إن مجرة درب التبانة هي الأكثر أهمية لعلماء الفلك ، لأنها تحتوي على النظام الشمسي ، حيث توجد الأرض. يدرس الفلكيون يوميًا درب التبانة ويقومون بالاكتشافات التي تساعد على تكوين فهم مشترك حول بنية الكون.
ما هو شكل درب التبانة؟
أثبت إدوين هابل ، عند مراقبة الفضاء ودراسة المجرات ، أنه يمكن أن يكون لها شكلين: حلزوني وبيضاوي الشكل. يبدو القرص الأول مرئيًا كقرص دوار ، يتكون من أكمام منحنية تتناسب معًا بإحكام. تنطبق درب التبانة أيضًا على هذا الرأي.
قبل اختراع التلسكوبات الراديوية ، لم تكن البشرية قادرة على تحديد حجم وشكل المجرة بدقة. بما أن الغبار موجود في الفضاء الخارجي ، فإنه يمنع مرور الضوء من النجوم. هذا يؤدي إلى أخطاء في الدراسة. ومع ذلك ، تسمح لك هذه المقاريب بمراقبة موجات الراديو التي تمر عبر الماضي.
ساعد الاختراع على تحديد المسافة الدقيقة لمعظم نجوم درب التبانة وتحديد سرعتها. بعد دمج البيانات حول كل كائن ، أصبح من الواضح أنهم يدورون جميعًا في دوامة وأنهم في أذرع منفصلة.
درب التبانة: الميزات الرئيسية
واحدة من السمات الرئيسية للمجرة تكمن في اسمها. هناك أسطورة يونانية قديمة أن تيتان كرونوس أكل الأطفال الذين أنجبهم راي منه. حزنت الأم بشدة حول هذا ، وعندما أكلت خمسة أطفال ، قررت إنقاذ زيوس ، الابن الأخير. لف ريا حجرًا في بطانية وحمله إلى كرونوس. شعر بالحزمة وطلب إطعام الطفل حتى اكتسب وزنًا. قامت الفتاة برش الحليب على حجر ، وارتدت منه ، واستقرت في السماء على شكل درب التبانة. عندما نشأ زيوس ، أطاح بالعملاق وأصبح الرئيسي بين الآلهة.
ميزة أخرى للمجرة هي القدرة على امتصاص الآخرين. حول درب التبانة ، تتحرك العديد من العناقيد النجمية الموجودة في أبراج مختلفة تدريجيًا. تقع تحت تأثير درب التبانة ويتم سحبها إلى أكمامها.
حقيقة مثيرة للاهتمام: في الوقت الحالي ، تبتلع مجرة درب التبانة مجرة قزمة تقع في كوكبة القوس.
ومع ذلك ، فإن المجرة لن تجذب دائمًا أبناء العمومة الأقل. الآن هي تتفاعل بالفعل مع أندروميدا ، وهي أكبر في الحجم. يعتقد العلماء أنه في غضون 3-4 مليار سنة ، ستصطدم المجرتان ، وسيتم ابتلاع درب التبانة.
الخصائص والمعلمات الرئيسية لدرب التبانة
نظرًا لأن النظام الشمسي داخل درب التبانة ، كانت هذه المجرة هي الأولى التي بدأ العلماء في دراستها مع ظهور التقنيات المناسبة. الآن يتم دراستها بشكل جيد ، ويتم تعيين معظم المعلمات بأقصى قدر من الدقة.
خصائص درب التبانة هي كما يلي:
- يشير إلى نوع المجرات الحلزونية ؛
- يتم تضمينها مع المجموعات القريبة في المجموعة المحلية ؛
- يبلغ قطر درب التبانة حوالي 100 ألف سنة ضوئية ؛
- للمجرة ما بين 200 و 400 مليار نجم ؛
- تقع الشمس على بعد 27000 سنة ضوئية من المركز.
- يدور النظام الشمسي حول مركز المجرة بسرعة 230 كم / ثانية ؛
- الكتلة الإجمالية لأجسام درب التبانة هي واحد ونصف تريليون كتلة شمسية.
يجب أن يكون مفهوما أنه بسبب الحجم الكبير ، قد يكون هناك خطأ في الخصائص.
حقيقة مثيرة للاهتمام: الشمس ، مع الكواكب ، تطير تمامًا حول مركز المجرة في 235 مليون سنة.
هيكل وتكوين درب التبانة
يوجد في وسط المجرة قلب ساطع يتكون من بلايين النجوم. من الصعب قياس حجمه ، لكن العلماء يعتقدون أن الطول هو عدة آلاف من الفرسخ (1 زوج = 30.86 تريليون كيلومتر). هناك أيضًا رأي مفاده أنه يوجد في وسط درب التبانة ثقب أسود.
يمر الطائر بطول 27 ألف سنة ضوئية عبر منتصف المجرة.علاوة على ذلك ، فهي تقع بزاوية 44 درجة بالنسبة للشمس. يتكون درب التبانة بشكل رئيسي من النجوم والغبار والغاز والأبراج. علاوة على ذلك ، تتم إزالة الأشياء الصغيرة من المركز.
حول درب التبانة توجد هالة مظلمة حيث توجد المجرات القزمية وعناقيد النجوم. يتأثرون بمثل هذا الشيء الكبير ويدورون بالنسبة له.
تتحرك الأكمام حول المركز ، مما يمثل قرصًا حلزونيًا. وبسبب هذا ، تكون المجرة مسطحة تمامًا عند عرضها من الجانب. هناك خمسة أكمام رئيسية:
- البجعة
- القنطور.
- برج القوس
- الجوزاء
- بيرسيوس.
يقع النظام الشمسي في ذراع أوريون ، أقرب إلى الجانب الداخلي.
الحجم
من المقبول عمومًا أن قطر درب التبانة هو 100000 سنة ضوئية و 1000 سنة ضوئية. ومع ذلك ، قبل عدة سنوات ، أجرى علماء من معهد الكناري دراسة مفصلة ووجدوا أن طول المجرة يمكن أن يكون 200،000 سنة ضوئية.
في عام 2020 ، أكمل علماء الفيزياء الفلكية دراسة جديدة ، والتي بموجبها يمكن أن يكون القطر الجديد لدرب التبانة 1،900،000 سنة ضوئية. ومع ذلك ، لم يتم تأكيد هذه المعلومات حتى الآن.
النجوم - كم عدد النجوم الموجودة في درب التبانة؟
يحتوي درب التبانة على حوالي 400 مليار نجم ، معظمها بأذرع مجاورة. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي المجرة على 25 إلى 110 مليار قزم بني. السطوع والحجم ليسا كافيين للإسناد إلى النجوم الكاملة.
وزن
حول درب التبانة ، في الهالة ، تحتوي على مادة مظلمة ، والتي تشكل معظم الكتلة. ولهذا السبب ، يصعب على العلماء حساب القيمة الدقيقة. في عام 2009 ، كان يعتقد أن كتلة المجرة 6 * 10'42 كجم.
ولكن بعد 10 سنوات ، أجريت دراسات أكثر دقة. في عام 2019 ، ثبت أنه لمدة 130،000 سنة ضوئية ، فإن هذه المعلمة أكبر مرتين.
القرص
لدراسة قرص درب التبانة بمزيد من التفصيل ، لا يزال العلماء يطورون تقنيات عالمية. بفضل هذا ، من الممكن مراقبة الأشياء على مسافات طويلة والحصول على معلومات جديدة.
حقيقة مثيرة للاهتمام: حتى الثمانينيات ، لم يثبت أن مجرة درب التبانة تنتمي إلى نوع المجرات الحلزونية. تم استلام التأكيد النهائي لذلك من قبل تلسكوب ليمان سبيتزر في العام 2005.
يبلغ طول القرص 100000 سنة ضوئية ويدور باستمرار ، وفي مناطق مختلفة يقوم بذلك بطرق مختلفة. في الوسط ، تكون الأجسام في حالة ثابتة ، ولكن عند الابتعاد ، تبدأ بعض النجوم في التحرك بسرعة 200-230 كم / ثانية ، أو حتى أسرع.
يتكون القرص المسطح بشكل أساسي من نجوم شابة لا يتجاوز عمرها عدة مليارات من السنين. يبلغ طول الأكمام نفسها 10 مليار سنة. بعيدًا عن مجرة درب التبانة ، هناك المزيد من الأشياء البالغة.
النواة
يوجد في وسط درب التبانة ختم كروي كبير طوله 27 ألف سنة ضوئية ، يسمى الانتفاخ. من المفترض أنه يحتوي على ثقب أسود كبير القوس وأخرى متوسطة الحجم. إنها محاطة بالنجوم ، والتي تجعل القلب يتوهج.
يمر الطائر عبر مركز المجرة ، ويتكون بشكل رئيسي من النجوم الحمراء القديمة جدًا. في عام 2016 ، اكتشف علماء الفلك اليابانيون ثقبًا أسود عملاقًا على مسافة 200 سنة ضوئية منه ، كتلته مائة ألف شمس. وبعد ذلك بعامين ، تم اكتشاف 12 نظامًا بالقرب من القلب ، حيث يمكن أيضًا تحديد الثقوب السوداء.
الأكمام
بما أن مجرة درب التبانة هي مجرة حلزونية ، فإن لها كمًا مستلقيًا في مستوى القرص. حولهم هالة ، وتسمى أيضًا "التاج". بما أن النظام الشمسي يقع في جلبة Orion ، داخل القرص ، لا يستطيع العلماء النظر إلى هيكله من الجانب.
ومع ذلك ، يساعد البحث المتقدم باستخدام خصائص الهيدروجين في توفير صورة نظرية لكيفية ظهور الأكمام.من المفترض أنهما قريبان من بعضهما البعض ، علاوة على ذلك ، قد يكون هناك ضعف في وجود منطقة مشتركة. ومنذ وقت ليس ببعيد ، طور الفلكيون النظرية القائلة بأن درب التبانة يمكن أن يكون له هيكل رباعي الأذرع.
هالو
تحيط الهالة بقرص مجرة درب التبانة ولها شكل كروي. ويقدر طوله في اتجاهات مختلفة من 5 إلى 10 آلاف سنة ضوئية. يحتوي على نجوم ومجموعات كبيرة في السن.
حقيقة مثيرة للاهتمام: كان يُعتقد سابقًا أن أبعد النجوم هي 100000 سنة ضوئية من قلب درب التبانة. ولكن في الآونة الأخيرة ، تم اكتشاف الأشياء في 200،000 سنة ضوئية.
يزعم أن الهالة تشكلت قبل 12 مليار سنة. يشار إلى ذلك من خلال مجموعات قديمة ، بما في ذلك ما يصل إلى مليون نجمة. تدور جميع الأجسام المتاحة داخل الكرة في مدارات مستطيلة ، تتأثر بالقرص. يمكنهم التحرك في اتجاهات مختلفة ، لكن سرعتهم منخفضة دائمًا. وإذا كان الأخير يحتوي على الكثير من الغاز والغبار الذي تتشكل منه الأجسام ، فإنه في الغالب يكون غائبًا تمامًا في الهالة. وبسبب هذا ، تم تكوين هيكلها بالكامل ، ولا تظهر النجوم الجديدة فيها.
اللمعان
مثل معظم الأشياء في الكون ، فإن درب التبانة لها سطوع معين ، والذي يبلغ حوالي 21 م. ستنتج نفس القيمة إذا قمت بدمج الضوء من 10 مليار شمس. ينبعث من وهج مماثل لمبة تبلغ قوتها 8.3 * 10 و 36 واط.
مكان درب التبانة في الكون
في عام 2015 ، قرر علماء من معهد هاواي الفلكي تحديد الموقع الدقيق لدرب التبانة في الكون. بالإضافة إلى حقيقة أن المجرة تنتمي إلى المجموعة المحلية ، فهي جزء من Lanyakeya. هذه مساحة 500 مليون سنة ضوئية ، حيث توجد مئات الآلاف من مجموعات النجوم.
حقيقة مثيرة للاهتمام: كتلة Laniakei أكبر 100 مرة من كتلة مجموعة كبيرة من العذراء.
لكن Laniakeia أبعد ما يكون عن أكبر كائن في الكون. إنها ليست سوى جزء من الكتلة الحوتية الفائقة ، والتي بدورها جزء من مجموعة الحوت - المناطق المكانية حيث يتركز عدد كبير من المجرات.
لا يزال العلماء لا يستطيعون تتبع حركة الأجسام بدقة داخل Laniakei. في الوقت الحالي ، يُعتقد أن درب التبانة يتحرك تدريجيًا إلى داخل الكتلة.
مجرة درب التبانة وما يحيط بها
منذ حدوث الانفجار الكبير وتشكيل الكون ، فإن جميع الأجسام في الفضاء في حركة مستمرة. بعضها قديم لدرجة أنهم تمكنوا بالفعل من اجتياز معظم طريقهم ، في حين أن البعض الآخر بدأ للتو في التكون.
قبل بضعة قرون فقط ، اعتقد الفلكيون أن درب التبانة هو الكون ، ولا يوجد شيء خارج حدوده. لكن اختراع تلسكوبات أكثر حداثة جعل من الممكن معرفة أن هناك مجرات أخرى.
درب التبانة محاطة بأشياء تشكل جزءًا من المجموعة المحلية. أكبرها هو أندروميدا ، حجمها ضعف حجمها. أيضا في المسافة المجرة الحلزونية للمثلث. حول هذه الأشياء هي سواتلها. يتم تمثيلهم كمجموعات قزم تتحرك.
تشمل المجموعة المحلية أيضًا مجرات غير منتظمة وبيضاوية الشكل تقع في بعض الأبراج.
الطبقة والهيكل العام
وفقًا لفئة درب التبانة ، فإنه يشير إلى المجرات الحلزونية مع مرور الطائر عبر المركز. يعتبر هذا النوع هو الأكثر شيوعًا في الكون. تشكل اللوالب حوالي 56٪ من إجمالي عدد المجرات ، و 65٪ منها بها رابط.
يوجد في مركز درب التبانة قلب نشط يطلق كمية كبيرة من الطاقة في الفضاء. حولها قرص يتكون من الغاز والغبار والأشياء تدور بسرعة عالية. بالقرب من المركز يوجد انتفاخ يمر من خلال الطائر. يتكون من عدد كبير من النجوم العملاقة.
حقيقة مثيرة للاهتمام: الانتفاخ هو ألمع مكون لدرب التبانة ، لكن ضوءه غير مرئي من الأرض بسبب الذراعين.
يمر الطائر من خلال الانتفاخ الذي تعلق به الأكمام. تتركز فيه كمية كبيرة من الغاز ، بسبب النجوم الجديدة التي لا تزال تظهر هنا. تدور الأشياء داخل الذراعين بسرعات مختلفة ، ويمكن تسمية المنطقة التي يقع فيها النظام الشمسي بأنها الأكثر هدوءًا. لا توجد مجموعات كبيرة من غبار المجرات تؤثر سلبًا على النجوم والكواكب.
حول القرص المرئي لدرب التبانة توجد هالة - منطقة كروية عملاقة توجد فيها مجموعات لمرة واحدة. كما أنها تتحرك بالنسبة لمركز المجرة ، ولكن بشكل أبطأ وعشوائي من الأجسام الموجودة داخل القرص. منذ وقت ليس ببعيد ، وجد علماء الفلك أن التجمعات داخل الهالة هي مجرات قزمة سابقة ابتلعتها درب التبانة.
النماذج النظرية لمجراتنا
حتى في العصور القديمة ، اعتقد العلماء أن النجوم في سماء الليل هي جزء من كل واحد ، وكلها تتحرك تحت التأثير المتبادل. ومع ذلك ، لم تكن التكنولوجيا في ذلك الوقت كافية لبناء نموذج دقيق للمجرة. لم يكن وليام هيرشل قادرًا حتى عام 1700 على إثبات أن مجرة درب التبانة على شكل قرص.
في النصف الثاني من القرن التاسع عشر ، ألف الفلكي جاكوب كورنيلي كابتين نموذجًا نظريًا للمجرة. كان طوله 70 ألف سنة ضوئية. كما أثبت العالم أن النظام الشمسي ليس قريبًا من القلب ، ولكنه بعيد عنه.
في النصف الأول من القرن العشرين ، قرر إدوين هابل أن المجرات تتحرك في الفضاء. كما قام بتقسيمها إلى دوامة وبيضاوية الشكل. كانت هذه المعلومات كافية لتحديد نوع درب التبانة في المستقبل ووضع نموذجها ، وهو الأكثر موثوقية.
مكان الشمس في المجرة
كما ذكر أعلاه ، لا يقع النظام الشمسي في قلب درب التبانة. ظهرت الشمس بين ذراعي القوس وبرسيوس. فروعها الحلزونية على بعد 4 آلاف سنة ضوئية.
يقع النظام الشمسي بالقرب من حافة القرص المجري منه إلى المركز. وتبعد مسافة هذا الأخير عن 28 ألف سنة ضوئية. تتحرك الشمس تدريجيًا حول قلب درب التبانة ، وتستغرق ثورة كاملة أكثر من 220 مليون سنة. هذا يشير إلى أن الأرض من لحظة ظهورها طارت حول المجرة حوالي 30 مرة.
تقع الشمس في منطقة درب التبانة ، حيث تتحرك الفروع والأجسام الحلزونية بنفس السرعة. وبسبب هذا ، لا يتعرض النجم والكواكب للتعرض المستمر للغاز والغبار والمواد الأخرى. يعتقد العلماء أن النظام الشمسي محظوظ جدًا للظهور في هذه المنطقة ، وإلا فسيكون من المستحيل وجود كائنات حية على الأرض.
موقع نجمة
أي نجوم يمكن للعين البشرية رؤيتها في السماء تقع في منطقة ذراع الجبار. كقاعدة ، في الإضاءة الجيدة ، يمكنك رؤية حوالي 9 آلاف نجمة.
يوجد عدد كبير من الأضواء في وسط المجرة ، ولهذا السبب ينبعث منها مثل هذا الضوء الساطع. علاوة على ذلك ، يتم توزيع الأشياء الأصغر على طول القرص والتي تعد جزءًا من الأبراج المختلفة وتتعلق بأحد الذراعين.
هناك أيضًا نجوم في الهالة ، لكن عددهم صغير جدًا مقارنة بتلك التي تعيش في المركز. إذا كانت التكتلات الموجودة في الأكمام يمكن أن تصل إلى عدة مليارات ، فإن المنطقة المظلمة تُحسب الملايين. علاوة على ذلك ، فإن معظم النجوم في الهالة عاشوا معظم حياتهم بالفعل ، ويعتبرون كبار السن.
تاريخ درب التبانة ومستقبله
لا يمكن للعلماء تحديد العمر الدقيق لدرب التبانة ، لكن المجرة تعتبر قديمة جدًا. والدليل على ذلك هو النجم HD 140283. وهو يقع في منطقته وهو أصغر بـ 100 مليون سنة فقط من الكون.
وجد أن جميع المواد الموجودة في درب التبانة وهي جزء من أجسادها ، كانت تنتمي سابقًا إلى نجوم أخرى. ومع ذلك ، فإن الأخير لم يدم طويلاً وانفجر.تم اجتذاب الغازات المنبعثة في الغلاف الجوي تدريجيًا حتى شكلت مجرة.
عندما تشكل درب التبانة ، أخذ امتصاص رفاقه - المجرات القزمة. حتى الآن ، قطبها الجنوبي يسحب الغازات تدريجياً من كلا الغيوم ماجلان.
وفقا للعلماء ، عاشت المجرة بالفعل نصف الوقت المخصص لها. في مناطقها ، لم يتبق غازًا عمليًا لتكوين نجوم جديدة. ومع ذلك ، فإن هذا الأخير لا يزال صغيرًا جدًا ، لذلك يمكن أن يتواجدوا لفترة طويلة. من المتوقع أن تخرج النجوم في حوالي 5 مليار سنة. ثم ستبدأ درب التبانة في الاقتراب من أندروميدا. ستقوم كلتا المجرتين بالاستيعاب المتبادل ، ومع ذلك ، نظرًا للحجم الكبير ، من المرجح أن تظهر الأخيرة منتصرة من هذه المواجهة.
لكن الفلكيين لا يضمنون أن الأحداث ستتطور وفقًا لهذا السيناريو. بالنظر إلى أنهم لا يزالون يبلغون عدة مليارات من السنين ، خلال هذه الفترة الزمنية ، يمكن أن يتغير كل شيء بشكل جذري.
الأساطير
أساطير البلدان المختلفة لها أساطيرها الخاصة حول ظهور درب التبانة. في بعض الدول العربية هناك قصة عن الإله فاهجن الذي سرق القش من برشام واختبأ منها في السماء. هرباً ، فقد تدريجياً الأغصان والقصب الذي شكل المجرة.
في المجر ، يعتقدون أن نجوم درب التبانة هي شرارات من تحت حوافر حصان أتيلا ، الذي نزل من السماء لمساعدة السيقان. في الهند ، هناك اعتقاد بأن المجرة تشكلت نتيجة لانسكاب البقرة الوردية في السماء. في الصين واليابان ، هناك أساطير مفادها أن مجرة درب التبانة هي نهر يمتد عبر السماء. في الأساطير الماورية ، كان يعتبر قاربًا تبحر فيه الآلهة عبر السماء.
كان الهنود مقتنعين بأن المجرة تتكون من رماد. كان مبعثرًا بشكل خاص من قبل فتاة أرادت أن تظهر للجنود الطريق إلى المنزل. في فنلندا ، اعتقدوا أن درب التبانة تشكلت نتيجة لرحلات الطيور عبر السماء. أيضًا ، غالبًا ما تربط الدول الأخرى مظهر المجرة بالطيور وقدرتها على الطيران.
