أكبر المجرات في الكون. ما اسم مجرتنا وكيف تبدو؟ اسم النجوم في مجرتنا. ميسييه منع المجرات الحلزونية

أولئك الذين لديهم القليل من الفهم للكون يعرفون جيدًا أن الكون يتحرك باستمرار. يتوسع الكون كل ثانية ، ويكبر ويكبر. شيء آخر هو أنه على مقياس الإدراك البشري للعالم ، من الصعب جدًا إدراك أبعاد ما يحدث وتخيل بنية الكون. بالإضافة إلى مجرتنا ، حيث توجد الشمس ونحن ، هناك العشرات والمئات من المجرات الأخرى. لا أحد يعرف العدد الدقيق للعوالم البعيدة. لا يمكن معرفة عدد المجرات في الكون إلا تقريبًا عن طريق إنشاء نموذج رياضي للكون.

لذلك ، نظرًا لحجم الكون ، يمكن للمرء بسهولة أن يفترض فكرة أنه في غضون اثني عشر أو مائة مليار سنة ضوئية من الأرض ، هناك عوالم مشابهة لعالمنا.

الفضاء والعوالم التي تحيط بنا

كانت مجرتنا ، التي حصلت على الاسم الجميل "درب التبانة" ، منذ عدة قرون ، وفقًا للعديد من العلماء ، مركز الكون. في الواقع ، اتضح أن هذا ليس سوى جزء من الكون ، وهناك مجرات أخرى من مختلف الأنواع والأحجام ، كبيرة وصغيرة ، بعضها أبعد ، والبعض الآخر أقرب.

في الفضاء ، تكون جميع الكائنات مترابطة بشكل وثيق وتتحرك بترتيب معين وتحتل مكانًا معينًا. تقع الكواكب المعروفة لدينا والنجوم المعروفة والثقوب السوداء ونظامنا الشمسي نفسه في مجرة ​​درب التبانة. الاسم ليس من قبيل الصدفة. حتى علماء الفلك القدماء الذين راقبوا سماء الليل قارنوا الفضاء من حولنا بمسار الحليب ، حيث تبدو آلاف النجوم مثل قطرات الحليب. تشكل مجرة ​​درب التبانة ، وهي الأجرام المجرية السماوية الموجودة في مجال رؤيتنا ، أقرب فضاء. ما يمكن أن يكون خارج نطاق رؤية التلسكوبات أصبح معروفًا فقط في القرن العشرين.

دفعت الاكتشافات اللاحقة ، التي زادت من كوننا إلى حجم Metagalaxy ، العلماء إلى نظرية الانفجار العظيم. حدثت كارثة فادحة منذ ما يقرب من 15 مليار سنة وكانت بمثابة قوة دافعة لبداية عمليات تكوين الكون. تم استبدال مرحلة من مراحل المادة بأخرى. من غيوم كثيفة من الهيدروجين والهيليوم ، بدأت بدائل الكون تتشكل - مجرات أولية تتكون من نجوم. كل هذا حدث في الماضي البعيد. إن ضوء العديد من الأجرام السماوية ، والذي يمكننا رؤيته في أقوى التلسكوبات ، ما هو إلا تحية وداع. ملايين النجوم ، إن لم يكن المليارات ، التي تناثرت في سماءنا ، على بعد مليار سنة ضوئية من الأرض ، ولم تعد موجودة منذ فترة طويلة.

خريطة الكون: أقرب وأبعد الجيران

نظامنا الشمسي ، والأجسام الكونية الأخرى التي لوحظت من الأرض هي تشكيلات هيكلية حديثة العهد نسبيًا وأقرب جيراننا في الكون الشاسع. لفترة طويلة ، اعتقد العلماء أن أقرب مجرة ​​قزمة من مجرة ​​درب التبانة كانت سحابة ماجلان الكبيرة ، التي تقع على بعد 50 كيلو فرسخ فقط. في الآونة الأخيرة فقط أصبح الجيران الحقيقيون لمجرتنا معروفين. في كوكبة القوس وفي كوكبة Canis Major توجد مجرات قزمة صغيرة ، كتلتها تقل بمقدار 200-300 مرة عن كتلة درب التبانة ، والمسافة بينها تزيد 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 تمتصها 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 سيحدث ، لا يسعنا إلا التكهن. كان تصادم المجرات مستمرًا طوال هذا الوقت ، وبسبب زوال وجودنا ، لا يمكن ملاحظة ما يحدث.

أندروميدا ، أكبر بمرتين إلى ثلاثة أضعاف حجم مجرتنا ، هي واحدة من أقرب المجرات إلينا. بين علماء الفلك وعلماء الفيزياء الفلكية ، لا تزال واحدة من أكثرها شهرة وتقع على بعد 2.52 مليون سنة ضوئية فقط من الأرض. أندروميدا ، مثل مجرتنا ، هي عضو في المجموعة المحلية من المجرات. يبلغ عرض هذا الملعب الكوني العملاق ثلاثة ملايين سنة ضوئية ، ويحتوي على حوالي 500 مجرة ​​، ومع ذلك ، حتى عملاق مثل أندروميدا يبدو صغيرا مقارنة بـ IC 1101.

تقع أكبر مجرة ​​حلزونية في الكون على بعد أكثر من مائة مليون سنة ضوئية ويبلغ قطرها أكثر من 6 ملايين سنة ضوئية. على الرغم من حقيقة أنها تضم ​​100 تريليون نجم ، إلا أن المجرة تتكون أساسًا من مادة مظلمة.

المعلمات الفيزيائية الفلكية وأنواع المجرات

قدمت الاستكشافات الأولى للفضاء ، التي أجريت في بداية القرن العشرين ، أرضية وفيرة للتفكير. كانت السدم الفضائية المكتشفة من خلال عدسة التلسكوب ، والتي بلغ عددها أكثر من ألف بمرور الوقت ، أكثر الأشياء إثارة للاهتمام في الكون. لفترة طويلة ، كانت هذه البقع المضيئة في سماء الليل تعتبر تراكمات غازية تشكل جزءًا من هيكل مجرتنا. تمكن إدوين هابل في عام 1924 من قياس المسافة إلى مجموعة من النجوم والسدم وقام باكتشاف مثير: هذه السدم ليست أكثر من مجرات حلزونية بعيدة ، تتجول بشكل مستقل على مقياس الكون.

اقترح عالم فلك أمريكي لأول مرة أن كوننا يحتوي على الكثير من المجرات. أكدت هذه الافتراضات استكشاف الفضاء في الربع الأخير من القرن العشرين ، والملاحظات التي تمت بمساعدة المركبات الفضائية والتكنولوجيا ، بما في ذلك تلسكوب هابل الشهير. الفضاء لا حدود له ، ودرب التبانة بعيدة كل البعد عن كونها أكبر مجرة ​​في الكون ، وهي ليست مركزها إلى جانب ذلك.

فقط مع ظهور وسائل تقنية قوية للمراقبة ، بدأ الكون في اتخاذ مخطط واضح. يواجه العلماء حقيقة أنه حتى التكوينات الضخمة مثل المجرات يمكن أن تختلف في بنيتها وبنيتها وشكلها وحجمها.

من خلال جهود إدوين هابل ، تلقى العالم تصنيفًا منهجيًا للمجرات ، وقسمها إلى ثلاثة أنواع:

• حلزوني؛
• بيضاوي الشكل؛
• خطأ.

المجرات الإهليلجية والمجرات الحلزونية هي أكثر الأنواع شيوعًا. وتشمل هذه مجرتنا درب التبانة ، بالإضافة إلى مجرتنا أندروميدا المجاورة والعديد من المجرات الأخرى في الكون.

المجرات الإهليلجية لها شكل القطع الناقص وتستطيل في أحد الاتجاهات. هذه الأشياء تفتقر إلى الأكمام وغالبًا ما تغير شكلها. تختلف هذه الأشياء أيضًا في الحجم عن بعضها البعض. على عكس المجرات الحلزونية ، فإن هذه الوحوش الكونية ليس لها مركز مميز. لا توجد نواة في مثل هذه الهياكل.

وفقًا للتصنيف ، يتم تحديد هذه المجرات بالحرف اللاتيني E. وتنقسم جميع المجرات الإهليلجية المعروفة حاليًا إلى مجموعات فرعية E0-E7. يتم التوزيع في مجموعات فرعية اعتمادًا على التكوين: من المجرات شبه المستديرة (E0 و E1 و E2) إلى الأجسام الممتدة بشدة بالمؤشرات E6 و E7. من بين المجرات الإهليلجية ، هناك أقزام وعمالقة حقيقية بأقطار تصل إلى ملايين السنين الضوئية.

هناك نوعان من المجرات الحلزونية:

• تمثل المجرات على شكل دوامة متقاطعة ؛
• اللوالب العادية.

النوع الفرعي الأول يتميز بالميزات التالية. في الشكل ، تشبه هذه المجرات الحلزوني المنتظم ، ولكن يوجد في وسط هذه المجرة الحلزونية شريط (شريط) ، مما يؤدي إلى ظهور أذرع. عادة ما تكون هذه الجسور في المجرة نتيجة لعمليات طرد مركزي فيزيائية تقسم قلب المجرة إلى قسمين. هناك مجرات ذات نواتين ، يشكل ترادفهما القرص المركزي. عندما تلتقي النوى ، يختفي الشريط وتصبح المجرة طبيعية ، بمركز واحد. يوجد رابط في مجرتنا درب التبانة ، في أحد أذرع نظامنا الشمسي. حسب التقديرات الحديثة ، فإن المسار من الشمس إلى مركز المجرة يبلغ 27 ألف سنة ضوئية. يبلغ سمك ذراع Orion Cygnus ، حيث تسكن شمسنا وكوكبنا معها ، 700 ألف سنة ضوئية.

وفقًا للتصنيف ، يتم تحديد المجرات الحلزونية بالحروف اللاتينية Sb. اعتمادًا على المجموعة الفرعية ، هناك تسميات أخرى للمجرات الحلزونية: Dba و Sba و Sbc. يتم تحديد الفرق بين المجموعات الفرعية بطول الشريط وشكله وتكوين الأكمام.

يمكن أن يتراوح حجم المجرات الحلزونية من 20000 سنة ضوئية إلى 100000 سنة ضوئية في القطر. تقع مجرتنا "درب التبانة" في "الوسط الذهبي" ، حيث ينجذب حجمها نحو المجرات متوسطة الحجم.

أندر أنواع المجرات غير المنتظمة. هذه الأجسام العالمية عبارة عن مجموعات كبيرة من النجوم والسدم التي ليس لها شكل وبنية واضحة. وفقًا للتصنيف ، تلقوا المؤشرات Im و IO. كقاعدة عامة ، لا تحتوي الهياكل من النوع الأول على قرص أو يتم التعبير عنها بشكل سيئ. في كثير من الأحيان ، يمكن رؤية مثل هذه المجرات كأذرع. المجرات ذات المؤشرات IO هي مجموعة فوضوية من النجوم وسحب الغاز والمادة المظلمة. الممثلون الساطعون لهذه المجموعة من المجرات هم سحابة ماجلان الكبيرة والصغيرة.

كل المجرات: منتظمة وغير منتظمة ، بيضاوية ولولبية ، تتكون من تريليونات النجوم. الفضاء بين النجوم مع أنظمة الكواكب مليء بالمادة المظلمة أو سحب من الغازات الكونية وجزيئات الغبار. وبين هذه الفراغات توجد ثقوب سوداء ، كبيرة وصغيرة ، مما يزعج روح الهدوء الكوني.

بناءً على التصنيف الحالي ونتائج البحث ، من الممكن بدرجة معينة من اليقين الإجابة على سؤال حول عدد المجرات في الكون ونوعها. الأهم من ذلك كله في عالم المجرات الحلزونية. هم أكثر من 55٪ من العدد الإجمالي لجميع الكائنات العالمية. يوجد نصف عدد المجرات الإهليلجية - 22٪ فقط من العدد الإجمالي. هناك 5٪ فقط من المجرات غير المنتظمة تشبه سحابة ماجلان الكبيرة والصغيرة في الكون. بعض المجرات متاخمة لنا وهي في مجال رؤية أقوى التلسكوبات. يوجد البعض الآخر في أبعد مكان ، حيث تسود المادة المظلمة وتظهر العدسة مزيدًا من السواد في الفضاء اللامحدود.

المجرات عن قرب

تنتمي جميع المجرات إلى مجموعات معينة ، والتي تسمى في العلم الحديث العناقيد. يتم تضمين مجرة ​​درب التبانة في إحدى هذه المجموعات ، حيث يوجد ما يصل إلى 40 مجرة ​​معروفة أكثر أو أقل. العنقود نفسه هو جزء من عنقود فائق ، مجموعة أكبر من المجرات. تم تضمين الأرض ، جنبًا إلى جنب مع الشمس ودرب التبانة ، في العنقود الفائق من برج العذراء. هذا هو عنوان فضائنا الفعلي. جنبا إلى جنب مع مجرتنا في كتلة العذراء ، هناك أكثر من ألفي مجرة ​​أخرى ، بيضاوية ، حلزونية وغير منتظمة.

تعطي خريطة الكون ، التي يسترشد بها علماء الفلك اليوم ، فكرة عن شكل الكون ، وما هو شكله وبنيته. تتجمع كل التجمعات حول الفراغات أو فقاعات المادة المظلمة. من الممكن الاعتقاد أن المادة المظلمة والفقاعات تمتلئ أيضًا ببعض الأشياء. ربما تكون هذه المادة المضادة ، والتي ، على عكس قوانين الفيزياء ، تشكل هياكل متشابهة في نظام إحداثيات مختلف.

الحالة الحالية والمستقبلية للمجرات

يعتقد العلماء أنه من المستحيل عمل صورة عامة للكون. لدينا بيانات بصرية ورياضية حول الكون ، والتي هي في حدود فهمنا. من المستحيل تخيل الحجم الحقيقي للكون. ما نراه من خلال التلسكوب هو ضوء النجوم الذي يأتي إلينا منذ مليارات السنين. ربما تكون الصورة الحقيقية اليوم مختلفة تمامًا. يمكن أن تتحول أجمل المجرات في الكون نتيجة للكوارث الكونية بالفعل إلى سحب فارغة وقبيحة من الغبار الكوني والمادة المظلمة.

لا يمكن استبعاد أنه في المستقبل البعيد ، ستصطدم مجرتنا بجار أكبر في الكون أو تبتلع مجرة ​​قزمة موجودة في الجوار. ماذا ستكون عواقب مثل هذه التغييرات العالمية ، لا يسع المرء إلا أن يخمن. على الرغم من حقيقة أن تقارب المجرات يحدث بسرعة الضوء ، فمن غير المرجح أن يشهد أبناء الأرض كارثة عالمية. حسب علماء الرياضيات أن ما يزيد قليلاً عن ثلاثة مليارات سنة على الأرض باقية قبل الاصطدام المميت. ما إذا كانت هناك حياة على كوكبنا في ذلك الوقت هو سؤال.

يمكن أن تتداخل قوى أخرى أيضًا مع وجود النجوم والعناقيد والمجرات. الثقوب السوداء ، التي لا تزال معروفة للإنسان ، قادرة على ابتلاع نجم. أين هو الضمان أن مثل هذه الوحوش الهائلة ، المختبئة في المادة المظلمة وفي فراغات الفضاء ، لن تكون قادرة على ابتلاع المجرة بالكامل.

أبعاد الجزء المرئي من الكون مذهلة بكل بساطة! ومع ذلك ، فهذه مجرد حبة رمل على شاطئ المحيط اللامحدود - الكون الكبير - القيمة الحقيقية التي لا يمكننا تخيلها أو حسابها ...

مجرة درب التبانة هي جزء من عائلة من المجرات المجاورة المعروفة باسم المجموعة المحلية ، وتشكل معها مجموعة من المجرات. من بين المجرات القريبة هناك حلزونات رائعة. واحد منهم ، مجرة ​​أندروميدا ، هو أبعد شيء يمكن رؤيته بالعين المجردة. معظم المجرات في الكون إما حلزونية أو إهليلجية ، والعديد منها جزء من عناقيد مجرية.

طوال القرن التاسع عشر وفي بداية القرن العشرين. لم يعرف علماء الفلك بالضبط نوع البقع المضيئة الضبابية التي رأوها من خلال التلسكوب. كان من الواضح أن النجوم كانت جزءًا من مجرة ​​درب التبانة ، وكذلك السحب الغازية اللامعة مثل سديم الجبار. لكن في بحثهم عن المذنبات والكواكب ، وجد علماء الفلك مثل تشارلز ميسيير وويليام هيرشل آلاف السدم الخافتة ، وكثير منها حلزوني. أراد علماء الفلك معرفة ما إذا كانت مجرات بعيدة جدًا عن مجرة ​​درب التبانة أو مجرد سحب من الغاز في مجرتنا. كانت الإجابة على هذا السؤال ممكنة فقط عندما تم العثور على طريقة لقياس المسافات إلى هذه السدم الباهتة.

في عام 1924 ، أثبت عالم الفلك الأمريكي إدوين هابل ذلك بشكل مقنع السدم الحلزونية هي مجرات عملاقة، على غرار مجرة ​​درب التبانة ، لكنها بعيدة عنها بلا حدود. بضربة واحدة ، فتح ضخامة الكون المذهل. كان هابل أول من اكتشف النجوم المتغيرة في مجرة ​​المرأة المسلسلة - القيفائية. كانوا أخف بكثير من Cepheids من غيوم ماجلان. كان الاختلاف في السطوع يعني أن مجرة ​​المرأة المسلسلة يجب أن تكون بعيدة عنا بعشر مرات أكثر من غيوم ماجلان.

يمكن ملاحظة مجرة ​​أندروميدا بالعين المجردة - إنها أبعد شيء يمكن رؤيته بدون منظار أو تلسكوب. عدد لا يحصى من المجرات أضعف بكثير من هذه المجرات ، وبالتالي فهي أكثر بعدًا عنا. اكتشف إدوين هابل عالم المجرات. على مدى السنوات القليلة التالية ، قام بقياس المسافات إلى العديد من المجرات اللولبية الأخرى وتمكن من إثبات أنه حتى أقرب المجرات بعيدة عنا بواسطة ملايين السنين الضوئية. تجاوزت أبعاد الكون المرئي التخمينات السابقة.

مجموعة محلية

بالنظر إلى الفضاء السحيق ، نجد أن المجرات ليست موزعة بالتساوي في جميع أنحاء الكون. تتجمع المجرات معًا لتشكل عناقيد أو عائلات. عائلتنا تسمى "المجموعة المحلية". هذا ، بشكل عام ، تشكيل متناثر إلى حد ما: حوالي 25 من أعضائه منتشرون على مساحة 3 ملايين سنة ضوئية. أكبرها مجرة ​​درب التبانة ، وكذلك المجرات الحلزونية M31 في أندروميدا و MZZ في المثلث. مجرة درب التبانة مصحوبة بحوالي تسع مجرات قزمة تتحرك في مكان قريب ، وأندروميدا بها ثماني مجرات أخرى. يواصل علماء الفلك العثور على مجرات خافتة جديدة في مجموعتنا المحلية.

يتحرك كل عضو في "المجموعة المحلية" تحت تأثير جاذبية جميع الأعضاء الآخرين. جميع مجموعات المجرات مرتبطة ببعضها البعض بواسطة مجال الجاذبية ، وهو أهم القوى المؤثرة في الكون على مسافات كبيرة. من خلال قياس سرعات المجرات في المجموعة المحلية ، يمكن لعلماء الفلك حساب كتلتها الإجمالية. إنها أكبر بحوالي 10 مرات من كتلة النجوم المرئية - وبالتالي فإن المجموعة المحلية يجب أن تحتوي على الكثير من المادة المظلمة وغير المرئية.

الكتلة في برج العذراء

إذا واصلنا رحلتنا إلى ما بعد المجموعة المحلية ، فسنواجه مجموعات صغيرة أخرى من المجرات - على سبيل المثال ، خماسية ستيفان ، حيث تتشابك مجرتان حلزونيتان معًا. ثم تومض مجموعات أكبر بكثير. عنقود العذراء الضخم ، الذي يبعد حوالي 50 مليون سنة ضوئية ، هو أقرب مجموعة مجرات كبيرة إلينا. إنه بعيد جدًا بحيث لا يمكنك حساب المسافة باستخدام النجوم المتغيرة. بدلاً من ذلك ، تُستخدم مقادير ألمع النجوم وأكبر عناقيد النجوم في الحساب. يتم مقارنة تألقها مع تألق الأشياء المماثلة ، والمسافة معروفة بالفعل.

كتلة برج العذراء ضخمة. تنتشر على مساحة تقارب 200 ضعف المساحة التي يشغلها البدر في السماء! هناك عدة آلاف من الأعضاء في هذه المجموعة العملاقة. يوجد في الجزء المركزي ثلاث مجرات إهليلجية ، أدرجها تشارلز ميسيير لأول مرة: M84 و M86 و M87. هذه مجرات ضخمة حقًا. أكبرها ، M87 ، يمكن مقارنتها في الحجم بـ "المجموعة المحلية" بأكملها. إن كتلة برج العذراء ضخمة جدًا لدرجة أن تأثيرها الجاذبي لا يربط هذا التجمع الضخم معًا فحسب ، بل يمتد أيضًا إلى "المجموعة المحلية" الخاصة بنا. تتحرك مجرتنا ورفاقها ببطء نحو برج العذراء.

الكتلة في كوكبة غيبوبة Berenices

وبالانتقال إلى أبعد من ذلك ، على مسافة حوالي 350 مليون سنة ضوئية ، نصل إلى مدينة مجرية ضخمة في كوكبة كوما بيرينيسيس Coma Berenices. هذا هو تجمع الغيبوبة ، الذي يحتوي على أكثر من 1000 مجرة ​​إهليلجية ساطعة وربما عدة آلاف من الأعضاء الأصغر التي لم تعد مرئية بالوسائل الحديثة. يبلغ حجم الكتلة التي يبلغ قطرها 10 ملايين سنة ضوئية ؛ توجد مجرتان بيضاويتان عملاقتان في قلبها. يقترح علماء الفلك أن هذه المجموعة تحتوي على عشرات الآلاف من الأعضاء.

كل المجرات متماسكة عن طريق الجاذبية. في هذه الحالة ، تشير سرعات المجرات داخل العنقود إلى ذلك فقط نسبة قليلة من الكتلة الكلية موجودة في النجوم التي يمكننا رؤيتها. تتكون مجموعة كوما فيرونيكا ، مثلها مثل التجمعات الكبيرة الأخرى من هذا النوع ، في الغالب من مادة مظلمة.

من غير المحتمل أن توجد المجرات الحلزونية في المناطق الوسطى من العناقيد المكتظة بالسكان مثل تلك الموجودة في غيبوبة بيرينيسيس Coma Berenices. ربما يرجع ذلك إلى أن المجرات الحلزونية التي كانت موجودة هناك اندمجت معًا لتشكل مجرات إهليلجية. تعد مجموعة الغيبوبة مصدرًا قويًا للأشعة السينية المنبعثة من غاز شديد السخونة بدرجة حرارة تتراوح من 10 إلى 100 مليون درجة. تم العثور على هذا الغاز في الجزء المركزي من الكتلة ؛ في تركيبته الكيميائية ، فهو قريب من مادة النجوم.

من الممكن أن يكون ما يلي قد حدث. اصطدمت المجرات الموجودة في الجزء المركزي من الكتلة مع بعضها البعض ، وتشتت بعد الاصطدام ، وألقوا غيومهم الغازية. تم تسخين الغاز عن طريق الاحتكاك بينما كانت المجرات تتسابق عبره بسرعة تصل إلى آلاف الكيلومترات في الثانية. عندما فقدت المجرات غازها ، اختفت أذرعها الحلزونية تدريجياً.

العناقيد والفراغات

يُظهر التصوير في الفضاء السحيق أنه مع انتقالنا إلى الكون ، تستمر المجرات في الظهور والظهور. في كل اتجاه ننظر إليه تقريبًا ، هناك تناثر للمجرات الخافتة مثل الغبار. تم العثور على بعض الأشياء على مسافة تصل إلى 10 مليار سنة ضوئية. كل من هذه المجرات التي لا تعد ولا تحصى تحتوي على بلايين النجوم. يصعب تخيل مثل هذه الأرقام حتى من قبل علماء الفلك المحترفين. الكون خارج المجرة أكبر من أي شيء يمكن تخيله.

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

الكتلة المحلية من الكتل ، والمعروفة باسم "العنقود الفائق المحلي" ، هي تشكيل مفلطح يتضمن ، من بين أمور أخرى ، المجموعة المحلية ومجموعة العذراء. يقع مركز الكتلة في برج العذراء ، ونحن في الضواحي. بذل علماء الفلك جهودًا لرسم خرائط ثلاثية الأبعاد للعنقود الفائق المحلي وكشف هيكله. اتضح أنه يحتوي على حوالي 400 مجموعة فردية من المجرات. يتم جمع هذه العناقيد في طبقات ونطاقات مفصولة بفجوات.

يوجد عنقود فائق آخر في كوكبة هرقل. قبل ذلك ، حوالي 700 مليون سنة ضوئية ، وحوالي 300 مليون سنة ضوئية في الطريق إليها ، من الواضح أن المجرات لا تلتقي على الإطلاق.

وهكذا ، توصل علماء الفلك إلى أن العناقيد العملاقة مفصولة عن بعضها البعض بمساحات فارغة عملاقة. داخل العناقيد الفائقة يوجد أيضًا مثل "الفقاعات" التي يبلغ حجمها ملايين السنين الضوئية ، والتي لا تحتوي على مجرات. تطوى العناقيد الفائقة إلى خيوط وشرائط ، مما يمنح الكون ، على أكبر مقياس ، بنية إسفنجية.

قانون هابل والانزياح الأحمر

نحن نعلم الآن أن كوننا يتوسع طوال الوقت ، ويكبر ويكبر. لعب هابل دورًا حاسمًا في الاكتشاف. باستخدام النجوم Cepheid ، حدد المسافات إلى أقرب المجرات ، وحدد سرعاتها من قياسات الانزياح الأحمر. تم الاكتشاف عندما رسم سرعات المجرات مقابل مسافاتها. اتضح أن العلاقة بين هاتين الكميتين يتم التعبير عنها على الرسم البياني بخط مستقيم: فكلما ابتعدت المجرة عنا ، زادت سرعتها. قانون هابلينص علي كلما تحركت المجرة بشكل أسرع ، كلما كانت بعيدة. وجد هابل علاقة بين كميتين يمكن قياسهما للمجرات القريبة: بين المسافة والانزياح الأحمر (الذي يعطي السرعة). وبعد إنشاء مثل هذا الاتصال ، يمكن عكس قانون هابل واستخدامه للإجراء العكسي. من خلال قياس الانزياح نحو الأحمر بالنسبة للمجرات البعيدة ، من الممكن باستخدام قانون هابل حساب المسافة بينها. هذه هي الطريقة التي يكتشف بها علماء الفلك المسافات إلى المجرات البعيدة في كوننا.

بالطبع ، عند استخدام قانون هابل ، هناك بعض عدم اليقين بشأن صحة النتيجة. على سبيل المثال ، إذا حدث خطأ في حساب المسافات إلى أقرب مجرات ، فلن يكون الرسم البياني صحيحًا تمامًا: أي خطأ فيه سيستمر في الفضاء السحيق عندما نحاول اكتشاف المسافات إلى المجرات البعيدة باستخدامه. ومع ذلك ، فإن قانون هابل هو أهم طريقة لدراسة بنية الكون واسعة النطاق.

توسع الكون

لماذا يشير قانون هابل إلى أن الكون يتمدد؟ كل المجرات تبتعد عنا. إذن درب التبانة في مركز الكون؟ بعد كل شيء ، عندما نرى انفجارًا - على سبيل المثال ، انفجار لعبة نارية في السماء - ثم ينتشر كل شيء في جميع الاتجاهات من مكان الانفجار. إذن ، إذا كان كل شيء من حولنا يطير بعيدًا عنا ، يجب أن نكون في مركز هذا التوسع؟

لا ، ليس كذلك: نحن لسنا في المركز.

عندما تنتشر الأجزاء الفردية في اتجاهات مختلفة أثناء الانفجار ، تزداد المسافات بين جميع الأجزاء. هذا يعني أن كل قطعة "ترى" كيف يطير الآخرون بعيدًا عنها. لفهم كيفية عمل ذلك ، خذ بالونًا وارسم عليه بعض المجرات باستخدام أيقونات حلزونية وبيضاوية. الآن قم بنفخ البالون ببطء. مع توسعها ، تبتعد المجرات عن بعضها البعض. مهما كانت المجرة التي تختارها كنقطة انطلاق ، فإن كل المجرات الأخرى ، حيث يتم نفخ البالون ، يتم رشها أكثر فأكثر.

يمكن أيضًا مناقشة هذا من وجهة نظر رياضية. قشرة الكرة عبارة عن سطح منحني ، ليس له سمك تقريبًا. عندما تنفخ بالونًا ، يتمدد هذا السطح الكروي ليغطي مساحة أكبر وأكثر. تتوسع القشرة المنحنية ، كونها ثنائية الأبعاد ، في مساحة ثلاثية الأبعاد. وعندما يحدث هذا ، تتحرك المجرات المرسومة على الكرة بعيدًا عن بعضها البعض.

أما بالنسبة للكون ، فإن الأبعاد الثلاثة للفضاء العادي تتوسع في فضاء رباعي الأبعاد خاص يسمى الزمكان. البعد الإضافي هو الوقت. بمرور الوقت ، تزيد أبعاد الكون الثلاثة باستمرار من طولها. مجموعات المجرات ، المرتبطة ارتباطًا وثيقًا بتوسيع الفضاء ، تتحرك باستمرار بعيدًا عن بعضها البعض.

عمر الكون

كيف يمكن لعلماء الفلك تحديد عمر الكون؟ نكتشف عمر الشجرة من خلال حساب الحلقات السنوية على القطع - حلقة واحدة تنمو كل عام. يمكن للجيولوجيين استنتاج عمر الصخور المترسبة في الرواسب بواسطة الحفريات الموجودة فيها. تم تحديد عمر القمر عن طريق قياس النشاط الإشعاعي للصخور المحتوية على عناصر مشعة. في كل هذه الطرق ، بطريقة أو بأخرى ، يستخرجون البيانات الضرورية - عدد الحلقات ، حفريات المنشار ، شدة الإشعاع المتبقي - ويستخدمونها لحساب العمر.

لتحديد عمر الكون المتسع ، ندرس المسافة والسرعة لعدد كبير من المجرات. اتضح أنه مقابل كل مليون سنة ضوئية ، تزداد سرعة المجرات بحوالي 20 كم / ثانية (لا يعرف علماء الفلك هذا الرقم بدقة ، مع تحمل 2-3 كم / ثانية). بمعرفة كيف تتغير السرعة مع المسافة ، يمكننا حساب أنه قبل 17 مليار سنة كانت كل المواد في نفس المكان. هذه طريقة لتحديد عمر الكون. منذ أن كان عمرها هو الوقت بعد الانفجار العظيم عندما بدأ التوسع ...

لمزيد من المعلومات حول الهيكل الحقيقي للكون ، راجع كتب Academician N.V. Levashov "النداء الأخير للبشرية" و "الكون غير المتجانس" وغيرها.

يعيش 800 تريليون شمس في مجموعة بعيدة من المجرات

إيفان تيريكوف ، 17/10/2010

"يلقي" الكون اللانهائي العلماء بمزيد من التفاصيل الجديدة والمثيرة للإعجاب للوجود في مرحلة مبكرة من تطوره. هذه المرة ، اكتشف علماء الفلك من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية ، الذين يعملون مع SPT (South Pole Telecope) ، واحدة من أكبر مجموعات المجرات الضخمة ، على بعد 7 مليارات سنة ضوئية منا. يمكن أن تتسبب المعلومات حول الكتلة الكلية للعنقود في نوبات من الدوخة والغثيان عند محاولة تقييم حجم التأثير: وفقًا للقياسات ، فإن الكتلة النجمية لها كتلة مساوية للكتلة 800 تريليون شمس.

المجموعة المسماة SPT-CL J0546-5345، وتقع في كوكبة Pictorus. انزياحها الأحمر z يساوي 1.07 ، مما يعني أن الفلكيين يرصدون الآن العنقود في الحالة التي كان عليها قبل سبعة مليارات سنة. علاوة على ذلك ، حتى ذلك الحين ، كان هذا الهيكل تقريبًا بحجم كتلة كوما من فيرونيكا ، والتي تعد واحدة من أكثر التجمعات كثافة التي عرفها العلم. يعتقد الباحثون أنه بمرور الوقت SPT-CL J0546-5345يمكن أن تضاعف أربع مرات.

"هذه المجموعة من المجرات تفوز بلقب الوزن الثقيل. قال مارك برودوين من المركز: "هذه واحدة من أكبر التجمعات التي تم العثور عليها على الإطلاق في هذه المسافة". (مارك برودوين)، أحد مؤلفي مقال نُشر في "مجلة الفيزياء الفلكية". كما لاحظ برودوين ، SPT-CL J0546-5345العديد من المجرات القديمة إلى حد ما. هذا يعني أن الكتلة نشأت في "طفولة" الكون ، في أول ملياري سنة من وجودها. عمر الكون حسب المسبار WMAP (مسبار ويلكينسون لتباين الميكروويف)، تقدر بـ 13.73 مليار سنة. يمكن أن تكون هذه المجموعات مفيدة في دراسة تأثير المادة المظلمة والطاقة المظلمة على تكوين الهياكل المختلفة في الفضاء.

اكتشف الفريق الكتلة أثناء العمل مع البيانات الأولى من تلسكوب SPT المثبت في محطة Amundsen-Scott في أنتاركتيكا. بدأ تشغيل التلسكوب الذي يبلغ طوله 10 أمتار ، والذي يعمل في نطاق تردد 70-300 جيجاهرتز ، في عام 2007. البحث عن مجموعات المجرات هو مهمتها الرئيسية ، بمساعدة بيانات SPT ، يأمل العلماء في الاقتراب من الحصول على معادلة حالة الطاقة المظلمة ، والتي ، وفقًا لعلماء الفلك ، تمثل حوالي 74 ٪ من كتلة الكون. درس علماء الفلك الكتلة التي تم العثور عليها باستخدام أدوات تلسكوب سبيتزر الفضائي (تلسكوب سبيتزر الفضائي)وكذلك مجموعة تلسكوبات المرصد التشيلي لاس كامباناس. هذا جعل من الممكن تمييز المجرات الفردية في العنقود وتقدير سرعة حركتها.

SPT-CL J0546-5345تمكن من اكتشاف ، بفضل ما يسمى بتأثير Sunyaev-Zeldovich - تشوهات طفيفة في إشعاع الخلفية الكونية الميكروويف ، "صدى" الانفجار العظيم ، والذي يحدث عندما يمر الإشعاع عبر مجموعة كبيرة. تكشف طريقة البحث هذه بشكل جيد عن المجموعات القريبة والبعيدة ، وتسمح أيضًا بتقدير دقيق إلى حد ما لكتلتها.

اشترك معنا

يقع النظام الشمسي في المجرة ، ويطلق عليه أحيانًا درب التبانة. وافق علماء الفلك على كتابة "مجرتنا" بحرف كبير ، ومجرات أخرى خارج نظامنا النجمي - بحرف صغير - مجرات.

M31 - سديم المرأة المسلسلة

جميع النجوم والأشياء الأخرى التي نراها بالعين المجردة تنتمي إلى مجرتنا. الاستثناء هو سديم أندروميدا ، وهو قريب وجار لمجرتنا. من خلال مراقبة هذه المجرة ، تمكن إدوين هابل (الذي سمي التلسكوب الفضائي على اسمه) من "حلها" إلى نجوم فردية في عام 1924. بعد ذلك ، اختفت كل الشكوك حول الطبيعة الفيزيائية لهذه المجرات وغيرها ، والتي لوحظت في شكل بقع ضبابية - السدم.

يبلغ حجم مجرتنا حوالي 100-120 ألف سنة ضوئية (السنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة أرضية واحدة ، 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 الجبار. من المعروف منذ منتصف الثمانينيات أن مجرتنا بها قضيب في المنتصف بين الأذرع الحلزونية. مثل النجوم الأخرى ، تدور الشمس حول مركز المجرة بسرعة حوالي 240 كم / ثانية (النجوم الأخرى لها سرعة مختلفة). لمدة حوالي 200 مليون سنة ، صنعت الشمس وكواكب النظام الشمسي ثورة كاملة حول مركز المجرة. وهذا ما يفسر بعض الظواهر في التاريخ الجيولوجي للأرض ، والتي تمكنت خلال وجودها من الدوران حول مركز المجرة 30 مرة.

مجرتنا لها شكل قرص مفلطح عند عرضها من الجانب. ومع ذلك ، فإن هذا القرص له شكل غير منتظم. قمران من مجرتنا ، سحابة ماجلان الكبيرة والصغيرة (غير المرئيتين في نصف الكرة الشمالي من الأرض) ، بفعل جاذبيتهما ، يشوهان شكل مجرتنا.

نرى مجرتنا من الداخل ، كما لو كنا نشاهد عربة أطفال ، على أحد الخيول الدائرية. تقع نجوم المجرة التي يمكننا ملاحظتها على شكل شريط غير متساوٍ في العرض ، نسميه درب التبانة. حقيقة أن مجرة ​​درب التبانة ، المعروفة منذ العصور القديمة ، تتكون من العديد من النجوم الباهتة ، اكتشفها جاليليو جاليلي في عام 1610 ، مشيرًا إلى تلسكوبه في سماء الليل.

يعتقد علماء الفلك أن مجرتنا بها هالة لا يمكننا 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 العامة للنسبية (GR) لأينشتاين. ومع ذلك ، فليس من الحقائق بعد أن GR صحيحة (هناك نظريات أخرى عن الجاذبية) ، لذلك قد يكون للهالة المجرية تفسير آخر.

يوجد ما بين 200 و 400 مليار نجم في مجرتنا. هذا ليس كثيرًا بمعايير الكون. هناك مجرات تحتوي على تريليونات من النجوم ، على سبيل المثال ، في المجرة IC 1101 يوجد حوالي 300 تريليون.

10-15٪ من كتلة مجرتنا عبارة عن غبار وغازات مبعثرة بين النجوم (هيدروجين بشكل أساسي). بسبب الغبار ، نرى مجرتنا في سماء الليل على أنها درب التبانة في شكل شريط ساطع. إذا لم يمتص الغبار الضوء من النجوم الأخرى في المجرة ، فسنرى حلقة براقة من مليارات النجوم ، خاصة الساطعة في كوكبة القوس ، حيث يقع مركز المجرة. ومع ذلك ، في نطاقات أخرى من الموجات الكهرومغناطيسية ، يكون جوهر المجرة مرئيًا تمامًا ، على سبيل المثال ، في نطاق الراديو (مصدر القوس A) والأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية.

وفقًا لافتراضات العلماء (مرة أخرى ، مرتبط بالنسبية العامة) ، يوجد "ثقب أسود" في مركز مجرتنا (ومعظم المجرات الأخرى). يُعتقد أن كتلته تقارب 40.000 كتلة شمسية. تخلق حركة مادة المجرة تجاه مركزها أقوى إشعاع من مركز المجرة ، والذي 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 وشكل المجرة ، حيث يمكننا ملاحظة المجرات الحلزونية الأخرى في الكون المشابهة لنا.

يبلغ عمر المجرة حوالي 13.6 مليار سنة ، وهو ما لا يقل كثيرًا عن عمر الكون بأكمله (13.7 مليار سنة) وفقًا للعلماء. تقع أقدم النجوم في المجرة في عناقيد كروية ، ويتم حساب عمر المجرة بعمرها.

مجرتنا هي جزء من رابطة أكبر للمجرات الأخرى ، والتي نسميها المجموعة المحلية من المجرات ، والتي تضم أقمار مجرة ​​كبيرة وسحب ماجلان الصغيرة ، سديم أندروميدا (M 31 ، NGC 224) ، مجرة ​​المثلث (M33) ، NGC 598) وحوالي 50 مجرة ​​أخرى. بدورها ، مجموعة المجرات المحلية هي جزء 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. الكون هو نظام ضخم حيث كل شيء في تفاعل وثيق مع بعضها البعض. تتجمع الكواكب حول النجوم ، والتي بدورها تشكل عناقيد أو سدم. يمكن تمثيل هذه التكوينات بواسطة النجوم المنفردة ، أو يمكن أن تصل إلى مئات الآلاف من النجوم ، وتشكل بالفعل تكوينات عالمية واسعة النطاق - المجرات. بلدنا المرصع بالنجوم ، مجرة ​​درب التبانة ، ليس سوى جزء صغير من الكون الشاسع ، حيث توجد أيضًا مجرات أخرى.

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

ما هو الهيكل الحقيقي للكون؟

لفترة طويلة ، تم بناء الأفكار العلمية للبشرية حول الفضاء حول كواكب النظام الشمسي والنجوم والثقوب السوداء التي تسكن منزلنا النجمي - مجرة ​​درب التبانة. تم إدخال أي جسم مجري آخر تم اكتشافه في الفضاء بمساعدة التلسكوبات تلقائيًا في بنية فضاء مجرتنا. وفقًا لذلك ، لم تكن هناك فكرة أن مجرة ​​درب التبانة ليست التكوين العالمي الوحيد.

لم تسمح القدرات التقنية المحدودة بالنظر إلى أبعد من مجرة ​​درب التبانة ، حيث يبدأ الفراغ وفقًا للرأي السائد. فقط في عام 1920 ، تمكن عالم الفيزياء الفلكية الأمريكي إدوين هابل من العثور على دليل على أن الكون أكبر بكثير وأنه إلى جانب مجرتنا في هذا العالم الشاسع اللامحدود توجد مجرات أخرى كبيرة وصغيرة. لا توجد حدود حقيقية للكون. توجد بعض الأجسام بالقرب منا ، على بعد بضعة ملايين من السنين الضوئية من الأرض. البعض الآخر ، على العكس من ذلك ، يقعون في الزاوية البعيدة من الكون ، ويبقون خارج منطقة الرؤية.

لقد مر ما يقرب من مائة عام ويقدر عدد المجرات اليوم بالفعل بمئات الآلاف. في ظل هذه الخلفية ، لا تبدو مجرتنا درب التبانة ضخمة جدًا ، إن لم تكن صغيرة جدًا. اليوم ، تم اكتشاف المجرات بالفعل ، وأبعادها صعبة حتى بالنسبة للتحليل الرياضي. على سبيل المثال ، أكبر مجرة ​​في الكون ، IC 1101 ، يبلغ عرضها 6 ملايين سنة ضوئية وتحتوي على أكثر من 100 تريليون نجم. يقع هذا الوحش المجري على مسافة تزيد عن مليار سنة ضوئية من كوكبنا.

يتم تمثيل بنية هذا التكوين الضخم ، وهو الكون على نطاق عالمي ، بالفراغ والتكوينات بين النجوم - الألياف. هذه الأخيرة ، بدورها ، مقسمة إلى عناقيد فائقة ، ومجموعات بين المجرات ، ومجموعات مجرية. أصغر حلقة في هذه الآلية الضخمة هي المجرة ، ممثلة بالعديد من العناقيد النجمية - الأذرع والسدم الغازية. من المفترض أن الكون يتوسع باستمرار ، مما يجبر المجرات على التحرك بسرعة كبيرة في الاتجاه من مركز الكون إلى المحيط.

إذا تخيلنا أننا نراقب الكون من مجرتنا درب التبانة ، والتي يُزعم أنها تقع في مركز الكون ، فإن نموذجًا واسع النطاق لهيكل الكون سيكون له الشكل التالي.

المادة المظلمة - إنها أيضًا فراغ ، عناقيد عملاقة ، عناقيد من المجرات والسدم - هذه كلها نتائج الانفجار العظيم ، الذي بدأ في تكوين الكون. على مدار مليار عام ، يتم تغيير هيكلها ، يتغير شكل المجرات ، حيث تختفي بعض النجوم ، وتمتصها الثقوب السوداء ، بينما يتحول البعض الآخر ، على العكس من ذلك ، إلى مستعرات أعظمية ، ليصبحوا 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 بعض الاستنتاجات بأن كوننا ليس له بنية دائمة. جميع الأجسام الفضائية في حركة مستمرة ، وتغير موقعها وحجمها وعمرها.

حتى الآن ، بفضل تلسكوب هابل ، أصبح من الممكن تحديد موقع المجرات الأقرب إلينا ، وتحديد حجمها وتحديد موقع عالمنا النسبي. من خلال جهود علماء الفلك والرياضيات وعلماء الفيزياء الفلكية ، تم تجميع خريطة للكون. تم تحديد المجرات المنفردة ، ومع ذلك ، في معظم الأحيان ، يتم تجميع مثل هذه الأجسام العالمية الكبيرة في عدة عشرات في مجموعة. متوسط ​​حجم المجرات في مثل هذه المجموعة هو 1-3 مليون سنة ضوئية. المجموعة التي تنتمي إليها درب التبانة لدينا 40 مجرة. بالإضافة إلى المجموعات في الفضاء بين المجرات ، هناك عدد كبير من المجرات القزمية. كقاعدة عامة ، هذه التكوينات عبارة عن أقمار صناعية لمجرات أكبر ، مثل مجرتنا درب التبانة أو المثلث أو أندروميدا.

حتى وقت قريب ، كانت المجرة القزمة Segue 2 ، التي تقع على بعد 35 كيلو فرسخ من نجمنا ، تعتبر أصغر مجرة ​​في الكون. ومع ذلك ، في عام 2019 ، اكتشف علماء الفيزياء الفلكية اليابانيون مجرة ​​أصغر حجمًا - Virgo I ، وهي قمر صناعي لمجرة درب التبانة وتقع على مسافة 280 ألف سنة ضوئية من الأرض. ومع ذلك ، يعتقد العلماء أن هذا ليس الحد الأقصى. هناك احتمال كبير لوجود مجرات ذات أحجام أكثر تواضعًا.

تتبع مجموعات المجرات عناقيد ، مناطق من الفضاء الخارجي يوجد فيها ما يصل إلى مئات المجرات من مختلف الأنواع والأشكال والأحجام. التراكمات هائلة. كقاعدة عامة ، يبلغ قطر هذا التكوين العالمي عدة ميغا فرسخ.

السمة المميزة لهيكل الكون هي تقلبه الضعيف. على الرغم من السرعة الهائلة التي تتحرك بها المجرات في الكون ، فإنها تظل جميعًا في مجموعة واحدة. هنا ، يعمل مبدأ الحفاظ على موضع الجسيمات في الفضاء ، والتي تتأثر بالمادة المظلمة ، والتي تكونت نتيجة للانفجار الأعظم. من المفترض أنه تحت تأثير هذه الفراغات المليئة بالمادة المظلمة ، تستمر مجموعات ومجموعات المجرات في التحرك في نفس الاتجاه لبلايين السنين ، متجاورة مع بعضها البعض.

أكبر التكوينات في الكون هي عناقيد مجرية عملاقة توحد مجموعات من المجرات. وأشهر عنقود فائق هو سور المهرج العظيم ، وهو جسم ذو مقياس كوني يمتد بطول 500 مليون سنة ضوئية. يبلغ سمك هذا العنقود الفائق 15 مليون سنة ضوئية.

في ظل الظروف الحالية ، لا تسمح لنا المركبات الفضائية والتكنولوجيا برؤية الكون بعمقه الكامل. يمكننا فقط اكتشاف العناقيد والعناقيد والمجموعات العملاقة. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي كوننا على فراغات عملاقة ، فقاعات مادة مظلمة.

خطوات استكشاف الكون

لا تسمح لنا الخريطة الحديثة للكون بتحديد موقعنا في الفضاء فقط. اليوم ، بفضل توفر التلسكوبات الراديوية القوية والقدرات التقنية لتلسكوب هابل ، تمكن الإنسان ليس فقط من حساب عدد المجرات في الكون تقريبًا ، ولكن أيضًا تحديد أنواعها وأنواعها. في عام 1845 ، تمكن عالم الفلك البريطاني ويليام بارسونز ، باستخدام تلسكوب لدراسة السحب الغازية ، من الكشف عن الطبيعة الحلزونية لهيكل الأجسام المجرية ، مع التركيز على حقيقة أن سطوع مجموعات النجوم في مناطق مختلفة يمكن أن يكون أكبر أو أقل.

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

تحتوي مجرتنا درب التبانة على المجموعة الكاملة لجميع الأجسام المجرية التي يجب أن تمتلكها المجرة العادية. توجد هنا عناقيد ومجموعات من النجوم يبلغ عددها الإجمالي حوالي 250-400 مليار.هناك سحب من الأذرع المكونة للغاز في مجرتنا ، وهناك ثقوب سوداء وأنظمة شمسية مماثلة لمجرتنا.

في نفس الوقت ، مجرة ​​درب التبانة ، مثل مجرة ​​المرأة المسلسلة مع المثلث ، ليست سوى جزء صغير من الكون ، وهو جزء من المجموعة المحلية للعنقود الفائق المسماة العذراء. مجرتنا لها شكل حلزوني ، حيث يتحرك الجزء الأكبر من العناقيد النجمية وسحب الغاز والأجسام الفضائية الأخرى حول المركز. قطر اللولب الخارجي 100 ألف سنة ضوئية. مجرة درب التبانة ليست مجرة ​​كبيرة بالمعايير الكونية ، كتلتها 4.8 × 1011 مʘ. تقع شمسنا أيضًا في أحد أذرع Orion Cygnus. المسافة من نجمنا إلى مركز مجرة ​​درب التبانة هي 26000 ± 1400 سيفرت. سنين.

لفترة طويلة كان يعتقد أن سديم أندروميدا هو أحد أكثر السديم شعبية بين علماء الفلك ، وهو جزء من مجرتنا. قدمت الدراسات اللاحقة لهذا الجزء من الكون أدلة دامغة على أن المرأة المسلسلة مجرة ​​مستقلة ، وأكبر بكثير من مجرة ​​درب التبانة. أظهرت صور التلسكوب أن أندروميدا لها جوهرها الخاص. هناك أيضًا مجموعات من النجوم وهناك سدم تتحرك بشكل حلزوني. في كل مرة ، حاول علماء الفلك التعمق في الكون واستكشاف مساحات شاسعة من الفضاء الخارجي. يقدر عدد النجوم في هذا العملاق العالمي بحوالي 1 تريليون.

من خلال جهود إدوين هابل ، كان من الممكن تحديد المسافة التقريبية إلى أندروميدا ، والتي لا يمكن بأي حال من الأحوال أن تكون جزءًا من مجرتنا. كانت هذه أول مجرة ​​تخضع لمثل هذا الفحص الدقيق. جلبت السنوات التالية اكتشافات جديدة في مجال البحث في الفضاء بين المجرات. درس بعناية هذا الجزء من مجرة ​​درب التبانة ، وهو نظامنا الشمسي. منذ منتصف القرن العشرين ، أصبح من الواضح أنه بالإضافة إلى مجرتنا درب التبانة وأندروميدا المعروفة ، هناك عدد كبير من التشكيلات الأخرى ذات المقياس العالمي في الفضاء. ومع ذلك ، من أجل النظام ، من الضروري تبسيط الفضاء الخارجي. إذا كانت النجوم والكواكب والأجسام الفضائية الأخرى قابلة للتصنيف ، فإن الوضع مع المجرات كان أكثر تعقيدًا. الأبعاد الضخمة للمناطق المدروسة من الفضاء الخارجي المتأثرة ، والتي لم يكن من الصعب دراستها بصريًا فحسب ، بل أيضًا تقييمها على مستوى الطبيعة البشرية.

أنواع المجرات حسب التصنيف المقبول

كان هابل أول من اتخذ مثل هذه الخطوة ، حيث حاول في عام 1962 تصنيف المجرات المعروفة في ذلك الوقت بطريقة منطقية. تم التصنيف على أساس شكل الأشياء المدروسة. نتيجة لذلك ، تمكن هابل من ترتيب كل المجرات في أربع مجموعات:

• النوع الأكثر شيوعًا هو المجرات الحلزونية.
• تليها المجرات الحلزونية البيضاوية.
• مع مجرة ​​بار (بار) ؛
• مجرات خاطئة.

تجدر الإشارة إلى أن مجرتنا درب التبانة تنتمي إلى مجرات حلزونية نموذجية ، ولكن هناك واحدة "لكن". في الآونة الأخيرة ، تم الكشف عن وجود شريط موجود في الجزء المركزي من التكوين. بعبارة أخرى ، مجرتنا لا تنشأ من قلب المجرة ، ولكنها تتدفق من الجسر.

تقليديا ، تبدو المجرة الحلزونية وكأنها قرص ذو شكل حلزوني مسطح ، حيث يوجد دائمًا مركز لامع - نواة المجرة. توجد معظم المجرات في الكون ويُشار إليها بالحرف اللاتيني S. بالإضافة إلى ذلك ، هناك تقسيم للمجرات الحلزونية إلى أربع مجموعات فرعية - So و Sa و Sb و Sc. تشير الأحرف الصغيرة إلى وجود قلب لامع ، وغياب الأسلحة ، أو العكس ، وجود أذرع كثيفة تغطي الجزء المركزي من المجرة. في مثل هذه الأذرع توجد مجموعات من النجوم ، ومجموعات من النجوم ، والتي تشمل نظامنا الشمسي ، والأجسام الفضائية الأخرى.

السمة الرئيسية لهذا النوع هي الدوران البطيء حول المركز. تحدث درب التبانة ثورة كاملة حول مركزها في 250 مليون سنة. تتكون الحلزونات الأقرب إلى المركز بشكل أساسي من مجموعات من النجوم القديمة. مركز مجرتنا عبارة عن ثقب أسود تدور حوله كل الحركة الرئيسية. يبلغ طول المسار حسب التقديرات الحديثة 1.5-25 ألف سنة ضوئية باتجاه المركز. خلال فترة وجودها ، يمكن أن تندمج المجرات الحلزونية مع تشكيلات كون أخرى ذات أحجام أصغر. والدليل على مثل هذه الاصطدامات في فترات سابقة هو وجود الهالات النجمية والهالات العنقودية. هذه النظرية تكمن وراء نظرية تكوين المجرات الحلزونية ، والتي كانت نتيجة تصادم مجرتين موجودتين في الجوار. لا يمكن أن يمر الاصطدام بدون أثر ، مما يعطي دفعة دورانية عامة للتشكيل الجديد. بجانب المجرة الحلزونية توجد مجرة ​​قزمة ، واحدة أو اثنتان أو عدة في نفس الوقت ، وهي أقمار صناعية ذات تشكيل أكبر.

توجد مجرات حلزونية بيضاوية الشكل قريبة من التركيب والتكوين من المجرات الحلزونية. هذه هي أضخم الأجسام العالمية ، بما في ذلك عدد كبير من العناقيد الفائقة ، والعناقيد ومجموعات النجوم. في أكبر المجرات ، يتجاوز عدد النجوم عشرات التريليونات. الفرق الرئيسي بين هذه التشكيلات هو شكل ممتد بقوة في الفضاء. يتم ترتيب الحلزونات في شكل قطع ناقص. المجرة الحلزونية البيضاوية M87 هي واحدة من أكبر المجرات في الكون.

المجرات المحظورة أكثر ندرة. تمثل حوالي نصف المجرات الحلزونية. على عكس التكوينات الحلزونية ، في مثل هذه المجرات ، يتم أخذ البداية من جسر ، يسمى شريط ، ينشأ من ألمع نجمين موجودين في المركز. ومن الأمثلة الصارخة على هذا التكوين مجرتنا درب التبانة ومجرة سحابة ماجلان الكبيرة. في السابق ، كان هذا التكوين يُعزى إلى المجرات غير المنتظمة. يعد مظهر الجسر حاليًا أحد المجالات الرئيسية للبحث في الفيزياء الفلكية الحديثة. وفقًا لإحدى الروايات ، فإن الثقب الأسود القريب يمتص ويمتص الغاز من النجوم المجاورة.

أجمل المجرات في الكون هي المجرات الحلزونية وغير المنتظمة. واحدة من أجملها هي مجرة ​​ويرلبول ، وتقع في الكوكبة السماوية Canis Hounds. في هذه الحالة ، يمكن رؤية مركز المجرة واللوالب التي تدور في نفس الاتجاه بوضوح. المجرات غير المنتظمة هي مجموعات من النجوم الفائقة المتواجدة بشكل عشوائي والتي ليس لها بنية واضحة. ومن الأمثلة الصارخة على هذا التكوين المجرة المرقمة NGC 4038 ، والموجودة في كوكبة الغراب. هنا ، جنبًا إلى جنب مع السحب الغازية الضخمة والسدم ، يمكن للمرء أن يرى نقصًا تامًا في الترتيب في موقع الأجسام الفضائية.

الاستنتاجات

يمكنك دراسة الكون إلى ما لا نهاية. في كل مرة ، مع ظهور وسائل تقنية جديدة ، يفتح الشخص حجاب الفضاء. المجرات هي أكثر الأشياء التي يصعب فهمها في الفضاء الخارجي بالنسبة للعقل البشري ، سواء من وجهة نظر نفسية أو بالنظر إلى العلم.

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

مجرة سومبريرو

تشتهر مجرة ​​سومبريرو ، المعروفة أيضًا باسم المجرة الحلزونية M104 ، بحلقة واسعة من الغبار المبتلع ومظهر يشبه القبعة. يتم تمثيل المجرة في الصورة الفريدة اليوم من خلال صور من ثلاثة تلسكوبات فضائية كبيرة في نطاقات مختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي. تُظهر صورة الأشعة السينية ذات الطاقة العالية الزرقاء التي التقطها مرصد شاندرا وجود غاز ساخن مخلخل يتخلل في جميع أنحاء المجرة ، على بعد 60000 سنة ضوئية من المركز. في صورة بصرية خضراء من تلسكوب الفضاء. يُظهر هابل الوهج الأكثر شيوعًا لنجوم سومبريرو. من بين التجمعات النجمية للمجرة ، يبرز الانتفاخ النووي الدائري ، والذي نراه تقريبًا على الحافة. يتوهج شريط عريض من الغبار الذي يمتص الضوء في جميع النطاقات الطيفية الأخرى في ضوء الأشعة تحت الحمراء في الصورة الصفراء لتلسكوب سبيتزر. تقع مجرة ​​سومبريرو على بعد 28 مليون سنة ضوئية وتقع على الحافة الجنوبية لمجموعة العذراء الممتدة من المجرات.

مجرة العين السوداء

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

تمر هذه المجرة الآن بفترة تشكل سريعًا جدًا لنجوم جديدة. يقول علماء الفلك إن هناك علامات واضحة على ذلك في هذه الصورة الأقل تفصيلاً أيضًا: النجوم والغازات في المجرة الخارجية تدور إلى الوراء من المادة الأقرب إلى المركز. تبدو الحدود بين هذه المناطق وكأنها شكل بيضاوي أكثر إشراقًا ، ويولد هناك العديد من النجوم الجديدة.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

2MASX J00482185-2507365 زوج الكسوف

أزواج من المجرات الحلزونية المتداخلة ، بالقرب من NGC 253 ، Galaxy Sculptor. كلتا المجرتين أبعد من NGC 253 ، مع مجرة ​​الخلفية 2MASX J00482185-2507365 ، تقع عند انزياح أحمر z = 0.06 ، وكذلك الخطة الواقعة بين NGC 253 والمجرة المرجعية (0.0008)
يضيء هذا الزوج من المجرات توزيعات الغبار المجري خارج الأذرع المرئية لمجرة حلزونية. في هذا النطاق غير المتوقع من الغبار الذي يتجاوز الحدود النجمية للسلاح ، يظهر اتجاهات جديدة للبحث الفلكي خارج المجرة. تمتد الأسلحة المتربة 6 أضعاف نصف قطر الأسلحة النجمية في المجرة ، وتظهر أيضًا مظللة في صور HST فيما يتعلق بالأقسام المركزية والرئيسية لخلفية المجرة.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

مجرة الدوامة

هذه صورة لمجرة ويرلبول ، والتي يمكن تسميتها بالمجرة الحلزونية الكلاسيكية. أكمامها المرصعة بالنجوم الصغيرة الساطعة واضحة للعيان. The Whirlpool هي مجرة ​​جميلة جدًا ، ولهذا السبب يحب علماء الفلك (وخاصة علماء الفلك الهواة) تصويرها. التقط هذه الصورة فقط عالما الفلك الهواة غلين وجوان سورديف (غلين وجوان سورديف) ​​، اللذان سُمح لهما بالعمل على تلسكوب احترافي كبير في مرصد قمة كيت في أريزونا (يوجد مثل هذا البرنامج لتشجيع علماء الفلك الهواة).
يقع Whirlpool Galaxy في كوكبة Canis Hounds على بعد 31 مليون سنة ضوئية من الأرض. لها اسمان رسميان في الكتالوجات: M51 و NGC 5194. على يمين Whirlpool توجد مجرة ​​صغيرة NGC 5195 ، جارتها (وهما أيضًا متجاورتان بأرقام الكتالوج). وفقًا لعلماء الفلك ، كانت NGC 5195 تحلق على طول حافة ويرلبول لعدة مئات من ملايين السنين. نلاحظ أيضًا أنه في العام الماضي انفجر مستعر أعظم في مجرة ​​ويرلبول (بشكل أكثر دقة ، وصلنا ضوء هذا الانفجار العام الماضي) ، وتمكن علماء الفلك من إصلاح هذه العملية. ثم شارك تلسكوب هابل الفضائي أيضًا في الملاحظات.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

مجرة حلزونية

مجرة عنصرها الرئيسي الذي يمكن ملاحظته هو قرص دوار بأذرع لولبية بارزة عليه. تشمل هذه المجرات مجرتنا وأقرب مجرات كبيرة - سديم أندروميدا (M31) وسديم المثلث (M33)

________________________________________________________________________________________________________________________________________

سوبر نوفا 1987A

تتطور النجوم الضخمة بشكل مختلف تمامًا. في المناطق الوسطى من النجم ، عند درجات حرارة عالية ، تحدث تفاعلات اندماج مباشر لنوى ثقيلة ، وبعد ذلك يحدث انفجار مستعر أعظم مذهل.

ردود الفعل في النجوم الساخنة. انفجارات السوبرنوفا هي واحدة من أقوى العمليات الطبيعية الكارثية. إن إطلاق رائع للطاقة - بقدر ما تولده الشمس على مدى مليارات السنين - يصاحب انفجار سوبر نوفا. يمكن للمستعر الأعظم أن يصدر إشعاعًا أكثر من كل النجوم في المجرة مجتمعة. المستعرات الأعظمية هي النجوم التي تنفجر وتصل إلى أقصى حجم مطلق لها من -11 م إلى -18 م. ينهار اللب الكثيف ، ويسحب الطبقات الخارجية للنجم إلى السقوط الحر باتجاه المركز. عندما يتم ضغط اللب بقوة ، يتوقف ضغطه ، وتسقط موجة صدمة قادمة على الطبقات العليا ، وتتناثر طاقة عدد كبير من النيوترينوات. نتيجة لذلك ، تشتت القذيفة بسرعة 10000 كم / ثانية ، لتكشف نجمًا نيوترونيًا أو ثقبًا أسود. أثناء انفجار مستعر أعظم ، يتم إطلاق طاقة مقدارها 1046 J. وفقًا لطبيعة الطيف بالقرب من حقبة الحد الأقصى ، يتم تمييز نوعين من المستعرات الأعظمية. تتميز المستعرات الأعظمية من النوع الأول القريبة من الحد الأقصى بطيف مستمر لا تظهر فيه أي خطوط. في وقت لاحق ، تظهر خطوط الامتصاص الموسعة بقوة في الطيف.

تُظهر هذه الصورة المنطقة بأكملها حول المستعر الأعظم. الميزة الأكثر لفتًا للانتباه في الصورة هي حلقة بها عشرات النقاط المضيئة.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

جالاكسي NGC 1512

في الواقع ، تنتمي المجرة NGC 1512 إلى فئة المجرات الحلزونية الضاربة. لب هذه المجرة شكل شريط تمتد منه أذرع لولبية. ولكن في الصورة العلوية للمنطقة الوسطى ، يكون الشريط غير مرئي عمليا ، لأن لمعانه أضعف بعدة مرات من لمعان الحلقة النجمية. يظهر منظر عام للمجرة على اليمين. الحلقات المركزية ، حيث تتشكل النجوم الجديدة في المجرات ، شائعة إلى حد ما في الكون. يعتقد علماء الفلك أن قضيبًا عملاقًا ، وهو قلب مثل هذه المجرات ، "يمتص" الغاز بين النجوم في الحلقة. يتم تشكيل العديد من مجموعات النجوم منه ، والتي تبدو مثيرة للإعجاب في الصورة العلوية.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

المجرة NGC 3370

هذه هي المجرة الحلزونية NGC 3370 ، والتي تقع على مسافة 98 مليون سنة ضوئية من الأرض في كوكبة الأسد. تم التقاط هذه الصورة لها مؤخرًا باستخدام تلسكوب هابل الفضائي. إنه رائع ليس فقط لأذرعه الحلزونية الواضحة ذات المناطق الزرقاء الساطعة حيث تتشكل النجوم الجديدة. في تشرين الثاني (نوفمبر) 1994 ، لوحظ انفجار سوبرنوفا فيه (ومع ذلك ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن ضوء هذا الانفجار قد سافر إلى الأرض لمدة 98 مليون سنة ، لذلك في الواقع ، "هدأ كل شيء" هناك لفترة طويلة ).

كان هذا الانفجار مذهلاً للغاية: لقد أضاء لفترة وجيزة جميع عشرات المليارات من النجوم الأخرى في هذه المجرة. تم تسمية هذا الانفجار باسم SN 1994ae في الكتالوج. كانت واحدة من أقرب انفجارات المستعرات الأعظمية وأفضلها رصدًا منذ ظهور أجهزة الكشف الرقمية الحديثة في ترسانة الفلكيين.

صنف علماء الفلك هذا الانفجار على أنه من النوع Ia. يستخدم هذا النوع من انفجار المستعر الأعظم لتحديد الحجم الحقيقي ومعدل تمدد الكون.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

جالاكسي M81

تعد المجرة الحلزونية الكبيرة والجميلة M81 في الكوكبة الشمالية Ursa Major واحدة من ألمع المجرات المرئية في السماء من كوكب الأرض. في هذه الصورة الرائعة والمفصلة للغاية ، نرى نواة ساطعة وأذرع لولبية رائعة ومسارات مميزة للغبار الكوني. يشبه هيكل المجرة من حيث الحجم درب التبانة. يمر حارة كبيرة من الغبار عبر القرص ، أسفل وإلى يمين مركز المجرة ، مما يدل على ماضي المجرة الفوضوي. الصور الأخرى لـ M81 ، والتي تُظهر أيضًا التركيب الحلزوني للمجرة ، لا تظهر مثل هذه التفاصيل. قد يكون ممر الغبار هذا ناتجًا عن التفاعل الوثيق لمجرة M81 مع جارتها الأصغر M82. جعلت دراسة متأنية للنجوم المتغيرة في M81 (NGC 3031) من الممكن تحديد المسافة إلى هذه المجرة بدقة - 11.8 مليون سنة ضوئية.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

كائن Hoag

هل هي مجرة ​​واحدة أم اثنتان؟ نشأ هذا السؤال في عام 1950 ، عندما اكتشف الفلكي آرت هوغ بالصدفة هذا الجسم غير العادي خارج المجرة. يوجد في الجزء الخارجي حلقة تهيمن عليها النجوم الزرقاء الساطعة ، وفي الوسط توجد كرة من النجوم الأكثر احمرارًا ، والتي ربما تكون أقدم بكثير. بينهما فجوة تبدو مظلمة تمامًا تقريبًا. لا تزال كيفية تشكل جسم هوغ غير معروفة ، على الرغم من اكتشاف العديد من هذه الأجسام الآن ، والتي تعتبر أحد أشكال المجرات الحلقية. تتضمن فرضيات المنشأ تصادم المجرات منذ بلايين السنين وقوة الجاذبية المضطربة التي تنطوي على لب بشكل غير عادي. تُظهر هذه الصورة ، التي التقطتها تلسكوب هابل الفضائي في يوليو 2001 ، تفاصيل لم يتم ملاحظتها سابقًا لجسم هوغ وقد تساعد في فهم هيكله بشكل أفضل. يبلغ قطر جسم هوغ حوالي 100000 سنة ضوئية ويقع على بعد حوالي 600 مليون سنة ضوئية في كوكبة الثعبان. من قبيل الصدفة ، في الفجوة بين القلب والحلقة (في المكان المقابل لساعة واحدة على الميناء) ، تظهر مجرة ​​أخرى على شكل حلقة ، والتي هي أبعد من ذلك بكثير.

حسب المواد:
http://www.astronet.ru
http://space.com