يقول علماء الفلك أنه بالعين المجردة يمكن للإنسان أن يرى حوالي 4.5 ألف نجم. وهذا، على الرغم من حقيقة أنه لم يتم الكشف أمام أعيننا إلا عن جزء صغير من واحدة من أكثر الصور المدهشة والمجهولة في العالم: ففي مجرة درب التبانة وحدها يوجد أكثر من مائتي مليار. الأجرام السماوية(العلماء لديهم الفرصة لمراقبة مليارين فقط).
درب التبانةهي مجرة حلزونية قضيبية، تمثل نظامًا نجميًا ضخمًا مرتبطًا بالجاذبية في الفضاء. إلى جانب مجرتي المرأة المسلسلة والمثلث المجاورتين وأكثر من أربعين مجرة قزمة تابعة، فهي جزء من عنقود العذراء العملاق.
يتجاوز عمر مجرة درب التبانة 13 مليار سنة، وفي هذه الفترة تشكلت فيها من 200 إلى 400 مليار نجم وكوكبة، أكثر من ألف سحابة غازية ضخمة وعناقيد وسدم. إذا نظرت إلى خريطة الكون، يمكنك أن ترى أن درب التبانة معروضة عليها على شكل قرص يبلغ قطره 30 ألف فرسخ فلكي (1 فرسخ فلكي يساوي 3.086 * 10 أس 13 كيلومترًا) ويبلغ متوسط سمكها حوالي ألف سنة ضوئية (واحدة سنة ضوئيةما يقرب من 10 تريليون كيلومتر).
يجد علماء الفلك صعوبة في الإجابة بالضبط عن وزن المجرة منذ ذلك الحين معظمالوزن ليس موجودًا في الأبراج، كما كان يُعتقد سابقًا، ولكن في المادة المظلمة، التي لا تنبعث منها أو تتفاعل مع الإشعاع الكهرومغناطيسي. ووفقا لحسابات تقريبية للغاية، يتراوح وزن المجرة من 5*1011 إلى 3*1012 كتلة شمسية.
مثل كل الأجرام السماوية، تدور مجرة درب التبانة حول محورها وتتحرك حول الكون. وينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أنه عند التحرك، تصطدم المجرات باستمرار مع بعضها البعض في الفضاء والمجرات التي لديها المزيد أحجام كبيرة، تمتص النجوم الأصغر منها، أما إذا تطابقت أحجامها فإن تكوين النجوم النشط يبدأ بعد الاصطدام.
وهكذا، يقترح علماء الفلك أنه خلال 4 مليارات سنة، ستصطدم مجرة درب التبانة في الكون بمجرة المرأة المسلسلة (تقتربان من بعضهما البعض بسرعة 112 كم/ثانية)، مما يتسبب في ظهور كوكبات جديدة في الكون.
أما بالنسبة للحركة حول محورها فإن مجرة درب التبانة تتحرك بشكل غير متساو وحتى فوضوي في الفضاء، حيث أن كل نظام نجمي أو سحابة أو سديم موجود فيها له سرعته ومداراته الخاصة أنواع مختلفةوالأشكال.
هيكل المجرة
إذا نظرت عن كثب إلى خريطة الفضاء، يمكنك أن ترى أن مجرة درب التبانة مضغوطة جدًا في المستوى وتبدو وكأنها "صحن طائر" ( النظام الشمسيتقع تقريبًا على حافة النظام النجمي). تتكون مجرة درب التبانة من نواة وقضيب وقرص وأذرع حلزونية وتاج.
جوهر
يقع النواة في كوكبة القوس، حيث يوجد مصدر للإشعاع غير الحراري، وتبلغ درجة حرارته حوالي عشرة ملايين درجة - وهي ظاهرة مميزة فقط لنواة المجرات. يوجد في وسط القلب ضغط - انتفاخ يتكون من عدد كبيرالنجوم القديمة تتحرك في مدار طويل، والعديد منها في نهاية دورة حياتها.
لذلك، منذ بعض الوقت، اكتشف علماء الفلك الأمريكيون منطقة تبلغ مساحتها 12 × 12 فرسخًا فلكيًا، تتكون من كوكبات ميتة ومحتضرة.
في قلب النواة يوجد جسم فائق الكتلة الثقب الأسود(منطقة في الفضاء الخارجي تتمتع بجاذبية قوية لدرجة أن الضوء حتى غير قادر على تركها)، ويدور حولها ثقب أسود أصغر. معا هم أقوياء جدا تأثير الجاذبيةإلى النجوم والأبراج الموجودة على مسافة ليست بعيدة عنها، والتي تتحرك بطرق غير معتادة لها الأجرام السماويةالمسارات في الكون.
كما يتميز مركز درب التبانة بتركيز قوي للغاية من النجوم، والمسافة بينها أقل بعدة مئات المرات من محيطها. إن سرعة حركة معظمها مستقلة تمامًا عن مدى بعدها عن القلب، وبالتالي متوسط السرعةتتراوح سرعة الدوران من 210 إلى 250 كم / ثانية.
سترة او قفاز او لاعب قفز
عبور يبلغ طوله 27 ألف سنة ضوئية جزء مركزيالمجرات بزاوية 44 درجة ل خط مشروطبين الشمس وجوهر درب التبانة. وتتكون بشكل رئيسي من النجوم الحمراء القديمة (حوالي 22 مليون)، وتحيط بها حلقة غازية تحتوي على معظم النجوم الهيدروجين الجزيئي، وبالتالي هي المنطقة التي تتشكل فيها النجوم العدد الأكبر. وفقا لإحدى النظريات، يحدث مثل هذا التكوين النجمي النشط في الجسر لأنه يمرر الغاز من خلاله، والذي تولد منه الأبراج.
القرص
درب التبانة عبارة عن قرص يتكون من الأبراج والسدم الغازية والغبار (يبلغ قطرها حوالي 100 ألف سنة ضوئية وسمكها عدة آلاف). يدور القرص بشكل أسرع بكثير من الإكليل الموجود عند أطراف المجرة، بينما تكون سرعة الدوران على مسافات مختلفة من النواة غير متساوية وفوضوية (تتراوح من الصفر في النواة إلى 250 كم/ساعة على مسافة 2 منها ألف سنة ضوئية). وتتركز سحب الغاز، وكذلك النجوم والأبراج الشابة، بالقرب من مستوى القرص.
مع الخارجتحتوي مجرة درب التبانة على طبقة من الهيدروجين الذري تمتد في الفضاء على بعد ألف ونصف سنة ضوئية من الحلزونات الخارجية. على الرغم من حقيقة أن هذا الهيدروجين أكثر سمكًا بعشر مرات من مركز المجرة، إلا أن كثافته أقل بعدة مرات. وفي أطراف مجرة درب التبانة، تم اكتشاف تراكمات غازية كثيفة تصل درجة حرارتها إلى 10 آلاف درجة مئوية، وتتجاوز أبعادها عدة آلاف من السنين الضوئية.
الأكمام الحلزونية
مباشرة خلف حلقة الغاز توجد خمسة أذرع حلزونية رئيسية للمجرة، يتراوح حجمها من 3 إلى 4.5 ألف فرسخ فلكي: الدجاجة، وبيرسيوس، وأوريون، والقوس، والقنطور (تقع الشمس من داخلذراعي أوريون). يقع الغاز الجزيئي بشكل غير متساو في الذراعين ولا يطيع دائمًا قواعد دوران المجرة، مما يؤدي إلى حدوث أخطاء.
تاج
تظهر هالة درب التبانة على شكل هالة كروية تمتد من خمس إلى عشر سنوات ضوئية خارج المجرة. تتكون الهالة من مجموعات كروية، وأبراج، ونجوم فردية (معظمها قديمة ومنخفضة الكتلة)، ومجرات قزمة، وغاز ساخن. وتتحرك جميعها حول النواة في مدارات طويلة، في حين أن دوران بعض النجوم يكون عشوائيًا للغاية لدرجة أنه حتى سرعة النجوم القريبة يمكن أن تختلف بشكل كبير، لذا فإن الإكليل يدور ببطء شديد.
وبحسب إحدى الفرضيات، فإن الإكليل نشأ نتيجة امتصاص مجرات أصغر حجما من قبل مجرة درب التبانة، وبالتالي فهو بقاياها. ووفقا للبيانات الأولية، فإن عمر الهالة يتجاوز اثني عشر مليار سنة وهو نفس عمر درب التبانة، وبالتالي فإن تكوين النجوم هنا قد اكتمل بالفعل.
الفضاء النجمي
إذا نظرت إلى السماء المرصعة بالنجوم ليلاً، فيمكن رؤية درب التبانة من أي نقطة على الإطلاق الكرة الأرضيةعلى شكل شريط ذو لون فاتح (بما أن نظامنا النجمي يقع داخل ذراع أوريون، فإن جزءًا فقط من المجرة متاح للعرض).
وتظهر خريطة درب التبانة أن شمسنا تقع تقريبا على قرص المجرة، عند حافتها القصوى، وتبلغ بعدها عن النواة من 26-28 ألف سنة ضوئية. بالنظر إلى أن الشمس تتحرك بسرعة حوالي 240 كم / ساعة، للقيام بدورة واحدة، فإنها تحتاج إلى قضاء حوالي 200 مليون سنة (طوال فترة وجودها بأكملها، لم يطير نجمنا حول المجرة ثلاثين مرة).
ومن المثير للاهتمام أن كوكبنا يقع في دائرة كوروتيشن - وهو مكان تتزامن فيه سرعة دوران النجوم مع سرعة دوران الأذرع، لذلك لا تترك النجوم هذه الأذرع أو تدخلها أبدًا. وتتميز هذه الدائرة ب مستوى عالالإشعاع، لذلك يعتقد أن الحياة لا يمكن أن تنشأ إلا على الكواكب التي يوجد بالقرب منها عدد قليل جدًا من النجوم.
تنطبق هذه الحقيقة أيضًا على أرضنا. نظرًا لكونها على الهامش ، فهي تقع في مكان هادئ إلى حد ما في المجرة ، وبالتالي لم تخضع لعدة مليارات من السنين تقريبًا للكوارث العالمية التي يكون الكون غنيًا بها. ولعل هذا هو أحد الأسباب الرئيسية التي جعلت الحياة قادرة على النشوء والبقاء على كوكبنا.
محتوى المقال
درب التبانة،توهج ضبابي في سماء الليل من مليارات النجوم في مجرتنا. يحيط شريط درب التبانة بالسماء في حلقة واسعة. يمكن رؤية درب التبانة بشكل خاص بعيدًا عن أضواء المدينة. في نصف الكرة الشمالي، من المناسب مراقبته حوالي منتصف الليل في يوليو، في الساعة 10 مساءً في أغسطس أو في الساعة 8 مساءً في سبتمبر، عندما يكون الصليب الشمالي لكوكبة الدجاجة بالقرب من الذروة. بينما نتبع خط مجرة درب التبانة المتلألئ شمالًا أو شمالًا شرقيًا، نمر بكوكبة ذات الكرسي على شكل حرف W ونتجه نحو النجم الساطع كابيلا. خلف كابيلا، يمكنك أن ترى كيف يمر الجزء الأقل اتساعًا وإشراقًا من درب التبانة قليلاً شرق الحزامأوريون ويميل نحو الأفق ليس بعيدا عن سيريوس، ألمع نجم في السماء. يمكن رؤية الجزء الأكثر سطوعًا من مجرة درب التبانة في الجنوب أو الجنوب الغربي في الأوقات التي يكون فيها صليب الشمال في سماء المنطقة. وفي الوقت نفسه، يظهر فرعان من مجرة درب التبانة، تفصل بينهما فجوة مظلمة. تقع سحابة Scutum، التي أطلق عليها E. Barnard "جوهرة درب التبانة"، في منتصف الطريق إلى ذروة، وتحت الأبراج الرائعة القوس والعقرب.
لسوء الحظ، لا يمكن للمراقبين الوصول إلى الأجزاء الأكثر سطوعًا في مجرة درب التبانة نصف الكرة الشمالي. لرؤيتها، عليك الذهاب إلى خط الاستواء، أو حتى الأفضل، أن تضع نفسك بين خطي عرض 20 و40 درجة جنوبًا. ومشاهدة السماء تقريبا. الساعة 10 مساءً في أواخر أبريل أو أوائل مايو. عاليا في السماء هو الصليب الجنوبي، ومنخفض في الشمال الغربي سيريوس. ويمر بينهما درب التبانة الخافت والضيق، لكنه يصبح أكثر إشراقا وأكثر إثارة للاهتمام عند 30 درجة غرب الصليب الجنوبي، في كوكبة كارينا. ومع ارتفاع برج القوس والعقرب في الشرق، تظهر الأجزاء الأكثر سطوعًا وروعة في مجرة درب التبانة. يمكن رؤية المنطقة الأكثر روعة في وقت متأخر من المساء في شهري يونيو ويوليو، عندما تقع سحابة القوس بالقرب من ذروتها. على خلفية التوهج الموحد الذي تسببه آلاف وآلاف النجوم البعيدة غير المرئية بالعين، يمكن ملاحظة السحب الداكنة و"العروق" من الغبار الكوني البارد. يجب على أي شخص يريد أن يفهم بنية مجرتنا أن يأخذ الوقت الكافي لمراقبة درب التبانة - هذه الظواهر السماوية الرائعة والأكثر فخامة.
لتمييز عدد لا يحصى من النجوم التي تشكل درب التبانة، كل ما تحتاجه هو منظار أو تلسكوب صغير. أعلى تركيزلوحظت النجوم والحد الأقصى لعرض درب التبانة في كوكبتي القوس والعقرب. وهي الأقل سكانًا بالنجوم الجانب المعاكسالسماء - بالقرب من حزام أوريون وكابيلا. دقيق الملاحظات الفلكيةتأكيد الانطباع البصري الأول: يمثل شريط درب التبانة المستوى المركزي لقرص عملاق على شكل قرص نظام النجوم- مجرتنا والتي يطلق عليها غالباً "مجرة درب التبانة". أحد نجومها هو شمسنا، التي تقع بالقرب من المستوى المركزي للمجرة. ومع ذلك، فإن الشمس ليست في مركز قرص المجرة، بل على مسافة الثلثين من مركزها إلى الحافة. تقع النجوم التي تشكل مجرة درب التبانة على مسافات مختلفة من الأرض: بعضها لا يزيد عن 100 سنة ضوئية. سنوات، ويتم إزالة معظمها بمقدار 10000 سيفرت. سنوات وحتى أبعد من ذلك. تشير السحابة النجمية في برج القوس والعقرب إلى اتجاه مركز المجرة، التي تقع على بعد 30 ألف سنة ضوئية تقريبًا من الأرض. سنين. يبلغ قطر المجرة بأكملها 100000 سنة ضوئية على الأقل. سنين.
تكوين درب التبانة.
تتكون المجرة بشكل أساسي من نجوم تشبه الشمس إلى حد ما. بعضها أضخم من الشمس بعدة مرات ويتوهج أكثر سطوعًا بآلاف المرات، والبعض الآخر أقل كتلة بعدة مرات ويتوهج أضعف بآلاف المرات. تعتبر الشمس، في كثير من النواحي، نجمًا متوسطًا. اعتمادا على درجة حرارة السطح، والنجوم لديها لون مختلف: النجوم الزرقاء والبيضاء هي الأكثر سخونة (20.000-40.000 كلفن)، والنجوم الحمراء هي الأبرد (حوالي 2500 كلفن).
تشكل بعض النجوم مجموعات تسمى العناقيد النجمية. وبعضها يمكن رؤيته بالعين المجردة، مثل الثريا. هذه مجموعة مفتوحة نموذجية؛ عادةً ما تحتوي هذه العناقيد على ما بين 50 إلى 2000 نجم. بالإضافة إلى العناقيد المفتوحة، هناك عناقيد كروية أكبر بكثير تحتوي على ما يصل إلى عدة ملايين من النجوم. تختلف هذه المجموعات بشكل كبير في العمر والتكوين النجمي. المجموعات المفتوحة صغيرة نسبيًا: عمرها النموذجي هو كاليفورنيا. 10 ملايين سنة، أي. نعم. 1/500 عمر الأرض والشمس. أنها تحتوي على العديد من النجوم الساطعة الضخمة. مجموعات كرويةقديمة جدًا: لقد مر 10-15 مليار سنة منذ تكوينها، أي. وهي تتألف من أقدم النجوم في المجرة، والتي لم يبق منها سوى النجوم ذات الكتلة المنخفضة. وتقع العناقيد المفتوحة بالقرب من مستوى المجرة، حيث يوجد الكثير من الغاز بين النجوم الذي تتشكل منه النجوم. تملأ العناقيد الكروية الهالة المجرية المحيطة بالقرص وتتركز بشكل ملحوظ نحو مركز المجرة.
تبلغ كتلة المجرة 2H 10 11 كتلة شمسية على الأقل. هذه في الغالب نجوم، لكن 5٪ من كتلتها عبارة عن مادة بين النجوم - غاز وغبار. المادة بين النجوميملأ الفراغ بين النجوم في قرص المجرة بسمك يقارب . 600 ش. سنوات، وداخل القرص يتركز باتجاه الأذرع الحلزونية للمجرة. يتم دمج جزء كبير من المادة بين النجوم في السحب الباردة الضخمة، في أعماقها التي تتشكل النجوم.
مجرة درب التبانة هي واحدة من مئات الملايين من الأنظمة النجمية المماثلة المكتشفة في الكون باستخدام التلسكوبات الكبيرة. غالبًا ما يطلق عليه "نظامنا النجمي". تشير إلى المجرات الكبيرةذات دوران سريع وأذرع حلزونية واضحة تتركز فيها النجوم الشابة الساخنة وسحب الغاز التي تسخن بفعل إشعاعاتها، والتي تسمى "السدم الانبعاثية". باستخدام التلسكوبات البصرية، لا يمكن دراسة المجرة بأكملها، لأن الضوء لا يخترق السحب الكثيفة بين النجوم من الغاز والغبار، والتي تكثر بشكل خاص باتجاه مركز المجرة. ولكن ل الأشعة تحت الحمراءوانبعاثات الراديو، والغبار ليس عائقًا: بمساعدة التلسكوبات المناسبة، من الممكن استكشاف المجرة بأكملها وحتى اختراق قلبها الكثيف. أظهرت الملاحظات أن النجوم والغازات الموجودة في قرص المجرة تتحرك بسرعة حوالي 250 كم/ث حول مركز المجرة. تتحرك شمسنا والكواكب بنفس السرعة أيضًا، مما يؤدي إلى حدوث ثورة واحدة حول مركز المجرة خلال حوالي 200 مليون سنة.
درب التبانة هي مجرتنا الأم، التي يقع فيها النظام الشمسي، وفيها يقع كوكب الأرض، والذي يعيش عليه الناس. يعود الى المجرات الحلزونيةباريد وهو عضو في المجموعة المحلية للمجرات إلى جانب مجرة المرأة المسلسلة ومجرة المثلث و40 مجرة قزمة. ويبلغ قطر مجرة درب التبانة 100 ألف سنة ضوئية. هناك حوالي 200-400 مليار نجم في مجرتنا. يقع نظامنا الشمسي على مشارف القرص المجري، في مكان هادئ نسبيا سمح بنشوء الحياة على كوكبنا. ربما لسنا الوحيدين الذين يعيشون في درب التبانة، ولكن يبقى أن نرى ذلك. على الرغم من أن تاريخ البشرية بأكمله في محيط الكون ليس أكثر من مجرد تموج بالكاد ملحوظ، إلا أنه من المثير للاهتمام بالنسبة لنا استكشاف درب التبانة ومتابعة تطورات الأحداث في مجرتنا الأصلية.
تمكن علماء فلك من وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) من حساب الكتلة التقريبية لمجرتنا بشكل أكثر دقة. وتبين أن حجمها كان ضعف ما تنبأت به النتائج الدراسات السابقة. كم ثمن؟ تضاعف تقريبا. وتشير نتائج دراسة أجريت عام 2016 إلى أن كتلة درب التبانة يمكن أن تصل إلى حوالي 750 مليار كتلة شمسية. يشير متخصصو وكالة الفضاء الأوروبية إلى رقم مختلف – حوالي 1.5 تريليون. لماذا هذا الاختلاف؟
في عصرنا، المضاء بمئات المصابيح الكهربائية، لا تتاح لسكان المدينة فرصة رؤية درب التبانة. هذه الظاهرة، التي تظهر في سمائنا فقط خلال فترة معينة من السنة، لا يتم ملاحظتها إلا على نطاق واسع المستوطنات. في خطوط العرض لدينا يكون الجو جميلًا بشكل خاص في أغسطس. في الشهر الماضيوفي الصيف، ترتفع مجرة درب التبانة فوق الأرض على شكل قوس سماوي عملاق. يبدو هذا الشريط الضعيف والضبابي من الضوء أكثر كثافة وإشراقًا في اتجاه برج العقرب والقوس، وأكثر شحوبًا وانتشارًا بالقرب من فرساوس.
لغز النجمة
درب التبانة هو ظاهرة غير عاديةالذي لم ينكشف سره للناس طوال سلسلة من القرون. في أساطير وأساطير العديد من الشعوب كان يطلق عليه بشكل مختلف. كان التوهج المذهل هو جسر النجوم الغامض المؤدي إلى السماء، وطريق الآلهة والنهر السماوي السحري الذي يحمل الحليب الإلهي. وفي الوقت نفسه، اعتقدت جميع الشعوب أن درب التبانة شيء مقدس. تم عبادة الإشراق. حتى المعابد بنيت على شرفه.
قليل من الناس يعرفون أن شجرة رأس السنة الجديدة لدينا هي صدى لطوائف الناس الذين عاشوا في العصور السابقة. وبالفعل، كان يُعتقد في العصور القديمة أن مجرة درب التبانة هي محور الكون أو الشجرة العالمية التي تنضج النجوم على أغصانها. ولهذا السبب قاموا في بداية الدورة السنوية بتزيين شجرة عيد الميلاد. وكانت الشجرة الأرضية تقليدًا لشجرة السماء المثمرة إلى الأبد. أعطت مثل هذه الطقوس الأمل لصالح الآلهة وحصاد جيد. كانت أهمية درب التبانة كبيرة جدًا بالنسبة لأسلافنا.
الافتراضات العلمية
ما هي مجرة درب التبانة؟ تاريخ الاكتشاف هذه الظاهرةيعود تاريخها إلى ما يقرب من 2000 سنة. كما أطلق أفلاطون على هذا الشريط من الضوء اسم خط التماس الذي يربط بين نصفي الكرة السماوية. وعلى النقيض من ذلك، جادل أناكساجوراس وديموكسيد بأن درب التبانة (سننظر إلى لونها) هي نوع من إضاءة النجوم. هي زخرفة سماء الليل. وأوضح أرسطو أن مجرة درب التبانة هي وهج الأبخرة القمرية المضيئة في هواء كوكبنا.
وكان هناك العديد من الافتراضات الأخرى. وهكذا قال الروماني ماركوس مانيليوس إن درب التبانة عبارة عن كوكبة من الأجرام السماوية الصغيرة. وهو الأقرب إلى الحقيقة، لكنه لم يستطع تأكيد افتراضاته في تلك الأيام التي كانت فيها السماء لا تُرى إلا بالعين المجردة. اعتقد جميع الباحثين القدماء أن مجرة درب التبانة كانت جزءًا من النظام الشمسي.
اكتشاف غاليليو
كشفت درب التبانة سرها فقط في عام 1610. وفي ذلك الوقت تم اختراع التلسكوب الأول الذي استخدمه جاليليو جاليلي. ورأى العالم الشهير من خلال الجهاز أن مجرة درب التبانة عبارة عن مجموعة حقيقية من النجوم، والتي عند مشاهدتها بالعين المجردة، تندمج في شريط مستمر وامض بشكل خافت. حتى أن جاليليو تمكن من شرح عدم تجانس بنية هذه الفرقة.
وكان سببه وجود ظاهرة سماويةليس فقط مجموعات النجوم. هناك أيضًا سحب داكنة هناك. إن الجمع بين هذين العنصرين يخلق صورة مذهلة لظاهرة ليلية.
اكتشاف ويليام هيرشل
استمرت دراسة مجرة درب التبانة حتى القرن الثامن عشر. خلال هذه الفترة، كان الباحث الأكثر نشاطًا هو ويليام هيرشل. كان الملحن والموسيقي الشهير يعمل في صناعة التلسكوبات ودرس علم النجوم. الاكتشاف الأكثر أهميةأصبح هيرشل الخطة العظيمة للكون. وقد رصد هذا العالم الكواكب من خلال التلسكوب وقام بإحصائها مناطق مختلفةسماء. أدت الأبحاث إلى استنتاج مفاده أن مجرة درب التبانة هي نوع من الجزيرة النجمية التي تقع فيها شمسنا. حتى أن هيرشل رسم خطة تخطيطية لاكتشافه. في الشكل، تم تصوير نظام النجوم على شكل حجر الرحى وكان ممدود ذو شكل غير منتظم. وفي الوقت نفسه كانت الشمس داخل هذه الحلقة التي تحيط بعالمنا. هذه هي بالضبط الطريقة التي تصور بها جميع العلماء مجرتنا حتى بداية القرن الماضي.
فقط في عشرينيات القرن العشرين، تم نشر عمل جاكوبوس كابتين، الذي تم فيه وصف درب التبانة بأكبر قدر من التفاصيل. في الوقت نفسه، قدم المؤلف رسمًا تخطيطيًا للجزيرة النجمية، مشابهًا قدر الإمكان للرسم المعروف لنا حاليًا. نعلم اليوم أن مجرة درب التبانة هي مجرة تحتوي على النظام الشمسي والأرض وتلك النجوم الفردية التي يمكن للإنسان رؤيتها بالعين المجردة.
هيكل المجرات
مع تطور العلم التلسكوبات الفلكيةأصبح أكثر وأكثر قوة. وفي الوقت نفسه، أصبحت بنية المجرات المرصودة واضحة بشكل متزايد. اتضح أنهم ليسوا متشابهين مع بعضهم البعض. وكان بعضهم غير صحيح. هيكلهم لم يكن لديه التماثل.
كما تم رصد المجرات الإهليلجية والحلزونية. إلى أي نوع من هذه الأنواع تنتمي مجرة درب التبانة؟ هذه هي مجرتنا، وكوننا في الداخل، من الصعب جدًا تحديد هيكلها. ومع ذلك، فقد وجد العلماء إجابة لهذا السؤال. الآن نحن نعرف ما هي مجرة درب التبانة. تم تعريفه من قبل الباحثين الذين أثبتوا أنه قرص ذو نواة داخلية.
الخصائص العامة
مجرة درب التبانة هي مجرة حلزونية. علاوة على ذلك، فهو يحتوي على جسر على شكل قوة جاذبية ضخمة ومترابطة.
ويعتقد أن مجرة درب التبانة كانت موجودة منذ أكثر من ثلاثة عشر مليار سنة. وهي الفترة التي تشكلت فيها حوالي 400 مليار كوكبة ونجم، وأكثر من ألف سديم غازي وعناقيد وغيوم ضخمة في هذه المجرة.
ويظهر شكل مجرة درب التبانة بوضوح على خريطة الكون. وبالفحص يتبين أن هذا العنقود من النجوم عبارة عن قرص يبلغ قطره 100 ألف سنة ضوئية (السنة الضوئية الواحدة تساوي عشرة تريليون كيلومتر). ويبلغ سمكها 15 ألفًا، وعمقها حوالي 8 آلاف سنة ضوئية.
كم يبلغ وزن مجرة درب التبانة؟ هذا (تعريف كتلته جدا مهمة صعبة) لا يمكن حسابها. تحديد الكتلة يسبب صعوبات المادة المظلمةوالتي لا تتفاعل معها الاشعاع الكهرومغناطيسي. ولهذا السبب لا يستطيع علماء الفلك الإجابة بشكل قاطع هذا السؤال. لكن هناك حسابات تقريبية يتراوح بموجبها وزن المجرة من 500 إلى 3000 مليار كتلة شمسية.
درب التبانة مثل كل الأجرام السماوية. يدور حول محوره ويتحرك عبر الكون. يشير علماء الفلك إلى الحركة غير المتساوية، وحتى الفوضوية لمجرتنا. ويفسر ذلك حقيقة أن كل من الأنظمة النجمية والسدم المكونة لها لها سرعتها الخاصة، والتي تختلف عن غيرها، وأيضا أشكال مختلفةوأنواع المدارات.
ما هي الأجزاء التي تتكون منها مجرة درب التبانة؟ هذه هي النواة والجسور، والقرص والأذرع الحلزونية، والتاج. دعونا نلقي نظرة فاحصة عليهم.
جوهر
ويقع هذا الجزء من مجرة درب التبانة في قلبها، ويوجد بها مصدر للإشعاع غير الحراري تبلغ درجة حرارته حوالي عشرة ملايين درجة. يوجد في وسط هذا الجزء من مجرة درب التبانة ضغط يسمى "الانتفاخ". هذه سلسلة كاملة من النجوم القديمة تتحرك على طول مدار ممدود. معظم هذه الأجرام السماوية دورة الحياةيقترب بالفعل من نهايته.
تقع هذه المنطقة في الجزء الأوسط من قلب مجرة درب التبانة. الفضاء الخارجي، الذي وزنه يساوي الكتلةثلاثة ملايين شمس، لديها الجاذبية الأقوى. ويدور حوله ثقب أسود آخر أصغر حجمًا فقط. يخلق مثل هذا النظام قوة تجعل الأبراج والنجوم القريبة تتحرك في مسارات غير عادية للغاية.
مركز درب التبانة له ميزات أخرى. نعم، إنه أمر نموذجي بالنسبة له كتلة كبيرةالنجوم علاوة على ذلك، فإن المسافة بينهما أصغر بمئات المرات من تلك التي لوحظت على محيط التكوين.
ومن المثير للاهتمام أيضًا أنه عند مراقبة نوى المجرات الأخرى، يلاحظ علماء الفلك تألقها الساطع. ولكن لماذا لا يمكن رؤيته في درب التبانة؟ حتى أن بعض الباحثين اقترحوا أنه لا يوجد نواة في مجرتنا. ومع ذلك، فقد تم تحديد أنه يوجد في السدم الحلزونية طبقات داكنة عبارة عن تراكمات بين النجوم من الغبار والغاز. وهي موجودة أيضًا في مجرة درب التبانة. هذه السحب الداكنة الضخمة تمنع الراصد الأرضي من رؤية وهج النواة. إذا لم يتداخل هذا التكوين مع أبناء الأرض، فيمكننا أن نلاحظ النواة في شكل إهليلجي ساطع، سيتجاوز حجمها قطر مائة قمر.
ساعدت التلسكوبات الحديثة القادرة على العمل في نطاقات خاصة الناس على الإجابة على هذا السؤال. المجال الكهرومغناطيسيإشعاع. مع هذا التقنية الحديثةوالتي تمكنت من تجاوز درع الغبار، تمكن العلماء من رؤية قلب مجرة درب التبانة.
سترة او قفاز او لاعب قفز
ويعبر هذا العنصر من مجرة درب التبانة قسمها المركزي ويبلغ حجمه 27 ألف سنة ضوئية. يتكون الجسر من 22 مليون نجمة حمراء ذات عمر مثير للإعجاب. ويوجد حول هذا التكوين حلقة غازية تحتوي على نسبة كبيرة من الأكسجين الجزيئي. كل هذا يشير إلى أن شريط درب التبانة هو المنطقة التي تتشكل فيها النجوم بأكبر عدد.
القرص
يحتوي هذا الشكل على مجرة درب التبانة نفسها، وهي في حالة ثابتة حركة دورانية. ومن المثير للاهتمام أن السرعة هذه العمليةيعتمد على مسافة منطقة معينة من القلب. إذن، في المنتصف يساوي صفرًا. وعلى مسافة ألفي سنة ضوئية من النواة تبلغ سرعة دورانه 250 كيلومترا في الساعة.
الجانب الخارجي من درب التبانة محاط بطبقة من الهيدروجين الذري. سمكها 1.5 ألف سنة ضوئية.
وفي أطراف المجرة، اكتشف علماء الفلك وجود مجموعات غازية كثيفة تبلغ درجة حرارتها 10 آلاف درجة. يبلغ سمك هذه التكوينات عدة آلاف من السنين الضوئية.
خمسة أذرع حلزونية
وهي مكون آخر من مكونات درب التبانة، وتقع مباشرة خلف حلقة الغاز. تعبر الأذرع الحلزونية كوكبة الدجاجة والبرساوس والأوريون والقوس والقنطور. تمتلئ هذه التكوينات بشكل غير متساو بالغاز الجزيئي. يقدم هذا التكوين أخطاء في قواعد دوران المجرة.
تخرج الأذرع الحلزونية مباشرة من قلب الجزيرة النجمية. نلاحظهم بالعين المجردة، ونسميهم الشريط الخفيف درب التبانة.
يتم إسقاط الفروع الحلزونية على بعضها البعض، مما يجعل من الصعب فهم بنيتها. ويشير العلماء إلى أن مثل هذه الأذرع تشكلت بسبب وجود موجات عملاقة من التخلخل وضغط الغاز بين النجوم في مجرة درب التبانة، والتي تنتقل من القلب إلى قرص المجرة.
تاج
درب التبانة لديها هالة كروية. هذا هو تاجه. هذا التعليميتكون من نجوم فردية ومجموعات من الأبراج. علاوة على ذلك، فإن أبعاد الهالة الكروية تمتد إلى ما وراء حدود المجرة بمقدار 50 سنة ضوئية.
تحتوي هالة درب التبانة، كقاعدة عامة، على نجوم قديمة وقليلة الكتلة، كذلك المجرات القزمةوتراكمات الغاز الساخن. وتتحرك جميع هذه المكونات في مدارات طويلة حول النواة، وتؤدي دورانًا عشوائيًا.
هناك فرضية مفادها أن ظهور الإكليل كان نتيجة لامتصاص مجرات صغيرة من قبل مجرة درب التبانة. ووفقا لعلماء الفلك، يبلغ عمر الهالة حوالي اثني عشر مليار سنة.
موقع النجوم
في سماء الليل الصافية، يمكن رؤية مجرة درب التبانة من أي مكان على كوكبنا. ومع ذلك، فإن الجزء الوحيد من المجرة هو الذي يمكن للعين البشرية الوصول إليه، وهو نظام من النجوم يقع داخل ذراع أوريون.
ما هي مجرة درب التبانة؟ يصبح تعريف جميع أجزائه في الفضاء أكثر وضوحًا إذا نظرنا إلى خريطة النجوم. في هذه الحالة، يصبح من الواضح أن الشمس، التي تضيء الأرض، تقع تقريبا على القرص. وهذا هو تقريبا حافة المجرة، حيث المسافة من النواة هي 26-28 ألف سنة ضوئية. تتحرك الشمس بسرعة 240 كيلومترًا في الساعة، وتقضي 200 مليون سنة في دورة واحدة حول النواة، لذلك خلال وجودها بأكمله، دارت حول القرص، وتدور حول النواة، ثلاثين مرة فقط.
يقع كوكبنا في ما يسمى بدائرة التموج. هذا هو المكان الذي تتطابق فيه سرعات دوران الأذرع والنجوم. ل من هذه الدائرةصفة مميزة زيادة المستوىإشعاع. ولهذا السبب، يعتقد العلماء، أن الحياة لا يمكن أن تنشأ إلا على ذلك الكوكب الذي يوجد بالقرب منه عدد قليل من النجوم.
كانت أرضنا مثل هذا الكوكب. وهي تقع على أطراف المجرة، في أهدأ مكان فيها. لهذا السبب لم يكن هناك أي شيء على كوكبنا لعدة مليارات من السنين الكوارث العالميةوالتي تحدث غالبًا في الكون.
توقعات للمستقبل
ويرجح العلماء أنه في المستقبل من المحتمل جدًا حدوث اصطدامات بين مجرة درب التبانة والمجرات الأخرى، وأكبرها مجرة المرأة المسلسلة. ولكن في الوقت نفسه، لا يمكن التحدث على وجه التحديد عن أي شيء. وهذا يتطلب معرفة حجم السرعات العرضية للأجسام خارج المجرة، والتي من أجلها الباحثين الحديثينلم تتوفر بعد.
في سبتمبر 2014، تم نشر أحد نماذج تطور الأحداث في وسائل الإعلام. ووفقا لها، ستمر أربعة مليارات سنة، وستمتص مجرة درب التبانة سحابتي ماجلان (الكبيرة والصغيرة)، وفي مليار سنة أخرى ستصبح هي نفسها جزءا من سديم المرأة المسلسلة.
جذبت السماء المرصعة بالنجوم أنظار الناس منذ العصور القديمة. أفضل العقولحاولت جميع الشعوب فهم مكاننا في الكون، وتخيل وتبرير هيكله. التقدم العلميسمح لنا بالانتقال في دراسة المساحات الشاسعة من الفضاء من الإنشاءات الرومانسية والدينية إلى النظريات التي تم التحقق منها منطقيًا بناءً على العديد من المواد الواقعية. الآن أصبح لدى أي تلميذ فكرة عما تبدو عليه مجرتنا أحدث الأبحاثومن ولماذا ومتى أطلق عليها هذا الاسم الشعري وما هو مستقبلها المتوقع.
أصل الاسم
إن عبارة "مجرة درب التبانة" هي في الأساس عبارة عن حشو. تُترجم كلمة Galactikos تقريبًا من اليونانية القديمة وتعني "الحليب". هكذا أطلق سكان البيلوبونيز على مجموعة النجوم في سماء الليل، ونسبوا أصلها إلى هيرا شديدة الغضب: الإلهة لم ترغب في إطعام هرقل، أبن غير شرعيزيوس، وفي الغضب رش حليب الثدي. شكلت القطرات مسارًا نجميًا يمكن رؤيته في الليالي الصافية. وبعد قرون، اكتشف العلماء أن النجوم المرصودة ليست سوى جزء ضئيل من الأجرام السماوية الموجودة. لقد أطلقوا اسم المجرة أو نظام درب التبانة على مساحة الكون التي يقع فيها كوكبنا. وبعد التأكد من افتراض وجود تشكيلات أخرى مماثلة في الفضاء، أصبح المصطلح الأول عالميًا بالنسبة لهم.
نظرة من الداخل
المعرفة العلمية حول بنية جزء من الكون، بما في ذلك النظام الشمسي، لم تتعلم الكثير من اليونانيين القدماء. لقد تطور فهم الشكل الذي تبدو عليه مجرتنا من الكون الأرسطي الكروي إلى الكون الكروي النظريات الحديثةحيث يوجد مكان للثقوب السوداء والمادة المظلمة.
حقيقة أن الأرض جزء من نظام درب التبانة تفرض قيودًا معينة على أولئك الذين يحاولون معرفة شكل مجرتنا. للإجابة على هذا السؤال بشكل لا لبس فيه، لا بد من رؤية من الخارج، وعلى مسافة كبيرة من موضوع المراقبة. الآن العلم محروم من مثل هذه الفرصة. نوع من البديل للمراقب الخارجي هو جمع البيانات حول بنية المجرة وارتباطها بمعلمات أخرى أنظمة الفضاءمتاحة للدراسة.
تتيح لنا المعلومات التي تم جمعها أن نقول بثقة أن مجرتنا لها شكل قرص ذو سماكة (انتفاخ) في المنتصف وأذرع حلزونية متباعدة عن المركز. هذا الأخير يحتوي على معظم نجوم ساطعةأنظمة. ويبلغ قطر القرص أكثر من 100 ألف سنة ضوئية.
بناء
مركز المجرة مخفي الغبار بين النجوممما يجعل من الصعب دراسة النظام. تساعد أساليب علم الفلك الراديوي في التغلب على المشكلة. تتغلب الموجات ذات الطول المعين بسهولة على أي عقبات وتتيح لك الحصول على الصورة المرغوبة. مجرتنا، وفقا للبيانات التي تم الحصول عليها، لديها بنية غير متجانسة.
تقليديا، يمكننا التمييز بين عنصرين متصلين ببعضهما البعض: الهالة والقرص نفسه. يتميز النظام الفرعي الأول بالخصائص التالية:
- الشكل هو المجال.
- ويعتبر مركزها انتفاخا.
- أعلى تركيز للنجوم في الهالة هو سمة الجزء الأوسط منها، ومع اقترابك من الحواف، تنخفض الكثافة بشكل كبير؛
- دوران هذه المنطقة من المجرة بطيء جدًا؛
- تحتوي الهالة بشكل أساسي على نجوم قديمة ذات كتلة منخفضة نسبيًا؛
- تمتلئ مساحة كبيرة من النظام الفرعي بالمادة المظلمة.
كثافة النجوم في قرص المجرة تتجاوز الهالة بشكل كبير. يوجد في الأكمام شباب وحتى ناشئون للتو
المركز والجوهر
يقع "قلب" درب التبانة. وبدون دراسته، من الصعب أن نفهم تمامًا شكل مجرتنا. اسم "الأساسية" في الأعمال العلميةإما أنها تشير فقط إلى المنطقة الوسطى التي يبلغ قطرها بضعة فراسخ فلكية فقط، أو تتضمن انتفاخًا وحلقة غازية، يُعتقد أنها مسقط رأس النجوم. وفيما يلي سيتم استخدام النسخة الأولى من المصطلح.
ومن الصعب اختراق مركز مجرة درب التبانة ضوء مرئي: يصطدم به كمية كبيرةالغبار الكوني يخفي كيف تبدو مجرتنا الصور والصور الملتقطة في نطاق الأشعة تحت الحمراء، توسع بشكل كبير معرفة علماء الفلك بالنواة.
دفعت البيانات المتعلقة بخصائص الإشعاع في الجزء المركزي من المجرة العلماء إلى الاعتقاد بوجود ثقب أسود في قلب النواة. كتلتها أكثر من 2.5 مليون مرة المزيد من الكتلةشمس. حول هذا الكائن، وفقًا للباحثين، يدور ثقب أسود آخر، ولكنه أقل إثارة للإعجاب من حيث معالمه. المعرفة الحديثةحول خصوصيات بنية الفضاء تشير إلى أن مثل هذه الأجسام تقع في الجزء المركزي من معظم المجرات.
النور والظلام
إن التأثير المشترك للثقوب السوداء على حركة النجوم يُجري تعديلاته الخاصة على الطريقة التي تبدو بها مجرتنا: فهو يؤدي إلى تغييرات محددة في المدارات التي ليست نموذجية بالنسبة لنا. الأجسام الكونيةعلى سبيل المثال، بالقرب من النظام الشمسي. شكلت دراسة هذه المسارات والعلاقة بين سرعة الحركة والمسافة من مركز المجرة أساس نظرية المادة المظلمة التي تتطور الآن بشكل نشط. ولا تزال طبيعتها يكتنفها الغموض. إن وجود المادة المظلمة، التي من المفترض أنها تشكل الغالبية العظمى من المادة في الكون، يتم تسجيله فقط من خلال تأثير الجاذبية على المدارات.
إذا تبدد كل شيء الغبار الكونيما يخفيه عنا الجوهر ستفتح لأعيننا صورة مذهلة. وعلى الرغم من تركيز المادة المظلمة، فإن هذا الجزء من الكون مليء بالضوء المنبعث من عدد كبير من النجوم. يوجد منها مئات المرات في وحدة المساحة هنا أكثر من تلك الموجودة بالقرب من الشمس. ويشكل حوالي عشرة مليارات منها شريطًا مجريًا، يُسمى أيضًا شريطًا، ذو شكل غير عادي.
الجوز الفضاء
أتاحت لنا دراسة مركز النظام في نطاق الطول الموجي الطويل الحصول على صورة مفصلة بالأشعة تحت الحمراء. كما تبين، فإن مجرتنا تحتوي على بنية في جوهرها تشبه حبة الفول السوداني في قشرتها. هذا "الجوز" هو الجسر الذي يضم أكثر من 20 مليون عملاق أحمر (نجوم ساطعة ولكن أقل حرارة).
تشع الأذرع الحلزونية لمجرة درب التبانة من أطراف الشريط.
إن العمل المرتبط باكتشاف «الفول السوداني» في مركز النظام النجمي لم يسلط الضوء على بنية مجرتنا فحسب، بل ساعد أيضًا على فهم كيفية تطورها. في البداية، كان هناك قرص عادي في مساحة الفضاء، حيث تم تشكيل العبور مع مرور الوقت. تأثر العمليات الداخليةغير الشريط شكله وبدأ يشبه الجوز.
منزلنا على خريطة الفضاء
يحدث النشاط في كل من الشريط وفي الأذرع الحلزونية التي تمتلكها مجرتنا. وقد تم تسميتها على اسم الكوكبات التي تم اكتشاف أجزاء من الفروع فيها: أذرع فرساوس، الدجاجة، القنطور، القوس، وأوريون. بالقرب من الأخير (على مسافة لا تقل عن 28 ألف سنة ضوئية من القلب) يوجد النظام الشمسي. وتتميز هذه المنطقة بخصائص معينة، بحسب الخبراء الذين توصلوا إليها احتمال حدوثهالحياة على الارض.
تدور المجرة ونظامنا الشمسي معها. أنماط حركة المكونات الفردية لا تتطابق. يتم تضمين النجوم أحيانًا في الفروع الحلزونية، وأحيانًا يتم فصلها عنها. فقط النجوم البارزة الموجودة على حدود دائرة التموج لا تقوم بمثل هذه "الرحلات". وتشمل هذه الشمس، المحمية من العمليات القوية التي تحدث باستمرار في الذراعين. حتى التحول الطفيف من شأنه أن ينفي جميع الفوائد الأخرى لتطور الكائنات الحية على كوكبنا.
السماء في الماس
الشمس هي مجرد واحدة من العديد من الأجسام المشابهة التي تمتلئ بها مجرتنا. النجوم، مفردة أو مجمعة، الرقم الإجمالييتجاوز، وفقا لأحدث البيانات، 400 مليار. الأقرب إلينا، بروكسيما سنتوري، هو جزء من نظام مكون من ثلاثة نجوم، إلى جانب ألفا سنتوري A وألفا سنتوري B الأكثر بعدا قليلا. نقطة مضيئةوتقع سماء الليل سيريوس أ في لمعانها، وفقا لمصادر مختلفة، يفوق سطوع الشمس بمقدار 17-23 مرة. سيريوس ليس وحيدًا أيضًا؛ فهو برفقة قمر صناعي يحمل اسمًا مشابهًا، ولكن يحمل العلامة B.
غالبًا ما يبدأ الأطفال في التعرف على شكل مجرتنا من خلال البحث في السماء نجم شمالأو ألفا أورسا الصغرى. إنها تدين بشعبيتها لمنصبها أعلاه القطب الشماليأرض. لمعان بولاريس أعلى بكثير من سيريوس (ما يقرب من ألفي مرة أكثر إشراقا من الشمس)، لكنها لا تستطيع تحدي حقوق ألفا الكلبية الكبرىللحصول على لقب ألمع نظراً لبعده عن الأرض (يقدر بـ 300 إلى 465 سنة ضوئية).
أنواع المصابيح
تختلف النجوم ليس فقط في اللمعان والبعد عن الراصد. يتم تعيين قيمة معينة لكل منها (يتم أخذ المعلمة المقابلة للشمس كوحدة)، ودرجة تسخين السطح، واللون.
العمالقة الخارقون لديهم الأحجام الأكثر إثارة للإعجاب. يختلف أعلى تركيز للمادة لكل وحدة حجم النجوم النيوترونية. خاصية اللونترتبط ارتباطًا وثيقًا بدرجة الحرارة:
- اللون الأحمر هو الأكثر برودة.
- تسخين السطح إلى 6000 درجة مئوية، مثل الشمس، يؤدي إلى ظهور صبغة صفراء؛
- تبلغ درجة حرارة المصابيح البيضاء والزرقاء أكثر من 10000 درجة مئوية.
قد تختلف وتصل إلى الحد الأقصى قبل وقت قصير من انهيارها. تساهم انفجارات السوبرنوفا بشكل كبير في فهم الشكل الذي تبدو عليه مجرتنا. صور هذه العملية التي التقطتها التلسكوبات مذهلة.
وساعدت البيانات التي تم جمعها على أساسها في إعادة بناء العملية التي أدت إلى تفشي المرض والتنبؤ بمصير عدد من الأجسام الكونية.
مستقبل درب التبانة
إن مجرتنا والمجرات الأخرى تتحرك وتتفاعل باستمرار. لقد وجد علماء الفلك أن مجرة درب التبانة استوعبت جيرانها بشكل متكرر. ومن المتوقع حدوث عمليات مماثلة في المستقبل. وبمرور الوقت، ستشمل سحابة ماجلان وعددًا من الأنظمة القزمة الأخرى. من المتوقع حدوث الحدث الأكثر إثارة للإعجاب خلال 3-5 مليارات سنة. سيكون هذا اصطدامًا بالجار الوحيد الذي يمكن رؤيته من الأرض بالعين المجردة. ونتيجة لذلك، ستصبح مجرة درب التبانة مجرة إهليلجية.
المساحات التي لا نهاية لها من الفضاء تدهش الخيال. من الصعب على الشخص العادي أن يدرك حجم ليس فقط مجرة درب التبانة أو الكون بأكمله، بل حتى حجم الأرض. ومع ذلك، بفضل إنجازات العلم، يمكننا أن نتخيل على الأقل تقريبا أي جزء منه عالم عظيمنحن.