الفضاء هو نظام معقد ، عناصره مترابطة بشكل وثيق: الكواكب تتحد حول نجم واحد ، النجوم تشكل المجرات ، وتشكل روابط أكبر ، مثل المجموعة المحلية من المجرات. التعدد ظاهرة شائعة جدًا في الكون مرتبطة بالجاذبية العالية. بفضله ، يتم تكوين مركز كتلة ، تدور حوله كائنات صغيرة نسبيًا مثل النجوم ، والمجرات وارتباطاتها.
تكوين المجموعة
يُعتقد أن أساس المجموعة المحلية هو ثلاثة أجسام كبيرة: مجرة درب التبانة وسديم أندروميدا ومجرة المثلث. ترتبط أقمارهم الصناعية ، بالإضافة إلى عدد من المجرات القزمة ، التي تنتمي إلى أحد الأنظمة الثلاثة ، عن طريق الجاذبية. في المجموع ، تضم المجموعة المحلية من المجرات ما لا يقل عن خمسين جرم سماوي كبير ، ومع تحسين جودة تكنولوجيا الملاحظات الفلكية ، فإن هذا العدد آخذ في الازدياد.
عنقود برج العذراء الفائق
كما سبق ذكره ، فإن التعدد فيمقياس الكون - حدث شائع. مجموعة المجرات المحلية ليست أكبر هذه الارتباطات ، على الرغم من أن حجمها مثير للإعجاب: في القطر ، فإنها تشغل مسافة حوالي ميغا فرسخ (3.8 × 1019كم). جنبًا إلى جنب مع الجمعيات المماثلة الأخرى ، تم تضمين المجموعة المحلية في مجموعة برج العذراء العملاقة. يصعب تخيل أبعادها ، لكن يتم قياس الكتلة بدقة نسبيًا: 2 × 1045كجم. في المجموع ، يشمل هذا الارتباط حوالي مائة نظام مجري.
وتجدر الإشارة إلى أن التعددية لا تنتهي عند هذا الحد. تشكل العنقود الفائق من برج العذراء ، مثل العديد من العناصر الأخرى ، ما يسمى بـ Laniakea. سمحت دراسة مثل هذه الأنظمة العملاقة لعلماء الفيزياء الفلكية بإنشاء نظرية حول بنية الكون واسعة النطاق.
أنواع المجرات التي تشكل المجموعة المحلية
وجد العلماء أن عمر جميع أعضاء المجموعة المحلية يقارب 13 مليار سنة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المادة التي تشكلها لها نفس التكوين ، مما يسمح لنا بالتحدث عن الأصل المشترك لمجرات المجموعة المحلية. لم يتم ترتيبها بترتيب عشوائي: معظمها مبني حول خط وهمي يمتد بين مجرة درب التبانة وسديم أندروميدا.
أكبر عضو في مجموعة المجرات المحلية من حيث الحجم هو سديم أندروميدا: قطره 260 ألف سنة ضوئية (2.5 × 1018كم). من حيث الكتلة ، تبرز مجرة درب التبانة بوضوح - حوالي 6 × 1042كجم. إلى جانب هذه الأجسام الكبيرة ، هناك أيضًا أجسام قزمة مثل مجرة SagDEG الموجودة في كوكبة القوس.
معظمتصنف مجرات المجموعة المحلية على أنها غير منتظمة ، ولكن هناك أيضًا مجرات حلزونية مثل سديم أندروميدا والمجرات الإهليلجية ، مثل مجرات SagDEG التي سبق ذكرها.
المجموعة الفرعية درب التبانة
تعتمد دقة الملاحظات الفلكية للمجموعة المحلية على المجرة التي نحن فيها. هذا هو السبب في أن درب التبانة ، من ناحية ، هو أكثر الأشياء التي تمت دراستها ، ومن ناحية أخرى ، فإنها تثير معظم الأسئلة. حتى الآن ، ثبت أن الأقمار الصناعية لمجرتنا تتكون من 14 كائنًا على الأقل ، من بينها المجرات Ursa Major و Sagittarius و Sculptor و Leo.
ملاحظة خاصة هي مجرة SagDEG في القوس. إنه الأبعد عن مركز الجاذبية للمجموعة المحلية. وفقًا للحسابات ، يتم فصل الأرض عن هذه المجرة بمقدار 3.2 × 1019كم.
درب التبانة وغيوم ماجلان
من بين المناقشات مسألة ارتباط درب التبانة بسحب ماجلان - مجرتان قريبتان جدًا منا بحيث يمكن ملاحظتهما بالعين المجردة من نصف الكرة الجنوبي. لفترة طويلة كان يعتقد أنها أقمار صناعية لمجرتنا. في عام 2006 ، وباستخدام أحدث التقنيات ، وجد أنها تتحرك أسرع بكثير من الأقمار الصناعية الأخرى لمجرة درب التبانة. بناءً على ذلك ، تم اقتراح أنه ليس لديهم علاقة جاذبية مع مجرتنا.
لكن مصير غيوم ماجلان لا جدال فيه. حركتهم موجهة نحودرب التبانة ، لذا فإن امتصاصها من قبل مجرة أكبر أمر لا مفر منه. يقدر العلماء أن هذا سيحدث بعد 4 مليارات سنة.
سديم المرأة المسلسلة وأقماره
بعد 5 مليارات سنة ، مصير مماثل يهدد مجرتنا ، فقط أندروميدا ، أكبر مجرة في المجموعة المحلية ، تشكل تهديدًا لها. المسافة إلى مجرة المرأة المسلسلة هي 2.5 × 106سنة ضوئية. لديها 18 قمرا صناعيا ، منها M23 و M110 (أرقام الكتالوج من عالم الفلك الفرنسي تشارلز ميسيير في القرن الثامن عشر) هي الأكثر شهرة بسبب سطوعها.
على الرغم من أن سديم أندروميدا هو أقرب مجرة من مجرة درب التبانة ، فمن الصعب مراقبته بسبب بنيته. إنها إحدى المجرات الحلزونية: لها مركز واضح ، ينبثق منه ذراعا حلزونيان كبيران. ومع ذلك ، فإن سديم أندروميدا تحول إلى حافة الأرض.
مثلث المجرة
بعدها الكبير عن الأرض يعقد بشكل كبير دراسة المجرة نفسها وأقمارها الصناعية. عدد الأقمار الصناعية لمجرة Triangulum قابل للنقاش. على سبيل المثال ، يقع أندروميدا القزم الثاني بالضبط في المنتصف بين المثلث والسديم. لا تسمح لنا حالة أجهزة المراقبة الحديثة بتحديد مجال الجاذبية لأكبر عضوين في مجموعة المجرات المحلية التي ينتمي إليها هذا الجسم الفضائي. لا يزال معظمهم يفترضون أن المرأة المسلسلة الثانية مرتبطة بالمثلث. ولكن هناك أيضًا ممثلون لوجهة نظر معاكسة ، حتى أنهم يقترحون إعادة تسميتها إلىأندروميدا الثاني والعشرون.
تحتوي مجرة Triangulum أيضًا على أحد الأجسام الغريبة في الكون - الثقب الأسود M33 X-7 ، الذي تبلغ كتلته 16 ضعف كتلة الشمس ، مما يجعلها واحدة من أكبر الثقوب السوداء المعروفة للعلم الحديث ، باستثناء تلك الضخمة.
مشكلة العناقيد الكروية
عدد أعضاء المجموعة المحلية يتغير باستمرار ، ليس فقط بسبب اكتشاف مجرات أخرى تدور حول نفس مركز الكتلة. لقد أتاح تحسين جودة التكنولوجيا الفلكية إثبات أن الأجسام التي كانت تعتبر في السابق مجرات ، في الواقع ، ليست كذلك.
هذا ينطبق إلى حد كبير على العناقيد النجمية الكروية. تحتوي على عدد كبير من النجوم مرتبطة بمركز جاذبية واحد ، ويشبه شكلها المجرات الكروية. تساعد العلاقات الكمية على التمييز بينهما: كثافة النجوم في العناقيد الكروية أعلى بكثير ، والقطر أعلى بالمقابل. للمقارنة: بالقرب من الشمس يوجد نجمة واحدة لكل 10 فرسخ مكعبة ، بينما في العناقيد الكروية يمكن أن يكون هذا الرقم 700 أو حتى 7000 مرة.
لطالما اعتبرت المجرات القزمةPalomar 12 في كوكبة الجدي و Palomar 4 في Ursa Major. أظهرت الدراسات الحديثة أنها في الواقع مجموعات كروية كبيرة جدًا.
تاريخ وصعوبات دراسة المجموعة المحلية من المجرات
حتى الربع الثاني من القرن العشرين ، كان يُعتقد أن مجرة درب التبانة والكون مفهومان متطابقان. من المفترض أن تكون كل المادة داخلالمجرات. ومع ذلك ، في عام 1924 ، سجل إدوين هابل ، باستخدام تلسكوبه ، العديد من Cepheids - نجوم متغيرة مع فترة سطوع واضحة - المسافة التي تجاوزت بوضوح حجم مجرة درب التبانة. هذا أثبت وجود كائنات خارج المجرة. لقد فكر العلماء في حقيقة أن الكون أكثر تعقيدًا مما كان يبدو من قبل.
أثبت اكتشاف هابل أيضًا أن الكون يتوسع طوال الوقت ، وأن الأجسام تبتعد عن بعضها البعض. جلبت التحسينات في التكنولوجيا اكتشافات جديدة. لذلك تم اكتشاف أن درب التبانة لها أقمار صناعية خاصة بها ، وتم حساب المسافات بينها وتم تحديد احتمالات الوجود. كانت هذه الاكتشافات كافية لصياغة فكرة وجود المجموعة المحلية لأول مرة كاتحاد مثير للإعجاب من المجرات وثيقة الصلة ، وحتى لاقتراح إمكانية وجود ارتباطات ذات رتبة أعلى ، حيث تم العثور على الأقمار الصناعية أيضًا في أقرب مجرة إلى مجرة درب التبانة - سديم أندروميدا. مصطلح "المجموعة المحلية" تم استخدامه لأول مرة من قبل نفس هابل. يذكرها في عمله على قياس المسافات إلى المجرات الأخرى.
يمكن القول أن دراسة الكون قد بدأت للتو. هذا ينطبق أيضا على المجموعة المحلية. تم اكتشاف مجرة SagDEG مؤخرًا نسبيًا ، ولكن السبب في ذلك ليس فقط انخفاض لمعانها ، والذي لم يتم تسجيله بواسطة التلسكوبات لفترة طويلة ، ولكن أيضًا وجود مادة في الكون لا تحتوي على إشعاع مرئي - ما يسمى ب "المادة المظلمة".
بالإضافة إلى ذلك ، يتم تعقيد الملاحظات بسبب انتشار الغاز بين النجوم (عادة الهيدروجين) والغبار الكوني. ومع ذلك ، فإن تقنية المراقبة لا تقف مكتوفة الأيدي ، مما يسمح لنا بالاعتماد على الاكتشافات المذهلة الجديدة في المستقبل ، وكذلك على تنقيح المعلومات الموجودة.
