تم الكشف عن سر تكوين المجرات الحلزونية

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

هل تعرف ما الذي يفاجئني أكثر؟ حقيقة أننا نأخذ العالم من حولنا كأمر مسلم به. ينظر الكثير من الناس إلى الحيوانات والنباتات وقوانين الفيزياء والفضاء على أنها شيء عادي وممل لدرجة أنهم يخترعون الجنيات والأشباح والوحوش والسحر. موافق ، هذا مذهل ، لأن حقيقة وجودنا هي سحر.

انظر إلى نفس الزرافات - كيف حدثت مثل هذه الأشياء ذات العنق الطويل؟ وماذا عن خلد الماء ، إيكيدنا ، النيص وكل الحيوانات الأخرى؟ أعتقد أنك تفهم ما أعنيه. الشيء نفسه ينطبق على الفضاء. أليست حقيقة وجود الكواكب والنجوم والمجرات مدهشة؟ أليس من الرائع أن نتمكن من دراستها؟ لذلك ، مجرة درب التبانة (التي تقع فيها الشمس والأرض) هي واحدة من بلايين المجرات في اتساع الكون اللامتناهي ، لكننا تمكنا من معرفة شكلها وشكل معظم المجرات في الكون المرئي يملك. في هذه المقالة سوف تتعلم شيئًا رائعًا عن العالم الذي نعيش فيه ، وهو لماذا تكون بعض المجرات على شكل حلزوني؟

ما هي المجرة؟

في الفضاء ، يتم التحكم في كل شيء بواسطة قوة الجاذبية. لولاها ، ففي اتساع هذا التوسع اللامتناهي - وحتى مع التسارع - لن يكون للكون مجرة واحدة. بعد الانفجار العظيم ، الذي حدث قبل 13.8 مليار سنة ، استمر الكون في التوسع ، وبدأ يبرد تدريجيًا. بعد نهاية العصور المظلمة - بدءًا من تكثيف الغاز المحايد - بدأت تكتلات المادة بالتشكل تدريجيًا.

العصور المظلمة هي فترة تطور الكون والتي تشكلت خلالها النجوم الأولى وبقايا الإشعاع.

في الواقع ، المجرة عبارة عن نظام جاذبي كبير من مجموعات من المادة والنجوم وسحب الغاز والغبار والمادة المظلمة والكواكب. علاوة على ذلك ، تتحرك جميع الأجسام في المجرة بالنسبة إلى مركز الكتلة المشترك - ثقب أسود هائل يقع في قلب المجرات. غريب أليس كذلك؟ لذلك ، يتطلع العلماء إلى أعماق الفضاء ، في محاولة لاكتشاف أكبر قدر ممكن عن هذا المكان الغامض.

إشعاع الخلفية (أو إشعاع الخلفية الكونية الميكروويف) هو إشعاع حراري يملأ الكون بالتساوي. يُعتقد أن بقايا الإشعاع نشأت في عصر الكون المبكر ، أي بعد فترة وجيزة من الانفجار العظيم

ما هو شكل المجرات؟

قد تتفاجأ ، لكن الدراسات التفصيلية للمجرات لم تبدأ حتى عشرينيات القرن الماضي. في حين أن النجوم والكواكب لم تحرم أبدًا من اهتمام الإنسان ، وضع العالم البارز إدوين هابل الأساس لعلم الفلك خارج المجرة. لقد أثبت أن العديد من السدم التي لاحظها علماء الفلك تبين أنها مجرات أخرى تتكون من عدد لا يحصى من النجوم. درس هابل أكثر من ألف مجرة وحدد مسافات بعضها. علاوة على ذلك ، كان إدوين هابل هو أول من حدد ثلاثة أنواع رئيسية من المجرات: الحلزونية والإهليلجية وغير المنتظمة. اتضح أن المجرات الحلزونية الموجودة في اتساع الكون أكثر شيوعًا من غيرها. حسنًا ، أكثر من نصف المجرات حلزونية ، بما في ذلك مجرة درب التبانة ومجرة المرأة المسلسلة ومجرة المثلث. لكن لماذا؟

الحقول المغناطيسية هي المفتاح لكشف أسرار المجرات الحلزونية

لا يزال العلماء في حيرة من أمرهم من المجرات الحلزونية وكيف تتشكل ، بأذرع رشيقة مليئة بالنجوم. في الواقع ، المجرات الحلزونية هي الشكل الأيقوني لمعظم المجرات في الكون.في محاولة لفهم السبب ، يراقب علماء الفلك عن كثب المجرات الحلزونية التي تختلف عن مجرة درب التبانة. لاحظ العلماء مؤخرًا المجرة M77 ، المعروفة أيضًا باسم NGC 1068 ، باستخدام مرصد SOFIA الستراتوسفير لعلم الفلك بالأشعة تحت الحمراء وقدموا نتائجهم في دراسة جديدة ، ستُنشر قريبًا في مجلة الفيزياء الفلكية.

المجال المغناطيسي هو نوع خاص من المواد يتم من خلاله التفاعل بين الجسيمات المشحونة المتحركة.

وفقًا لمؤلفي العمل في بيان صحفي رسمي ، تلعب المجالات المغناطيسية دورًا كبيرًا في تكوين المجرات الحلزونية مثل M77. المجالات المغناطيسية غير مرئية ، لكنها يمكن أن تؤثر على تطور المجرات. اليوم ، يفهم العلماء جيدًا كيف تؤثر قوة الجاذبية على الهياكل المجرية ، لكن دور المجالات المغناطيسية في هذه العمليات لا يزال غير معروف.

M77 هي مجرة حلزونية تبعد حوالي 47 مليون سنة ضوئية عن الأرض. خلص الباحثون إلى أن M77 لها نواة مجرية نشطة ، والتي تحتوي على ثقب أسود هائل ضعف كتلة القوس A * ، الثقب الأسود في مركز مجرة درب التبانة. حجم M77 أكبر من مجرة درب التبانة: نصف قطرها حوالي 85000 سنة ضوئية ، ونصف قطر مجرة درب التبانة حوالي 53000. ومع ذلك ، هناك حوالي 300 مليار نجم في مجرة M77 ، بينما يوجد في مجرة درب التبانة حوالي 250 مليار حتى 400. تمتلئ الأذرع الحلزونية لـ M77 بمناطق تكوين نجمي مكثف ، تسمى التوهجات النجمية. تتبع خطوط المجال المغناطيسي عن كثب الأذرع الحلزونية ، على الرغم من أنه لا يمكن رؤيتها باستخدام التلسكوب العادي. لحسن الحظ ، يمكن لـ SOFIA القيام بذلك ، مما دفع علماء الفلك إلى معرفة أن وجود المجالات المغناطيسية يدعم نظرية واسعة الانتشار تشرح كيف تتشكل أذرع المجرات الحلزونية. يطلق عليه "نظرية موجة الكثافة".

تم اقتراح نظرية موجة الكثافة في الستينيات لشرح التركيب الحلزوني للمجرات الحلزونية. وفقًا لهذه النظرية ، فإن أذرع المجرات الحلزونية ليست تشكيلات مادية ، ولكنها مناطق ذات كثافة متزايدة ، تشبه بشكل أساسي الاختناقات المرورية.

لذلك ، فإن أذرع المجرة هي الجزء المرئي من موجات الكثافة نفسها ، وتتحرك النجوم داخل وخارج الموجات. وبالتالي ، فإن أذرع المجرات الحلزونية ليست هياكل دائمة مصنوعة من النجوم ، على الرغم من أنها تبدو هكذا. أظهرت الملاحظات مع SOFIA أن خطوط المجال المغناطيسي تمتد على طول ذراع مجرة M77 بالكامل على مسافة 24000 سنة ضوئية. وفقًا للنتائج التي تم الحصول عليها ، فإن قوى الجاذبية التي ساعدت في تكوين الشكل الحلزوني للمجرة ، كما هي ، تضغط على الحقول المغناطيسية ، مما يؤكد نظرية موجات الكثافة. جنون الفضاء النقي ، أليس كذلك؟

ومع ذلك ، تتعامل هذه الدراسة مع مجرة حلزونية واحدة فقط ، لذلك لا يزال أمام علماء الفلك الكثير من العمل. لا يزال من غير المعروف الدور الذي يمكن أن تلعبه خطوط المجال المغناطيسي في بنية المجرات الأخرى ، بما في ذلك المجرات الخاطئة ، ولكن على الرغم من وجود عدد كبير من الأسئلة ، فقد تعلمنا بالفعل الكثير عن العالم الذي نعيش فيه وهذه المعرفة تثير الفضول فقط.