أندروميدا: الاكتشاف ، الأصل ، الخصائص ، الهيكل - آرتي - 2025

أندروميدا هي مجرة ​​مكونة من مجموعة من الأنظمة النجمية والغبار والغاز ، وكلها تخضع لقوة الجاذبية. يقع على بعد 2.5 مليون سنة ضوئية من الأرض وهو الشيء الوحيد المرئي للعين المجردة الذي لا ينتمي إلى درب التبانة.

يعود تاريخ أول سجل للمجرة إلى عام 961 ، عندما وصفها عالم الفلك الفارسي الصوفي بأنها سحابة صغيرة في كوكبة أندروميدا. على الأرجح ، تمكنت الشعوب القديمة الأخرى من التعرف عليها أيضًا.

الشكل 1. مجرة ​​المرأة المسلسلة ، المشابهة لمجرة درب التبانة ، تُرى في الضوء فوق البنفسجي. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

لاحقًا ، باستخدام التلسكوب ، أطلق عليه علماء الفلك الذين تبعوا جاليليو اسم "السديم". في منتصف القرن التاسع عشر ، كان أقوى تلسكوب يبلغ قطره 72 بوصة وقد صنعه عالم الفلك الأيرلندي ويليام بارسونز ، الذي لاحظ بشكل مباشر التركيب الحلزوني الغريب لبعض السدم.

في عام 1924 أدرك عالم الفلك إدوين هابل أن السديم الحلزوني أندروميدا لم يكن جزءًا من درب التبانة. لهذا استخدم خصائص Cepheids ، وهي فئة من النجوم يختلف سطوعها بشكل دوري على أساس منتظم.

يزداد حجم ودرجة حرارة Cepheids وينقصان ، ويرتبطان بطريقة دقيقة للغاية اللمعان مع فترة حياتها. بهذه الطريقة ، تمكن هابل من إنشاء مقياس مسافة للكون وتقدير المسافة بين أندروميدا ودرب التبانة. أكد هذا أن السديم كان ، في الواقع ، مجرة ​​مستقلة وأن الكون مكانًا أكبر بكثير مما كانا يتخيلان.

ميزات أندروميدا

أندروميدا هي مجرة ​​حلزونية يشبه شكلها شكل مجرتنا درب التبانة. وهي على شكل قرص مسطح ، مع انتفاخ في المنتصف والعديد من الأذرع الحلزونية. ليس كل المجرات لديها هذا التصميم.

هابل ، الذي رصد المئات منهم ، صنفهم إلى بيضاوي الشكل (E) ، عدسي (L) ولولبي (S) ، في مخطط الشوكة الرنانة الشهير أو تسلسل هابل الذي لا يزال مستخدمًا حتى اليوم.

الشكل 2. شوكة رنين هابل. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

في المقابل ، يتم تمييز المجرات الحلزونية إلى مجموعتين ، تلك التي لها قضيب مركزي وتلك التي لا تمتلكها.

الإجماع الحالي هو أن مجرتنا درب التبانة عبارة عن مجرة ​​حلزونية منضمة Sb ، على الرغم من أننا لا نستطيع رؤيتها من الخارج ، لكن أندروميدا هي مجرة ​​حلزونية بسيطة أو غير محظورة Sb ، والتي نراها تقريبًا على الحافة من هنا.

أهم بيانات أندروميدا هي:

- له قلب مزدوج (انظر قسم الهيكل أدناه)

- أبعادها قابلة للمقارنة مع درب التبانة. مجرة المرأة المسلسلة أكبر حجمًا بقليل ، لكن مجرة ​​درب التبانة أكثر كتلة ، بها مادة مظلمة أكثر.

- أندروميدا لديها العديد من المجرات الفضائية ، والتي تتفاعل معها بجاذبية: المجرات القزمة البيضاوية: M32 و M110 والمجرة الحلزونية الصغيرة M33.

- قطرها 220 ألف سنة ضوئية.

- يبلغ سطوعها ضعف سطوع مجرة ​​درب التبانة ، مع مليار نجم.

- تقترب نسبة 3٪ من الطاقة المنبعثة من أندروميدا في منطقة الأشعة تحت الحمراء ، بينما تبلغ هذه النسبة في مجرة ​​درب التبانة 50٪. عادة ما تكون هذه القيمة مرتبطة بمعدل تشكل النجوم ، وبالتالي فهي مرتفعة في مجرة ​​درب التبانة وتكون أقل في أندروميدا.

كيف ترى أندروميدا؟

يسمي كتالوج ميسييه ، وهو قائمة من 110 جرمًا فلكيًا يعود تاريخها إلى عام 1774 ، مجرة ​​أندروميدا ، المرئية في الكوكبة التي تحمل الاسم نفسه ، مثل الجسم M31.

من جانبه ، يطلق كتالوج NGC (كتالوج عام جديد للسدم ومجموعة النجوم) على NGC 224.

من الجيد تذكر هذه التعيينات عند العثور على المجرة على خرائط السماء ، حيث يتم استخدامها في العديد من التطبيقات الفلكية لأجهزة الكمبيوتر والهواتف.

لتصور أندروميدا ، من الملائم تحديد موقع كوكبة كاسيوبيا أولاً ، والتي لها شكل مميز للغاية على شكل الحرف W أو M ، اعتمادًا على كيفية رؤيتك لها.

من السهل جدًا تصور كاسيوبيا في السماء وتقع مجرة ​​أندروميدا بينها وبين كوكبة أندروميدا المناسبة ، كما يظهر في هذا الرسم البياني:

الشكل 3. تفاصيل الخريطة السماوية لتحديد موقع مجرة ​​المرأة المسلسلة. المصدر: F. Zapata.

ضع في اعتبارك أنه لرؤية المجرة بالعين المجردة ، يجب أن تكون السماء مظلمة جدًا وبدون أضواء صناعية في الجوار.

ومع ذلك ، من الممكن رؤية المجرة حتى من مدينة مأهولة بالسكان في ليلة صافية ، ولكن دائمًا بمساعدة منظار ، على الأقل. في ظل هذه الظروف ، يتم تمييز شكل بيضاوي أبيض صغير في المكان المحدد.

باستخدام التلسكوب ، يمكن تمييز العديد من تفاصيل المجرة ويمكن أيضًا تحديد موقع اثنتين من المجرات الصغيرة المرافقة لها.

أنسب أوقات السنة لمشاهدتها هي:

- نصف الكرة الشمالي: على الرغم من أنه أقل وضوحًا على مدار العام ، إلا أن الأشهر المثلى هي أغسطس وسبتمبر.

- نصف الكرة الجنوبي: بين أكتوبر وديسمبر.

أخيرًا ، يُنصح بالمراقبة أثناء القمر الجديد ، بحيث تكون السماء مظلمة جدًا ، وكذلك ارتداء الملابس المناسبة لهذا الموسم.

مجموعة المجرات المحلية

تنتمي كل من مجرة ​​أندروميدا ودرب التبانة نفسها إلى المجموعة المحلية من المجرات ، التي تضم ما مجموعه 40 مجرة. تعد مجرة ​​درب التبانة ، وأندروميدا ، ومجرة المثلث أكبر أعضاء هذه المجموعة.

يتكون الباقي من مجرات قزمة من النوع الإهليلجي أو الحلزوني أو غير المنتظم التي تشمل غيوم ماجلان.

بناء

بنية مجرة ​​المرأة المسلسلة هي في الأساس نفس بنية جميع المجرات الحلزونية:

الشكل 4. هيكل مجرة ​​حلزونية نموذجية. المصدر: جامعة مانيتوبا.

-نواة تحتوي على ثقب أسود فائق الكتلة.

- البصلة المحيطة بالنواة والمليئة بالنجوم المتقدمة في تطورها.

- قرص من مادة بين النجوم.

- الهالة ، وهي كرة ضخمة منتشرة تحيط بالبنى التي تم تسميتها بالفعل والتي يتم الخلط بينها وبين هالة مجرة ​​درب التبانة المجاورة.

الأصل والتطور كيف نشأت أندروميدا؟

تعود أصول المجرات إلى المجرات البدائية أو غيوم الغاز البدائية التي كانت تنظم بعد وقت قصير نسبيًا من الانفجار العظيم ، الانفجار العظيم الذي أدى إلى نشوء الكون.

خلال الانفجار العظيم تشكلت العناصر الأخف ، الهيدروجين والهيليوم. بهذه الطريقة ، كانت المجرات الأولية الأولى تتكون بالضرورة من هذه العناصر.

في البداية كانت المسألة موزعة بشكل متجانس ، لكنها تراكمت في بعض النقاط أكثر بقليل من نقاط أخرى. في الأماكن التي تكون فيها الكثافة أعلى ، بدأت قوة الجاذبية وتسببت في تراكم المزيد من المادة. بمرور الوقت ، أدى الانكماش الثقالي إلى ظهور المجرات الأولية.

قد تكون المرأة المسلسلة نتيجة اندماج العديد من المجرات الأولية التي حدثت منذ حوالي 10 مليارات سنة.

مع الأخذ في الاعتبار أن العمر المقدر للكون هو 13.7 مليار سنة ، تشكلت أندروميدا بعد وقت قصير من الانفجار العظيم ، تمامًا مثل مجرة ​​درب التبانة.

خلال فترة وجودها ، امتصت أندروميدا المجرات الأولية والمجرات الأخرى ، مما ساعدها على منحها شكلها الحالي. كما تباين معدل تشكل النجوم خلال تلك الفترة ، حيث يزداد معدل تشكل النجوم خلال هذه الاقتراب.

على الرغم من أنه من المعروف أن الكون يتوسع ، فإن مجرة ​​المرأة المسلسلة تقترب بسرعة من مجرة ​​درب التبانة بمعدل 300 كم / ثانية ، لذلك من المتوقع في المستقبل البعيد حدوث "تصادم" بين الاثنين أو على الأقل نهج واحد. بحيث كلاهما مشوهان بشكل كبير.

مثل هذه الأحداث ليست غير شائعة وليست بالضرورة عنيفة أو مدمرة ، بالنظر إلى المسافة الكبيرة بين النجوم.

إذا كانت المجرات المتصادمة متساوية في الحجم ، فمن المحتمل أن تفقد شكلها وتشكل مجرة ​​إهليلجية أو مجرة ​​غير منتظمة. إذا كان أحدهما أصغر ، فإن الشكل الأكبر سيحتفظ بشكله عن طريق امتصاصه ، أو سيشهد تشوهًا ملموسًا إلى حد ما.

السيفيدس والمسافات الفلكية

استخدم إدوين هابل Cepheids لتحديد المسافة إلى أندروميدا ولإظهار أنها كانت مجرة ​​بعيدة عن درب التبانة.

Cepheids هي نجوم لامعة للغاية ، أكثر إشراقًا من الشمس ، لذا يمكن رؤيتها حتى من بعيد جدًا. Polaris ، النجم القطبي هو مثال على Cepheid.

تتميز بحقيقة أنها تخضع لتمددات وانقباضات دورية ، حيث يزداد سطوعها وينقص على فترات منتظمة. هذا هو سبب تسميتها بالنجوم النابضة.

وجدت عالمة الفلك Henrietta Leavitt (1868-1921) أن أي Cepheid له نفس الفترة T له نفس السطوع أو المقدار الجوهري Mv ، وفقًا للمعادلة:

Mv = -1.43 - 2.81 سجل T.

هذا صحيح بالنسبة لأي Cepheid بغض النظر عن بعده. لذلك ، عند تحديد Cepheid في مجرة ​​بعيدة ، فإن فحص فترتها سيظهر أيضًا حجمها ، نظرًا لوجود منحنيات مقدارها مقابل فترة تمت معايرتها مسبقًا.

الآن ، أي مصدر للضوء له حجم جوهري وحجم ظاهر.

عندما يُرى ضوءان ساطعان بشكل متساوٍ في الليل من مسافة بعيدة ، فقد يكون لكلاهما نفس السطوع الجوهري ، ولكن قد يكون أحد المصادر أيضًا أقل سطوعًا وأقرب ، وبالتالي يبدو متماثلًا.

يرتبط الحجم الجوهري للنجم بلمعانه: من الواضح أنه كلما زاد الحجم ، زاد لمعانه. في المقابل ، يرتبط الاختلاف بين المقدار الظاهري والجوهري بالمسافة إلى المصدر.

العلاقة بين المقدار والمسافة

يستخدم علماء الفلك المعادلة التالية التي تتعلق بالمتغيرات الثلاثة المذكورة ؛ المقدار الجوهري والمقدار الظاهري والمسافة:

م _ت - م _ت = -5 + 5 سجل د

حيث m _v هو الحجم الظاهري ، M _v هو الحجم المطلق و d هو المسافة من مصدر الضوء (في الفرسخ *) ، في هذه الحالة النجم.

وبهذه الطريقة ، وجد هابل Cepheids في سديم المرأة المسلسلة بمقادير صغيرة جدًا ، مما يعني أنها كانت بعيدة جدًا.

كانت المسافة بيننا وبين أندروميدا التي حددها هابل بهذه الطريقة 285 كيلو فرسخ ، أي ما يزيد قليلاً عن 929 ألف سنة ضوئية. القيمة المقبولة حاليًا هي 2.5 مليون سنة ضوئية ، أي أكثر بقليل من ضعف تلك المقدرة بواسطة هابل.

اتضح أنه في الوقت الذي أجرى فيه هابل تقديره ، لم يكن معروفًا أن هناك فئتين من القيفائيين ولذلك فقد قلل من تقدير المسافة. على الرغم من ذلك ، تمكن من إثبات أنها كانت كبيرة جدًا لدرجة أن أندروميدا لم تكن بالتأكيد جزءًا من درب التبانة.

* 1 فرسخ = 3.26 سنة ضوئية.

المراجع

1. تايلور ، إن. مجرة ​​المرأة المسلسلة (M31): الموقع ، الخصائص والصور. تم الاسترجاع من: space.com.
2. جامعة مانيتوبا. المشروع البحثي 1: المجرات الحلزونية. تم الاسترجاع من: physics.umanitoba.ca.
3. باساتشوف ، ج. 2007. الكون: علم الفلك في الألفية الجديدة. الطبعة الثالثة. طومسون بروكس / كول.
4. البذور ، م 2011. أسس علم الفلك. الطبعة السابعة. سينجاج ليرنينج.
5. ويكيبيديا. مجرة أندروميدا. تم الاسترجاع من: es.wikipedia.org.