الفلك أن هذا العنقود يحتوي على عشرات الآلاف من الأعضاء.

جميع المجرات محصورة في كتلة بفعل قوى الجاذبية. وفي هذه الحالة، تشير سرعات المجرات داخل العنقود إلى ذلك فقط نسبة قليلة من الكتلة الكلية موجودة في النجوم المرئية لنا. يتكون عنقود الهلبة، مثل العناقيد الكبيرة الأخرى من نوعه، بشكل أساسي من المادة المظلمة.

من غير المرجح أن تحتوي المناطق المركزية للمجموعات ذات الكثافة السكانية العالية مثل تلك الموجودة في كوما برينسيس على مجرات حلزونية. قد يكون هذا بسبب أن المجرات الحلزونية التي كانت موجودة هناك قد اندمجت معًا لتشكل مجرات إهليلجية. يعتبر عنقود كوما مصدرا قويا للأشعة السينية المنبعثة من الغاز الساخن جدا بدرجات حرارة تتراوح بين 10 إلى 100 مليون درجة. تم العثور على هذا الغاز في الجزء الأوسط من العنقود؛ فهو قريب في تركيبه الكيميائي من مادة النجوم.

من الممكن أن يحدث ما يلي. اصطدمت المجرات الموجودة في الجزء المركزي من الكتلة ببعضها البعض، وتناثرت بعد الاصطدام، وألقت سحب الغاز الخاصة بها. تم تسخين الغاز عن طريق الاحتكاك حيث اندفعت المجرات عبره بسرعات تصل إلى آلاف الكيلومترات في الثانية. ومع فقدان المجرات لغازها، اختفت أذرعها الحلزونية تدريجيًا.

الكتل الفائقة والفراغات

يُظهر تصوير الفضاء السحيق أنه مع انتقالنا إلى الكون، تستمر المجرات في الظهور والظهور. يكشف كل اتجاه ننظر إليه تقريبًا عن تناثر المجرات الخافتة، مثل الغبار. تم اكتشاف بعض الأجسام على مسافة تصل إلى 10 مليار سنة ضوئية. تحتوي كل واحدة من هذه المجرات التي لا تعد ولا تحصى على مليارات النجوم. حتى علماء الفلك المحترفين يجدون صعوبة في تصور مثل هذه الأرقام. الكون خارج المجرة أكبر من أي شيء يمكن تخيله.

توجد جميع المجرات تقريبًا في مجموعات تحتوي على بضعة آلاف إلى عدة آلاف من الأعضاء. ولكن ماذا يمكن أن يقال عن هذه المجموعات نفسها: ربما يتم تجميعها أيضًا في عائلات؟ نعم، هذا هو بالضبط!

الكتلة المحلية من العناقيد، والمعروفة باسم الكتلة الفائقة المحلية، هي تشكيل مسطح يتضمن، من بين أمور أخرى، المجموعة المحلية وعنقود العذراء. يقع مركز الكتلة في عنقود العذراء، ونحن على مشارفها. بذل علماء الفلك جهودًا لرسم خريطة للعنقود الفائق المحلي بثلاثة أبعاد والكشف عن بنيته. وتبين أنها تحتوي على حوالي 400 عنقود مجري فردي؛ يتم جمع هذه العناقيد في طبقات وخطوط، مفصولة بفواصل زمنية.

يوجد عنقود فائق آخر في كوكبة هرقل. ويبعد عنا نحو 700 مليون سنة ضوئية، وعلى مسافة نحو 300 مليون سنة ضوئية في الطريق إليه، يبدو أن المجرات لا تلتقي على الإطلاق.

وهكذا، أثبت علماء الفلك أن العناقيد الفائقة مفصولة عن بعضها البعض بمساحات فارغة عملاقة. يوجد داخل العناقيد الفائقة أيضًا "فقاعات" يبلغ حجمها ملايين السنين الضوئية ولا تحتوي على مجرات. تطوى العناقيد الفائقة إلى خيوط وأشرطة، مما يعطي الكون، على نطاقه الأوسع، بنية إسفنجية.

قانون هابل والانزياح نحو الأحمر

الآن نحن نعلم أن كوننا يتوسع طوال الوقت، ويصبح أكبر وأكبر. وقد لعب هابل دورًا حاسمًا في هذا الاكتشاف. وباستخدام النجوم القيفاوية، حدد المسافات إلى أقرب المجرات، ومن قياسات الانزياح الأحمر حدد سرعتها. تم هذا الاكتشاف عندما قام بتخطيط سرعات المجرات مقابل مسافاتها. وتبين أن العلاقة بين هاتين الكميتين يتم التعبير عنها على الرسم البياني بخط مستقيم: كلما كانت المجرة أبعد عنا، زادت سرعتها. قانون هابلينص علي كلما تحركت المجرة بشكل أسرع، أصبحت أبعد. وجد هابل علاقة بين كميتين يمكن قياسهما للمجرات القريبة: بين المسافة والانزياح الأحمر (الذي يعطي السرعة). وبعد إنشاء مثل هذا الارتباط، يمكن عكس قانون هابل واستخدامه في الإجراء العكسي. من خلال قياس الانزياح الأحمر للمجرات الأبعد، من الممكن، باستخدام قانون هابل، حساب المسافة إليها. هذه هي الطريقة التي يكتشف بها علماء الفلك المسافات إلى المجرات البعيدة في كوننا.

وبطبيعة الحال، عند استخدام قانون هابل، هناك بعض عدم اليقين بشأن صحة النتيجة. على سبيل المثال، إذا كان هناك عدم دقة في حساب المسافات إلى المجرات القريبة، فلن يكون الرسم البياني صحيحًا تمامًا: أي خطأ فيه سيستمر في الفضاء السحيق عندما نحاول استخدامه لمعرفة المسافات إلى المجرات الأكثر بعدًا. ومع ذلك، فإن قانون هابل هو الطريقة الأكثر أهمية لدراسة البنية واسعة النطاق للكون.

توسع الكون

لماذا يستنتج من قانون هابل أن الكون يتوسع؟ جميع المجرات تهرب منا. إذن، مجرة ​​درب التبانة تقع في مركز الكون؟ بعد كل شيء، عندما نرى انفجارا - على سبيل المثال، الألعاب النارية تنفجر في السماء - فإن كل شيء يتطاير في كل الاتجاهات من مكان الانفجار. فإذا كان كل ما حولنا يطير بعيداً عنا، فهل يجب أن نكون في مركز هذا التوسع؟

لا، هذا ليس صحيحا: نحن لسنا في المركز.

عندما تتطاير الأجزاء الفردية أثناء الانفجار في اتجاهات مختلفة، تزداد المسافات بين جميع الشظايا. هذا يعني أن كل جزء "يرى" كيف يطير الآخرون بعيدًا عنه. لمعرفة كيفية عمل ذلك، أحضر بالونًا وارسم عليه بعض المجرات باستخدام رموز حلزونية وإهليلجية. الآن قم بنفخ البالون ببطء. ومع توسعها، تبتعد المجرات عن بعضها البعض. أيًا كانت المجرة التي تختارها كنقطة انطلاق، فإن جميع المجرات الأخرى، مع تضخم البالون، تتفرق أكثر فأكثر.

ويمكن أيضًا مناقشة هذا من وجهة نظر رياضية. قشرة الكرة عبارة عن سطح منحني، وليس لها سمك تقريبًا. عندما تقوم بنفخ بالون، فإن هذا السطح الكروي يمتد ليغطي المزيد والمزيد من المساحة. فالقشرة المنحنية، كونها في حد ذاتها ثنائية الأبعاد، تتوسع في فضاء ثلاثي الأبعاد. وعندما يحدث هذا، تتحرك المجرات المرسومة على الكرة بعيدًا أكثر فأكثر عن بعضها البعض.

أما بالنسبة للكون، فإن الأبعاد الثلاثة للفضاء العادي تتوسع إلى فضاء خاص رباعي الأبعاد يسمى الزمكان. البعد الإضافي هو الوقت. وبمرور الوقت، تزداد أبعاد الفضاء الثلاثة بشكل مستمر. مجموعات المجرات، المرتبطة ارتباطا وثيقا بالفضاء المتوسع، تتحرك باستمرار بعيدا عن بعضها البعض.

عمر الكون

كيف يستطيع علماء الفلك تحديد عمر الكون؟ نكتشف عمر الشجرة من خلال حساب الحلقات السنوية على القطع - حلقة واحدة تنمو سنويًا. يستطيع الجيولوجيون تقدير عمر الصخور المترسبة في الرواسب بواسطة الحفريات الموجودة فيها. تم تحديد عمر القمر عن طريق قياس النشاط الإشعاعي للصخور التي تحتوي على عناصر مشعة. في كل هذه الطرق، بطريقة أو بأخرى، يتم الحصول على البيانات اللازمة - عدد الحلقات، وأحافير المنشار، وشدة الإشعاع المتبقي - وبمساعدتها يتم حساب العمر.

لتحديد عمر الكون المتوسع، نقوم بدراسة المسافات والسرعات لعدد كبير من المجرات. اتضح أنه مقابل كل مليون سنة ضوئية، تزداد سرعة المجرات بنحو 20 كيلومترًا في الثانية (لا يعرف علماء الفلك هذا الرقم بدقة تامة، حيث يبلغ التسامح 2-3 كيلومتر في الثانية). وبمعرفة كيفية تغير السرعة مع المسافة، يمكننا حساب أنه منذ 17 مليار سنة كانت جميع المواد في نفس المكان. هذه إحدى الطرق لتحديد عمر الكون. وبما أن عمرها هو الوقت الذي مضى منذ الانفجار الكبير، عندما بدأ التوسع...

لمزيد من المعلومات حول البنية الحقيقية للكون، راجع كتب الأكاديمي ن.ف. ليفاشوف "النداء الأخير للإنسانية" و"الكون غير المتجانس" وغيرهما.

تضم مجموعة المجرات البعيدة 800 تريليون شمس.

إيفان تيريخوف 17/10/2010

الفضاء اللامتناهي "يطرح" المزيد والمزيد من التفاصيل الجديدة والمثيرة للإعجاب عن الوجود في المرحلة المبكرة من تطوره للعلماء. هذه المرة، اكتشف علماء الفلك من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية، الذين يعملون مع تلسكوب SPT (تلسكوب القطب الجنوبي)، واحدة من أكبر مجموعات المجرات الضخمة، على بعد 7 مليارات سنة ضوئية منا. يمكن أن تسبب المعلومات المتعلقة بالكتلة الإجمالية للعنقود نوبات من الدوخة والغثيان عند محاولة تقييم حجم الحركة: وفقًا للقياسات، فإن كتلة النجمة تساوي الكتلة 800 تريليون شمس.

الكتلة، ودعا سبت-CL J0546-5345، وتقع في كوكبة المصور. يبلغ انزياحه الأحمر z 1.07، مما يعني أن علماء الفلك يراقبون الآن العنقود في الحالة التي كان عليها قبل سبعة مليارات سنة. علاوة على ذلك، حتى في ذلك الوقت كان هذا الهيكل كبيرًا تقريبًا مثل مجموعة كوما برنيس، التي تعد واحدة من أكثر العناقيد كثافة المعروفة للعلم. ويعتقد الباحثون أنه خلال الفترة الماضية سبت-CL J0546-5345كان من الممكن أن يتضاعف أربع مرات.

"هذه المجموعة من المجرات تفوز بلقب الوزن الثقيل. وقال مارك برودوين، موظف المركز: “هذه واحدة من أكبر التجمعات الضخمة التي تم العثور عليها على الإطلاق على هذه المسافة”. (مارك برودوين)، أحد مؤلفي المقال المنشور في "مجلة الفيزياء الفلكية". كما لاحظ برودوين، في سبت-CL J0546-5345هناك العديد من المجرات القديمة جدًا. وهذا يعني أن الكتلة نشأت في "طفولة" الكون، في أول ملياري سنة من وجودها. عمر الكون بحسب المسبار WMAP (مسبار ويلكنسون لتباين الموجات الدقيقة)ويقدر عمره بـ 13.73 مليار سنة. يمكن أن تكون مثل هذه العناقيد مفيدة في دراسة تأثير المادة المظلمة والطاقة المظلمة على تكوين الهياكل المختلفة في الفضاء.

اكتشف الفريق العنقود من خلال العمل مع البيانات المبكرة من تلسكوب SPT في محطة أموندسن سكوت في القارة القطبية الجنوبية. بدأ التلسكوب الذي يبلغ قطره 10 أمتار، والذي يعمل في نطاق الترددات 70-300 جيجا هرتز، العمل في عام 2007. البحث عن عناقيد المجرات هو هدفه الرئيسي، وبمساعدة بيانات SPT، يأمل العلماء في الاقتراب من الحصول على معادلة الحالة للطاقة المظلمة، والتي تمثل، وفقًا لعلماء الفلك، حوالي 74% من كتلة الكون. وقام علماء الفلك بدراسة الكتلة المكتشفة باستخدام أدوات تلسكوب سبيتزر الفضائي. (تلسكوب سبيتزر الفضائي)بالإضافة إلى مجموعة من التلسكوبات في مرصد لاس كامباناس التشيلي. هذا جعل من الممكن تحديد المجرات الفردية في الكتلة وتقدير سرعة حركتها.

سبت-CL J0546-5345تم اكتشافه بفضل ما يسمى بتأثير سونيايف-زيلدوفيتش - وهو تشوهات طفيفة في إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، "صدى" الانفجار الكبير، الذي يحدث عندما يمر الإشعاع عبر كتلة كبيرة. تعتبر طريقة البحث هذه جيدة بنفس القدر في تحديد المجموعات القريبة والبعيدة، كما تتيح لك تقدير كتلتها بدقة إلى حد ما.

تابعنا

يقع النظام الشمسي في مجرة ​​تسمى أحيانا درب التبانة. اتفق علماء الفلك على كتابة "مجرتنا" بحرف كبير، والمجرات الأخرى خارج نظامنا النجمي - بحرف صغير - المجرات.

M31 - سديم المرأة المسلسلة

جميع النجوم والأشياء الأخرى التي نراها بالعين المجردة تنتمي إلى مجرتنا. الاستثناء هو سديم المرأة المسلسلة، وهو قريب وجار لمجرتنا. ومن خلال مراقبة هذه المجرة، تمكن إدوين هابل (الذي سمي التلسكوب الفضائي باسمه) من "تحليلها" إلى نجوم فردية في عام 1924. وبعد ذلك اختفت كل الشكوك حول الطبيعة الفيزيائية لهذه المجرة وغيرها من المجرات التي لوحظت في شكل بقع ضبابية - سدم.

يبلغ حجم مجرتنا حوالي 100-120 ألف سنة ضوئية (السنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة أرضية واحدة، أي حوالي 9,460,730,472,580 كم). يقع نظامنا الشمسي على بعد حوالي 27000 سنة ضوئية من مركز المجرة، في أحد الأذرع الحلزونية التي تسمى ذراع أوريون. منذ منتصف الثمانينات من القرن العشرين، أصبح من المعروف أن مجرتنا بها جسر في المنتصف بين الأذرع الحلزونية. مثل النجوم الأخرى، تدور الشمس حول مركز المجرة بسرعة تبلغ حوالي 240 كم/ثانية (النجوم الأخرى لها سرعة مختلفة). على مدى حوالي 200 مليون سنة، تقوم الشمس وكواكب النظام الشمسي بدورة كاملة حول مركز المجرة. وهذا ما يفسر بعض الظواهر في التاريخ الجيولوجي للأرض، والتي تمكنت خلال وجودها من الدوران حول مركز المجرة 30 مرة.

تأخذ مجرتنا شكل القرص المسطح عند النظر إليها من الجانب. ومع ذلك، فإن هذا القرص له شكل غير منتظم. إن القمرين التابعين لمجرتنا، سحابتي ماجلان الكبيرة والصغيرة (غير المرئيتين في النصف الشمالي من الكرة الأرضية)، يشوهان شكل مجرتنا من خلال تأثير جاذبيتهما.

نرى مجرتنا من الداخل، كما لو كنا نشاهد عربة أطفال بينما نجلس على أحد خيول الكاروسيل. نجوم المجرة التي يمكننا ملاحظتها تقع على شكل شريط غير متساوي العرض، وهو ما نسميه درب التبانة. وحقيقة أن مجرة ​​درب التبانة المعروفة منذ القدم تتكون من العديد من النجوم الخافتة، تم اكتشافها عام 1610 على يد جاليليو جاليلي، وهو يوجه تلسكوبه نحو سماء الليل.

ويعتقد علماء الفلك أن مجرتنا بها هالة لا نستطيع رؤيتها ("المادة المظلمة")، ولكنها تضم ​​90% من كتلة مجرتنا. إن وجود "المادة المظلمة" ليس فقط في مجرتنا، ولكن أيضًا في الكون يأتي من النظريات التي تستخدم النظرية النسبية العامة لأينشتاين (GTR). ومع ذلك، لم يثبت بعد أن النسبية العامة صحيحة (هناك نظريات أخرى حول الجاذبية)، لذلك قد يكون لهالة المجرة تفسير آخر.

هناك من 200 إلى 400 مليار نجم في مجرتنا. وهذا ليس كثيرًا بمعايير الكون. هناك مجرات تحتوي على تريليونات من النجوم، مثلا في مجرة ​​IC 1101 هناك ما يقارب 300 تريليون.

10-15% من كتلة مجرتنا عبارة عن غبار وغاز بين النجوم المتناثر (الهيدروجين بشكل رئيسي). وبسبب الغبار نرى مجرتنا في سماء الليل مثل درب التبانة كشريط لامع. ولو لم يمتص الغبار الضوء من النجوم الأخرى في المجرة، لرأينا حلقة لامعة من مليارات النجوم، خاصة الساطعة في كوكبة القوس، حيث يقع مركز المجرة. ومع ذلك، في نطاقات أخرى من الموجات الكهرومغناطيسية، يكون قلب المجرة مرئيًا بوضوح، على سبيل المثال، في نطاق الراديو (مصدر القوس A)، والأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية.

وفقًا للعلماء (مرة أخرى، المرتبط بالنسبية العامة)، يوجد في مركز مجرتنا (ومعظم المجرات الأخرى) "ثقب أسود". ويعتقد أن كتلته تبلغ حوالي 40.000 كتلة شمسية. إن حركة مادة المجرة نحو مركزها تخلق أقوى إشعاع من مركز المجرة، وهو ما يلاحظه علماء الفلك في نطاقات مختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي.

لا يمكننا رؤية المجرة من الأعلى أو من الجانب لأننا بداخلها. جميع صور مجرتنا من الخارج هي من خيال الفنانين. ومع ذلك، لدينا فكرة جيدة إلى حد ما عن مظهر المجرة وشكلها، حيث يمكننا ملاحظة مجرات حلزونية أخرى في الكون تشبه مجرتنا.

ويبلغ عمر المجرة حوالي 13.6 مليار سنة، وهو ما لا يقل كثيرا عن عمر الكون بأكمله (13.7 مليار سنة) بحسب العلماء. تم العثور على أقدم النجوم في المجرة في مجموعات كروية، ومن خلال عمرها يتم حساب عمر المجرة.

مجرتنا هي جزء من مجموعة أكبر من المجرات الأخرى، والتي نسميها المجموعة المحلية للمجرات، والتي تضم أقمار مجرة ​​سحابتي ماجلان الكبيرة والصغيرة، وسديم المرأة المسلسلة (M 31, NGC 224)، ومجرة المثلث (M33). ، NGC 598) وحوالي 50 مجرة ​​أخرى. بدورها، تعد المجموعة المحلية من المجرات جزءًا من عنقود العذراء الفائق الذي يبلغ حجمه 150 مليون سنة ضوئية.

الفضاء الخارجي من حولنا ليس مجرد نجوم وكواكب وكويكبات ومذنبات وحيدة تتلألأ في سماء الليل. الفضاء هو نظام ضخم حيث كل شيء في تفاعل وثيق مع بعضها البعض. تتجمع الكواكب حول النجوم، والتي بدورها تتجمع في عنقود أو سديم. يمكن تمثيل هذه التكوينات بواسطة نجوم مفردة، وقد يصل عددها إلى مئات أو آلاف النجوم، مما يشكل تكوينات عالمية واسعة النطاق - المجرات. بلدنا النجمي، مجرة ​​درب التبانة، ليس سوى جزء صغير من الكون الواسع، الذي توجد فيه مجرات أخرى أيضًا.

الكون في حركة مستمرة. أي جسم في الفضاء هو جزء من مجرة ​​معينة. بعد النجوم، تتحرك المجرات أيضًا، ولكل منها حجمها الخاص، ومكان محدد في النظام العالمي الكثيف ومسار حركتها الخاص.

ما هو الهيكل الحقيقي للكون؟

لفترة طويلة، كانت الأفكار العلمية للإنسانية حول الفضاء مبنية حول كواكب النظام الشمسي والنجوم والثقوب السوداء التي تسكن موطننا النجمي - مجرة ​​درب التبانة. أي جسم مجري آخر يتم اكتشافه في الفضاء باستخدام التلسكوبات يتم تضمينه تلقائيًا في بنية الفضاء المجري لدينا. وبناء على ذلك، لم تكن هناك فكرة أن مجرة ​​درب التبانة ليست التكوين العالمي الوحيد.

ولم تسمح لنا القدرات التقنية المحدودة بالنظر إلى ما هو أبعد من مجرة ​​درب التبانة، حيث يبدأ الفراغ، وفقا للحكمة التقليدية. فقط في عام 1920، تمكن عالم الفيزياء الفلكية الأمريكي إدوين هابل من العثور على دليل على أن الكون أكبر بكثير، وإلى جانب مجرتنا، هناك مجرات أخرى كبيرة وصغيرة في هذا العالم الضخم الذي لا نهاية له. لا توجد حدود حقيقية للكون. وتقع بعض الأجسام بالقرب منا، على بعد بضعة ملايين من السنين الضوئية فقط من الأرض. والبعض الآخر، على العكس من ذلك، يقع في الزاوية البعيدة من الكون، بعيدًا عن الأنظار.

لقد مر ما يقرب من مائة عام ويقدر عدد المجرات اليوم بمئات الآلاف. على هذه الخلفية، لا تبدو مجرتنا درب التبانة ضخمة جدًا، إن لم تكن صغيرة جدًا. اليوم، تم اكتشاف مجرات ذات أحجام يصعب حتى على التحليل الرياضي. على سبيل المثال، أكبر مجرة ​​في الكون، IC 1101، يبلغ قطرها 6 ملايين سنة ضوئية وتتكون من أكثر من 100 تريليون نجم. يقع هذا الوحش المجري على بعد أكثر من مليار سنة ضوئية من كوكبنا.

يتم تمثيل هيكل مثل هذا التكوين الضخم، وهو الكون على نطاق عالمي، بالفراغ والتكوينات بين النجوم - خيوط. وتنقسم هذه الأخيرة بدورها إلى مجموعات فائقة ومجموعات بين المجرات ومجموعات مجرية. أصغر رابط لهذه الآلية الضخمة هو المجرة، ممثلة بالعديد من مجموعات النجوم - سديم الأذرع والغاز. من المفترض أن الكون يتوسع باستمرار، مما يتسبب في تحرك المجرات بسرعة هائلة في الاتجاه من مركز الكون إلى محيطه.

إذا تخيلنا أننا نراقب الفضاء من مجرتنا درب التبانة، والتي من المفترض أنها تقع في مركز الكون، فإن النموذج واسع النطاق لبنية الكون سيبدو بهذا الشكل.

المادة المظلمة - والمعروفة أيضًا باسم الفراغ والتجمعات الفائقة ومجموعات المجرات والسدم - كلها نتائج للانفجار الكبير، الذي يمثل بداية تكوين الكون. وعلى مدار مليار سنة، تخضع بنيتها لتحول، ويتغير شكل المجرات، حيث تختفي بعض النجوم، وتبتلعها الثقوب السوداء، بينما يتحول البعض الآخر، على العكس من ذلك، إلى مستعرات أعظم، وتصبح أجسامًا مجرية جديدة. منذ مليارات السنين، كان ترتيب المجرات مختلفًا تمامًا عما نراه الآن. بطريقة أو بأخرى، على خلفية العمليات الفيزيائية الفلكية المستمرة التي تحدث في الفضاء، يمكننا استخلاص استنتاجات معينة مفادها أن كوننا ليس له بنية ثابتة. جميع الأجسام الفضائية في حركة مستمرة، وتتغير مواقعها وحجمها وعمرها.

حتى الآن، وبفضل تلسكوب هابل، أصبح من الممكن اكتشاف موقع المجرات الأقرب إلينا وتحديد أحجامها وتحديد الموقع بالنسبة لعالمنا. ومن خلال جهود علماء الفلك والرياضيات والفيزياء الفلكية، تم تجميع خريطة للكون. تم تحديد المجرات الفردية، ولكن بالنسبة للجزء الأكبر، يتم تجميع هذه الكائنات العالمية الكبيرة في مجموعات من عدة عشرات في المجموعة. ويبلغ متوسط ​​حجم المجرات في مثل هذه المجموعة 1-3 مليون سنة ضوئية. المجموعة التي تنتمي إليها مجرتنا درب التبانة تحتوي على 40 مجرة. بالإضافة إلى المجموعات، هناك عدد كبير من المجرات القزمة في الفضاء بين المجرات. كقاعدة عامة، هذه التكوينات هي أقمار لمجرات أكبر، مثل مجرتنا درب التبانة أو المثلث أو المرأة المسلسلة.

وحتى وقت قريب، كانت المجرة القزمة "سيجو 2"، التي تقع على بعد 35 كيلو فرسخ فلكي من نجمنا، تعتبر أصغر مجرة ​​في الكون. ومع ذلك، في عام 2019، حدد علماء الفيزياء الفلكية اليابانيون مجرة ​​أصغر حجمًا - العذراء 1، وهي تابعة لمجرة درب التبانة وتقع على مسافة 280 ألف سنة ضوئية من الأرض. ومع ذلك، يعتقد العلماء أن هذا ليس الحد الأقصى. هناك احتمال كبير بوجود مجرات ذات أحجام أكثر تواضعًا.

وبعد مجموعات المجرات تأتي العناقيد، وهي مناطق من الفضاء الخارجي يوجد فيها ما يصل إلى مئات المجرات من مختلف الأنواع والأشكال والأحجام. المجموعات هائلة الحجم. كقاعدة عامة، يبلغ قطر هذا التكوين العالمي عدة ميغا فرسخ فلكي.

السمة المميزة لبنية الكون هي تقلبه الضعيف. على الرغم من السرعات الهائلة التي تتحرك بها المجرات في الكون، إلا أنها تظل جزءًا من كتلة واحدة. وهنا يعمل مبدأ الحفاظ على موضع الجسيمات في الفضاء، والتي تتأثر بالمادة المظلمة التي تكونت نتيجة الانفجار الأعظم. ومن المفترض أنه تحت تأثير هذه الفراغات المليئة بالمادة المظلمة، تستمر عناقيد ومجموعات المجرات في التحرك في نفس الاتجاه لمليارات السنين، متجاورة مع بعضها البعض.

أكبر التكوينات في الكون هي العناقيد المجرية الفائقة، التي توحد مجموعات من المجرات. أشهر العنقود الفائق هو جدار المهرج العظيم، وهو جسم ذو نطاق عالمي، يمتد لأكثر من 500 مليون سنة ضوئية. يبلغ سمك هذا العنقود الفائق 15 مليون سنة ضوئية.

في ظل الظروف الحالية، لا تسمح لنا المركبات الفضائية والتكنولوجيا بفحص الكون إلى أقصى عمقه. يمكننا فقط اكتشاف العناقيد الفائقة والمجموعات والمجموعات. بالإضافة إلى ذلك، تحتوي مساحتنا على فراغات عملاقة، وفقاعات من المادة المظلمة.

خطوات نحو استكشاف الكون

تسمح لنا الخريطة الحديثة للكون ليس فقط بتحديد موقعنا في الفضاء. اليوم، وبفضل توفر التلسكوبات الراديوية القوية والقدرات التقنية لتلسكوب هابل، لم يتمكن الإنسان من حساب عدد المجرات في الكون تقريبًا فحسب، بل تمكن أيضًا من تحديد أنواعها وأصنافها. في عام 1845، تمكن عالم الفلك البريطاني ويليام بارسونز، باستخدام تلسكوب لدراسة سحب الغاز، من الكشف عن الطبيعة الحلزونية لبنية الأجسام المجرية، مع التركيز على حقيقة أنه في مناطق مختلفة يمكن أن يكون سطوع مجموعات النجوم أكبر أو أقل .

قبل مائة عام، كانت مجرة ​​درب التبانة تعتبر المجرة الوحيدة المعروفة، على الرغم من إثبات وجود أجسام أخرى بين المجرات رياضيا. حصلت ساحة الفضاء الخاصة بنا على اسمها في العصور القديمة. لاحظ علماء الفلك القدماء، الذين ينظرون إلى عدد لا يحصى من النجوم في سماء الليل، سمة مميزة لموقعهم. كانت المجموعة الرئيسية من النجوم متمركزة على طول خط وهمي، يذكرنا بمسار الحليب المرشوش. تعد مجرة ​​درب التبانة والأجرام السماوية لمجرة أخرى معروفة أندروميدا أول الأجسام العالمية التي بدأت منها دراسة الفضاء الخارجي.

تحتوي مجرتنا درب التبانة على المجموعة الكاملة من جميع الأجسام المجرية التي يجب أن تحتوي عليها المجرة العادية. توجد هنا عناقيد ومجموعات من النجوم يبلغ إجمالي عددها ما يقرب من 250-400 مليار، وهناك سحب من الغاز في مجرتنا تشكل أذرعًا، وهناك ثقوب سوداء وأنظمة شمسية مشابهة لمجموعتنا.

في الوقت نفسه، فإن مجرة ​​درب التبانة، مثل أندروميدا وتريانجولوم، ليست سوى جزء صغير من الكون، وهي جزء من المجموعة المحلية للعنقود الفائق للعذراء. مجرتنا لها شكل حلزوني، حيث يتحرك الجزء الأكبر من العناقيد النجمية وسحب الغاز والأجسام الفضائية الأخرى حول المركز. ويبلغ قطر اللولب الخارجي 100 ألف سنة ضوئية. مجرة درب التبانة ليست مجرة ​​كبيرة بالمعايير الكونية، كتلتها 4.8×1011 كتلة شمسية. تقع شمسنا أيضًا في أحد أحضان Orion Cygnus. المسافة من نجمنا إلى مركز مجرة ​​درب التبانة هي 26000 ± 1400 سنة ضوئية. سنين.

لفترة طويلة، كان يعتقد أن سديم المرأة المسلسلة، أحد أشهر علماء الفلك، هو جزء من مجرتنا. قدمت الدراسات اللاحقة لهذا الجزء من الفضاء أدلة دامغة على أن المرأة المسلسلة هي مجرة ​​مستقلة، وأكبر بكثير من مجرة ​​درب التبانة. أظهرت الصور التي تم الحصول عليها باستخدام التلسكوبات أن أندروميدا لها جوهرها الخاص. هناك أيضًا مجموعات من النجوم هنا وهناك سدم خاصة بها، تتحرك بشكل حلزوني. في كل مرة، حاول علماء الفلك النظر بشكل أعمق وأعمق في الكون، واستكشاف مساحات شاسعة من الفضاء الخارجي. ويقدر عدد النجوم في هذا العملاق العالمي بـ 1 تريليون.

ومن خلال جهود إدوين هابل، كان من الممكن تحديد المسافة التقريبية إلى أندروميدا، والتي لا يمكن أن تكون جزءًا من مجرتنا. وكانت هذه المجرة الأولى التي تمت دراستها عن كثب. جلبت السنوات اللاحقة اكتشافات جديدة في مجال استكشاف الفضاء بين المجرات. تمت دراسة الجزء من مجرة ​​درب التبانة الذي يقع فيه نظامنا الشمسي بشكل أكثر دقة. منذ منتصف القرن العشرين، أصبح من الواضح أنه بالإضافة إلى مجرتنا درب التبانة ومجرة المرأة المسلسلة المعروفة، هناك عدد كبير من التكوينات الأخرى على نطاق عالمي في الفضاء. ومع ذلك، يتطلب النظام ترتيب الفضاء الخارجي. وبينما يمكن تصنيف النجوم والكواكب والأجسام الكونية الأخرى، فإن الوضع مع المجرات كان أكثر تعقيدًا. ويعود ذلك إلى الحجم الهائل لمناطق الفضاء الخارجي قيد الدراسة، والتي لم يكن من الصعب دراستها بصريا فحسب، بل تقييمها أيضا على مستوى الطبيعة البشرية.

أنواع المجرات حسب التصنيف المعتمد

وكان هابل أول من اتخذ مثل هذه الخطوة، حيث قام بمحاولة في عام 1962 لتصنيف المجرات المعروفة في ذلك الوقت بشكل منطقي. تم التصنيف على أساس شكل الأشياء قيد الدراسة. ونتيجة لذلك، تمكن هابل من ترتيب جميع المجرات في أربع مجموعات:

• النوع الأكثر شيوعًا هو المجرات الحلزونية.
• تليها المجرات الحلزونية الإهليلجية؛
• مع شريط غالاكسي (شريط)؛
• المجرات غير النظامية.

تجدر الإشارة إلى أن مجرتنا درب التبانة هي مجرة ​​حلزونية نموذجية، ولكن هناك واحدة "لكن". في الآونة الأخيرة، تم الكشف عن وجود العبور - شريط موجود في الجزء المركزي من التشكيل. بمعنى آخر، مجرتنا لا تنشأ من قلب المجرة، ولكنها تتدفق خارج الجسر.

تقليديا، تبدو المجرة الحلزونية وكأنها قرص مسطح حلزوني الشكل، والذي يحتوي بالضرورة على مركز مشرق - قلب المجرة. توجد معظم هذه المجرات في الكون ويُشار إليها بالحرف اللاتيني S. بالإضافة إلى ذلك، هناك تقسيم للمجرات الحلزونية إلى أربع مجموعات فرعية - So، Sa، Sb، وSc. تشير الحروف الصغيرة إلى وجود نواة لامعة، أو عدم وجود أذرع، أو على العكس من ذلك، وجود أذرع كثيفة تغطي الجزء المركزي من المجرة. وفي مثل هذه الأذرع توجد مجموعات من النجوم، ومجموعات من النجوم تشمل نظامنا الشمسي، وأجسام فضائية أخرى.

السمة الرئيسية لهذا النوع هي الدوران البطيء حول المركز. وتكمل مجرة ​​درب التبانة ثورة حول مركزها كل 250 مليون سنة. تتكون الحلزونات الواقعة بالقرب من المركز بشكل أساسي من مجموعات من النجوم القديمة. مركز مجرتنا عبارة عن ثقب أسود تحدث حوله كل الحركة الرئيسية. ويبلغ طول المسار حسب التقديرات الحديثة 1.5-25 ألف سنة ضوئية باتجاه المركز. أثناء وجودها، يمكن للمجرات الحلزونية أن تندمج مع تشكيلات عالمية أصغر. والدليل على مثل هذه الاصطدامات في فترات سابقة هو وجود هالات النجوم وهالات العناقيد. وهناك نظرية مماثلة تكمن وراء نظرية تكوين المجرات الحلزونية، والتي كانت نتيجة اصطدام مجرتين تقعان في الجوار. ولم يكن من الممكن أن يمر الاصطدام دون أن يترك أثرا، مما أعطى دفعة دورانية عامة للتشكيل الجديد. بجانب المجرة الحلزونية توجد مجرة ​​قزمة، واحدة أو اثنتان أو عدة مجرات في وقت واحد، وهي أقمار ذات تكوين أكبر.

المجرات الحلزونية الإهليلجية قريبة من حيث التركيب والتركيب من المجرات الحلزونية. هذه كائنات ضخمة وأكبر كائنات عالمية، بما في ذلك عدد كبير من العناقيد الفائقة والمجموعات ومجموعات النجوم. وفي أكبر المجرات يتجاوز عدد النجوم عشرات التريليونات. والفرق الرئيسي بين هذه التشكيلات هو شكلها الممتد للغاية في الفضاء. يتم ترتيب اللوالب على شكل قطع ناقص. المجرة الحلزونية الإهليلجية M87 هي واحدة من أكبر المجرات في الكون.

المجرات المحظورة أقل شيوعًا. وهي تمثل ما يقرب من نصف جميع المجرات الحلزونية. وعلى عكس التكوينات الحلزونية، تنشأ مثل هذه المجرات من جسر يسمى الشريط، والذي يتدفق من ألمع نجمين يقعان في المركز. ومن الأمثلة الصارخة على مثل هذا التكوين مجرتنا درب التبانة ومجرة سحابة ماجلان الكبرى. في السابق، تم تصنيف هذا التكوين على أنه مجرات غير منتظمة. يعد مظهر العبور حاليًا أحد مجالات البحث الرئيسية في الفيزياء الفلكية الحديثة. ووفقا لإحدى الروايات، يمتص ثقب أسود قريب الغاز من النجوم المجاورة ويمتصه.

أجمل المجرات في الكون هي أنواع المجرات الحلزونية وغير المنتظمة. واحدة من أجمل هذه المجرات هي مجرة ​​الدوامة، التي تقع في الكوكبة السماوية Canes Venatici. في هذه الحالة، يكون مركز المجرة واللوالب التي تدور في نفس الاتجاه مرئية بوضوح. المجرات غير النظامية عبارة عن مجموعات فائقة من النجوم تقع بشكل عشوائي وليس لها بنية واضحة. ومن الأمثلة الصارخة على مثل هذا التكوين المجرة رقم NGC 4038، الواقعة في كوكبة الغراب. هنا، إلى جانب السحب الغازية الضخمة والسدم، يمكنك رؤية الافتقار التام للنظام في موقع الأجسام الفضائية.

الاستنتاجات

يمكنك دراسة الكون إلى ما لا نهاية. في كل مرة، مع ظهور وسائل تقنية جديدة، يرفع الإنسان حجاب الفضاء. المجرات هي أكثر الأشياء التي يصعب على العقل البشري فهمها في الفضاء الخارجي، سواء من الناحية النفسية أو من الناحية العلمية.

إذا كان لديك أي أسئلة، اتركها في التعليقات أسفل المقال. سنكون سعداء نحن أو زوارنا بالرد عليهم

جالاكسي سمبريرو

تُعرف مجرة ​​السومبريرو، والمعروفة أيضًا باسم المجرة الحلزونية M104، بحلقتها الواسعة من الغبار ومظهرها الذي يشبه القبعة. يتم تمثيل المجرة في الصورة الفريدة اليوم من خلال صور التقطتها ثلاثة تلسكوبات فضائية كبيرة في نطاقات مختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي. تكشف الصورة الزرقاء التي التقطها مرصد شاندرا بالأشعة السينية عالية الطاقة، عن وجود غاز رقيق وساخن يتخلل جميع أنحاء المجرة، على بعد يصل إلى 60 ألف سنة ضوئية من المركز. في صورة بصرية خضراء من التلسكوب الفضائي. يُظهر هابل التوهج الأكثر شهرة لنجوم السومبريرو. من بين المجموعات النجمية في المجرة، يبرز انتفاخ محيطي، والذي نراه تقريبًا من الحافة. يتوهج شريط عريض من الغبار، الذي يمتص الضوء في جميع النطاقات الطيفية الأخرى، بالأشعة تحت الحمراء في صورة تلسكوب سبيتزر الأصفر. تبعد مجرة ​​السومبريرو 28 مليون سنة ضوئية وتقع عند الحافة الجنوبية من عنقود مجرات العذراء الممتد.

مجرة العين السوداء

يشار إلى هذه المجرة الحلزونية في الكتالوج باسم M64، ولكن لها أسماء أكثر رومانسية - "العين السوداء" و"الجمال النائم". إذا نظرت إلى هذه الصورة، فليس من الصعب رؤية العين فيها، لكنها ليست سوداء.

الآن تشهد هذه المجرة فترة من التكوين السريع جدًا للنجوم الجديدة. ووفقا لعلماء الفلك، تظهر علامات واضحة على ذلك في هذه الصورة غير التفصيلية: النجوم والغاز في الجزء الخارجي من المجرة تدور في الاتجاه المعاكس بالنسبة للمادة الموجودة بالقرب من المركز. وتظهر الحدود بين هذه المناطق على شكل قطع ناقص أكثر سطوعًا، وهنا تولد العديد من النجوم الجديدة.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

2MASX J00482185-2507365 زوج كسوف

أزواج من المجرات الحلزونية المتداخلة، بالقرب من NGC 253، Galaxy Sculptor. كلتا المجرتين أبعد من NGC 253، حيث تقع المجرة الخلفية 2MASX J00482185-2507365 عند انزياح أحمر z = 0.06، وتقع الخلفية بين NGC 253 والمجرة المرجعية (0.0008).
يسلط هذا الزوج من المجرات الضوء على توزيعات الغبار المجري خارج الأذرع المرئية للمجرة الحلزونية. يُظهر المدى غير المتوقع للغبار الذي يتجاوز الحدود النجمية للسلاح اتجاهات جديدة للبحث الفلكي خارج المجرة. تمتد الأسلحة المغبرة 6 أضعاف نصف قطر الأسلحة النجمية في المجرة، وتظهر أيضًا بشكل ظلي في صور CTX فيما يتعلق بالأجزاء المركزية والرئيسية لخلفية المجرة.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

ويرلبول جالاكسي

هذه صورة لمجرة الدوامة، والتي يمكن تسميتها بالمجرة الحلزونية الكلاسيكية. ويمكن رؤية أكمامها المنقطة بالنجوم الشابة الساطعة بوضوح شديد. الدوامة هي مجرة ​​جميلة جدًا، ولهذا السبب يحب علماء الفلك (وخاصة علماء الفلك الهواة) تصويرها. تم التقاط هذه الصورة من قبل الفلكيين الهواة جلين وجوان سورديف، اللذين سُمح لهما بالعمل على تلسكوب احترافي كبير في مرصد كيت بيك في أريزونا (يوجد مثل هذا البرنامج لمكافأة علماء الفلك الهواة).
تقع مجرة ​​الدوامة في كوكبة Canes Venatici على مسافة 31 مليون سنة ضوئية من الأرض. لها اسمان رسميان في الكتالوجات: M51 وNGC 5194. على يمين "الدوامة" يمكنك رؤية المجرة الصغيرة NGC 5195، جارتها (وفقًا للأرقام الموجودة في الكتالوج، فهي أيضًا جيران). ووفقا لعلماء الفلك، فإن NGC 5195 كان ينزلق على طول حافة "الدوامة" لعدة مئات الملايين من السنين. ولنلاحظ أيضًا أنه في العام الماضي انفجر مستعر أعظم في مجرة ​​ويرلبول (بتعبير أدق، وصل إلينا ضوء هذا الانفجار في العام الماضي)، وتمكن علماء الفلك من تسجيل هذه العملية. ثم شارك تلسكوب هابل الفضائي أيضًا في عمليات الرصد.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

دوامة المجرة

مجرة عنصرها الرئيسي الذي يمكن ملاحظته هو قرص دوار ذو أذرع حلزونية بارزة. تشمل هذه المجرات مجرتنا والمجرات الكبيرة الأقرب إلينا – سديم المرأة المسلسلة (M31) وسديم المثلث (M33).

________________________________________________________________________________________________________________________________________

المستعر الأعظم 1987A

تتطور النجوم الضخمة بشكل مختلف تمامًا. في المناطق الوسطى من النجم، عند درجات حرارة عالية، تحدث تفاعلات الاندماج المباشر للنوى الثقيلة، وبعد ذلك يحدث انفجار سوبر نوفا مذهل.

ردود الفعل في النجوم الساخنة. تعد انفجارات السوبرنوفا من أقوى العمليات الطبيعية الكارثية. إن إطلاقًا رائعًا للطاقة - بقدر ما تنتجه الشمس على مدى مليارات السنين - يصاحب انفجار سوبر نوفا. يمكن للمستعر الأعظم أن يصدر إشعاعات أكثر من كل النجوم الموجودة في المجرة مجتمعة. المستعرات الأعظم هي نجوم تنفجر ويصل حجمها المطلق الأقصى إلى -11 م إلى -18 م. ينهار اللب الكثيف، ويسحب معه الطبقات الخارجية للنجم إلى السقوط الحر نحو المركز. عندما يصبح القلب مضغوطا للغاية، يتوقف ضغطه، وتضرب موجة الصدمة القادمة الطبقات العليا، فضلا عن طاقة عدد كبير من النيوترينوات. ونتيجة لذلك، تتناثر القذيفة بسرعة 10000 كيلومتر في الثانية، مما يؤدي إلى ظهور نجم نيوتروني أو ثقب أسود. أثناء انفجار المستعر الأعظم، يتم إطلاق طاقة قدرها 1046 J. واستنادًا إلى طبيعة الطيف القريب من العصر الأقصى، يتم التمييز بين نوعين من المستعرات الأعظم. المستعرات الأعظم من النوع الأول بالقرب من الحد الأقصى لها طيف مستمر لا توجد فيه خطوط مرئية. وفي وقت لاحق، تظهر خطوط الامتصاص الموسعة بقوة في الطيف.

تُظهر هذه الصورة المنطقة بأكملها حول المستعر الأعظم. الميزة الأكثر لفتًا للانتباه في الصورة هي الحلقة التي تحتوي على العشرات من النقاط المضيئة.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

مجرة إن جي سي 1512

في الواقع، تنتمي المجرة NGC 1512 إلى فئة المجرات الحلزونية المضلعة. جوهر هذه المجرة له شكل جسر تمتد منه الأذرع الحلزونية. لكن في الصورة العلوية للمنطقة الوسطى، يكون الجسر غير مرئي عمليا، حيث أن لمعانه أضعف بعدة مرات من لمعان الحلقة النجمية. يظهر منظر عام للمجرة على اليمين. الحلقات المركزية، حيث تتشكل النجوم الجديدة في المجرات، هي ظاهرة شائعة إلى حد ما في الكون. ويعتقد علماء الفلك أن الجسر العملاق، الذي يشكل قلب مثل هذه المجرات، "يمتص" الغاز بين النجوم إلى داخل الحلقة. ومن هنا تتشكل العديد من العناقيد النجمية، والتي تبدو مثيرة للإعجاب في الصورة العلوية.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

جالاكسي إن جي سي 3370

هذه هي المجرة الحلزونية NGC 3370، التي تقع على بعد 98 مليون سنة ضوئية من الأرض في كوكبة الأسد. وقد التقطت هذه الصورة لها مؤخرا باستخدام تلسكوب هابل الفضائي. إنه يتميز ليس فقط بأذرعه الحلزونية الواضحة ذات المناطق الزرقاء الساطعة التي تتشكل فيها النجوم الجديدة. في نوفمبر 1994، لوحظ انفجار سوبر نوفا فيه (ومع ذلك، ينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أن ضوء هذا الانفجار استغرق 98 مليون سنة للوصول إلى الأرض، لذلك في الواقع، كل شيء هناك "هدأ" منذ فترة طويلة).

كان هذا الانفجار مذهلاً للغاية: فقد أضاء لفترة وجيزة كل عشرات المليارات من النجوم الأخرى في هذه المجرة. في الكتالوج تم تسمية هذا الانفجار باسم SN 1994ae. لقد كان واحدًا من أقرب انفجارات المستعرات الأعظم وأفضلها رصدًا منذ أن أصبحت أجهزة الكشف الرقمية الحديثة متاحة لعلماء الفلك.

وصنف علماء الفلك هذا الانفجار على أنه من النوع Ia. هذا النوع من انفجارات المستعرات الأعظم هو الذي يستخدم لتحديد الحجم الحقيقي ومعدل التوسع للكون.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

جالاكسي ام81

المجرة الحلزونية الكبيرة والجميلة M81 الواقعة في كوكبة الدب الأكبر الشمالية هي واحدة من ألمع المجرات التي يمكن رؤيتها في السماء من كوكب الأرض. في هذه الصورة الرائعة والمفصلة للغاية، نرى النواة اللامعة والأذرع الحلزونية المهيبة وآثار واضحة للغبار الكوني. يشبه هيكل المجرة من حيث الحجم درب التبانة. يمتد شريط كبير من الغبار مباشرة عبر القرص، أسفل وعلى يمين مركز المجرة، مما يشير إلى ماضي المجرة الفوضوي. الصور الأخرى لـ M81، والتي تظهر أيضًا البنية الحلزونية للمجرة، لا تظهر هذه التفاصيل. قد يكون ممر الغبار هذا بسبب التفاعل الوثيق بين M81 وجارتها الأصغر M82. أتاحت دراسة متأنية للنجوم المتغيرة في M81 (NGC 3031) تحديد المسافة إلى هذه المجرة بدقة شديدة - 11.8 مليون سنة ضوئية.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

كائن هوج

هل هي مجرة ​​واحدة أم اثنتين؟ نشأ هذا السؤال في عام 1950، عندما اكتشف عالم الفلك آرت هوج بالصدفة هذا الجسم غير العادي خارج المجرة. يحتوي الجزء الخارجي على حلقة تهيمن عليها النجوم الزرقاء اللامعة، بينما يوجد في الوسط كرة من النجوم الأكثر احمرارًا والتي من المحتمل أنها أقدم بكثير. بينهما فجوة تبدو مظلمة تمامًا تقريبًا. لا تزال كيفية تشكل جسم هوج غير معروفة، على الرغم من اكتشاف العديد من الأجسام المماثلة ويعتقد أنها شكل من أشكال المجرة الحلقية. تشمل الفرضيات حول الأصل اصطدام مجرة ​​منذ مليارات السنين وتفاعل جاذبية مضطربًا يشتمل على نواة ذات شكل غير عادي. تُظهر هذه الصورة، التي التقطتها تلسكوب هابل الفضائي في يوليو 2001، تفاصيل لم يتم رصدها سابقًا لجسم هوج وقد تساعد في فهم بنيته بشكل أفضل. يبلغ قطر جسم هوج حوالي 100000 سنة ضوئية ويقع على بعد حوالي 600 مليون سنة ضوئية في كوكبة الثعبان. من قبيل الصدفة، في الفجوة بين النواة والحلقة (في الساعة الواحدة على القرص) تظهر مجرة ​​أخرى على شكل حلقة، وهي أبعد بكثير.

على أساس المواد:
http://www.astronet.ru
http://space.com