درب التبانة. وفي الواقع فإن مجرة درب التبانة هو اسم المجرة التي يقع فيها النظام الشمسي. لكن في الحياة اليومية هذا هو اسم مجموعة النجوم المرئية من الأرض والتي تشكل هذه المجرة. وبما أن النجوم الفردية غير مرئية بالعين المجردة، فإن المشهد السماوي يشبه في الواقع شريطًا أبيض، أو طريقًا، في السماء. تظهر مجرة درب التبانة بشكل خاص في فصل الخريف:
مجرة أندروميدا. يمكن رؤية أقرب جار لمجرتنا بالعين المجردة - إذا ذهبت خارج المدينة حيث لا يوجد ضوء. وبمساعدة المنظار أو التلسكوب يمكن رؤية مجرة المرأة المسلسلة في المدينة:
هذه هي الثريا - عنقود نجمي في كوكبة الثور. يمكن رؤيتها بالعين المجردة، وخاصة في فصل الشتاء. صحيح أننا نتحدث عن ملاحظات المدينة، حيث لا توجد إضاءة مدينة مشرقة. ولكن إذا استخدمت التلسكوب، يمكنك رؤية الثريا في المدينة. للقيام بذلك، ستحتاج إلى تلسكوب عاكس بعدسة بقطر 100-115 ملم - على سبيل المثال، Levenhuk Strike 115 PLUS بعدسة 114 ملم:
سديم الجبار. في الليل، عندما تكون السماء صافية، يمكن رؤية نقطة مضيئة أسفل حزام أوريون. إذا نظرت من خلال المنظار فستتحول إلى سحابة، وإذا أخذت تلسكوبًا قويًا ستتحول السحابة إلى زهرة كونية رائعة كما في الصورة:
كتلة كروية في كوكبة هرقل. بدون التلسكوب والمنظار يكاد يكون من المستحيل رؤيته. من خلال المنظار يبدو وكأنه نقطة مضيئة. وإذا أخذت التلسكوب، فسترى أن العنقود يتكون من العديد من النجوم. ولكن لكي "تنقسم" البقعة إلى نجوم، فأنت بحاجة إلى تلسكوب بقطر عدسة لا يقل عن 70 مم - على سبيل المثال، Levenhuk Strike 90 PLUS بعدسة 90 مم:
قمر. الكائن الأكثر دراية في السماء المرصعة بالنجوم. يمكن رؤية البحار والجبال القمرية (البقع المضيئة والداكنة) بدون أي أدوات بصرية. ويمكن رؤية السيرك والحفر القمرية حتى باستخدام أبسط التلسكوب:
ومن الغريب أنه من الأفضل مراقبة القمر ليس أثناء اكتمال القمر، ولكن في الربعين الأول والأخير. ويفسر ذلك حقيقة أن تباين التفاصيل على سطح القمر أثناء اكتمال القمر يكون صغيرًا جدًا، وغير مرئي.
كوكب الزهرة، الكوكب الأقرب إلينا في النظام الشمسي، يمكن رؤيته بوضوح في سماء الليل. وهو ألمع الأجسام بعد الشمس والقمر. ومن خلال التلسكوب يمكنك رؤية الكواكب الأخرى - المريخ والمشتري وزحل وحلقات زحل، وحتى أورانوس ونبتون. صحيح أن الكواكب البعيدة ستكون مرئية كنجوم صغيرة خافتة إلى حد ما.
لا تعتمد رؤية كل جسم فضائي على الوقت من اليوم فحسب، بل أيضًا على الوقت من السنة. ومع ذلك، فإن العامل الرئيسي هو موقع المراقبة: إضاءة المدينة تحجب ضوء النجوم والأشياء الأخرى. من الأفضل الخروج إلى الطبيعة. ولكن إذا كان لديك مناظير أو تلسكوب في يديك، فيمكنك رؤية الكثير من الأشياء المثيرة للاهتمام في المدينة.
المجرةهو نظام نجمي دوار ضخم. بالإضافة إلى مجرتنا، هناك عدد كبير جدًا من المجرات الأخرى، المتنوعة في المظهر وفي الخصائص الفيزيائية.
عادةً ما يتم فصل المجرات الكبيرة عن بعضها البعض في الفضاء بمسافات تصل إلى عدة ميغا فرسخ فلكي. بارسيك(الاختصار الروسي: pk؛ الاختصار الدولي: pc) - وحدة غير نظامية لقياس المسافة شائعة في علم الفلك. 1 قطعة = 3.2616 سنة ضوئية. غالبًا ما توجد المجرات الصغيرة بالقرب من المجرات العملاقة وهي أقمارها الصناعية. تظهر هذه الصورة المجرة الحلزونية NGC 4414 من كوكبة كوما برنيس التي يبلغ قطرها حوالي 17000 فرسخ فلكي، وتقع على مسافة حوالي 20 ميغا فرسخ فلكي من الأرض.
هل يمكن رؤية المجرات الأخرى بالعين المجردة؟
نعم يمكنك ذلك. ولكن فقط أولئك الأقرب إلينا. هذه ثلاث مجرات: سحابتا ماجلان الكبرى والصغرى وسديم المرأة المسلسلة. من الصعب جدًا رؤية مجرة المثلث ومجرة بود. ويمكن رؤية المجرات الأخرى من خلال التلسكوب على شكل بقع ضبابية ذات أشكال مختلفة، وهي أجسام بعيدة للغاية. وحتى المسافة إلى أقربها يتم قياسها عادةً بالميجا فرسخ فلكي.
كم عدد المجرات الموجودة في المجموع؟
من المستحيل تسمية الرقم الدقيق. لكن صور الفضاء السحيق التي التقطها تلسكوب هابل الفضائي في أوائل التسعينيات تظهر بوضوح وجود ذلك مئات المليارات من المجرات. هناك مجرات بأسمائها الخاصة، على سبيل المثال، أسماء المجرات المذكورة بالفعل في هذه المقالة، بالإضافة إلى المجرات Spindle، Tadpole، Antennas، Mice، Sunflower، Cigar، Fireworks، Sculptor، Sleeping Beauty، إلخ. بعض المجرات يشار إليها فقط بالأحرف والأرقام: galaxy M82، galaxy M102، galaxy NGC 3314A، إلخ.
كما ذكرنا أعلاه، تأتي المجرات في مجموعة متنوعة من الأشكال: من بينها يمكننا التمييز بين المجرات الإهليلجية الكروية، والمجرات الحلزونية القرصية، والمجرات الشريطية، والمجرات القزمة، والمجرات غير المنتظمة، وما إلى ذلك. وتتراوح كتلتها من 107 إلى 1012 كتلة شمسية. دعونا نقارن: كتلة مجرتنا درب التبانة تساوي 21011 كتلة شمسية. ويتنوع أيضًا قطر المجرات: من 16 إلى 800 ألف سنة ضوئية. دعونا نقارن: يبلغ قطر مجرتنا حوالي 100000 سنة ضوئية.
هيكل المجرات
نحن نعلم بالفعل أن المجرة عبارة عن نظام عملاق مرتبط بالجاذبية من النجوم وعناقيد النجوم والغاز والغبار بين النجوم والمادة المظلمة. نحن نعلم أيضًا أن المادة المظلمة لا يمكن الوصول إليها للمراقبة المباشرة باستخدام الوسائل الحديثة لعلم الفلك، لأن لا ينبعث أو يمتص الإشعاع الكهرومغناطيسي أو النيوترينو لرصد شدته. ولذلك، فهي واحدة من المشاكل التي لم يتم حلها في بنية المجرات. يمكن أن تشكل ما يصل إلى 90٪ من الكتلة الإجمالية للمجرة، أو يمكن أن تكون غائبة تماما، كما هو الحال في بعض المجرات القزمة.
في الفضاء، يتم توزيع المجرات بشكل غير متساو: في منطقة واحدة قد تكون هناك مجموعة كاملة من المجرات القريبة، ولكن لا يمكن اكتشاف مجرة واحدة، حتى أصغرها (ما يسمى بالفراغات).
تصنيف المجرات
حاليًا، يتم استخدام التصنيف الذي قدمه هابل. يعتمد على مظهر المجرات ويقسمها إلى ثلاث فئات: بيضاوي الشكل، دوامة وغير منتظمة. يتضمن جزء من هذا التصنيف أيضًا الاختلافات الجسدية.
بيضاوي الشكل (النوع E)لها شكل إهليلجي. تتناقص الكثافة المكانية للنجوم فيها بشكل موحد من المركز إلى المحيط. ويكاد يخلو معظمها من الغازات بين النجوم، لذلك لا تتشكل النجوم الشابة هناك، فهي مكونة من نجوم قديمة مثل الشمس. وهي تدور بسرعة منخفضة (أقل من 100 كم/ثانية). ولكن من بين المجرات الإهليلجية تم العثور على المجرات الأكثر ضخامة.
دوامة (نوع S)تتكون من نظامين فرعيين: كروي وقرص. الأولى تشبه المجرة الإهليلجية، وهي مجرة قرصية مضغوطة للغاية وتحتوي، بالإضافة إلى النجوم القديمة، على نجوم شابة وغاز وغبار بين النجوم. وتدور نجوم القرص والسحب الغازية حول مركز المجرة بسرعة 150-300 كم/ثانية. وتتركز السحب الأكثر كثافة من الغاز والنجوم الشابة في أذرع حلزونية تخرج إما من القلب أو من أطراف شريط ضوئي (شريط) يعبر النواة. هذه هي مجرتنا درب التبانة. مجرة المرأة المسلسلة هي أيضًا مجرة حلزونية.
غير صحيح (النوع Ir)تتميز بكتلتها وحجمها الصغير نسبيًا، وتتميز ببنية متكتلة - ويرجع ذلك إلى وجود عدة مراكز لتكوين النجوم. يشمل هذا النوع من المجرات سحب ماجلان.
هناك أيضا الأنواع المتوسطة من المجرات: المجرات الراديوية العدسية، القزمة، المدمجة، (ذات البث الراديوي المكثف)، مجرات سيفرت (المجرات الحلزونية، التي تُلاحظ فيها العمليات النشطة).
تحدث المجرات الكبيرة في أزواج أو مجموعات: على سبيل المثال. مجموعة المجرات المحلية. هناك التفاعلالمجرات التي اكتشفها عالم الفلك ب. Vorontsov-Velyaminov عبارة عن مجموعات متقاربة تكاد تلامس فيها المجرات بعضها البعض أو حتى تخترق بعضها البعض. شكل هذه المجرات مشوه إلى حد كبير.
مجموعات المجرة(اتحادات عدة مئات من المجرات) عادة ما يكون لها شكل كروي أو إهليلجي. أقرب مجموعة من المجرات إلينا تقع في كوكبة العذراء، وهي مركز العنقود المجري الفائق المحلي - وهو النظام الذي يوحد عدة مجموعات من المجرات، بما في ذلك المجموعة المحلية. العناقيد الفائقة(آلاف المجرات) عادة ما تكون مسطحة أو على شكل سيجار. وكما أثبت علماء الفلك فإن المجرات تبتعد، أي أنها تبتعد. تتزايد باستمرار المسافات بين العناقيد والمجموعات الفائقة. ويرجع ذلك إلى توسع الكون.
مجرتنا هي إحدى مجرات المجموعة المحلية، وتهيمن عليها مع مجرة المرأة المسلسلة. وتضم المجموعة المحلية، التي يبلغ قطرها حوالي 1 ميغا فرسخ فلكي، أكثر من 40 مجرة. المجموعة المحلية نفسها هي جزء من مجموعة العذراء الفائقة، والتي تلعب الدور الرئيسي فيها مجموعة العذراء، والتي ليست مجرتنا جزءًا منها.
غالبًا ما يتواصل معنا قراؤنا العاديون ليخبرونا عن المجرات التي يمكننا رؤيتها في سماء الأرض بالعين المجردة، أي دون أي وسيلة رصد بصرية. لهذا السبب، قررنا إجراء نوع من التصنيف لهذه الكائنات من أجل زيادة السطوع. دعونا نحجز على الفور أنه لا توجد حتى اثنتي عشرة مجرة مماثلة في سماء الأرض في كل من نصفي الكرة الشمالي والجنوبي، لذلك دعونا ننتقل إلى تقديم تلك الأشياء التسعة المرئية التي ما زلنا وجدناها لنشر اليوم. نحن لا نضيع أي وقت، لذلك دعونا نبدأ...
9. تبلد درجة
يبدأ تصنيفنا الفريد مع المجرة التابعة لمجرتنا درب التبانة، والتي يتم اختصارها باسم Sag DEG، والتي تبدو في نسختها الكاملة مثل مجرة القوس القزمة الإهليلجية. لقد تحدثنا بالفعل عن هذه المجرة المثيرة للاهتمام في إحدى مقالاتنا، وبالتالي لن نتوقف عند وصفها بمزيد من التفصيل. لنفترض فقط أن هذه المجرة ذات الحلقة الإهليلجية مدمجة وتتكون من 4 مجموعات كروية فقط. وتقع في الهالة الجنوبية لمجرة درب التبانة في اتجاه كوكبة القوس. وتبلغ بعدها عن الأرض 70 ألف سنة، وعن قلب مجرتنا حوالي 50 ألف سنة ضوئية. أود أن أقول أنه يمكن ملاحظة Sag DEG بالعين المجردة في اتجاه النجم زيتا ساجيتاري أو كما يطلق عليه أيضًا أسكيلا (Ascella)، لكن... في هذه الحالة لن يكون ذلك ممكنًا بدون تحفظات . والشيء هو أن موقعه بالقرب من المستوى المجري لمجرة درب التبانة يحيد الضوء المنبعث منه بسبب مجموعات من النجوم وسحب الغاز والغبار. اتضح أننا يبدو أننا قادرون على رؤيته، لكننا غير قادرين على التمييز وتحديد الخطوط العريضة بوضوح على خلفية الغبار النجمي الوهمي لمركز المجرة. ولهذا السبب تم اكتشاف Sag DEG، أو بالأحرى، تم تحديد حجمه لأول مرة فقط في عام 1994. والآن تستعد هذه المجرة للغوص في هاوية القرص المجري لمجرة درب التبانة من أجل المرور عبرها خلال الـ 100 مليون سنة القادمة. من المؤسف أننا لا نستطيع بعد فصل تصوراتنا البصرية بوضوح، وإلا فسوف تتاح لنا الفرصة مرة أخرى للإعجاب بهذا الكائن الأكثر إثارة للاهتمام.
8. M83 (NGC 5236)
في المركز الثامن في تصنيفنا، تقع المجرة M83 أو NGC 5236 الجميلة والمثيرة للاهتمام بشكل غير عادي، والتي تحمل أيضًا اسمها الخاص Southern Pinwheel. اكتشف هذا الجسم عالم الفلك الفرنسي نيكولا لويس دو لاكاي في عام 1752، وبعد ذلك قام زميله ومواطنه المميز تشارلز ميسييه بإدراجه في كتالوجه الشهير في عام 1781. منذ ذلك الحين، ربما تكون دولاب الهواء الجنوبي أحد أكثر الأجسام الفلكية المفضلة للمراقبة في نصف الكرة الجنوبي، لأنه في ظل ظروف جوية معينة ونقاء الضوء يمكن رؤيته حتى بالعين المجردة في اتجاه كوكبة الهيدرا تقريبًا على الحدود مع قنطورس إلى الجنوب الغربي قليلا النجم جاما هيدرا أو كما يسمى أيضا ماركيب. تعلن معظم المصادر أن قوة الجسم تبلغ 8 تقريبًا، وهو ما يبدو واعدًا جدًا للمراقبين. ومع ذلك، أثناء التواصل مع الأصدقاء من أمريكا الجنوبية، اكتشفت أن بعضهم تمكن من رؤية هذه المجرة بالعين المجردة، بينما لم يتمكن البعض الآخر لسبب ما. لا أستطيع أيضًا أن أقول بالضبط كيف تسير الأمور حقًا في هذا الصدد، لأنني خلال إقامتي في نصف الكرة الجنوبي لم أهتم بهذا الشيء. وأيًا كان الأمر، فإن South Pinwheel هي مجرة حلزونية لا يزيد قطرها عن 40.000 وتبعد عنا حوالي 15 مليون سنة ضوئية. تحتوي منطقة جنوب فيرتوشكا على الكثير من الأشياء المثيرة للاهتمام، والتي سنخبركم بها بمزيد من التفصيل قريبًا في عدد خاص مخصص لها.
7. بود جالاكسي (M81 أو NGC 3031)
تحتل المجرة M81 أو NGC 3031 المركز السابع في تصنيفنا، والتي سميت على اسم مكتشفها يوهان إليرت بودي، الذي اكتشفها لأول مرة في 31 ديسمبر 1774. تقع هذه المجرة الحلزونية المثيرة للاهتمام ذات النواة النشطة من حيث خصائصها الفيزيائية على بعد حوالي 10 درجات شمال غرب Alpha Ursa Major، وتسمى أيضًا Dubhe. ما يقرب من حجم 7 يسمح بمراقبته بالعين المجردة في ظل ظروف مثالية والحد الأقصى لغياب الخلفية الضوئية الملوثة. يبلغ قطرها حوالي 70.000 سنة ضوئية مما يجعلها أكبر عضو في المجموعة المجرية التي تحمل الاسم نفسه في كوكبة الدب الأكبر، والتي، بالمناسبة، هي الأقرب إلى مجموعتنا المحلية. تبعد مجرة بود عنا حوالي 12 مليون سنة ضوئية، والتي، إلى جانب سطوعها الكلي، توفر لها رؤية نسبية في سماء الليل.
6. قنطورس أ (NGC 5128)
من المركز السادس لقمتنا، نذهب معك مرة أخرى إلى نصف الكرة الجنوبي، لأنه فقط من نصف الكرة الجنوبي تكون مجرة القنطور A أو NGC 5128 مرئية للعين المجردة في السماء، ويبلغ حجمها السابع تقريبًا. تم اكتشافها لأول مرة في 26 أبريل 1826 من قبل عالم الفلك الاسكتلندي جيمس دنلوب أثناء وجوده في نيو ساوث ويلز (أستراليا)، ومنذ ذلك الحين جذبت هذه المجرة اهتماما متزايدا من قبل علماء الفلك من جميع أنحاء العالم. تمت ملاحظة القنطور A من قبل أبناء الأرض في الكوكبة التي تحمل الاسم نفسه تقريبًا على طول استمرار خط مستقيم وهمي مرسوم شمالًا عبر النجوم بيتا أو هدار وإبسيلون أو بيردهون، شمال جسم آخر مثير للاهتمام، أوميغا قنطورس. عند النظر إلى الجسم من الحافة، يكون من الصعب جدًا رؤية الجسم بوضوح، لذلك ينقسم العالم العلمي بين أنواعه العدسية والإهليلجية. ويقدر قطر قنطورس A بحوالي 60 ألف سنة ضوئية، وهو أصغر بشكل ملحوظ من قطر درب التبانة. وفي الوقت نفسه، نلاحظ أن هذا الجسم هو أقرب مجرة راديو لنا مع نواة نشطة. ويقدر الخبراء أن مسافة القنطور أ من الأرض تبلغ 10 إلى 16 مليون سنة ضوئية.
5. مجرة المثلث (M 33 أو NGC 598)
كانت المجرة الحلزونية في كوكبة المثلث، والتي تم تصنيفها سابقًا باسم M33 وNGC 598، معروفة لأبناء الأرض منذ فترة طويلة ويرجع ذلك أساسًا إلى رؤيتها الجيدة في سماء الليل. وفي الوقت نفسه، يُنسب اكتشافها الرسمي إلى عالم الفلك الإيطالي جيوفاني باتيستا جوديرنا، الذي وصفها بعد ملاحظاته في أوائل الخمسينيات من القرن السابع عشر. هذه المجرة الحلزونية، التي يبلغ قطرها ما بين 25 إلى 30 ألف سنة ضوئية، هي ثالث أكبر مجرة في مجموعتنا المحلية. ولا يزال من غير المعروف على وجه اليقين ما إذا كانت مجرة المثلث لها أي ارتباط جاذبية بالمرأة المسلسلة أم لا، أي ما إذا كانت قمرًا صناعيًا أم لا. وتبعد عنا حوالي 2.7 إلى 3 ملايين سنة ضوئية. من السهل اكتشافه حتى بالعين المجردة في سماء الليل إلى الشرق إلى حدٍ ما من النجمة الرئيسية، بالقرب من الحدود مع كوكبة المرأة المسلسلة. وستكون مدى الرؤية بين 5 و 6 درجات.
4. مجرة المرأة المسلسلة (M 31، NGC 224، المرأة المسلسلة أو سديم المرأة المسلسلة)
مجرة المرأة المسلسلة هي الأكبر من حيث الحجم والسطوع في مجموعتنا المحلية، والتي تسمى أحيانًا ببساطة أندروميدا أو سديم المرأة المسلسلة، وقد تم تصنيفها سابقًا باسم M 31 وNGC 224. نظرًا لرؤيتها الاستثنائية، بما في ذلك بالعين المجردة، فقد كانت معروفة لأبناء الأرض منذ العصور القديمة. ومن السهل جدًا أن نرى في منتصف المجموعة النجمية لكوكبة المرأة المسلسلة، حيث ستظهر المجرة على شكل قطع ناقص مضيء منتظم. المرأة المسلسلة هي مجرة حلزونية يقدر العلماء حاليا قطرها من 150 إلى 200 ألف سنة ضوئية، وكتلتها تصل إلى 1 تريليون كتلة شمسية. تتوافق رؤيته تقريبًا مع القدر الثالث ونصف، والذي، بالإضافة إلى مسافة ضئيلة نسبيًا من الأرض، والتي تزيد قليلاً عن 2.5 مليون سنة ضوئية، يسمح للعلماء وعشاق علم الفلك بمراقبة هذا الكائن حتى بدون استخدام أي وسيلة بصرية قوية.
3. سحابة ماجلان الصغيرة (SMC، SMC أو NGC 292)
لا يوجد ذكر لسحابة ماجلان الصغيرة بين الشعوب القديمة في نصف الكرة الشمالي. والسبب مبتذل للغاية - فهم ببساطة لم يتمكنوا من رؤيته. وفي الوقت نفسه، رصدتها الشعوب القديمة في نصف الكرة الجنوبي منذ العصور القديمة واستخدمتها كأداة ملاحية، لكن من الطبيعي أن يظهر الوصف الأول لهذه المجرة بين العرب. حصلت المجرة على اسمها الحديث في بداية القرن السادس عشر، نسبة إلى الوصف الذي قدمه أنطونيو بيفاجيتا بعد رحلته الأولى حول العالم ضمن رحلة فرديناند ماجلان الاستكشافية في الفترة من 1519 إلى 1522. حاليًا، تُبذل محاولات لتصنيف سحابة ماجلان الصغيرة على أنها مجرة حلزونية غريبة الشكل. ويقدر متوسط قطره بحوالي 14000 سنة ضوئية، ويبلغ عدد نجومه ما لا يقل عن مليار ونصف مليار نجم. المسافة الصغيرة نسبيًا إلى الأرض، والتي تبلغ حوالي 200000 سنة ضوئية، إلى جانب حجمها الكبير وسطوعها، توفر للجرم رؤية تبلغ 2.7 درجة. اسمحوا لي أن أؤكد مرة أخرى أنه لا يمكن ملاحظة سحابة ماجلان الصغيرة إلا في نصف الكرة الجنوبي وخطوط العرض الاستوائية لنصف الكرة الشمالي. إنها تحتل مساحة كبيرة إلى حد ما في كوكبة توكان، وتقع عند أقدام طائر النجمة حرفيًا على الحدود مع كوكبة أوكتانتوس وهيدرا الجنوبية. لقد أتيحت لي شخصيًا ذات مرة فرصة مراقبة سحابة ماجلان الصغيرة بالعين المجردة وبمساعدة التلسكوب، لذلك سأقول للجميع - المشهد مذهل.
2. سحابة ماجلان الكبرى (LMC، LMC)
أما بالنسبة لسحابة ماجلان الكبرى، فسأشير أيضًا إلى أن سكان معظم نصف الكرة الشمالي لم يحالفهم الحظ مرة أخرى. كما في حالة أخيه الأصغر، لا يمكن ملاحظته إلا في نصف الكرة الجنوبي وليس فوق خطوط العرض الاستوائية في نصف الكرة الشمالي. بالنسبة للأوروبيين، أصبحت المجرة معروفة أيضا بفضل أوصاف أنطونيو بيفاجيتا، كما تدين باسمها لنفس الكابتن الأسطوري فرديناند ماجلان. سأقول دون مبالغة أن هذا الكائن يعتبر بحق زخرفة وحتى لؤلؤة سماء الليل الجنوبية. إنه يُصنف على أنه القمر الصناعي الأكثر ضخامة والأكثر سطوعًا في درب التبانة. ويمكن ملاحظته على مساحة كبيرة إلى حد ما من السماء في كوكبة دورادوس وجبل تيبل في منطقة الحدود بينهما بدرجة وضوح تبلغ 0.9 درجة. وهذا ليس مستغربا، حيث أن متوسط قطر المجرة يتجاوز 14000، والمسافة إليها أقل من 163000 سنة ضوئية. سبق أن تحدثنا في مقالتنا السابقة عن سحابة ماجلان الكبرى ونجومها وأجسامها الأكثر إثارة للاهتمام، ولذلك قبل مراقبتها في السماء ننصحك بقراءتها مرة أخرى.
1. درب التبانة
من المفهوم والطبيعي أنه في المقام الأول من بين أفضل المجرات المرئية بالعين المجردة ستكون مجرتنا الأم، درب التبانة. وهي، أو بالأحرى طائرتها، لم يراها في السماء إلا إنسان لم يوجه بصره إلى سماء الليل. يظهر بوضوح شريط عريض ومضيء يعبر السماء من الأفق إلى الأفق، يمثله عدد لا يحصى من النجوم وسحب الغاز والغبار، في كل من نصفي الكرة الجنوبي والشمالي، ويمتد عبر عدة كوكبات مع مركز المجرة في برج القوس. نظرًا لوجود هيكل حلزوني واضح يبلغ قطره من 100 إلى 150 ألف سنة ضوئية، تحتل مجرة درب التبانة المرتبة الثانية من حيث الحجم والكتلة في مجموعتنا المحلية من المجرات، في المرتبة الثانية بعد أندروميدا. يمكننا أن نتحدث كثيرًا عن مجرتنا، لكن ربما لن يكون هذا موضوع مراجعتنا، وبالتالي سننتهي هنا.
في المساحات الشاسعة من الإنترنت، عثرت بطريقة أو بأخرى على الصورة التالية.
بالطبع، هذه الدائرة الصغيرة في منتصف مجرة درب التبانة تحبس الأنفاس، وتجعلك تفكر في أشياء كثيرة، من هشاشة الوجود إلى الحجم اللامحدود للكون، لكن السؤال الذي لا يزال يطرح نفسه: ما مدى صحة كل هذا؟
لسوء الحظ، لم يحدد منشئو الصورة نصف قطر الدائرة الصفراء، والحكم عليها بالعين هو تمرين مشكوك فيه. ومع ذلك، فإن مؤلفي تويتر @FakeAstropix طرحوا نفس سؤالي، ويزعمون أن هذه الصورة صحيحة لحوالي 99% من النجوم المرئية في سماء الليل.
سؤال آخر هو كم عدد النجوم التي يمكنك رؤيتها في السماء دون استخدام البصريات؟ ويعتقد أنه يمكن رؤية ما يصل إلى 6000 نجم بالعين المجردة من على سطح الأرض. لكن في الواقع، سيكون هذا الرقم أقل بكثير - أولاً، في نصف الكرة الشمالي لن نتمكن جسديًا من رؤية أكثر من نصف هذا المبلغ (وينطبق الشيء نفسه على سكان نصف الكرة الجنوبي)، وثانيًا، نحن نتحدث حول ظروف المراقبة المثالية، والتي في الواقع من المستحيل تحقيقها عمليا. مجرد إلقاء نظرة على التلوث الضوئي في السماء. وعندما يتعلق الأمر بأبعد النجوم المرئية، فإننا في معظم الحالات نحتاج إلى ظروف مثالية لرصدها.
ولكن مع ذلك، أي من النقاط الصغيرة الوامضة في السماء هي الأبعد عنا؟ هذه هي القائمة التي تمكنت من تجميعها حتى الآن (على الرغم من أنني بالطبع لن أتفاجأ على الإطلاق إذا فاتني الكثير من الأشياء، لذلك لا تحكم بقسوة شديدة).
دينب- ألمع نجم في كوكبة الدجاجة والنجم العشرين الأكثر سطوعًا في سماء الليل، بقدر ظاهري قدره +1.25 (يعتبر حد الرؤية للعين البشرية هو +6، والحد الأقصى +6.5 للأشخاص ذوي الرؤية الممتازة حقًا ). هذا العملاق الأزرق والأبيض، والذي يقع على بعد ما بين 1500 (آخر تقدير) و2600 سنة ضوئية، يعني أن ضوء دينب الذي نراه قد انبعث في وقت ما بين ولادة الجمهورية الرومانية وسقوط الإمبراطورية الرومانية الغربية.
تبلغ كتلة دينب حوالي 200 مرة كتلة نجمنا، كما أن لمعانه أكبر بـ 50 ألف مرة من الحد الأدنى الشمسي. لو كان في مكان سيريوس، لتألق في سمائنا أكثر إشراقا من البدر.
P البجعة مطلية باللون الأحمر
مو سيفييُعرف أيضًا باسم نجم هيرشل العقيق، وهو عملاق أحمر ضخم، وربما يكون أكبر نجم يمكن رؤيته بالعين المجردة. يتجاوز لمعانه سطوع الشمس من 60.000 إلى 100.000 مرة، ونصف القطر، وفقًا للتقديرات الأخيرة، يمكن أن يكون أكبر بـ 1500 مرة من نصف قطر الشمس. يقع Mu Cephei على مسافة 5500-6000 سنة ضوئية منا. النجم في نهاية حياته وسيتحول قريبًا (وفقًا للمعايير الفلكية) إلى مستعر أعظم. يتراوح حجمها الظاهري من +3.4 إلى +5. ويُعتقد أنه أحد أكثر النجوم احمرارًا في السماء الشمالية.
نجمة بلاسكيتتقع على بعد 6600 سنة ضوئية من الأرض في كوكبة وحيد القرن، وهي واحدة من أضخم الأنظمة النجمية المزدوجة في درب التبانة. تبلغ كتلة النجم (أ) 50 كتلة شمسية وضياؤه أكبر بـ 220 ألف مرة من سطوع نجمنا. يمتلك النجم B نفس الكتلة تقريبًا، لكن لمعانه أقل - 120.000 شمسي "فقط". الحجم الظاهري للنجم A هو +6.05، مما يعني أنه يمكن رؤيته نظريًا بالعين المجردة.
نظام إيتا كارينايقع على مسافة 7500 - 8000 سنة ضوئية منا. ويتكون من نجمين، النجم الرئيسي - متغير أزرق لامع، وهو أحد أكبر النجوم وأكثرها عدم استقرار في مجرتنا حيث تبلغ كتلته حوالي 150 كتلة شمسية، فقد النجم 30 منها بالفعل. في القرن السابع عشر، كان لإيتا كاريناي قدر رابع؛ وبحلول عام 1730 أصبح واحدًا من ألمع النجوم في كوكبة كاريناي، ولكن بحلول عام 1782 أصبح خافتًا جدًا مرة أخرى. ثم، في عام 1820، بدأ سطوع النجم في الزيادة بشكل حاد، وفي أبريل 1843 وصل إلى قدر ظاهري قدره -0.8، ليصبح مؤقتًا ثاني ألمع نجم في السماء بعد الشعرى اليمانية. بعد ذلك، انخفض سطوع إيتا كارينا بسرعة، وبحلول عام 1870 أصبح النجم غير مرئي للعين المجردة.
ومع ذلك، في عام 2007، زاد سطوع النجم مرة أخرى، ووصل إلى قوته +5 وأصبح مرئيًا مرة أخرى. ويقدر لمعان النجم الحالي بما لا يقل عن مليون شمس ويبدو أنه مرشح رئيسي ليكون المستعر الأعظم القادم في درب التبانة. حتى أن البعض يعتقد أنه قد انفجر بالفعل.
في الختام، تجدر الإشارة إلى أنه كانت هناك حالات في التاريخ تمكن فيها الناس من مراقبة نجوم أبعد بكثير. على سبيل المثال، في عام 1987، اندلع مستعر أعظم يمكن رؤيته بالعين المجردة في سحابة ماجلان الكبرى، التي تقع على بعد 160 ألف سنة ضوئية. والشيء الآخر هو أنه، على عكس جميع العمالقة المذكورة أعلاه، يمكن ملاحظتها خلال فترة زمنية أقصر بكثير.
الذي يبدو مثل هذا: وهنا السؤال. من المحتمل أن الجميع قد شاهدوا صورًا لمجرتنا. لقد شاهدت الكثير من الأفلام الوثائقية حول موضوعات تتعلق بالفضاء، لكن لا يوجد أي تفسير يوضح مصدر هذه الصور. كيف عرفت أن المجرة لها شكل حلزوني وليس شكل قرص مثلا؟ هل نحن في المستوى الحلزوني؟
دعونا معرفة ماذا وكيف. من الصعب جدًا فهم العلاقة بين مجرة درب التبانة المنتشرة عبر سماء الليل ومفهوم "وطننا". في عصر يحترق بالأضواء الكهربائية، أصبح الوصول إلى درب التبانة مستحيلًا عمليًا بالنسبة لسكان المدن. ولا يمكنك رؤيتها إلا بعيدًا عن أضواء المدينة، وفي أوقات معينة من السنة. إنها جميلة بشكل خاص في خطوط العرض لدينا في أغسطس، عندما تمر عبر منطقة الذروة، مثل القوس السماوي العملاق، يرتفع فوق الأرض النائمة.
على ضفاف الألبان
لقد ظل سر درب التبانة يطارد الناس لعدة قرون. في أساطير وأساطير العديد من شعوب العالم، كان يطلق عليه طريق الآلهة، جسر النجوم الغامض المؤدي إلى السماء، النهر السماوي السحري المليء بالحليب الإلهي. ويعتقد أن هذا هو المقصود عندما تحدثت الحكايات الخيالية الروسية القديمة عن نهر الحليب مع ضفاف الجيلي. وأطلق عليه سكان هيلاس القديمة اسم جالاكسياس كوكلوس، وهو ما يعني "دائرة الحليب". ومن هنا جاءت كلمة المجرة المألوفة اليوم. ولكن على أي حال، فإن درب التبانة، مثل كل ما يمكن رؤيته في السماء، كان يعتبر مقدسا. فعبدوه وبنوا المعابد على شرفه. بالمناسبة، قليل من الناس يعرفون أن الشجرة التي نزينها للعام الجديد ليست أكثر من صدى لتلك الطوائف القديمة عندما بدت درب التبانة لأسلافنا على أنها محور الكون، الشجرة العالمية، على الأغصان غير المرئية منها تنضج ثمار النجوم. في يوم رأس السنة الجديدة، "تقف" درب التبانة عموديًا، مثل الجذع الذي يرتفع من الأفق. ولهذا السبب، في بداية دورة سنوية جديدة، وتقليدًا لشجرة السماء التي تثمر دائمًا، تم تزيين شجرة الأرض. لقد اعتقدوا أن هذا أعطى الأمل لمحصول مستقبلي وفضل الآلهة. ما هي مجرة درب التبانة، ولماذا تتوهج، وتتوهج بشكل غير منتظم، وتتدفق أحيانًا على طول قناة واسعة، وأحيانًا تنقسم فجأة إلى ذراعين؟ يعود التاريخ العلمي لهذه المسألة إلى ما لا يقل عن 2000 سنة.
وهكذا أطلق أفلاطون على درب التبانة اسم التماس الذي يصل بين نصفي الكرة السماوية، وقال ديموقريطوس وأناكساجوراس إنها تضيئها النجوم، وفسرها أرسطو بالأزواج المضيئة الموجودة تحت القمر. وكان هناك اقتراح آخر، عبر عنه الشاعر الروماني ماركوس مانيليوس: ربما تكون مجرة درب التبانة هي الإشعاع المندمج للنجوم الصغيرة. وكم كان قريباً من الحقيقة. لكن كان من المستحيل التأكد من ذلك من خلال مراقبة النجوم بالعين المجردة. ولم ينكشف سر مجرة درب التبانة إلا في عام 1610، عندما صوب غاليليو غاليلي الشهير تلسكوبه الأول نحوها، ورأى من خلاله "مجموعة هائلة من النجوم"، للعين المجردة تندمج في شريط أبيض صلب. اندهش جاليليو، وأدرك أن عدم التجانس، وحتى البنية الممزقة للشريط الأبيض، تم تفسيرها من خلال حقيقة أنه يتكون من العديد من مجموعات النجوم والسحب الداكنة. مزيجهم يخلق صورة فريدة من نوعها لمجرة درب التبانة. ومع ذلك، كان من المستحيل فهم سبب تركز النجوم الخافتة في شريط ضيق في ذلك الوقت. في حركة النجوم في المجرة، يميز العلماء تيارات نجمية بأكملها. النجوم فيها مرتبطة ببعضها البعض. لا ينبغي الخلط بين التيارات النجمية والأبراج، والتي غالبًا ما تكون خطوطها العريضة خدعة بسيطة من الطبيعة ولا تظهر إلا كمجموعة متماسكة عند مراقبتها من النظام الشمسي. في الواقع، يحدث أنه في نفس الكوكبة توجد نجوم تنتمي إلى تيارات مختلفة. على سبيل المثال، في دلو Ursa Major المعروف (الشكل الأبرز في هذه الكوكبة)، تنتمي خمسة نجوم فقط من منتصف الدلو إلى تيار واحد، في حين أن الأول والأخير في الشكل المميز ينتميان إلى تيار آخر. وفي الوقت نفسه، في نفس الدفق مع النجوم الخمسة المتوسطة، يوجد سيريوس الشهير - ألمع نجم في سمائنا، ينتمي إلى كوكبة مختلفة تماما.
مصمم الكون
مستكشف آخر لمجرة درب التبانة كان ويليام هيرشل في القرن الثامن عشر. كموسيقي وملحن، انخرط في علم النجوم وصناعة التلسكوبات. كان وزن آخرها طنًا، ويبلغ قطر المرآة 147 سم وأنبوب يصل طوله إلى 12 مترًا. ومع ذلك، حقق هيرشل معظم اكتشافاته، التي أصبحت مكافأة طبيعية للاجتهاد، وذلك باستخدام تلسكوب نصف حجم هذا العملاق. واحدة من أهم الاكتشافات، كما أسماها هيرشل نفسه، كانت الخطة العظيمة للكون. وتبين أن الطريقة التي استخدمها كانت عبارة عن إحصاء بسيط للنجوم في مجال رؤية التلسكوب. وبطبيعة الحال، تم العثور على أعداد مختلفة من النجوم في أجزاء مختلفة من السماء. (كان هناك أكثر من ألف منطقة في السماء حيث تم إحصاء النجوم). وبناء على هذه الملاحظات، خلص هيرشل إلى أن درب التبانة تتشكل مثل جزيرة النجوم في الكون، والتي تنتمي إليها الشمس. حتى أنه رسم رسمًا تخطيطيًا يتضح من خلاله أن نظامنا النجمي له شكل ممدود غير منتظم ويشبه حجر الرحى العملاق. حسنًا، نظرًا لأن حجر الرحى هذا يحيط بعالمنا بحلقة، وبالتالي فإن الشمس بداخله وتقع في مكان ما بالقرب من الجزء المركزي.
هذا هو بالضبط ما رسمه هيرشل، وقد بقيت هذه الفكرة في أذهان العلماء حتى منتصف القرن الماضي تقريبًا. وبناء على استنتاجات هيرشل وأتباعه، تبين أن الشمس لها موقع مركزي خاص في المجرة يسمى درب التبانة. كان هذا الهيكل مشابهًا إلى حد ما لنظام مركزية الأرض للعالم المعتمد قبل عصر كوبرنيكوس، مع الاختلاف الوحيد هو أن الأرض كانت تعتبر في السابق مركز الكون، والآن الشمس. ومع ذلك، لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت هناك نجوم أخرى خارج الجزيرة النجمية، المعروفة باسم مجرتنا؟
هيكل مجرتنا (منظر جانبي)
مكنت تلسكوبات هيرشل من الاقتراب من حل هذا اللغز. اكتشف العالم العديد من البقع المضيئة الخافتة والضبابية في السماء وفحص ألمعها. عندما رأى هيرشل أن بعض البقع كانت تنقسم إلى نجوم، توصل إلى استنتاج جريء مفاده أن هذه ليست أكثر من جزر نجمية أخرى مشابهة لمجرتنا درب التبانة، ولكنها بعيدة جدًا فقط. عندها اقترح، لتجنب الارتباك، كتابة اسم عالمنا بحرف كبير، والباقي بحرف صغير. وحدث الشيء نفسه مع كلمة جالاكسي. عندما نكتبها بحرف كبير، فإننا نعني مجرتنا درب التبانة، عندما نعني بالحرف الصغير جميع المجرات الأخرى. اليوم، يستخدم علماء الفلك مصطلح درب التبانة لوصف كل من "نهر الحليب" المرئي في سماء الليل ومجرتنا بأكملها، والتي تتكون من مئات المليارات من النجوم. وبالتالي، يتم استخدام هذا المصطلح بمعنيين: في أحدهما - عند الحديث عن النجوم في سماء الأرض، ومن ناحية أخرى - عند مناقشة بنية الكون. يفسر العلماء وجود الفروع الحلزونية في المجرة بموجات عملاقة من ضغط وتخلخل الغاز بين النجوم المسافر على طول قرص المجرة. ونظرًا لحقيقة أن السرعة المدارية للشمس تتزامن تقريبًا مع سرعة الموجات المضغوطة، فقد ظلت متقدمة على جبهة الموجة لعدة مليارات من السنين. كان لهذا الظرف أهمية كبيرة لظهور الحياة على الأرض. تحتوي الأذرع الحلزونية على العديد من النجوم ذات اللمعان والكتلة العالية. وإذا كانت كتلة النجم كبيرة، حوالي عشرة أضعاف كتلة الشمس، فإنه ينتظر مصيرًا لا يحسد عليه، وينتهي بكارثة كونية هائلة - انفجار يسمى انفجار السوبرنوفا.
وفي هذه الحالة، يكون التوهج قويًا جدًا لدرجة أن هذا النجم يلمع مثل كل نجوم المجرة مجتمعة. غالبًا ما يسجل علماء الفلك مثل هذه الكوارث في مجرات أخرى، لكن هذا لم يحدث في مجرتنا خلال مئات السنين القليلة الماضية. عندما ينفجر المستعر الأعظم، تتولد موجة قوية من الإشعاع القوي القادر على تدمير كل أشكال الحياة في طريقه. ربما يكون هذا على وجه التحديد بسبب موقعها الفريد في المجرة حيث تمكنت حضارتنا من التطور إلى حد أن ممثليها يحاولون فهم جزيرتهم النجمية. اتضح أنه لا يمكن البحث عن الإخوة المحتملين إلا في "زوايا" المجرة الهادئة مثل زوايانا.
تقع المجرة الحلزونية NGC 3982 على بعد 60 مليون سنة ضوئية من مجرة درب التبانة، في كوكبة الدب الأكبر. يتكون NGC 3982 من مجموعات نجمية وسحب غازية وغبارية وسدم داكنة، والتي بدورها ملتوية في عدة أذرع. يمكن ملاحظة NGC 3982 من الأرض حتى باستخدام تلسكوب صغير. ومع ذلك، عند الفحص الدقيق المجراتوباستخدام تلسكوب هابل، اكتشف العلماء 13 نجمًا متغيرًا و26 نجمًا قيفاويًا مرشحًا بفترات زمنية تتراوح من 10 إلى 45 يومًا. بالإضافة إلى ذلك، عند مراقبة المجرة، تم اكتشاف التكوين سوبر نوفا، والتي حصلت على اسم SN 1998aq.
القيفاويات - منارات الكون
في فهم بنية المجرة "الخاصة"، لعبت دراسات سديم المرأة المسلسلة دورا رئيسيا. البقع الضبابية في السماء معروفة منذ زمن طويل، لكنها كانت تعتبر إما أشلاء ممزقة من مجرة درب التبانة، أو نجوما بعيدة تندمج في كتلة صلبة. لكن إحدى هذه البقع، المعروفة باسم سديم المرأة المسلسلة، كانت الأكثر سطوعًا وجذبت أكبر قدر من الاهتمام. تمت مقارنتها بكل من السحابة المضيئة وشعلة الشمعة، حتى أن أحد علماء الفلك يعتقد أن القبة البلورية للسماء في هذا المكان أرق من غيرها، ومن خلالها يتدفق نور ملكوت الله على الأرض. سديم المرأة المسلسلة هو حقا مشهد لالتقاط الأنفاس. إذا كانت أعيننا أكثر حساسية للضوء، فإنه سيبدو لنا ليس كبقعة ضبابية صغيرة ممدودة، حوالي ربع قرص القمر (هذا هو الجزء المركزي منه)، ولكن كتشكيل أكبر سبع مرات من البدر. ولكن هذا ليس كل شيء. ترى التلسكوبات الحديثة سديم المرأة المسلسلة بطريقة تناسب ما يصل إلى 70 قمرًا مكتملًا في منطقتها.
لم يكن من الممكن فهم بنية سديم المرأة المسلسلة إلا في العشرينات من القرن الماضي. وقد تم ذلك باستخدام تلسكوب قطر المرآة 2.5 متر من قبل عالم الفيزياء الفلكية الأمريكي إدوين هابل. لقد حصل على صور يتباهى بها، والآن ليس هناك شك في أن جزيرة نجمية عملاقة تتكون من مليارات النجوم كانت مجرة أخرى. وقد مكنت مراقبة النجوم الفردية في سديم المرأة المسلسلة من حل مشكلة أخرى - وهي حساب المسافة إليها. الحقيقة هي أنه يوجد في الكون ما يسمى بالقيفاويات - نجوم متغيرة تنبض بسبب العمليات الفيزيائية الداخلية التي تغير سطوعها.
تحدث هذه التغييرات مع فترة معينة: كلما طالت الفترة، زاد لمعان القيفاوي - الطاقة التي يطلقها النجم لكل وحدة زمنية. ومنه يمكنك تحديد المسافة إلى النجم. على سبيل المثال، مكنت Cepheids التي تم تحديدها في سديم المرأة المسلسلة من تحديد المسافة إليها. اتضح أنها ضخمة - 2 مليون سنة ضوئية. ومع ذلك، فهذه ليست سوى واحدة من المجرات الأقرب إلينا، والتي، كما اتضح، هناك عدد كبير منها في الكون. كلما زادت قوة التلسكوبات، تم تحديد المتغيرات المختلفة لهيكل المجرات التي لاحظها علماء الفلك، والتي تبين أنها غير عادية للغاية. من بينها ما يسمى غير النظامية، والتي ليس لها بنية متماثلة، وبعضها بيضاوي الشكل، وبعضها حلزوني. هذه هي تلك التي تبدو الأكثر إثارة للاهتمام والغامضة. تخيل نواة مشرقة تنبثق منها فروع لولبية عملاقة مضيئة. هناك مجرات يتم فيها التعبير عن القلب بشكل أكثر وضوحًا، بينما تهيمن الفروع في أخرى. هناك أيضًا مجرات لا تخرج فيها الفروع من القلب بل من جسر خاص - شريط. إذن ما هو نوع مجرتنا درب التبانة؟ بعد كل شيء، كونك داخل المجرة، فإن فهم بنيتها أصعب بكثير من مراقبتها من الخارج. ساعدت الطبيعة نفسها في الإجابة على هذا السؤال: المجرات "متناثرة" بالنسبة إلينا في مواقع مختلفة. يمكننا رؤية بعضها من الحافة، والبعض الآخر "مسطح"، والبعض الآخر من زوايا مختلفة. لفترة طويلة كان يُعتقد أن أقرب مجرة إلينا هي سحابة ماجلان الكبرى. واليوم نعلم أن الأمر ليس كذلك.
وفي عام 1994، تم قياس المسافات الكونية بشكل أكثر دقة، وكانت الأولوية للمجرة القزمة في كوكبة القوس. ومع ذلك، في الآونة الأخيرة، كان لا بد من إعادة النظر في هذا البيان. تم اكتشاف جار أقرب إلى مجرتنا في كوكبة الكلب الأكبر. ومنه إلى مركز مجرة درب التبانة لا يبعد سوى 42 ألف سنة ضوئية. في المجموع، من المعروف أن 25 مجرة تشكل ما يسمى بالنظام المحلي، أي مجتمع من المجرات المرتبطة مباشرة ببعضها البعض بواسطة قوى الجاذبية. يبلغ قطر النظام المحلي للمجرات حوالي ثلاثة ملايين سنة ضوئية. وبالإضافة إلى مجرتنا درب التبانة وأقمارها، يضم النظام المحلي أيضًا سديم المرأة المسلسلة، وهي المجرة العملاقة الأقرب إلينا مع أقمارها، بالإضافة إلى مجرة حلزونية أخرى من كوكبة المثلث. لقد تحولت "مسطحة" نحونا. يهيمن سديم المرأة المسلسلة على النظام المحلي بالطبع. وهي أكبر بمرة ونصف من مجرة درب التبانة.
المجرة الحلزونية الجميلة NGC 5584 تقع في كوكبة العذراء. تُظهر هذه الصورة التي التقطها هابل بعضًا من ألمع النجوم في المجرة، بما في ذلك النجوم المتغيرة التي تسمى Cepheids، والتي تغير سطوعها بشكل دوري. ومن خلال دراسة القيفاويات في مجرات مختلفة، أصبح علماء الفلك قادرين على قياس معدل توسع الكون. الصورة: ناسا، وكالة الفضاء الأوروبية.
ضواحي مقاطعة النجمة
إذا سمحت Cepheids of the Andromeda Nebula بفهم أنها تقع بعيدًا عن حدود مجرتنا، فإن دراسة Cepheids الأقرب جعلت من الممكن تحديد موضع الشمس داخل المجرة. الرائد هنا كان عالم الفيزياء الفلكية الأمريكي هارلو شابلي. كانت إحدى الأشياء التي كانت محل اهتمامه هي العناقيد النجمية الكروية، الكثيفة جدًا لدرجة أن قلوبها تندمج في توهج مستمر. تقع المنطقة الأكثر ثراءً في العناقيد الكروية في اتجاه كوكبة البروج القوس. وهي معروفة أيضًا في المجرات الأخرى، وتتركز هذه العناقيد دائمًا بالقرب من نوى المجرة. إذا افترضنا أن قوانين الكون هي نفسها، فيمكننا أن نستنتج أن مجرتنا يجب أن تكون مبنية بطريقة مماثلة. عثر شابلي على القيفاويات في مجموعاتها الكروية وقاس المسافة إليها. اتضح أن الشمس لا تقع في وسط درب التبانة، ولكن على أطرافها، يمكن القول، في مقاطعة نجمية، على مسافة 25 ألف سنة ضوئية من المركز. وهكذا، للمرة الثانية بعد كوبرنيكوس، تم فضح فكرة موقعنا المميز الخاص في الكون.
أين هو جوهر؟
بعد أن أدركنا أننا على محيط المجرة، أصبح العلماء مهتمين بمركزها. وكان من المتوقع أنها، كغيرها من الجزر النجمية، تمتلك نواة تنبثق منها فروع حلزونية. نحن نراهم تمامًا كشريط لامع من درب التبانة، لكننا نراهم من الداخل، من الحافة. هذه الفروع الحلزونية المسقطة على بعضها البعض لا تسمح لنا بفهم عددها وكيفية ترتيبها. علاوة على ذلك، فإن نوى المجرات الأخرى تتألق بشكل مشرق. ولكن لماذا لا يظهر هذا الإشعاع في مجرتنا، وهل من الممكن أن لا يكون لها نواة؟ وجاء الحل مرة أخرى من خلال ملاحظات الآخرين. لاحظ العلماء أنه في السدم الحلزونية، التي تم تصنيف مجرتنا عليها، يمكن رؤية طبقة داكنة بوضوح. هذا ليس أكثر من مجرد مجموعة من الغاز والغبار بين النجوم. لقد جعلوا من الممكن الإجابة على السؤال - لماذا لا نرى جوهرنا: يقع نظامنا الشمسي على وجه التحديد في هذه النقطة من المجرة بحيث تحجب السحب الداكنة العملاقة قلب المراقب الأرضي. الآن يمكننا الإجابة على السؤال: لماذا تنقسم مجرة درب التبانة إلى ذراعين؟ كما اتضح فيما بعد، فإن الجزء المركزي منه محجوب بسحب الغبار القوية. في الواقع، هناك مليارات النجوم خلف الغبار، بما في ذلك مركز مجرتنا. أظهرت الأبحاث أيضًا أنه لو لم تتداخل سحابة الغبار معنا، لكان أبناء الأرض قد شاهدوا مشهدًا عظيمًا: كان من الممكن أن يحتل شكل إهليلجي عملاق ساطع مع عدد لا يحصى من النجوم مساحة تزيد عن مائة قمر في السماء.
درب التبانة وسديم المرأة المسلسلة
الجسم الفائق القوس A*
ساعدتنا التلسكوبات التي تعمل في مثل هذه النطاقات من طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي، والتي لا يشكل درع الغبار عائقًا أمامها، على رؤية قلب المجرة خلف سحابة الغبار هذه. لكن معظم هذه الإشعاعات يتأخرها الغلاف الجوي للأرض، لذلك في المرحلة الحالية يلعب علم الفضاء وعلم الفلك الراديوي دورًا مهمًا في فهم المجرة. اتضح أن مركز درب التبانة يتوهج جيدًا في نطاق الراديو.
كان العلماء مهتمين بشكل خاص بما يسمى بالمصدر الراديوي Sagittarius A* - وهو جسم معين في المجرة يصدر موجات الراديو والأشعة السينية بشكل نشط. اليوم يمكن اعتبار أن جسمًا كونيًا غامضًا يقع في كوكبة القوس - وهو ثقب أسود هائل - قد ثبت فعليًا. تشير التقديرات إلى أن كتلته يمكن أن تساوي كتلة 3 ملايين شمس. يتمتع هذا الجسم ذو الكثافة الهائلة بمجال جاذبية قوي لدرجة أنه حتى الضوء لا يمكنه الهروب منه. ومن الطبيعي أن الثقب الأسود نفسه لا يتوهج في أي نطاق، لكن المادة التي تسقط عليه تبعث أشعة سينية وتجعل من الممكن اكتشاف موقع «الوحش» الكوني.
صحيح أن الإشعاع الصادر من القوس A* أضعف مما يوجد في نوى المجرات الأخرى. وقد يرجع ذلك إلى أن سقوط المادة ليس بكثافة، ولكن عند حدوثه يتم تسجيل وميض من الأشعة السينية. ذات مرة، زاد سطوع كائن القوس A* حرفيًا خلال دقائق - وهذا مستحيل بالنسبة لجسم كبير. وهذا يعني أن هذا الجسم مضغوط ولا يمكن أن يكون سوى ثقب أسود. بالمناسبة، لتحويل الأرض إلى ثقب أسود، يجب ضغطها إلى حجم علبة الثقاب. بشكل عام، تم اكتشاف العديد من مصادر الأشعة السينية المتغيرة في مركز مجرتنا، والتي قد تكون عبارة عن ثقوب سوداء أصغر حجمًا متجمعة حول النجم المركزي فائق الكتلة. هم الذين يتم مراقبتهم اليوم بواسطة مرصد شاندرا الفضائي الأمريكي للأشعة السينية. تم تقديم مزيد من التأكيد على وجود ثقب أسود هائل في مركز قلب مجرتنا من خلال دراسة حركة النجوم الموجودة على مقربة من القلب. وهكذا، في نطاق الأشعة تحت الحمراء، تمكن علماء الفلك من مراقبة حركة نجم انزلق من مركز النواة على مسافة كانت ضئيلة على مقياس المجرة: ثلاثة أضعاف نصف قطر مدار بلوتو فقط. تشير المعلمات المدارية لهذا النجم إلى أنه يقع بالقرب من جسم غير مرئي مدمج له مجال جاذبية هائل. لا يمكن أن يكون هذا سوى ثقب أسود، وهو ثقب فائق الكتلة. أبحاثها مستمرة.
داخل ذراع أوريون
من المثير للدهشة أن هناك القليل من المعلومات حول بنية الأذرع الحلزونية لمجرتنا. من مظهر درب التبانة، لا يسع المرء إلا أن يحكم على أن المجرة لها شكل قرص. وفقط بمساعدة ملاحظات إشعاع الهيدروجين بين النجوم - العنصر الأكثر شيوعًا في الكون - كان من الممكن إعادة بناء صورة أذرع درب التبانة إلى حد ما. أصبح هذا ممكنًا مرة أخرى بفضل القياس: في المجرات الأخرى، يتركز الهيدروجين بدقة على طول الأذرع الحلزونية. توجد أيضًا مناطق تكوين النجوم - العديد من النجوم الشابة وتراكمات الغبار والغاز - سدم الغبار الغازي. في الخمسينيات من القرن الماضي، تمكن العلماء من إنشاء صورة لتوزيع سحب الهيدروجين المتأين الموجود في الحي المجري للشمس. اتضح أن هناك ثلاث مناطق على الأقل يمكن تحديدها بالأذرع الحلزونية لمجرة درب التبانة. أطلق العلماء على أحد هذه الكائنات، وهو الأقرب إلينا، اسم ذراع Orion-Cygnus. يُطلق على الذراع الأبعد عنا، وبالتالي الأقرب إلى مركز المجرة، ذراع القوس كاريناي، والطرف المحيطي يسمى ذراع بيرسيوس. لكن الجوار المجري المستكشف محدود: فالغبار بين النجوم يمتص ضوء النجوم البعيدة والهيدروجين، لذلك يصبح من المستحيل فهم النمط الإضافي للأذرع الحلزونية. ومع ذلك، عندما لا يستطيع علم الفلك البصري المساعدة، تأتي التلسكوبات الراديوية للإنقاذ. ومن المعروف أن ذرات الهيدروجين تنبعث بطول موجة يبلغ 21 سم، وهذا الإشعاع هو الذي بدأ عالم الفيزياء الفلكية الهولندي جان أورت في التقاطه. كانت الصورة التي تلقاها عام 1954 مثيرة للإعجاب. يمكن الآن تتبع الأذرع الحلزونية لمجرة درب التبانة عبر مسافات شاسعة. لم يعد هناك أي شك: درب التبانة عبارة عن نظام نجمي حلزوني، يشبه سديم المرأة المسلسلة. لكن ليس لدينا حتى الآن صورة تفصيلية للنمط الحلزوني لمجرة درب التبانة: إذ تندمج فروعها مع بعضها البعض ومن الصعب جدًا تحديد المسافة إليها.
قابلة للنقر 1800 بكسل
الاعتمادات: سيرج برونير، ترجمة: Kolpakova A.V.
تفسير: تسلق 5000 متر فوق مستوى سطح البحر بالقرب من سيرو تشاينانتور في جبال الأنديز الشمالية في تشيلي وسترى سماء الليل مثل تلك التي في الصورة. تم التقاط هذه الصورة في تلك المنطقة الجبلية العالية الجافة باستخدام عدسة عين السمكة. تلتقط الصورة عددًا لا يحصى من النجوم وسحب الغبار الواسعة في مجرتنا. الاتجاه نحو مركز المجرة يكون بالقرب من السمت، أي. في وسط الصورة، لكن مركز المجرة نفسه مخفي عنا لأنه يقع خلف الغبار الممتص للضوء. يضيء كوكب المشتري فوق الانتفاخ المركزي لمجرة درب التبانة. على يمين كوكب المشتري يظهر العملاق الأصفر الأقل سطوعا وهو قلب العقرب. يمكن رؤية نقطة باهتة صغيرة على الحافة اليمنى من الصورة - وهي واحدة من العديد من المجرات التابعة لمجرة درب التبانة، وهي سحابة ماجلان الصغيرة.
نتائج ممتازة
من المعروف اليوم أن مجرتنا عبارة عن نظام نجمي عملاق يضم مئات المليارات من النجوم. كل النجوم التي نراها فوق رؤوسنا في ليلة صافية تنتمي إلى مجرتنا. لو تمكنا من التحرك في الفضاء والنظر إلى مجرة درب التبانة من الجانب، لظهرت لأعيننا مدينة نجمية على شكل طبق طائر ضخم يبلغ عرضه 100 ألف سنة ضوئية. في وسطها نرى سماكة ملحوظة - شريط - يبلغ قطرها 20 ألف سنة ضوئية، تمتد منها فروع حلزونية عملاقة إلى الفضاء. على الرغم من أن مظهر المجرة يوحي بوجود نظام مسطح، إلا أن هذا ليس صحيحًا تمامًا.
ويمتد حولها ما يسمى بالهالة، وهي سحابة من المادة النادرة. يصل نصف قطرها إلى 150 ألف سنة ضوئية. يوجد حول الانتفاخ المركزي واللب العديد من العناقيد النجمية الكروية المكونة من نجوم حمراء قديمة وباردة. أطلق عليها هارلو شابلي اسم "الجسم الهيكلي" لمجرتنا. تشكل النجوم الباردة ما يسمى بالنظام الفرعي الكروي لمجرة درب التبانة، ونظامها الفرعي المسطح، والمعروف أيضًا باسم الأذرع الحلزونية، يتكون من "الشباب النجمي". هناك العديد من النجوم الساطعة البارزة ذات اللمعان العالي هنا. تظهر النجوم الشابة في المستوى المجري بسبب وجود كمية هائلة من الغبار والغاز هناك. ومن المعروف أن النجوم تولد بسبب انضغاط المادة في سحب الغاز والغبار. وبعد ذلك، وعلى مدى ملايين السنين، تقوم النجوم حديثة الولادة "بتضخيم" هذه السحب وتصبح مرئية. الأرض والشمس ليسا المركز الهندسي للعالم، بل يقعان في أحد الزوايا الهادئة لمجرتنا.
ويبدو أن هذا الموقع الخاص مثالي لنشوء الحياة وتطورها. ومنذ عشر سنوات حتى الآن، تمكن العلماء من اكتشاف كواكب كبيرة - ليست أصغر من كوكب المشتري - تدور حول نجوم أخرى. اليوم حوالي مائة ونصف منهم معروفون. وهذا يعني أن مثل هذه الأنظمة الكوكبية منتشرة على نطاق واسع في المجرة. مسلحًا بتلسكوبات أكثر قوة، من الممكن العثور على كواكب صغيرة مثل الأرض، وربما يكون هناك إخوة عليها. جميع النجوم في المجرة تتحرك في مداراتها حول مركزها. هناك نجم يسمى الشمس له أيضًا مداره الخاص. تحتاج الشمس لإتمام دورة كاملة إلى ما لا يقل عن 250 مليون سنة، وهي سنة مجرية (سرعة الشمس 220 كم/ث). لقد دارت الأرض بالفعل حول مركز المجرة 25-30 مرة. هذا يعني أنها تبلغ من العمر سنوات عديدة من المجرة. إن تتبع مسار الشمس عبر مجرة درب التبانة أمر صعب للغاية. لكن التلسكوبات الحديثة يمكنها اكتشاف هذه الحركة أيضًا. على وجه الخصوص، لتحديد كيفية تغير مظهر السماء المرصعة بالنجوم عندما تتحرك الشمس بالنسبة لأقرب النجوم. النقطة التي يتحرك نحوها النظام الشمسي تسمى القمة وتقع في كوكبة هرقل، على حدود كوكبة ليرا.
إذن، ما الذي يمكن أن يكون استنتاجًا موجزًا حول جوهر القضية؟ في بعض الأحيان يُقال دون جدوى أن مجرة درب التبانة هي مجرتنا. درب التبانة عبارة عن حلقة لامعة مرئية لنا في السماء، ومجرتنا عبارة عن نظام نجمي مكاني. ونرى معظم نجومها في شريط درب التبانة، لكن الأمر لا يقتصر عليها. تضم المجرة نجومًا من جميع الأبراج. نحن صغيرون جدًا مقارنة بدرب التبانة. أنه يمكننا إطلاق النار في كل الاتجاهات. والشمس ليست في مركز قرص المجرة، بل على مسافة الثلثين من مركزها إلى حافتها. والأهم من ذلك، لا تنس أن معظم هذه الصور الجميلة هي مجرد كولاج ورسومات ونموذج ورسومات. أو أنها مجرد لقطة لبعض المجرات الحلزونية الأخرى. حسنًا، هذه صور حقيقية، وإن كانت معالجة بشكل كبير.
كيفية تصوير مجرة درب التبانة؟ هذا هو ما يكتب رينات:
يعتقد الكثير من الناس أنه من أجل التقاط صور جميلة للفضاء، فإنك تحتاج ببساطة إلى الحصول على معدات باهظة الثمن، وحتى الدراسة لمدة خمس سنوات في إحدى الجامعات المتخصصة. ومع ذلك، في الواقع، تصوير السماء المرصعة بالنجوم ليس بالأمر الصعب على الإطلاق ويمكن للجميع الوصول إليه.
ولإثبات صحة هذا البيان عمليًا، أخطط لكتابة سلسلة قصيرة من الملاحظات، تحتوي كل منها على صورة فوتوغرافية واحدة أو أكثر، بالإضافة إلى قصة قصيرة حول كيفية الحصول عليها. سأحاول تقديمها بأكبر قدر ممكن من الوضوح، وسيتم اختيار الصور بحيث لا يتطلب إنشائها معدات معقدة بشكل خاص. لذا…
واحدة من أسهل الأجرام السماوية التي يمكن تصويرها هي مجرة درب التبانة. ومع ذلك، فإن الكثيرين لم يروه قط! المفارقة؟ مُطْلَقاً! والحقيقة هي أن رؤية الأجرام السماوية، باستثناء القمر والكواكب، تعتمد بشكل كبير على درجة إضاءة السماء. يعيش معظم الناس في مدن يكون فيها ضوء الليل ساطعًا للغاية بحيث لا يمكن رؤية سوى عدد قليل من النجوم اللامعة في السماء. ولذلك، بالنسبة للعديد من الأشخاص، فإن منظر سماء الليل السوداء الحقيقية هو ببساطة أمر ساحر...
لذا، لكي تتمكن من رؤية مجرة درب التبانة وتصويرها، يتعين عليك الخروج من المدينة، ويفضل أن يكون ذلك بعيدًا. هنا يمكنك الاستمتاع بالسماء المرصعة بالنجوم بكل مجدها! سيكون من الرائع للغاية إجراء ملاحظات في مكان ما في الجنوب، على الأقل عند خط عرض شبه جزيرة القرم أو القوقاز. وتعتبر إسرائيل ومصر والمغرب وجزر الكناري أكثر ملاءمة. الحقيقة هي أنه في وسط روسيا، فإن أجمل المناطق المشرقة في درب التبانة غير مرئية ببساطة، ومخفية في الأفق. ولهذا السبب فإن السماء الجنوبية جذابة للغاية.
لكننا، ومع ذلك، لن نعجب فقط - لا، نحتاج أيضا إلى التقاط ما نراه بشكل مناسب. ما هي التكنولوجيا التي نحتاجها لهذا؟ كل هذا يتوقف على ما نريد الحصول عليه. لذلك، تم التقاط الإطار أعلاه باستخدام كاميرا Canon 350D مقاس 18-55 مم/3.5-5.6@18 مم/3.5. أي أنه تم استخدام أوسع زاوية ممكنة للتصوير. النقطة المهمة هي، أولاً، تضمين أكبر جزء ممكن من درب التبانة في الإطار، بالإضافة إلى مناطق كافية من السماء والمناظر الطبيعية المحيطة التي لا تشغلها. من الأفضل رؤية مجرتنا على خلفية كائنات أخرى، ولهذا السبب يُنصح بشدة بالتقاطها. إذا كنت تستخدم عدسة عادية بدلاً من عدسة واسعة الزاوية، فسوف يندمج طريق التبانة إلى حد ما في الخلفية.
بالإضافة إلى ذلك، لا ينبغي لنا أن ننسى أن الكرة السماوية تميل إلى الدوران - وكلما كانت العدسة التي نستخدمها أقصر، كلما زادت سرعة الغالق التي يمكننا ضبطها دون ظهور ضبابية ملحوظة في الإطار النهائي. وبالنسبة لجسم خافت مثل ذلك الذي اخترناه، فهذا مهم جدًا جدًا. في حالتي، كان المصراع مفتوحًا لمدة ثلاثين ثانية. بالطبع، ليس هناك شك في حمل الكاميرا بلا حراك بين يديك لمدة نصف دقيقة. كما تعلمون، فإن الهزة هي سمة من سمات البشر، وبالتالي فإن عدم الوضوح أثناء مثل هذه التعرضات أمر لا مفر منه. ما لم تقم، بالطبع، بتركيب الكاميرا على شيء مستقر - على سبيل المثال، سوف يقوم حامل ثلاثي الأرجل القياسي للتصوير الفوتوغرافي بالمهمة.
ومع ذلك، من أجل دراسة درب التبانة بمزيد من التفصيل، يجب زيادة سرعة الغالق بشكل أكبر - لكن هذا لم يعد سهلاً إذا كنا لا نريد أن نصبح ضبابيًا. هناك طريقة للخروج - يجب أن تدور الكاميرا بعد تصوير الجسم السماوي. بالطبع، لن يناسبنا حامل ثلاثي الأرجل العادي، فنحن بحاجة إلى حامل خاص.
عند تصوير هذه اللقطة، استخدمنا شيئًا كهذا، السمت البديل. يمكن للمنصة الملحقة بها كاميرا أن تتحرك تلقائيًا يسارًا ويمينًا ولأعلى ولأسفل، بعد دوران الكرة السماوية. ومع ذلك، فإن الأخير، كما هو معروف، يدور في قوس - وبالتالي، عند استخدام جبل من هذا النوع، سنحصل على دوران المجال. وفي الواقع، ألق نظرة فاحصة: عند حواف الإطار، لم تعد النجوم نقاطًا تمامًا. لذلك، اضطررت إلى الحد من سرعة الغالق لمدة دقيقة واحدة - لكن التفاصيل لا تزال تزيد بشكل ملحوظ عند مقارنتها بالتعريض الضوئي لمدة ثلاثين ثانية.
لتحييد تأثير دوران المجال، يمكنك استخدام جبل استوائي. ستقوم بتدوير الكاميرا حول القطب السماوي، ولن تنشأ المشكلة المحددة.
وهنا الموظفين المحترفين:
درب التبانة فوق وادي النصب التذكاري (الولايات المتحدة الأمريكية). أدناه نرى صخورًا ضخمة - نتوءات. النتوءات هي صخور من الصخور الصلبة المتبقية بعد أن جرفت المياه كل المواد الناعمة المحيطة بها. الجبلان - أقرب جبل على اليسار والجبل على يمينه - يُطلق عليهما اسم "القفازات". تمتد مجرة درب التبانة مثل قوس عملاق في الأعلى. فوق القفاز الأيسر توجد كوكبة الدجاجة، بالإضافة إلى سديم أمريكا الشمالية المحمر. بعد ذلك، تمر مجرة درب التبانة عبر كوكبات شانتيريل، القوس، الثعابين، النسر، والدرع حتى تدخل كوكبات القوس والعقرب. وهنا يصبح ألمع وأكثر وضوحا. أصبحت هذه الصورة هي الفائزة في مسابقة الصورة الفلكية لليوم في 1 أغسطس 2012. الصورة: والي باتشولكا
مصادر
http://www.vokrugsveta.ru - ديمتري جوليوتين
http://renat.livejournal.com/15030.html
http://www.astrogalaxy.ru/151.html
دعنا نتذكر , وأيضا الجواب على السؤال المقال الأصلي موجود على الموقع InfoGlaz.rfرابط المقال الذي أخذت منه هذه النسخة -