درب التبانة: الأصل ، الخصائص ، الأجزاء ، المكونات - آرتي - 2024

و درب التبانة هي مجرة لولبية منعت التي ينتمي إليها نظامنا الشمسي. يتكون من حوالي 300 مليار نجم في أنظمة النجوم ، بالإضافة إلى الكواكب والغاز والغبار الكوني.

من الأرض ، يمكننا أن نرى جزءًا منه ، كحزمة من الضوء الأبيض الذي يعبر السماء ، وهو مرئي جدًا خلال صيف نصف الكرة الشمالي ، في كوكبات العقرب والقوس.

الشكل 1. منظر لدرب التبانة من الأرض. المصدر: Pixabay.

بالنسبة لليونانيين القدماء ، كان المظهر اللبني لهذا الشريط المضيء هو الحليب المتسرب من ثدي هيرا ، زوجة إله النور والسماء والبرق زيوس. ولهذا أطلقوا عليها اسم "درب التبانة" أو طريق اللبن.

ربطت الثقافات القديمة الأخرى أيضًا درب التبانة بالطريق. تُعرف في شبه الجزيرة الأيبيرية باسم El Camino de Santiago وبالنسبة للإسكندنافيين فقد أدت إلى Valhalla أو دار الآلهة.

اقترح ديموقريطوس ، المفكر اليوناني القديم الاستثنائي ، أن مجرة ​​درب التبانة تحتوي على آلاف النجوم بداخلها. عندما وجه جاليليو تلسكوبه إليه ، أدرك أنه مليء بالنجوم بالفعل.

بمرور الوقت ، أدرك علماء الفلك الذين تبعوه أن النظام الشمسي كان أيضًا جزءًا من ذلك الشريط الذي يلف سماء الليل.

أنشأ علماء الفلك الإنجليزي ويليام هيرشل (1738-1822) ، مكتشف أورانوس ، مع أخته كارولين هيرشل (1750-1848) نوعًا من الخرائط ثلاثية الأبعاد لكيفية توزيع النجوم في المجرة.

وخلصوا إلى أنها مرتبة على شكل قرص غير منتظم ، مع وجود الشمس في المركز ، رغم أنهم لم يتمكنوا من تحديد حجمها الحقيقي.

في بداية القرن العشرين فقط أدرك علماء الفلك أن النظام الشمسي كان جزءًا صغيرًا فقط من مجموعة أكبر بكثير: مجرة. وبعد ذلك احتوى الكون على المليارات منهم.

خصائص درب التبانة

درب التبانة عبارة عن هيكل واسع للغاية. لتحديد المسافات على هذا المستوى ، يلزم وجود وحدات قياس أخرى. لهذا السبب يتم استخدامها في الأدب:

- السنة الضوئية وهي المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ خلال عام واحد. سرعة الضوء ثابتة وفي الفراغ تبلغ 300000 كم / ث. لا شيء في الكون يتحرك بشكل أسرع.

- الفرسخ ، المختصر pc ، يعادل 3.2616 سنة ضوئية ، بينما الكيلوبارسك 1000 فرسخ أو 3261.6 سنة ضوئية.

شكل مجرة ​​درب التبانة هو شكل حلزوني ذو قضيب يبلغ قطره حوالي 60.000 قطعة. من الصعب تحديد حدود دقيقة ، لأن الحواف غير محددة بوضوح ، لأن المجرة بها هالة من النجوم والمادة بين النجوم.

الشكل 2. مفهوم فنان عن مجرة ​​درب التبانة مأخوذ من نماذج نظرية ومن رصد مجرات حلزونية أخرى. من الشريط المركزي تنبت ذراعين رئيسيين يتفرعان لاحقًا. المصدر: وكالة ناسا.

يقع مركز المجرة في اتجاه كوكبة القوس ، كما لاحظ عالم الفلك هارلو شابلي في بداية القرن العشرين ، وهو أول من قدر حجم القرص المجري.

النظام الشمسي ، من جانبه ، موجود في أحد هذه الأذرع الحلزونية: ذراع الجبار ، في ضواحي المجرة. يمنعنا الغبار البينجمي من رؤية المركز ، ولكن في ترددات الراديو والأشعة تحت الحمراء يكون ذلك ممكنًا.

بفضلهم ، من المعروف أن النجوم هناك تدور بسرعة عالية حول ثقب أسود فائق الكتلة ، أي ما يعادل حوالي 3.7 مليون كتلة شمسية.

بالنسبة إلى أصل مجرة ​​درب التبانة ، يعتقد علماء الكونيات أنها قديمة قدم الانفجار العظيم ، الانفجار الذي أدى إلى نشوء الكون بأسره.

يجب أن تكون النجوم الأولى التي شكلت المجرات قد تشكلت بعد حوالي 100 مليون سنة. هذا هو السبب في أن علماء الكونيات يقدرون عمره بـ 13.6 مليار سنة (حدث الانفجار العظيم قبل 13.8 مليار سنة).

عصر درب التبانة

الشكل 3. تبدو المجرة UGC 12158 بسرعة 118 ميغاباسكال من الأرض تشبه إلى حد كبير ما يعتقد العلماء أن مجرة ​​درب التبانة تبدو عليه. إنه في كوكبة بيغاسوس. تم التقاط الصورة بواسطة تلسكوب هابل الفضائي. المصدر: ناسا عبر ويكيميديا ​​كومنز.

لتحديد عمر مجرة ​​درب التبانة ، يبحث علماء الفلك عن أقدم النجوم.

يُعرف عمر النجوم من خلال نورها الذي يوفر معلومات عن درجة حرارتها والعناصر التي تتكون منها.

النجوم لديها مفاعل نووي بداخلها ، والذي يحتاج إلى مواد لتعمل. هذه المادة هي في البداية الهيدروجين ، أخف عنصر على الإطلاق ، والذي يندمج في الهيليوم. النجم الذي يحتوي على الكثير من الهيدروجين يكون شابًا ، والنجم الفقير في هذا العنصر قديم.

من خلال تحليل ضوء النجم بتقنيات التحليل الطيفي ، من الممكن معرفة كمية الهيدروجين الموجودة به ، لأن كل عنصر يمتص أطوال موجية معينة من الضوء ويصدر أخرى.

تنعكس الأطوال الموجية الممتصة في الطيف على شكل خطوط داكنة ذات ترتيب مميز. يشير هذا إلى وفرة العنصر المعني ، وبهذه الطريقة يمكن معرفة ما إذا كان النجم يحتوي على الكثير من الهيدروجين وتقدير عمره تقريبًا.

لذلك ، فإن عصر مجرة ​​درب التبانة هو عصر أقدم نجومها بالإضافة إلى عمر أسلافهم ، إن وجد. وإذا كانت موجودة ، فعليها أن تحتوي فقط على الهيدروجين والهيليوم والليثيوم ، أخف العناصر.

من المعروف أن أقدم النجوم في مجرة ​​درب التبانة يبلغ عمرها 13.5 مليار سنة على الأقل ، لكنها تحتوي بداخلها على بعض العناصر الثقيلة التي لم تكن قادرة على الاندماج بمفردها.

هذا يعني أنهم حصلوا عليها من النجوم السابقة ، نجوم الجيل الأول ، الذين كانت حياتهم قصيرة جدًا بسبب كتلتها الكبيرة وانفجرت على شكل مستعرات أعظم.

بإضافة هذه الأعمار ، يقدر علماء الكونيات أنه قبل 13.6 مليار سنة تكونت مجرة ​​درب التبانة.

أجزاء من درب التبانة

يحتوي حلزون مجرة ​​درب التبانة على ثلاث مناطق محددة جيدًا ، والتي تدور بسرعات مختلفة (كلما اقتربنا من المركز ، زادت سرعة الدوران):

- القرص ، منطقة وفيرة بالغاز والغبار ويبلغ طولها حوالي 40.000 قطعة وسمكها 2000 قطعة: توجد معظم النجوم في المجرة هناك ، وكلها تقريبًا شديدة الحرارة ونجوم زرقاء حديثة التكوين.

- اللمبة عبارة عن سماكة كروية حول المركز وفوق وتحت القرص ونصف قطرها 6000 قطعة. هذه المنطقة ، على عكس القرص ، متناثرة في الغبار والغاز ، مع وجود عدد من النجوم القديمة.

- الهالة ، وهي كرة خافتة ضخمة تحيط بالمجرة ويتزامن مركزها مع مركز القرص. تم تجميع النجوم هنا في مجموعات كروية ، ومثل المصباح ، هناك القليل من المواد بين النجوم هنا ، وبالتالي فإن عدد النجوم أيضًا قديم إلى حد كبير.

الشكل 4: أجزاء من مجرة ​​درب التبانة: تقوم الشمس الواقعة في أحد أذرعها بحركات مختلفة ، باستثناء التحرك حول مركز المجرة. PNG / PSG هي اتجاهات القطبين الشمالي والجنوبي للمجرة. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

هيكل حلزوني

تتشكل مجرة ​​درب التبانة على شكل دوامة ضيقة. لا يزال علماء الفلك يجهلون سبب ترتيب مادة المجرة بهذه الطريقة. ليست كل المجرات الحلزونية لها قضبان ، والعديد منها ليس حلزونيًا ، بل بيضاوي الشكل.

الشكل 5. الشكل الحلزوني لمجرة درب التبانة يُرى مباشرة من الأعلى. الشمس هي النقطة الصفراء على ذراع أوريون (أوري). تتوافق أسماء الأذرع مع الأبراج ويتم اختصارها. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز. المستخدم: Rursus / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

تقول إحدى النظريات أن اختلافات الكثافة في المادة يمكن أن تنتشر في الفضاء ، مثلما تفعل التموجات في البركة عند رمي الحجر. هذه هي ما يسمى بنظرية موجة الكثافة ، لكنها ليست الوحيدة التي تم اقتراحها لشرح وجود الأذرع الحلزونية.

مكونات

المجرات الفضائية

هناك العديد من المجرات الأصغر التي تصاحب مجرة ​​درب التبانة ، وأشهرها غيوم ماجلان.

الشكل 6. سحابة ماجلان الكبيرة. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

تم العثور مؤخرًا على مجرة ​​Sagittarius dwarf galaxy ومجرة أخرى ، والتي لا يزال العلماء غير قادرين على الاتفاق عليها بشأن ما إذا كانت مجرة ​​تابعة في حد ذاتها أو جزءًا من مجرة ​​درب التبانة: مجرة ​​Canis Major dwarf galaxy.

قد تكون هناك مجرات تابعة لمجرة درب التبانة لا يمكن رؤيتها من موقعنا ، على أحد الأذرع الحلزونية. تجذبهم الجاذبية القوية لدرب التبانة ، وبالتأكيد ستصبح جزءًا منها خلال ملايين السنين.

ثقب أسود مركزي

بفضل تلسكوبات الأشعة تحت الحمراء ، تمكن علماء الفلك من تتبع حركة النجوم في محيط مركز المجرة.

هناك مصدر مكثف للأشعة السينية يُعرف باسم Sgr A (Saggitarius A) ، والذي يُعتقد أنه الثقب الأسود الهائل الذي توجد في المركز جميع المجرات ، بما في ذلك مجرتنا.

الثقب الأسود في برج القوس A يقدر بنحو 4 ملايين كتلة شمسية. ينبعث منه وهج ، نتاج مادة بين نجمية تتدفق باستمرار إليه. من حين لآخر ، يشير التوهج العنيف إلى دخول نجم إلى داخله.

النجوم

يعود روعة درب التبانة إلى النجوم التي تسكنها: بين 200 و 400 مليون. شمسنا هي نجم متوسط ​​العمر ، يقع في ذراع Orion ، على بعد 7900 قطعة من مركز المجرة الصاخب.

هناك أنواع عديدة من النجوم مصنفة حسب كتلتها ودرجة حرارتها. يتم تصنيفها أيضًا وفقًا لمحتواها من العناصر الخفيفة والهيدروجين والهيليوم أو العناصر الثقيلة ، والتي يطلق عليها علماء الفلك المعادن بشكل عام.

هذه الأخيرة هي نجوم أصغر سنا ، تسمى السكان الأول ، في حين أن الأولى أكبر سنا وتعرف باسم السكان الثاني.

في مجرات مثل درب التبانة توجد نجوم من كلا المجموعتين. في الأذرع الحلزونية والقرص المجري ، تسود تلك الخاصة بالمجموعة الثانية ، بينما في الهالة والبصلة ، يسود المجتمع الأول.

الكواكب

حتى وقت قريب نسبيًا ، كان النظام النجمي الوحيد الذي له كواكب معروفة هو النظام الشمسي. يوجد فيه نوعان من الكواكب. الصخور الصخرية مثل الأرض وعمالقة مثل كوكب المشتري.

ابتداءً من التسعينيات من القرن العشرين ، تم اكتشاف الكواكب في أنظمة نجمية أخرى: كواكب خارج المجموعة الشمسية أو كواكب خارجية.

حتى الآن هناك أكثر من 3000 تم اكتشافهم وعددهم لا يتوقف. الغالبية العظمى من الكواكب من النوع jovian ، أي عمالقة الغاز ، ولكن تم العثور على بعض الكواكب الصخرية مثل الأرض.

مسألة بين النجوم

الفضاء بين النجوم مليء بالغبار والغاز بين النجوم. عندما تُلاحظ مجرة ​​درب التبانة من الأرض ، تظهر الخطوط والمناطق الأكثر قتامة ، حيث يكثر الغاز والغبار. يتكون بشكل أساسي من عناصر خفيفة: الهيدروجين والهيليوم ، مع آثار من العناصر الثقيلة.

تلعب المادة بين النجمية دورًا أساسيًا في المجرة والكون ، حيث إنها المادة الخام للنجوم وأنظمة الكواكب.

المراجع

1. CDS. كيف نعرف عمر مجرة ​​درب التبانة؟ تم الاسترجاع من: Cienciadesofa.com.
2. Kutner، M. 2003. علم الفلك: منظور مادي. صحافة جامعة كامبرج.
3. ناسا سبيس بليس. ما هي المجرة الفضائية؟ تم الاسترجاع من: spaceplace.nasa.gov.
4. باساتشوف ، ج. 2007. الكون: علم الفلك في الألفية الجديدة. الطبعة الثالثة. طومسون بروكس / كول.
5. البذور ، م 2011. أسس علم الفلك. الطبعة السابعة. سينجاج ليرنينج.
6. مناظر للنظام الشمسي. ولادة وتشكيل المجرات. تم الاسترجاع من: solarviews.com.
7. ويكيبيديا. درب التبانة. تعافى من: es. wikipedia.org.
8. ويكيبيديا. مجرة درب التبانة. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org.