ما هي المجرة؟ ما هو شكل درب التبانة؟ أصل درب التبانة.

يقول علماء الفلك إنه بالعين المجردة يمكن لأي شخص أن يرى حوالي 4.5 ألف نجم. وهذا ، على الرغم من حقيقة أن جزءًا صغيرًا فقط من واحدة من أكثر الصور المدهشة وغير المحددة للعالم تفتح لأعيننا: فقط في مجرة ​​درب التبانة يوجد أكثر من مائتي مليار من الأجرام السماوية (العلماء لديهم الفرصة لاحظ ملياري فقط).

درب التبانة عبارة عن مجرة ​​حلزونية ضيقة ، وهي عبارة عن نظام نجمي ضخم مرتبط بقوة الجاذبية في الفضاء. جنبا إلى جنب مع مجرات أندروميدا و Triangulum المجاورة وأكثر من أربعين مجرة ​​قزمة تابعة ، فهي جزء من Virgo Supercluster.

يتجاوز عمر مجرة ​​درب التبانة 13 مليار سنة ، وخلال هذا الوقت من 200 إلى 400 مليار من النجوم والأبراج ، تشكلت فيها أكثر من ألف سحب غازية ضخمة وعناقيد وسدم. إذا نظرت إلى خريطة الكون ، يمكنك أن ترى أن درب التبانة مُمثلة عليها في شكل قرص بقطر 30 ألف فرسخ فلكي (1 فرسخ فلكي يساوي 3.086 * 10 إلى الدرجة 13 من الكيلومترات) ويبلغ متوسط ​​سمكها حوالي ألف سنة ضوئية (في سنة ضوئية واحدة ، ما يقرب من 10 تريليون كيلومتر).

كم تزن المجرة ، يجد علماء الفلك صعوبة في الإجابة ، لأن معظم الوزن ليس موجودًا في الأبراج ، كما كان يعتقد سابقًا ، ولكن في المادة المظلمة ، التي لا تنبعث أو تتفاعل مع الإشعاع الكهرومغناطيسي. وفقًا لحسابات تقريبية للغاية ، يتراوح وزن المجرة من 5 * 10 11 إلى 3 * 10 12 كتلة شمسية.

مثل جميع الأجرام السماوية ، تدور مجرة ​​درب التبانة حول محورها وتتحرك في الكون. يجب ألا يغيب عن الأذهان أنه عند التحرك ، تتصادم المجرات باستمرار مع بعضها البعض في الفضاء وأن المجرات الأكبر تمتص الأصغر ، ولكن إذا كانت أحجامها متشابهة ، يبدأ تكوين النجوم النشط بعد الاصطدام.

لذلك ، طرح علماء الفلك الافتراض بأنه خلال 4 مليارات سنة ستصطدم درب التبانة في الكون بمجرة أندروميدا (يقتربون من بعضهم البعض بسرعة 112 كم / ثانية) ، مما يتسبب في ظهور أبراج جديدة في الكون.

بالنسبة للحركة حول محورها ، تتحرك مجرة ​​درب التبانة في الفضاء بشكل غير متساوٍ وحتى بشكل عشوائي ، لأن كل نظام نجمي أو سحابة أو سديم موجود فيه له سرعته ومداراته الخاصة. نوع مختلفوأشكال.

هيكل المجرة

إذا نظرت عن كثب إلى خريطة للفضاء ، يمكنك أن ترى أن درب التبانة مضغوطة جدًا في الطائرة وتبدو مثل "طبق طائر" ( النظام الشمسييقع بالقرب من حافة النظام النجمي). تتكون مجرة ​​درب التبانة من قلب وقضيب وقرص وأذرع لولبية وتاج.

نواة

يقع اللب في كوكبة القوس ، حيث يوجد مصدر للإشعاع غير الحراري ، تبلغ درجة حرارته حوالي عشرة ملايين درجة - وهي ظاهرة مميزة فقط لنوى المجرات. يوجد في مركز اللب ختم - انتفاخ يتكون من عدد كبير من النجوم القديمة تتحرك في مدار طويل ، وكثير منها في نهاية دورة حياتها.

لذلك ، منذ بعض الوقت ، اكتشف علماء الفلك الأمريكيون هنا منطقة مساحتها 12 × 12 فرسخ فلكي ، تتكون من أبراج ميتة ومحتضرة.

يوجد في مركز النواة ثقب أسود فائق الكتلة (جزء في الفضاء الخارجي له جاذبية قوية لدرجة أن الضوء لا يستطيع تركه) ، يدور حوله ثقب أسود أصغر. لديهم معًا تأثير جاذبية قوي على النجوم والأبراج القريبة لدرجة أنهم يتحركون على طول مسارات غير معتادة للأجرام السماوية في الكون.

أيضًا ، يتميز مركز مجرة ​​درب التبانة بتركيز قوي للغاية للنجوم ، والمسافة بينها أقل بمئات المرات مما هي عليه في الأطراف. سرعة الحركة لمعظمهم مستقلة تمامًا عن بعدهم عن القلب ، وبالتالي متوسط ​​السرعةيتراوح الدوران من 210 إلى 250 كم / ثانية.

سترة او قفاز او لاعب قفز

يعبر جسر يبلغ طوله 27000 سنة ضوئية الجزء المركزي من المجرة بزاوية 44 درجة إلى الخط الوهمي بين الشمس ولب درب التبانة. تتكون بشكل أساسي من النجوم الحمراء القديمة (حوالي 22 مليون) ، وتحيط بها حلقة غازية تحتوي على معظم الهيدروجين الجزيئي ، وبالتالي فهي المنطقة التي تتشكل فيها النجوم. عظم. وفقًا لإحدى النظريات ، يحدث هذا التكوين النجمي النشط في الشريط نظرًا لحقيقة أنه يمر عبر نفسه الغاز الذي تولد منه الأبراج.

القرص

درب التبانة عبارة عن قرص يتكون من الأبراج والسدم الغازية والغبار (يبلغ قطرها حوالي 100 ألف سنة ضوئية بسمك يصل إلى عدة آلاف). يدور القرص أسرع بكثير من الهالة الموجودة على أطراف المجرة ، في حين أن سرعة الدوران على مسافات مختلفة من النواة ليست هي نفسها وفوضوية (تتراوح من صفر في النواة إلى 250 كم / ساعة على مسافة بعيدة) 2 ألف سنة ضوئية منه). بالقرب من مستوى القرص ، تتركز سحب الغاز ، وكذلك النجوم والأبراج الفتية.

من الخارجتحتوي مجرة ​​درب التبانة على طبقة من الهيدروجين الذري ، والتي تذهب إلى الفضاء لمدة ألف ونصف سنة ضوئية من الحلزونات المتطرفة. على الرغم من حقيقة أن هذا الهيدروجين أكثر سمكًا بعشر مرات مما هو عليه في مركز المجرة ، إلا أن كثافته أقل من ذلك بكثير. على أطراف مجرة ​​درب التبانة ، تم اكتشاف تراكمات كثيفة من الغاز بدرجة حرارة 10 آلاف درجة ، تجاوزت أبعادها عدة آلاف من السنين الضوئية.

أذرع لولبية

يوجد خلف حلقة الغاز مباشرة خمسة أذرع لولبية رئيسية للمجرة ، يتراوح حجمها من 3 إلى 4.5 ألف فرسخ فلكي: Cygnus و Perseus و Orion و Sagittarius و Centaurus (تقع الشمس من داخلذراعي الجبار). يقع الغاز الجزيئي في الذراعين بشكل غير متساوٍ ولا يخضع دائمًا لقواعد دوران المجرة بأي حال من الأحوال ، مما يؤدي إلى حدوث أخطاء.

تاج

يتم تمثيل هالة مجرة ​​درب التبانة على شكل هالة كروية تمتد إلى ما بعد المجرة في الفضاء لمدة خمس إلى عشر سنوات ضوئية. يتكون الهالة من مجموعات كروية ، وأبراج ، ونجوم فردية (معظمها قديمة ومنخفضة الكتلة) ، ومجرات قزمة ، وغاز ساخن. كل منهم يتحرك حول النواة في مدارات مستطيلة ، بينما يكون دوران بعض النجوم عشوائيًا لدرجة أن سرعة النجوم القريبة يمكن أن تختلف اختلافًا كبيرًا ، لذلك يدور التاج ببطء شديد.

وفقًا لإحدى الفرضيات ، نشأت الهالة نتيجة لامتصاص مجرة ​​درب التبانة المجرات الأصغر ، وبالتالي فهي بقاياها. وفقًا للبيانات الأولية ، يتجاوز عمر الهالة اثني عشر مليار عام وهي في نفس عمر مجرة ​​درب التبانة ، وبالتالي تم الانتهاء من تكوين النجوم هنا بالفعل.

الفضاء المرصع بالنجوم

إذا نظرت إلى السماء المرصعة بالنجوم ليلاً ، يمكن رؤية مجرة ​​درب التبانة من أي مكان على الكرة الأرضية على شكل شريط خفيف (نظرًا لأن نظام النجوم لدينا يقع داخل ذراع Orion ، يتوفر جزء فقط من المجرة للعرض) .

توضح خريطة مجرة ​​درب التبانة أن Luminary الخاص بنا يقع تقريبًا على قرص المجرة ، عند حافته ، وأن المسافة إلى القلب هي 26-28 ألف سنة ضوئية. بالنظر إلى أن الشمس تتحرك بسرعة حوالي 240 كم / ساعة ، من أجل إحداث ثورة واحدة ، فإنها تحتاج إلى قضاء حوالي 200 مليون سنة (طوال فترة وجودها ، لم يدور نجمنا حول المجرة حتى ثلاثين مرة) .

من المثير للاهتمام أن كوكبنا يقع في دائرة تكوينية - مكان تتزامن فيه سرعة دوران النجوم مع سرعة دوران الذراعين ، لذلك لا تترك النجوم هذه الأذرع أو تدخلها أبدًا. تتميز هذه الدائرة بمستوى عالٍ من الإشعاع ، لذلك يُعتقد أن الحياة لا يمكن أن تنشأ إلا على الكواكب التي يوجد بالقرب منها عدد قليل جدًا من النجوم.

هذه هي الحقيقة التي تنطبق على أرضنا. نظرًا لكونها على المحيط ، فهي تقع في مكان هادئ إلى حد ما في المجرة ، وبالتالي لم تتعرض منذ عدة مليارات من السنين للكوارث العالمية ، التي يعد الكون غنيًا بها. ربما كان هذا أحد الأسباب الرئيسية التي جعلت الحياة قادرة على الظهور والبقاء على كوكبنا.

أضف سعرك إلى قاعدة البيانات

تعليق

درب التبانة هي المجرة التي تحتوي على الأرض والنظام الشمسي وجميع النجوم الفردية المرئية بالعين المجردة. يشير إلى المجرات الحلزونية المحظورة.

تشكل مجرة ​​درب التبانة ، جنبًا إلى جنب مع مجرة ​​أندروميدا (M31) ، ومجرة المثلث (M33) وأكثر من 40 مجرة ​​ساتلية قزمة - مجرة ​​مجرة ​​أندروميدا - المجموعة المحلية من المجرات ، والتي تعد جزءًا من العنقود الفائق المحلي (عنقود العذراء الفائق) .

تاريخ الاكتشاف

اكتشاف جاليليو

كشفت مجرة ​​درب التبانة عن سرها فقط في عام 1610. وفي ذلك الوقت تم اختراع أول تلسكوب ، والذي استخدمه جاليليو جاليلي. رأى العالم الشهير من خلال الجهاز أن درب التبانة عبارة عن مجموعة حقيقية من النجوم ، والتي عند رؤيتها بالعين المجردة ، اندمجت في شريط متلألئ ضعيف. نجح جاليليو حتى في شرح عدم تجانس بنية هذه الفرقة. كان سببه الوجود في الظاهرة السماوية ليس فقط عناقيد النجوم. هناك أيضا غيوم مظلمة. الجمع بين هذين العنصرين يخلق صورة مذهلة لظاهرة الليل.

اكتشاف ويليام هيرشل

استمرت دراسة درب التبانة حتى القرن الثامن عشر. خلال هذه الفترة ، كان باحثه الأكثر نشاطًا هو ويليام هيرشل. شارك الملحن والموسيقي الشهير في صناعة التلسكوبات ودرس علم النجوم. كان أهم اكتشاف لهيرشل هو الخطة العظيمة للكون. لاحظ هذا العالم الكواكب من خلال التلسكوب وأحصيها في أجزاء مختلفة من السماء. أدت الدراسات إلى استنتاج مفاده أن مجرة ​​درب التبانة هي نوع من الجزر النجمية ، حيث تقع شمسنا أيضًا. حتى أن هيرشل رسم خطة تخطيطية لاكتشافه. في الشكل ، تم تصوير النظام النجمي على أنه حجر رحى وله شكل ممدود غير منتظم. كانت الشمس في نفس الوقت داخل هذه الحلقة التي أحاطت بعالمنا. هذه هي الطريقة التي مثل بها جميع العلماء مجرتنا حتى بداية القرن الماضي.

لم يكن حتى عشرينيات القرن الماضي أن رأى عمل جاكوبس كابتين ضوء النهار ، حيث تم وصف مجرة ​​درب التبانة بأكثر الطرق تفصيلاً. في الوقت نفسه ، قدم المؤلف مخططًا لجزيرة النجوم ، والذي يشبه قدر الإمكان المخطط المعروف لنا في الوقت الحاضر. نحن نعلم اليوم أن مجرة ​​درب التبانة هي مجرة ​​، والتي تشمل النظام الشمسي والأرض وتلك النجوم الفردية التي يمكن رؤيتها للإنسان بالعين المجردة.

ما هو شكل درب التبانة؟

عند دراسة المجرات ، صنفها إدوين هابل إلى أنواع مختلفة من المجرات البيضاوية واللولبية. تكون المجرات الحلزونية على شكل قرص ولها أذرع حلزونية بداخلها. نظرًا لأن مجرة ​​درب التبانة على شكل قرص جنبًا إلى جنب مع المجرات الحلزونية ، فمن المنطقي أن نفترض أنها مجرة ​​حلزونية على الأرجح.

في الثلاثينيات من القرن الماضي ، أدرك ر.ج.ترومبلر أن تقديرات حجم مجرة ​​درب التبانة التي أجراها كابيتين وآخرون كانت خاطئة ، لأن القياسات استندت إلى الملاحظات باستخدام موجات الإشعاع في المنطقة المرئية من الطيف. توصل ترمبلر إلى استنتاج مفاده أن كمية هائلة من الغبار في مستوى مجرة ​​درب التبانة تمتص الضوء المرئي. لذلك ، تبدو النجوم البعيدة ومجموعاتها أكثر شبحية مما هي عليه بالفعل. لهذا السبب ، من أجل تصوير النجوم والعناقيد النجمية بدقة داخل مجرة ​​درب التبانة ، كان على علماء الفلك إيجاد طريقة للرؤية من خلال الغبار.

في الخمسينيات من القرن الماضي ، تم اختراع أول تلسكوبات راديوية. اكتشف علماء الفلك أن ذرات الهيدروجين تصدر إشعاعات في موجات الراديو ، وأن هذه الموجات الراديوية يمكنها اختراق الغبار في مجرة ​​درب التبانة. وهكذا أصبح من الممكن رؤية الأذرع الحلزونية لهذه المجرة. للقيام بذلك ، استخدمنا تمييز النجوم عن طريق القياس بالعلامات عند قياس المسافات. أدرك علماء الفلك أن النجوم O و B يمكن أن تعمل على تحقيق هذا الهدف.

هذه النجوم لها العديد من الميزات:

• سطوع- تكون مرئية للغاية وغالبًا ما توجد في مجموعات أو جمعيات صغيرة ؛
• دافيء- تصدر موجات ذات أطوال مختلفة (مرئية ، الأشعة تحت الحمراء ، موجات الراديو) ؛
• حياة قصيرةإنهم يعيشون حوالي 100 مليون سنة. بالنظر إلى السرعة التي تدور بها النجوم في مركز المجرة ، فإنها لا تتحرك بعيدًا عن مسقط رأسها.

يمكن لعلماء الفلك استخدام التلسكوبات الراديوية لمطابقة مواقع النجوم O و B بدقة ، وبناءً على تحولات دوبلر في الطيف الراديوي ، تحديد سرعتها. بعد إجراء مثل هذه العمليات على العديد من النجوم ، تمكن العلماء من إنتاج خرائط راديو وبصرية مشتركة للأذرع الحلزونية لمجرة درب التبانة. يتم تسمية كل ذراع على اسم الكوكبة الموجودة فيه.

يعتقد علماء الفلك أن حركة المادة حول مركز المجرة تخلق موجات كثيفة (مناطق ذات كثافة عالية ومنخفضة) ، تمامًا كما ترى عند خلط عجينة الكيك بالخلاط الكهربائي. يُعتقد أن موجات الكثافة هذه تسببت في الطابع اللولبي للمجرة.

وبالتالي ، من خلال مشاهدة السماء في موجات ذات أطوال موجية مختلفة (راديو ، الأشعة تحت الحمراء ، المرئية ، الأشعة فوق البنفسجية ، الأشعة السينية) باستخدام تلسكوبات أرضية وفضائية مختلفة ، يمكن للمرء الحصول على صور مختلفة لمجرة درب التبانة.

تأثير دوبلر. مثلما ينخفض ​​صوت صفارات الإنذار لعربة الإطفاء أثناء تحرك السيارة بعيدًا ، تؤثر حركة النجوم على الأطوال الموجية للضوء التي تصل منها إلى الأرض. هذه الظاهرة تسمى تأثير دوبلر. يمكننا قياس هذا التأثير عن طريق قياس الخطوط في طيف النجم ومقارنتها بطيف المصباح القياسي. تشير درجة انزياح دوبلر إلى مدى سرعة تحرك النجم بالنسبة لنا. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يوضح لنا اتجاه انزياح دوبلر الاتجاه الذي يتحرك فيه النجم. إذا تحول طيف النجم إلى الطرف الأزرق ، فإن النجم يتجه نحونا ؛ إذا كان في الاتجاه الأحمر ، فإنه يتحرك بعيدًا.

هيكل درب التبانة

إذا نظرنا بعناية في بنية درب التبانة ، فسنرى ما يلي:

1. قرص المجرة. تتركز معظم النجوم في مجرة ​​درب التبانة هنا.

القرص نفسه مقسم إلى الأجزاء التالية:

• النواة هي مركز القرص.
• الأقواس - مناطق حول النواة ، بما في ذلك المناطق الموجودة أعلى وأسفل مستوى القرص مباشرة.
• الأذرع الحلزونية هي مناطق تبرز للخارج من المركز. يقع نظامنا الشمسي في أحد الأذرع الحلزونية لمجرة درب التبانة.

1. مجموعات كروية. وتنتشر عدة مئات منهم فوق وتحت مستوى القرص.
2. هالو. هذه منطقة كبيرة قاتمة تحيط بالمجرة بأكملها. تتكون الهالة من غاز عالي الحرارة وربما مادة مظلمة.

نصف قطر هالة بشكل ملحوظ المزيد من الأحجامالقرص ، وبحسب بعض المصادر ، يصل إلى عدة مئات الآلاف من السنين الضوئية. يتزامن مركز تناظر هالة درب التبانة مع مركز قرص المجرة. تتكون الهالة بشكل أساسي من نجوم قديمة جدًا وخافتة. يتجاوز عمر المكون الكروي للمجرة 12 مليار سنة. يسمى الجزء المركزي الأكثر كثافة من الهالة خلال بضعة آلاف من السنين الضوئية من مركز المجرة انتفاخ(ترجمت من الإنجليزية "سماكة"). تدور الهالة ككل ببطء شديد.

مقارنة بهالة القرصيدور بشكل أسرع. يبدو مثل لوحين مطويتين عند الحواف. يبلغ قطر قرص المجرة حوالي 30 كيلوبت (100،000 سنة ضوئية). سمك حوالي 1000 سنة ضوئية. سرعة الدوران ليست هي نفسها مسافات مختلفةمن المركز. يزداد بسرعة من صفر في المركز إلى 200-240 كم / ث على مسافة ألفي سنة ضوئية منه. تبلغ كتلة القرص 150 مليار ضعف كتلة الشمس (1.99 * 1030 كجم). تتركز النجوم الفتية والعناقيد النجمية في القرص. هناك العديد من النجوم الساطعة والساخنة بينهم. يتوزع الغاز في قرص المجرة بشكل غير متساوٍ مكونًا غيومًا عملاقة. رئيسي عنصر كيميائيفي مجرتنا الهيدروجين. حوالي 1/4 منه يتكون من الهيليوم.

واحدة من أكثر مناطق المجرة إثارة للاهتمام هي مركزها ، أو نواةتقع في اتجاه كوكبة القوس. يتم إخفاء الإشعاع المرئي للمناطق المركزية من المجرة تمامًا عن طريق طبقات قوية من المادة الممتصة. لذلك ، لم تبدأ دراستها إلا بعد إنشاء مستقبلات الأشعة تحت الحمراء والإشعاع الراديوي ، والتي يتم امتصاصها بدرجة أقل. تتميز المناطق المركزية من المجرة بتركيز قوي من النجوم: هناك عدة آلاف منها في كل فرسخ مكعب. بالقرب من المركز ، تمت ملاحظة مناطق الهيدروجين المتأين والعديد من مصادر الأشعة تحت الحمراء ، مما يشير إلى حدوث تشكل النجوم هناك. في قلب المجرة ، يُفترض وجود جسم مضغوط هائل - ثقب أسود كتلته حوالي مليون كتلة شمسية.

واحدة من أبرز التشكيلات هي الفروع الحلزونية (أو الأكمام). أعطوا الاسم لهذا النوع من الأجسام - المجرات الحلزونية. على طول الذراعين ، تتركز النجوم الأصغر سنًا بشكل أساسي ، والعديد من مجموعات النجوم المفتوحة ، بالإضافة إلى سلاسل من السحب الكثيفة من الغاز بين النجوم التي تستمر النجوم في التكون فيها. على عكس الهالة ، حيث تكون أي مظاهر للنشاط النجمي نادرة للغاية ، تستمر الحياة العاصفة في الفروع ، المرتبطة بالانتقال المستمر للمادة من الفضاء بين النجوم إلى النجوم والعكس. يتم إخفاء الأذرع الحلزونية لمجرة درب التبانة إلى حد كبير عنا عن طريق امتصاص المادة. بدأت دراستهم التفصيلية بعد ظهور التلسكوبات الراديوية. لقد جعلوا من الممكن دراسة بنية المجرة من خلال مراقبة الانبعاث الراديوي لذرات الهيدروجين بين النجوم ، والتي تتركز على طول الحلزونات الطويلة. وفقًا للمفاهيم الحديثة ، ترتبط الأذرع الحلزونية بموجات انضغاطية تنتشر عبر قرص المجرة. بالمرور عبر مناطق الانضغاط ، تصبح مادة القرص أكثر كثافة ، ويصبح تكوين النجوم من الغاز أكثر كثافة. أسباب ظهور مثل هذا الهيكل الموجي الغريب في أقراص المجرات الحلزونية ليست واضحة تمامًا. يعمل العديد من علماء الفيزياء الفلكية على حل هذه المشكلة.

مكان الشمس في المجرة

بالقرب من الشمس ، من الممكن تتبع أقسام من فرعين حلزونيين يبعدان عنا حوالي 3 آلاف سنة ضوئية. وفقًا للأبراج التي توجد بها هذه المناطق ، يطلق عليها اسم ذراع القوس وذراع فرساوس. تكون الشمس في المنتصف تقريبًا بين هذه الأذرع الحلزونية. صحيح ، قريب نسبيًا (وفقًا لمعايير المجرة) منا ، في كوكبة الجبار ، هناك فرع آخر غير واضح جدًا ، والذي يعتبر فرعًا من أحد الأذرع الحلزونية الرئيسية للمجرة.

المسافة من الشمس إلى مركز المجرة هي 23-28 ألف سنة ضوئية ، أو 7-9 آلاف فرسخ فلكي. يشير هذا إلى أن الشمس تقع أقرب إلى حافة القرص من مركزها.

جنبا إلى جنب مع جميع النجوم القريبة ، تدور الشمس حول مركز المجرة بسرعة 220-240 كم / ثانية ، مما يجعل ثورة واحدة في حوالي 200 مليون سنة. هذا يعني أنه طوال فترة وجودها ، لم تحلق الأرض حول مركز المجرة أكثر من 30 مرة.

تتزامن سرعة دوران الشمس حول مركز المجرة عمليًا مع السرعة التي تتحرك بها موجة الانضغاط ، التي تشكل الذراع الحلزونية ، في المنطقة المحددة. مثل هذا الوضع غير معتاد عمومًا بالنسبة للمجرة: تدور الأذرع الحلزونية بسرعة زاوية ثابتة ، مثل دواليب العجلة ، بينما تتبع حركة النجوم ، كما رأينا ، نمطًا مختلفًا تمامًا. لذلك ، فإن المجموعة النجمية بأكملها تقريبًا إما تدخل داخل الفرع الحلزوني أو تتركه. المكان الوحيد الذي تتطابق فيه سرعات النجوم والأذرع الحلزونية هو ما يسمى بدائرة التكوّن ، وفيها تقع الشمس!

بالنسبة للأرض ، هذا الظرف موات للغاية. بعد كل شيء ، تحدث عمليات عنيفة في الفروع الحلزونية ، وتولد إشعاعات قوية ومدمرة لجميع الكائنات الحية. ولا يوجد جو يحميه منه. لكن كوكبنا موجود في مكان هادئ نسبيًا في المجرة ولم يختبر تأثير هذه الكوارث الكونية لمئات الملايين ومليارات السنين. ربما لهذا السبب يمكن أن تنشأ الحياة وتعيش على الأرض.

لفترة طويلة ، كان موقع الشمس بين النجوم يعتبر الأكثر اعتيادية. نحن نعلم اليوم أن الأمر ليس كذلك: بمعنى ما أنها تتمتع بامتياز. ويجب أن يؤخذ هذا في الاعتبار عند مناقشة إمكانية وجود الحياة في أجزاء أخرى من مجرتنا.

موقع النجوم

في سماء الليل الصافية ، يمكن رؤية مجرة ​​درب التبانة من أي مكان على كوكبنا. ومع ذلك ، فإن جزءًا فقط من المجرة ، وهو نظام من النجوم يقع داخل ذراع الجبار ، يمكن الوصول إليه بالعين المجردة. ما هي درب التبانة؟ يصبح التعريف في الفضاء لجميع أجزائه أكثر قابلية للفهم إذا أخذنا في الاعتبار خريطة النجوم. في هذه الحالة ، يتضح أن الشمس ، التي تضيء الأرض ، تقع عمليًا على القرص. هذه تقريبا حافة المجرة ، حيث المسافة من النواة 26-28 ألف سنة ضوئية. يتحرك Luminary بسرعة 240 كيلومترًا في الساعة ، ويقضي 200 مليون سنة في ثورة واحدة حول النواة ، بحيث أنه طوال فترة وجوده سافر عبر القرص ، ودور حول النواة ، ثلاثين مرة فقط. كوكبنا في دائرة ما يسمى بالتكوين. هذا هو المكان الذي تكون فيه سرعة دوران الذراعين والنجوم متطابقة. تتميز هذه الدائرة مستوى مرتفعإشعاع. هذا هو السبب في أن الحياة ، كما يعتقد العلماء ، يمكن أن تنشأ فقط على هذا الكوكب ، الذي يوجد بالقرب منه عدد قليل من النجوم. أرضنا مثل هذا الكوكب. تقع على أطراف المجرة ، في أكثر أماكنها هدوءًا. هذا هو السبب في أنه على كوكبنا لعدة مليارات من السنين لم تكن هناك كوارث عالمية تحدث غالبًا في الكون.

كيف سيبدو موت درب التبانة؟

تبدأ القصة الكونية لموت مجرتنا هنا والآن. يمكننا أن ننظر حولنا بشكل أعمى ، معتقدين أن مجرة ​​درب التبانة ، أندروميدا (أختنا الكبرى) ومجموعة من الأشياء المجهولة - جيراننا في الفضاء - هذا هو منزلنا ، ولكن في الواقع هناك الكثير. حان الوقت لاستكشاف ما يدور حولنا. يذهب.

• مجرة المثلث. تبلغ كتلتها حوالي 5٪ من مجرة ​​درب التبانة ، وهي ثالث أكبر مجرة ​​في المجموعة المحلية. لها هيكل حلزوني وأقمار صناعية خاصة بها وقد تكون قمرًا تابعًا لمجرة أندروميدا.
• سحابة ماجلان الكبيرة. تمثل هذه المجرة 1٪ فقط من كتلة درب التبانة ، ولكنها رابع أكبر مجرة ​​في مجموعتنا المحلية. إنه قريب جدًا من مجرتنا درب التبانة - على بعد أقل من 200000 سنة ضوئية - ويخضع لتشكيل نجمي نشط حيث تتسبب تفاعلات المد والجزر مع مجرتنا في انهيار الغاز وتكوين نجوم جديدة وساخنة وكبيرة في الكون.
• سحابة ماجلان الصغيرة ، NGC 3190 و NGC 6822. كل منهم لديه كتل من 0.1٪ إلى 0.6٪ من مجرة ​​درب التبانة (وليس من الواضح أيهما أكبر) وكل المجرات الثلاث هي مجرات مستقلة. يحتوي كل منها على أكثر من مليار كتلة شمسية من المواد.
• المجرات الإهليلجية M32 و M110.قد تكون هذه الأقمار "فقط" أقمار أندروميدا ، لكن لكل منها أكثر من مليار نجم ، ويمكنها حتى أن تتجاوز كتل الأعداد 5 و 6 و 7.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك ما لا يقل عن 45 مجرة ​​أخرى معروفة - أصغر منها - التي تشكل مجموعتنا المحلية. كل واحد منهم لديه هالة من المادة المظلمة تحيط به. كل منهما مرتبط جاذبيًا بالآخر ، ويقع على مسافة 3 ملايين سنة ضوئية. على الرغم من حجمها وكتلتها وحجمها ، فلن يبقى أي منها في غضون بضعة مليارات من السنين.

لذا فإن الشيء الرئيسي

مع مرور الوقت ، تتفاعل المجرات بقوة الجاذبية. إنهم لا يجتمعون معًا بسبب الجاذبية فحسب ، بل يتفاعلون أيضًا بشكل مدّي. عادة ما نتحدث عن المد والجزر في سياق سحب القمر لمحيطات الأرض وخلق المد والجزر ، وهذا صحيح جزئيًا. ولكن من وجهة نظر المجرة ، فإن المد والجزر عملية أقل وضوحًا. الجزء من المجرة الصغيرة القريب من المجرة الكبيرة سينجذب بقوة جاذبية أكبر ، والجزء الأبعد سيختبر جاذبية أقل. نتيجة لذلك ، ستمتد المجرة الصغيرة وتتفكك في النهاية تحت تأثير الجاذبية.

المجرات الصغيرة التي هي جزء من مجموعتنا المحلية ، بما في ذلك كل من سحابة ماجلان والمجرات الإهليلجية القزمة ، سيتم تمزيقها بهذه الطريقة ، وسيتم دمج موادها في المجرات الكبيرة التي تندمج معها. تقول "ماذا في ذلك". بعد كل شيء ، هذا ليس موتًا تمامًا ، لأن المجرات الكبيرة ستبقى على قيد الحياة. لكن حتى هم لن يكونوا موجودين إلى الأبد في هذه الحالة. في غضون 4 مليارات سنة ، ستجر الجاذبية المتبادلة لمجرة درب التبانة وأندروميدا المجرات إلى رقصة الجاذبية التي ستؤدي إلى اندماج كبير. على الرغم من أن هذه العملية ستستغرق مليارات السنين ، إلا أن البنية الحلزونية لكلتا المجرتين سيتم تدميرها ، مما يؤدي إلى تكوين مجرة ​​إهليلجية واحدة عملاقة في قلب مجموعتنا المحلية: أعشاب الحليب.

سيتم إخراج نسبة صغيرة من النجوم أثناء هذا الاندماج ، لكن الغالبية ستبقى سليمة ، وسيكون هناك انفجار كبير من تشكل النجوم. في النهاية ، سيتم أيضًا امتصاص بقية المجرات في مجموعتنا المحلية ، تاركًا مجرة ​​عملاقة كبيرة تلتهم الباقي. ستحدث هذه العملية في جميع مجموعات ومجموعات المجرات المتصلة في جميع أنحاء الكون ، بينما ستدفع الطاقة المظلمة المجموعات والعناقيد الفردية بعيدًا عن بعضها البعض. لكن حتى هذا لا يمكن أن يسمى موتًا ، لأن المجرة ستبقى. وستكون كذلك لفترة من الوقت. لكن المجرة مكونة من نجوم وغبار وغاز ، وكل شيء سينتهي في النهاية.

عبر الكون ، ستحدث عمليات اندماج المجرات على مدى عشرات المليارات من السنين. خلال نفس الوقت ، ستجذبهم الطاقة المظلمة في جميع أنحاء الكون إلى حالة من العزلة الكاملة وعدم إمكانية الوصول. وعلى الرغم من أن المجرات الأخيرة خارج مجموعتنا المحلية لن تختفي إلا بعد مرور مئات المليارات من السنين ، فإن النجوم فيها ستعيش. ستستمر النجوم الأطول عمراً الموجودة اليوم في حرق وقودها لعشرات التريليونات من السنين ، وستظهر نجوم جديدة من الغاز والغبار والجثث النجمية التي تسكن كل مجرة ​​- وإن كان ذلك بعدد أقل وأقل.

عندما تحترق النجوم الأخيرة ، ستبقى جثثهم فقط - الأقزام البيضاء و النجوم النيوترونية. سوف يتألقون لمئات التريليونات أو حتى المليارات من السنين قبل أن يخرجوا. عندما تحدث هذه الحتمية ، يتبقى لنا أقزام بنية (نجوم فاشلة) تندمج عن طريق الخطأ وتعيد إشعال الاندماج النووي وتخلق ضوء النجوم لعشرات التريليونات من السنين.

عندما ، في غضون عشرات الكوادريليون سنة في المستقبل ، سيكون النجم الأخير، سيظل هناك بعض الكتلة المتبقية في المجرة. لذلك لا يمكن أن يسمى هذا "الموت الحقيقي".

تتفاعل جميع الكتل جاذبيًا مع بعضها البعض ، وتظهر الأجسام الثقالية ذات الكتل المختلفة خصائص غريبة عند التفاعل:

• تؤدي "الاقتراب" المتكرر والتمريرات القريبة إلى تبادل السرعة والزخم بينهما.
• يتم طرد الأجسام ذات الكتلة المنخفضة من المجرة ، والأجسام ذات الكتلة الأعلى تغرق في المركز ، وتفقد السرعة.
• خلال فترة زمنية طويلة بما فيه الكفاية ، سيتم إخراج معظم الكتلة ، وسيتم ربط جزء صغير فقط من الكتلة المتبقية بإحكام.

في قلب هذه البقايا المجرية ، سيكون هناك ثقب أسود هائل في كل مجرة ​​، وستدور بقية الأجسام المجرية حول نسخة أكبر من نظامنا الشمسي. بالطبع ، سيكون هذا الهيكل هو الأخير ، وبما أن الثقب الأسود سيكون كبيرًا بقدر الإمكان ، فإنه سيأكل كل ما يمكنه الوصول إليه. في وسط مليكوميدا ، سيكون هناك جسم أكبر بمئات الملايين من المرات من كتلة شمسنا.

لكن هل سينتهي أيضًا؟

بفضل ظاهرة إشعاع هوكينغ ، حتى هذه الأجسام سوف تتحلل يومًا ما. سيستغرق الأمر حوالي 10 80 إلى 10 100 عام ، اعتمادًا على مدى ضخامة الثقب الأسود الهائل لدينا أثناء نموه ، لكن النهاية قادمة. بعد ذلك ، ستفك البقايا ، التي تدور حول مركز المجرة ، وتترك فقط هالة من المادة المظلمة ، والتي يمكن أيضًا أن تنفصل بشكل عشوائي ، اعتمادًا على خصائص هذه المادة بالذات. بدون أي شيء ، لن يكون هناك شيء نسميه ذات مرة المجموعة المحلية ، درب التبانة وغيرها من الأسماء العزيزة.

الميثولوجيا

أرميني ، عربي ، ولاش ، يهودي ، فارسي ، تركي ، قرغيز

وفقًا لإحدى الأساطير الأرمنية حول مجرة ​​درب التبانة ، سرق الإله فاهاغن ، جد الأرمن ، القش من سلف الآشوريين ، برشام ، في شتاء قاسٍ واختفى في السماء. عندما سار مع فريسته عبر السماء ، ألقى القش في طريقه ؛ من بينهم تم تشكيل درب خفيف في السماء (في "طريق لص سترو" الأرمني). يتم التحدث عن أسطورة القش المتناثرة أيضًا بأسماء عربية ويهودية وفارسية وتركية وقرغيزية (Kirg. samanchynyn jolu- درب التبن) لهذه الظاهرة. اعتقد سكان والاشيا أن كوكب الزهرة سرق هذه القش من القديس بطرس.

بوريات

وفقًا لميثولوجيا بوريات ، فإن القوى الجيدة تخلق العالم وتعديل الكون. وهكذا ، نشأت مجرة ​​درب التبانة من الحليب الذي سحبه مانزان غورمه من صدرها ورشته بعد أن خدعها أباي جيسر. وطبقاً لإصدار آخر ، فإن درب التبانة عبارة عن "خط في السماء" يتم خياطته بعد سقوط النجوم منه ؛ عليه ، كما هو الحال على الجسر ، يمشي تنغري.

المجرية

وفقًا للأسطورة المجرية ، سينزل أتيلا درب التبانة إذا كانت جزر سيكيليس في خطر ؛ النجوم تمثل شرارات من الحوافر. درب التبانة. وعليه ، يطلق عليه "طريق المحاربين".

اليونانية القديمة

أصل الكلمة من الكلمة غالاكسياس (Γαλαξίας)وارتباطه بالحليب (γάλα) يكشف عن أساطير يونانية قديمة مماثلة. تحكي إحدى الأساطير عن حليب الأم الذي انسكب عبر سماء الإلهة هيرا ، التي كانت ترضع هرقل. عندما علمت هيرا أن الطفل الذي كانت ترضعه لم يكن طفلها ، ولكن الابن غير الشرعي لزيوس وامرأة أرضية ، دفعته بعيدًا ، وأصبح الحليب المسكوب مجرة ​​درب التبانة. تقول أسطورة أخرى أن اللبن المسكوب هو حليب ريا ، زوجة كرونوس ، وزيوس نفسه كان الطفل. التهم كرونوس أطفاله ، حيث توقع أن يطيح به ابنه. ريا لديها خطة لإنقاذ طفلها السادس ، المولود الجديد زيوس. لفّت حجراً بملابس أطفال وألقته إلى كرونوس. طلب منها كرونوس إطعام ابنها مرة أخرى قبل أن يبتلعه. سُمي الحليب المتسرب من صدر ريا على صخرة عارية باسم مجرة ​​درب التبانة.

هندي

اعتبر الهنود القدماء أن مجرة ​​درب التبانة هي حليب بقرة حمراء في المساء تمر في السماء. في Rig Veda ، يُطلق على درب التبانة اسم Aryaman's Throne Road. يحتوي Bhagavata Purana على نسخة مفادها أن درب التبانة هي بطن دلفين سماوي.

الإنكا

كانت العناصر الرئيسية للرصد في علم الفلك الإنكا (والتي تنعكس في أساطيرهم) في السماء هي الأجزاء المظلمة من مجرة ​​درب التبانة - نوع من "كوكبة" في مصطلحات ثقافات الأنديز: لاما ، لاما شبل ، شيبرد ، كوندور ، الحجل ، الضفدع ، الأفعى ، الثعلب ؛ بالإضافة إلى النجوم: الصليب الجنوبي ، و Pleiades ، و Lyra وغيرها الكثير.

كيتسكايا

في أساطير Ket ، على غرار أساطير Selkup ، توصف درب التبانة بأنها طريق إحدى الشخصيات الأسطورية الثلاثة: ابن السماء (Esya) ، الذي ذهب للصيد الجانب الغربيتجمدت السماء هناك أيضًا ، البطل ألبي ، الذي طارد الإلهة الشريرة ، أو الشامان الأول الدوحة ، الذي صعد هذا الطريق إلى الشمس.

الصينية والفيتنامية والكورية واليابانية

في أساطير سينوسفير ، يُطلق على مجرة ​​درب التبانة ومقارنتها بالنهر (في الفيتنامية والصينية والكورية واليابانية ، يتم الاحتفاظ باسم "النهر الفضي". يُطلق الصينيون أحيانًا على درب التبانة "الطريق الأصفر" ، وفقًا للون القش.

الشعوب الأصلية في أمريكا الشمالية

يطلق كل من Hidatsa و Eskimos درب التبانة "Ash". تتحدث أساطيرهم عن فتاة نثرت الرماد في السماء حتى يتمكن الناس من العثور على طريقهم إلى المنزل ليلاً. اعتقد شايان أن درب التبانة كانت عبارة عن تراب وطمي يعلوها بطن سلحفاة تطفو في السماء. الأسكيمو من مضيق بيرينغ - هذه هي آثار الخالق الغراب الذي يسير عبر السماء. اعتقدت الشيروكي أن مجرة ​​درب التبانة تشكلت عندما سرق أحد الصيادين زوجة الآخر بدافع الغيرة ، وبدأ كلبها يأكل دقيق الذرة دون رقابة وينثره في السماء (تم العثور على نفس الأسطورة بين سكان خويسان في كالاهاري). تقول أسطورة أخرى لنفس الأشخاص أن مجرة ​​درب التبانة هي درب لكلب يجر شيئًا عبر السماء. أطلق قطونة على درب التبانة اسم "ذيل الكلب" ، وأطلق عليها بلاكفوت اسم "طريق الذئب". تقول أسطورة وياندوت أن درب التبانة هو مكان تلتقي فيه أرواح الموتى والكلاب وترقص.

الماوري

في الأساطير الماورية ، تعتبر درب التبانة هي قارب Tama-rereti. أنف القارب هو كوكبة Orion و Scorpio ، المرساة هي الصليب الجنوبي ، Alpha Centauri و Hadar هي الحبل. وفقًا للأسطورة ، كان تاما ريريتي يبحر يومًا ما في زورقه ورأى أن الوقت قد فات بالفعل ، وكان بعيدًا عن المنزل. لم تكن هناك نجوم في السماء ، وخوفًا من هجوم طانيف ، بدأ تاما-ريريتي بإلقاء حصى متلألئة في السماء. أحب الإله السماوي Ranginui ما كان يفعله ، ووضع قارب Tama-rereti في السماء ، وحول الحصى إلى نجوم.

الفنلندية ، الليتوانية ، الإستونية ، الارزية ، الكازاخستانية

الاسم الفنلندي هو فين. لينونراتا- تعني "طريق الطيور" ؛ الاسم الليتواني له أصل مشابه. تربط الأسطورة الإستونية أيضًا درب التبانة ("درب التبانة") برحلة الطيور.

اسم Erzya هو "Kargon Ki" ("Crane Road").

الاسم الكازاخستاني هو "كوس زولي" ("طريق الطيور").

حقائق مثيرة للاهتمام حول مجرة ​​درب التبانة

• بدأت مجرة ​​درب التبانة بالتشكل كمجموعة من المناطق الكثيفة بعد الانفجار العظيم. كانت النجوم الأولى التي ظهرت في مجموعات كروية لا تزال موجودة. هذه هي أقدم النجوم في المجرة.
• زادت المجرة من معالمها عن طريق الامتصاص والاندماج مع الآخرين. وهي الآن تختار النجوم من Sagittarius Dwarf Galaxy و ال Magellanic Clouds.
• تتحرك درب التبانة في الفضاء بتسارع قدره 550 كم / ث بالنسبة لإشعاع الخلفية ؛
• يكمن في مركز المجرة الثقب الأسود الهائل Sagittarius A *. من حيث الكتلة ، فهي أكبر بـ 4.3 مليون مرة من كتلة الشمس ؛
• الغاز والغبار والنجوم تدور حول المركز بسرعة 220 كم / ث. هذا مؤشر مستقر ، مما يعني وجود غلاف من المادة المظلمة ؛
• في غضون 5 مليارات سنة ، من المتوقع حدوث تصادم مع مجرة ​​المرأة المسلسلة.

نظامنا الشمسي ، كل النجوم المرئية في سماء الليل ، وغيرها الكثير تشكل النظام - المجرة. هناك الملايين من هذه الأنظمة (المجرات) في الفضاء الخارجي. مجرتنا ، أو مجرة ​​درب التبانة ، هي مجرة ​​حلزونية بها شريط من النجوم الساطعة.

ماذا يعني ذلك؟ يظهر شريط من النجوم الساطعة من مركز المجرة ويعبر المجرة في المنتصف. في مثل هذه المجرات ، تبدأ الأذرع الحلزونية من نهايات القضبان ، بينما في المجرات الحلزونية العادية تظهر مباشرة من اللب. انظر إلى الصورة "نموذج حاسوبي لمجرة درب التبانة".

إذا كنت تتساءل عن سبب تسمية مجرتنا باسم "درب التبانة" ، فاستمع إلى الأسطورة اليونانية القديمة.
قرر زيوس ، إله السماء والرعد والبرق ، والمسؤول عن العالم كله ، أن يجعل ابنه هرقل المولود من امرأة مميتة خالداً. للقيام بذلك ، وضع الطفل على زوجته النائمة هيرا حتى يشرب هرقل الحليب الإلهي. استيقظت هيرا ، رأت أنها لا تطعم طفلها ، ودفعته بعيدًا عنها. تحولت نفث الحليب المتناثر من ثدي الإلهة إلى مجرة ​​درب التبانة.
بالطبع ، هذه مجرد أسطورة ، لكن مجرة ​​درب التبانة مرئية في السماء كحزمة ضبابية من الضوء تمتد عبر السماء - الصورة الفنية التي أنشأها القدماء لها ما يبررها.
عندما نتحدث عن مجرتنا ، فإننا نستفيد من هذه الكلمة. متي نحن نتكلمحول المجرات الأخرى - نكتب بحرف كبير.

هيكل مجرتنا

يبلغ قطر المجرة حوالي 100،000 سنة ضوئية (وحدة طول تساوي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة ، السنة الضوئية هي 9،460،730،472،580،800 متر).
تحتوي المجرة على ما بين 200 و 400 مليار نجم. يعتقد العلماء أن معظم كتلة المجرة لا توجد في النجوم والغازات البينجمية ، ولكن في غير مضيئة. هالةمن المادة المظلمة. هالو- هذا مكون غير مرئي من المجرة ، له شكل كروي ويمتد إلى ما بعد الجزء المرئي منه. تتكون بشكل أساسي من غاز ساخن مخلخل ونجوم ومادة مظلمة ، وتشكل الجزء الأكبر من المجرة. المادة المظلمةهو شكل من أشكال المادة لا ينبعث منه إشعاع كهرومغناطيسي ولا يتفاعل معها. هذه الخاصية لهذا النوع من المادة تجعل من المستحيل ملاحظتها مباشرة.
في الجزء الأوسط من المجرة يوجد انتفاخ يسمى انتفاخ. إذا تمكنا من النظر إلى مجرتنا من الجانب ، فسنرى هذا التكاثف في وسطها ، على غرار صفارين في مقلاة ، إذا جمعتهم مع قاعدتهم السفلية - انظر إلى الصورة.

يوجد تركيز قوي للنجوم في الجزء الأوسط من المجرة. يُعتقد أن شريط المجرة يبلغ طوله حوالي 27000 سنة ضوئية. يمر هذا الجسر عبر مركز المجرة بزاوية 44 درجة تقريبًا إلى الخط الفاصل بين شمسنا ومركز المجرة. يتكون في الغالب من النجوم الحمراء ، والتي تعتبر قديمة جدًا. الطائر محاط بحلقة. تحتوي هذه الحلقة على معظم جزيئات الهيدروجين في المجرة وهي منطقة نشطة لتكوين النجوم في مجرتنا. إذا لاحظنا من مجرة ​​المرأة المسلسلة ، فإن شريط مجرة ​​درب التبانة سيكون جزءًا ساطعًا منها.
جميع المجرات الحلزونية ، بما في ذلك مجرتنا ، لها أذرع لولبية في مستوى القرص: ذراعان يبدآن من قضيب في الجزء الداخلي من المجرة ، وفي الجزء الداخلي هناك زوجان آخران من الأذرع. ثم تمر هذه الأذرع إلى هيكل رباعي الأذرع لوحظ في خط الهيدروجين المحايد في الأجزاء الخارجية من المجرة.

اكتشاف المجرة

في البداية تم اكتشافه نظريًا: لقد تعلم الفلكيون بالفعل أن القمر يدور حول الأرض ، وتشكل أقمار الكواكب العملاقة أنظمة. تدور الأرض والكواكب الأخرى حول الشمس. ثم ظهر سؤال طبيعي: هل الشمس أيضًا مدرجة في نظام أكبر حجمًا؟ أجريت أول دراسة منهجية لهذه القضية في القرن الثامن عشر. عالم الفلك الإنجليزي وليام هيرشل. وفقًا لملاحظاته ، خمن أن جميع النجوم التي نلاحظها تشكل نظامًا نجميًا عملاقًا مفلطحًا نحو خط الاستواء المجري. ساد الاعتقاد لفترة طويلة أن جميع الأشياء في الكون هي أجزاء من مجرتنا ، على الرغم من أن كانط اقترح أن بعض السدم يمكن أن تكون مجرات أخرى مثل درب التبانة. تم إثبات فرضية كانط هذه أخيرًا فقط في عشرينيات القرن الماضي ، عندما قاس إدوين هابل المسافة إلى بعض السدم الحلزونية وأظهر أنه من خلال المسافة بينهما ، لا يمكن أن تكون جزءًا من المجرة.

أين نحن في المجرة؟

يقع نظامنا الشمسي بالقرب من حافة القرص المجري. جنبا إلى جنب مع النجوم الأخرى ، تدور الشمس حول مركز المجرة بسرعة 220-240 كم / ثانية ، مما يجعل ثورة واحدة في حوالي 200 مليون سنة. وهكذا ، طوال فترة وجودها ، طارت الأرض حول مركز المجرة ما لا يزيد عن 30 مرة.
تدور الأذرع الحلزونية للمجرة بسرعة زاوية ثابتة ، مثل المتحدث في العجلات ، وتحدث حركة النجوم بنمط مختلف ، لذا فإن جميع نجوم القرص تقريبًا إما تسقط في الأذرع الحلزونية أو تسقط منها. المكان الوحيد الذي تتطابق فيه سرعات النجوم مع الأذرع الحلزونية هو ما يسمى بدائرة التكوّن ، وفيها تقع الشمس.
بالنسبة لنا نحن أبناء الأرض ، هذا مهم جدًا ، لأن العمليات العنيفة تحدث في الأذرع الحلزونية ، والتي تشكل إشعاعًا قويًا مدمرًا لجميع الكائنات الحية. لا يوجد جو يمكن أن يحميه. لكن كوكبنا موجود في مكان هادئ نسبيًا في المجرة ولم يتأثر بهذه الكوارث الكونية. هذا هو السبب في أن الحياة كانت قادرة على أن تولد وتعيش على الأرض - اختار الخالق مكانًا هادئًا لمهدنا على الأرض.
مجرتنا في مجموعة المجرات المحلية- مجموعة مجرات مرتبطة بالجاذبية ، بما في ذلك مجرة ​​درب التبانة ، مجرة ​​المرأة المسلسلة (M31) ومجرة Triangulum (M33) ، يمكنك رؤية هذه المجموعة في الصورة.

حقيقة أن المادة في الكون ليست مشتتة ، بل مركزة في مجموعات نجمية عملاقة ، افترض العلماء في وقت مبكر من القرن الثامن عشر (I. Kant ، W. Herschel) ، لكنهم اقتنعوا أخيرًا بهذا فقط في بداية القرن العشرين. مئة عام.

تسمى الأنظمة النجمية المتصلة بالجاذبية بالمجرات.

شمسنا هي جزء من مجرة ​​درب التبانة (وإلا ، فإن مجرتنا يشار إليها بالحرف الكبير - المجرة). لا يزيد سمك مجرتنا عن 1٪ من قطرها ، أي أنها تشبه القرص ، أو بتعبير أدق ، صفيحتان مطويتان بحواف. يسمى هذا المكون من المجرة بالمكون النجمي. القرص. يبلغ قطر القرص 30 كيلو فرسك (100000 سنة ضوئية) ، وسمكه 1000 سنة ضوئية ، و 150 مليار ضعف كتلة الشمس. يمتد شريط مظلم على طول القرص ، وهو عبارة عن طبقة من مادة معتمة - الغبار والغاز بين النجوم.

نجمة قرص المجرة وشريط في منتصف القرص
(رؤية جانبية)

قرص المجرة ليس له حدود محددة بوضوح - تمامًا كما لا توجد حدود عليا واضحة للغلاف الجوي للأرض. ومع ذلك ، في مستوى هذا القرص ، تكون كثافة النجوم أعلى بكثير من كثافة النجوم خارجها.

القرص المجري يدور حول مركزه. يحدث دوران المجرة في اتجاه عقارب الساعة إذا نظرت إلى المجرة من القطب الشمالي الموجود في كوكبة كوما فيرونيكا. يحتوي قرص المجرة على هيكل حلزوني ، والذي أعطى الاسم لهذا النوع من العناقيد النجمية - المجرات الحلزونية. اللوالب هي موجات تنتشر في اتجاه دوران قرص المجرة ، بسرعة زاوية ثابتة. تتحرك النجوم الموجودة داخل القرص على طول مسارات دائرية حول مركز المجرة بسرعة خطية ثابتة. لهذا السرعة الزاويةيعتمد الدوران على المسافة إلى المركز ، ويتناقص مع المسافة منه. تبلغ سرعة الشمس الواقعة على أطراف المجرة 220-250 كم / ثانية.

يوجد سماكة في وسط قرص المجرة - نواةبقطر 1300 فرسخ. إنه في كوكبة القوس. يوجد تركيز عالٍ جدًا من النجوم في اللب: الكثافة النجمية هنا أكبر بملايين المرات من تلك الموجودة بالقرب من الشمس. ولكن ، على الرغم من حقيقة أن العديد من النجوم تتركز في القلب ، إلا أنه لا يمكن ملاحظتها لفترة طويلة ، نظرًا لوجود سحب ضخمة داكنة من الغبار بالقرب من مستوى تناظر المجرة ، تمتص ضوء النجوم. يغلقون قلب المجرة منا. لذلك ، أصبح من الممكن دراسته فقط بعد إنشاء مستقبلات الأشعة تحت الحمراء والإشعاع الراديوي ، والتي يتم امتصاصها بدرجة أقل. بالمناسبة ، دراسة مجرتنا صعبة أيضًا لأننا بداخلها - من الأسهل دراسة أي كائن من الخارج. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الشمس في مستوى القرص النجمي: كثافة المادة البينجمية عالية هنا ، مما يجعل الرصد صعبًا بسبب امتصاص الضوء.

هذا ما يبدو عليه مجرتنا من الجانب

بالإضافة إلى وجود عدد هائل من النجوم في المنطقة الوسطى من المجرة ، يوجد قرص غازي دائري نووي يبلغ نصف قطره أكثر من 1000 سنة ضوئية ، ويتكون أساسًا من الهيدروجين الجزيئي. يفترض وجود ثقب أسود كتلته حوالي مليون كتلة شمسية في مركز المجرة.

المكون الثاني من المجرة ، الذي يحدده في الواقع الابعاد الخارجية، لها شكل كروي. يدعي هالة. نصف قطر الهالة أكبر بكثير من حجم القرص - يصل إلى مئات الآلاف من السنين الضوئية. يتزامن مركز تناظر هالة درب التبانة مع مركز قرص المجرة.

تدور الهالة ، مثل القرص ، حول مركز المجرة ، ولكن بسرعة أبطأ بكثير ، لأن النجوم داخل الهالة تتحرك بشكل عشوائي إلى حد ما.

الجزء المركزي من الهالة - في غضون بضعة آلاف من السنين الضوئية من مركز المجرة - هو الأكثر كثافة ، ويسمى انتفاخ(من الكلمة الإنجليزية انتفاخالمعنى "سماكة" ، "انتفاخ").

هيكل مجرتنا (منظر جانبي)

بالإضافة إلى النجوم الفردية ، هناك عناقيد نجوم في المجرة. هم مقسمون إلى مجموعات مفتوحة, مجموعات كرويةو جمعيات النجوم.

مجموعات النجوم المفتوحةتحدث بالقرب من مستوى المجرة ، حيث تتركز تراكمات الغبار والغاز بين النجوم. يُعرف الآن أكثر من 1200 عنقود مفتوح ، تم دراسة 500 منها بالتفصيل ، وأشهرها الثريا والهايدز في كوكبة الثور. قد يصل العدد الإجمالي للعناقيد المفتوحة في المجرة إلى مائة ألف ، كل منها يحتوي على عدة مئات إلى عدة آلاف من النجوم. كتلتها صغيرة ، وبالتالي لا يمكن لمجال الجاذبية احتوائها لفترة طويلة في حجم صغير من الفضاء ، وبالتالي ، على مدى مليارات السنين ، تتحلل العناقيد المفتوحة.

الثريا العنقود النجمي المفتوح

مجموعات النجوم الكرويةتبرز بقوة على الخلفية المرصعة بالنجوم نظرًا للعدد الكبير من النجوم فيها والشكل الكروي الواضح. العناقيد الكروية يبلغ قطرها من 20 إلى 100 فرسخ فلكي. في فجر تطور المجرة ، جابتها الآلاف من العناقيد الكروية. تم تدمير العديد منهم نتيجة الاصطدام مع بعضهم البعض أو مع مركز المجرة. اليوم ، هناك حوالي 200 مجموعة كروية في مجرتنا ، وتقع في هالة كروية. هذه أقدم التكوينات في مجرتنا - عمرها من 10 إلى 12 مليار سنة. إن عمر النجوم التي تتكون منها العناقيد الكروية شديد الصلابة: لقد مرت طريق طويلالتطور وأصبحت نجوم نيوترونية أو أقزام بيضاء. تتحرك النجوم في عناقيد كروية في مداراتها حول مركز العنقود ، ويتحرك العنقود نفسه بدوره في مدار حول مركز المجرة.

الكتلة الكروية مسييه 80 ،
يقع في المنتصف بين α Scorpio (Antares) و β Scorpio (Acrab)
في جزء من درب التبانة غني بالسدم

النوع الثالث من العناقيد - جمعيات النجوم. هذه تجمعات من النجوم الشباب ، ما يسمى بجمعيات OB. يبلغ طولها من 15 إلى 300 فرسخ فلكي وتحتوي على ما بين عدة عشرات إلى عدة مئات من النجوم الشابة - عمالقة زرقاء ساخنة وعمالقة عملاقة. نظرًا لأن عمالقة الأنواع الطيفية المبكرة يمرون بسرعة بمسار التطور ، فقد تشكلت جميع النجوم في نفس الوقت ولديها عمر صغير. هناك أيضًا روابط T تحتوي على نجوم متغيرة في المراحل الأولى من تطور النجوم.

الارتباط النجمي LH 72 في سحابة ماجلان الكبيرة.
تم التقاط الصورة بكاميرا الزاوية العريضة لتلسكوب هابل.
الصورة: ESA / Hubble و NASA و D.A Gouliermis

على طول أذرع القرص النجمي ، تتركز النجوم الأصغر سنًا (التي يبلغ عمرها عدة عشرات الملايين من السنين) ، ومجموعات وتجمعات النجوم المفتوحة ، بالإضافة إلى سحب كثيفة من الغازات البينجمية التي تستمر النجوم في التكون فيها. غالبًا ما يتم ملاحظة انفجارات السوبرنوفا في الفروع الحلزونية. تقع النجوم الأقدم في مجرة ​​حلزونية ، مثل شمسنا ، داخل الذراعين وبينهما معًا ، مما يؤدي إلى توزيع النجوم بشكل متساوٍ عبر القرص. على عكس الهالة ، حيث تكون مظاهر النشاط النجمي نادرة للغاية ، تستمر الحياة العاصفة في الفروع ، المرتبطة بالانتقال المستمر للمادة من الفضاء بين النجوم إلى النجوم والعكس. يرتبط التكوين النشط للنجوم في الأذرع الحلزونية بزيادة كثافة المادة فيها. وبسبب هذا ، يزداد متوسط ​​الضغط على السحب الغازية في الفضاء بين النجوم. عندما تدخل سحابة الغاز الجزء الأكثر كثافة من الذراع الحلزونية ، يؤدي الضغط المتزايد إلى انقسام السحابة إلى كتل أصغر من المادة يمكن أن تتكثف إلى نجوم. نتيجة لهذه العملية ، تولد النجوم داخل الأذرع الحلزونية. وهكذا ، فإن الأذرع هي ، كما كانت ، حاضنة كونية عملاقة تقع فيها النجوم الفتية بالقرب من الحدود الأمامية للذراعين. تسمى نجوم القرص المجري مجموعات من النوع الأول.

تتكون الهالة بشكل أساسي من نجوم صغيرة قاتمة قديمة جدًا نشأت في المراحل الأولى من تطور المجرة - يبلغ عمرها حوالي 12 مليار سنة. وهي تقع منفردة وفي شكل عناقيد كروية ، بما في ذلك أكثر من مليون نجم. تتركز نجوم المكون الكروي باتجاه مركز المجرة ، وتقل كثافة مادة الهالة بسرعة مع بعد المسافة عنها. تسمى نجوم الهالة مجموعات من النوع الثاني.

الفضاء بين النجوم مليء بالمادة النادرة والإشعاع والمجال المغناطيسي. القرص غني بشكل خاص بالغبار البينجمي ، بدرجة حرارة تتراوح بين 15-25 كلفن ، والتي تكونت نتيجة للنشاط الحيوي للنجوم. متوسط ​​نصف قطر جزيئات الغبار هو أجزاء من ميكرومتر. في الوقت الحاضر ، يُعتقد أن حبيبات الغبار تتكون من مزيج من جزيئات الحديد والسيليكات ، مغطاة بقذائف من الجزيئات العضوية والجليد. تبلغ الكتلة الكلية للغبار 0.03٪ فقط من الكتلة الكلية للمجرة ، لكن لمعانها الإجمالي 30٪ من لمعان النجوم ويحدد تمامًا إشعاع المجرة في نطاق الأشعة تحت الحمراء.

أظهر تحليل لحركة الأجسام في المجرة أن كتلتها يجب أن تكون أكبر من تلك التي نحددها من الأجسام المرئية. هذا يعني أنه بالإضافة إلى الهالة والانتفاخ والقرص ، مع النجوم والغاز بداخلها ، هناك كميات هائلة من المادة غير المرئية التي تتجلى فقط في تفاعل الجاذبية ، ولكن لا يتم إصلاحها بواسطة أي أجهزة. أطلقوا عليها اسم المادة المظلمة. قرص وهالة المجرة مغموران في هالة من المادة المظلمة ، أبعادها وكتلتها أكبر بعشر مرات من أبعاد القرص وكتلة المادة المرئية للمجرة. لا توجد الكتلة المظلمة في مجرتنا فحسب ، بل توجد أيضًا في الفضاء بين المجرات. لا تزال طبيعة الكتلة المخفية في الكون غير واضحة - ما زلنا لا نعرف ما تتكون منه.

كوكب الأرض ، والنظام الشمسي ، ومليارات النجوم الأخرى والأجرام السماوية - كل هذا هو مجرتنا درب التبانة - تكوين ضخم بين المجرات ، حيث يخضع كل شيء لقوانين الجاذبية. البيانات المتعلقة بالحجم الحقيقي للمجرة تقريبية فقط. والشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أن هناك المئات من هذه التشكيلات ، كبيرة كانت أم أصغر ، في الكون ، وربما الآلاف.

مجرة درب التبانة ومحيطها

جميع الأجرام السماوية ، بما في ذلك كواكب درب التبانة والأقمار الصناعية والكويكبات والمذنبات والنجوم ، تتحرك باستمرار. ولد في الدوامة الكونية .الانفجار العظيم، كل هذه الأشياء في طريقها إلى التطور. البعض أكبر سنًا ، والبعض الآخر أصغر سنًا بشكل واضح.

يدور تكوين الجاذبية حول المركز ، بينما تدور الأجزاء الفردية من المجرة سرعة مختلفة. إذا كانت سرعة دوران القرص المجري في المركز معتدلة إلى حد ما ، فعندئذٍ تصل هذه المعلمة في المحيط إلى قيم تتراوح من 200 إلى 250 كم / ثانية. في إحدى هذه المناطق ، بالقرب من مركز القرص المجري ، تقع الشمس. المسافة من مركز المجرة 25-28 ألف سنة ضوئية. ثورة كاملة حول المحور المركزي لتشكيل الجاذبية للشمس والنظام الشمسي تصل إلى 225-250 مليون سنة. وفقًا لذلك ، طوال تاريخ وجودها ، طار النظام الشمسي حول المركز 30 مرة فقط.

مكان المجرة في الكون

وتجدر الإشارة إلى ميزة واحدة بارزة. موقع الشمس ، وبالتالي ، كوكب الأرض مناسب جدًا. في قرص المجرة ، تستمر عملية الضغط باستمرار. هذه الآلية ناتجة عن تناقض بين سرعة دوران الفروع الحلزونية وحركة النجوم التي تتحرك داخل قرص المجرة وفقًا لقوانينها الخاصة. أثناء الضغط ، تحدث عمليات عنيفة ، مصحوبة بأشعة فوق بنفسجية قوية. تقع الشمس والأرض بشكل مريح في دائرة تكوينية ، حيث لا يوجد مثل هذا النشاط العنيف: بين فرعين حلزونيين على حدود ذراعي مجرة ​​درب التبانة - القوس والفرس. وهذا يفسر أيضًا الهدوء الذي كنا فيه لفترة طويلة. لأكثر من 4.5 مليار سنة لم نتأثر بالكوارث الكونية.

هيكل مجرة ​​درب التبانة

القرص المجري ليس موحدًا في تكوينه. مثل أنظمة الجاذبية الحلزونية الأخرى ، تحتوي مجرة ​​درب التبانة على ثلاث مناطق متميزة:

• اللب ، يتكون من عنقود نجمي كثيف ، يبلغ عدده مليار نجم من مختلف الأعمار ؛
• قرص المجرة نفسه ، يتكون من عناقيد من النجوم والغازات النجمية والغبار ؛
• الهالة ، الهالة الكروية - منطقة توجد فيها العناقيد الكروية ، المجرات القزمة ، المجموعات الفردية من النجوم ، الغبار والغاز الكوني.

بالقرب من مستوى القرص المجري توجد نجوم شابة مجمعة في مجموعات. كثافة الحشود النجمية في وسط القرص أعلى. بالقرب من المركز ، تبلغ الكثافة 10000 نجمة لكل فرسخ مكعب. في المنطقة التي يوجد بها النظام الشمسي ، تكون كثافة النجوم بالفعل 1-2 لامعة لكل 16 فرسخ فلكي مكعب. كقاعدة عامة ، لا يتجاوز عمر هذه الأجرام السماوية بضعة مليارات من السنين.

يتركز الغاز بين النجوم أيضًا حول مستوى القرص ، ويخضع لقوى الطرد المركزي. على الرغم من السرعة الثابتة للدوران للأذرع الحلزونية ، فإن الغاز البينجمي موزع بشكل غير متساوٍ ، مكونًا مناطق كبيرة وصغيرة من السحب والسدم. ومع ذلك ، فإن المجرة الرئيسية مواد بناءهي مادة مظلمة. تسود كتلته على الكتلة الكلية لجميع الأجرام السماوية التي تشكل مجرة ​​درب التبانة.

إذا كانت بنية المجرة واضحة تمامًا وشفافة في الرسم التخطيطي ، فمن المستحيل تقريبًا في الواقع مراعاة المناطق المركزية للقرص المجري. تخفي سحب الغاز والغبار وتراكم الغازات النجمية الضوء من مركز مجرة ​​درب التبانة ، حيث يعيش وحش فضائي حقيقي - ثقب أسود فائق الكتلة. كتلة هذا العملاق العملاق حوالي 4.3 مليون متر مكعب. بجانب العملاق يوجد ثقب أسود أصغر. تكمل هذه الشركة الكئيبة المئات من الثقوب السوداء القزمة. الثقوب السوداء في مجرة ​​درب التبانة ليست فقط أكلة للمواد النجمية ، ولكنها أيضًا تعمل كمستشفى للولادة ، حيث تُلقي بكتل ضخمة من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات في الفضاء. ومنهم يتكون الهيدروجين الذري - الوقود الرئيسي لقبيلة النجوم.

Jumper - يقع الشريط في منطقة نواة المجرة. طوله 27 ألف سنة ضوئية. هنا تسود النجوم القديمة ، العمالقة الحمراء ، التي تغذي مادتها النجمية الثقوب السوداء. في هذه المنطقة ، يتركز الجزء الرئيسي من الهيدروجين الجزيئي ، وهو مادة البناء الرئيسية لعملية تكوين النجوم.

من الناحية الهندسية ، تبدو بنية المجرة بسيطة للغاية. كل ذراع حلزوني ، وهناك أربعة منهم في مجرة ​​درب التبانة ، ينشأ من حلقة غاز. تتباعد الأكمام بزاوية 20 درجة. عند الحدود الخارجية للقرص المجري ، العنصر الرئيسي هو الهيدروجين الذري ، الذي ينتشر من مركز المجرة إلى المحيط. سمك طبقة الهيدروجين على أطراف مجرة ​​درب التبانة أوسع بكثير مما هو عليه في المركز ، بينما كثافتها منخفضة للغاية. يتم تسهيل تخلخل طبقة الهيدروجين من خلال تأثير المجرات القزمة ، التي كانت تتبع مجرتنا بشكل لا ينفصل لعشرات المليارات من السنين.

النماذج النظرية لمجرتنا

حتى علماء الفلك القدماء حاولوا إثبات أن الشريط المرئي في السماء هو جزء من قرص نجمي ضخم يدور حول مركزه. تم تسهيل هذا البيان من خلال الحسابات الرياضية الجارية. كان من الممكن الحصول على فكرة عن مجرتنا بعد آلاف السنين فقط ، عندما جاءت الأساليب الآلية لاستكشاف الفضاء لمساعدة العلم. كان الاختراق في دراسة طبيعة مجرة ​​درب التبانة من عمل الإنجليزي ويليام هيرشل. في عام 1700 ، تمكن من إثبات تجريبيًا أن مجرتنا لها شكل قرص.

بالفعل في عصرنا ، اتخذت الأبحاث منحى مختلفًا. اعتمد العلماء على مقارنة حركة النجوم التي توجد بينها مسافة مختلفة. باستخدام طريقة المنظر ، تمكن جاكوب كابتين من تحديد قطر المجرة تقريبًا ، والتي ، وفقًا لحساباته ، هي 60-70 ألف سنة ضوئية. وعليه تم تحديد مكان الشمس. اتضح أنه يقع بعيدًا نسبيًا عن المركز الهائج للمجرة وعلى مسافة مناسبة من محيط درب التبانة.

النظرية الأساسية لوجود المجرات هي نظرية عالم الفيزياء الفلكية الأمريكي إدوين هابل. يمتلك فكرة تصنيف جميع تكوينات الجاذبية ، وتقسيمها إلى مجرات إهليلجية وتشكيلات من النوع الحلزوني. تمثل المجرات الحلزونية الأخيرة المجموعة الأكثر اتساعًا ، والتي تضم تشكيلات ذات أحجام مختلفة. أكبر المجرات الحلزونية المكتشفة حديثًا هي NGC 6872 ، التي يتجاوز قطرها 552 ألف سنة ضوئية.

المستقبل والتوقعات المتوقعة

تبدو مجرة ​​درب التبانة وكأنها تشكيل جاذبية مدمج ومنظم. على عكس جيراننا ، فإن منزلنا بين المجرات هادئ تمامًا. تؤثر الثقوب السوداء بشكل منهجي على قرص المجرة ، مما يقلل من حجمه. هذه العملية مستمرة منذ عشرات المليارات من السنين ، والوقت الذي ستستمر فيه غير معروف. التهديد الوحيد الذي يخيم على مجرتنا يأتي من أقرب جار لها. مجرة أندروميدا تقترب منا بسرعة. يقترح العلماء أن تصادم نظامي الجاذبية قد يحدث في 4.5 مليار سنة.

مثل هذا الاندماج في الاجتماعات سيعني نهاية العالم الذي اعتدنا أن نعيش فيه. درب التبانة ، الأصغر ، سيبتلعها التكوين الأكبر. بدلاً من شكلين حلزونيين كبيرين ، ستظهر مجرة ​​إهليلجية جديدة في الكون. حتى ذلك الوقت ، ستكون مجرتنا قادرة على التعامل مع أقمارها الصناعية. مجرتان قزمتان - سحابة ماجلان الكبيرة والصغيرة - ستبتلعها مجرة ​​درب التبانة خلال 4 مليارات سنة.

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