Galaxies, part 2: Crash Course Astronomy #39

مرحبًا أيها الفلكيون، أنا فيل بليت،

تحدثت بالحلقة السابقة عن المجرات.

مجموعات هائلة من الغازات والغبار ومئات

مليارات النجوم، ونحن نعيش في درب التبانة.

مجرة قرصية ضخمة ذات أذرع حلزونية ممتدة،

غيرها يكون إهليجيًا أو غير منتظم أو غريب.

لكن هذه تصنيفات مبنية على الشكل،

نقوم أيضًا بتصنيف المجرات حسب سلوكها.

وأحيانًا حسب موقعها وكتلتها،

لنفهم السبب علينا أن نعود خطوة للوراء

وننظر إلى البيئات التي تكون

المجرات بداخلها في بعض الأحيان.

وإن كنتم تظنون أن المجرات كبيرة وقوية،

فأنا على وشك إذهالكم مجددًا.

في الستينات، عُثر على جسم غريب

يدعى 273س3 من خلال تلسكوبات بصرية.

بدى كأنه نجم أزرق بسيط، لكن خلال

تلسكوب لاسلكي بدى كأنه مشتعل بالضوء.

قوة مضيئة، لم تصدر النجوم إشعاعات

لاسلكية بهذا الكم، لذا كان أمرًا محيرًا.

تعمق الغموض عندما تم أخذ طيف 273س3،

لم يكن نجمًا، بل كان مجرة بأكملها.

وليس أي مجرة، بل مجرة بعيدة جدًا

أكثر من ملياري سنة ضوئية.

بعيدًا عن كونه مجرد شيء خافت، ظهر 273س3

على أنه أكثر جسم مضيء في الكون بذلك الوقت.

يطلق طاقة أكبر بمقدار

4 ترليون مرة عن الشمس.

ومع ذلك يشبه النجم، مجرد نقطة بالسماء، لذلك

أطلق عليه اسم مصدر لاسلكي شبه نجمي.

لكنها تسمية مخيبة لأقوى

مصدر طاقة في الكون بأسره.

لحسن الحظ، تم

تقصير الاسم إلى نجم فلكي بعيد،

وهو اسم أجمل بكثير.

ما إن أصبح 273س3 معروفًا، عُثر على أجسام

مشابهة عدة مع ظهور مراصد أشعة سينية

أطلقت في الفضاء، حتى أنه تم العثور

على مصادر أكثر حيوية، وهو أمر مذهل.

الأشعة السينية عبارة عن ضوء عالي

الطاقة ويحتاج لطاقة كبيرة لإنتاجه.

بالنهاية، وجد أن مجرات كهذه تصدر

أشعة غاما، وهي أعلى نوع من الطاقة الضوئية.

واضح أنها ليست مجرات عادية، أطلق عليها

علماء الفلك اسم عام وهو المجرات النشطة.

وقاموا بتصنيفها إلى فئات فرعية

مختلفة اعتمادًا على كيفية انبعاث الضوء

ونوع الطيف التي لديها.

لكن ما الذي يمد هذه

المجرات النشطة جدًا بالطاقة؟

تبين أنه لتنتج طاقة كهذه، يجب

أن يكون لديك جسم بجاذبية عالية.

وما هو الجسم الذي لديه جاذبية عالية؟

في الثمانينات، بدأ علماء الفلك يشكّون أن كل

المجرات الضخمة تحتوي على ثقوب سوداء هائلة.

في الواقع، إحدى أسباب بناء وإطلاق تلسكوب

هابل الفضائي كان لاستكشاف هذه الفكرة

واستكشاف خصائصها، أي معرفة قدر الإمكان…

عن هذه الثقوب السوداء.

مع مرور الوقت، عرفنا أن هذه الفكرة صحيحة

لدى كل مجرة كبيرة ثقب أسود كبير بالوسط.

حتى أصغرها يكون هائلًا

وأكبر بملايين المرات من كتلة الشمس.

وبعضها يتفوق على النطاق الكوني

بمليارات من الكتل الشمسية.

نعتقد الآن أن هذه الثقوب السوداء الهائلة

تتشكل بوقت تشكل المجرات ذاتها.

عندما تندمج المواد لتشكل المجرة

يقع بعضها في الوسط ويغذي الثقب الأسود.

ويكبر مع نمو المجرة المضيفة.

لكن أسمعكم تفكرون، ألا تقوم الثقوب السوداء

بامتصاص كل شيء يا فيل؟ حتى الضوء نفسه؟

كيف باستطاعتها مد المجرات النشطة

بالطاقة وهي أكثر الأجسام إضاءة في الكون؟

لا يمكنكم الهروب من ثقب

أسود ما إن تقعوا فيه بالكامل.

لكن خارج نطاق الثقوب السوداء

لا زال بالإمكان الخروج.

إن كان الثقب الأسود وحيدًا

بالفضاء، فيكون لونه أسود.

لكن إن وقعت مواد كالغاز والغبار وحتى نجوم

داخل الثقب الأسود فستتمزق من شدة الجاذبية.

تشكّل هذه المواد قرص

مسطح يدعى القرص المتنامي.

وهي مادة تدور بدوامة جنونية

بسرعة عنيفة قبل أن تقع كوقوع الماء

بمصرف حوض الاستحمام.

الأشياء القريبة من الثقب الأسود

تدور بسرعة أكبر من الأشياء البعيدة.

مما يعني أن المواد على القرص تحتك معًا وتسخن

كما عندما تحك يديك بيوم بارد لتشعر بالدفء.

لكن حول الثقب الأسود تكون

السرعات المدارية قريبة إلى سرعة الضوء.

حاولوا حك يديكما معًا

بسرعة مئة ألف كيلومتر بالثانية

لتروا الطاقة التي ستنتجونها.

لذا الاحتكاك وقوى أخرى تقوم

بتسخين المادة إلى مليون درجة مئوية،

لدرجة إطلاق ضوء عبر المجال الكهرومغناطيسي

مما يمد المجرات النشطة بالطاقة.

الثقب الأسود هو مصدر الطاقة لكن المادة

التي تقع بداخله هي مصدر الضوء الفعلي.

المجرات النشطة ساطعة جدًا لدرجة أنه

يمكن رؤيتها بوضوح في جميع أنحاء الكون.

ليس هذا فقط، بل تحتوي بعض المجرات النشطة

على حقول مغناطيسية مصحوبة بدوران مذهل

للأقراص المتنامية، بوسعها إطلاق أشعة مزدوجة

من المادة والطاقة بعيدًا عن الثقب الأسود

على طول أقطاب القرص، لدى هذه الأشعة تأثير

كبير يمشي لمئات الآلاف من السنوات الضوئية.

وبالنهاية، تبطئ سرعتها بينما

تندفع خلال المادة الرقيقة بين المجرات.

لكن عندما يحدث ذلك تنتفخ

لتصبح شبيهة بماسحات قطنية ضخمة

تشع بإشعاعات لاسلكية.

قد تختلف المجرات النشطة عن بعضها ونعتقد

الآن أنه بسبب زاوية الرؤية للقرص المتنامي.

عندما نرى خط الحافة النهائي، فإن القرص

يحجب الضوء الكثيف ذو الطاقة العالية.

لكننا نرى الكثير

من الأشعة تحت الحمراء،

بينما يقوم إشعاع من القرص بتسخين غيوم غبار

حوله، لو القرص المتنامي بعيدًا عن الأنظار

فسنرى منه المزيد من

ضوء بصري وعالي الطاقة.

وإن كانت الأعمدة موجهة علينا مباشرة

فبالإمكان رؤية الأشعة السينية غاما منها.

لدى مجرة التبانة ثقب أسود هائل بوسطها أيضًا

بكتلة أكبر بأربعة ملايين مرة من كتلة الشمس.

قد يبدو هذا ضخمًا، لكن تذكروا أن المجرة

تحتوي على مئات المليارات من النجوم بداخلها.

الثقب الأسود مجرد

جزء صغير جدًا من الكتلة الكلية

لمجرة درب التبانة.

الثقب الأسود ساكن أي لا يتغذى بنشاط،

لذا فهي ليست مجرة نشطة.

بين الحين والآخر، نرى منه توهجًا بينما

يبتلع غيمة من الغاز أو شيء شبيه بذلك.

لكنه بعيد جدًا عمّا

يمكنه تشغيله بالشكل الكامل.

لحسن الحظ، يبدو أننا بأمان

من أي موجة غاضبة قد يطلقها.

قد لا تكون هذه الحال دائمًا، هناك طريقة

واحدة لقلب ثقب أسود من السكون إلى الجنون

وهي اصطدام المجرات، عندما تصطدم مجرتين

فقد يصب الكثير من الغاز بمراكزها

حيث يتم سحبها للداخل وتسخينها.

نرى الكثير من الأدلة أن المجرات النشطة

مضطربة كما لو أنها اصطدمت ببعضها مؤخرًا.

أيمكن أن يحدث لنا هذا؟ نعم.

نعم هذا ممكن، بالحقيقة، سيحدث ذلك

لكن ليس قبل بضعة مليارات السنين.

لنفهم ذلك، علينا أن نعود خطوة صغيرة للوراء

في الواقع، خطوة ضخمة للوراء

بضعة ملايين من السنوات الضوئية

لنلقي نظرة على مكان تواجد المجرات.

مجرتنا درب التبانة ليست لوحدها، بل

هي جزء من مجموعة صغيرة من المجرات.

ندعوها بتسمية فلكية طويلة ومملة هي المجموعة

المحلية، تتكون من بضع عشرات من المجرات،

معظمها صغير وخافت

لدرجة أننا لا زلنا نكتشفها.

تحتوي على مجرتين تغلب المجموعة بأكملها

تمامًا، مجرة درب التبانة والأندروميدا.

المجموعة المحلية ممتدة،

تشبه أثقال التمارين الرياضية،

درب التبانة من جهة

وأندروميدا من الجهة الأخرى.

في السابق، احتوت المجموعة

المحلية على عدد أكبر من المجرات.

لكن على مدى الدهور، التهمتها

المجرتان الكبيرتان وازدادت حجمًا.

الأندروميدا أكبر من مجرتنا وتحتوي على

نجوم أكثر، لكنهما كبيرتان على حد سواء.

وستصبح مجرتنا أكبر يومًا ما.

تبعد مجرة الأندروميدا 2،5 مليون

سنة ضوئية، لكنها قريبة بما يكفي

لرؤيتها بالعين المجردة بالليالي المظلمة

وهي أبعد جسم يمكن رؤيته دون مساعدة.

تكشف الأطياف المأخوذة من الأندروميدا

حقيقة مثيرة للاهتمام،

إنها متجهة نحونا!

ما يعني أنها تقترب بوتيرة معينة.

حوالي 100 كيلومترًا بالثانية وهذا سريع

لكن 2،5 مليون سنة ضوئية بعيدة جدًا.

التصادم لا مفر منه، لكنه لن

يحدث إلا لبعد بضع مليارات السنين.

عندما يحدث ذلك، ستمتد كلا المجرتين بسبب

المد والجزر المجري مشكّلة تيار نجمي طويل.

قد تمر بجانب بعضها خلال الجريان الأول

لكن خلال مئات ملايين السنين القادمة

ستصبح بطيئة وتقع على بعضها البعض

وتندمج، عندها ستشكل مجرة أكبر بكثير.

ستكون إهليجية على الأرجح

والتي سماها علماء الفلك…

ميلكوميدا.

أعلم إنه اسم رهيب، لكن إن كان بإمكانكم

الخروج باسم أفضل فأرجو إعلامنا.

على أي حال، بالرغم أن هذا لن يحدث إلا بعد

مليارات السنين، فسيكون قبل موت الشمس بكثير.

قد تكون الأرض موجودة عندما

تصطدم المجرتين، ليس واضح ما سيحدث لنا.

قد تستمر الشمس بالدوران بكسل حول

المجرة الجديدة، أو تتجه نحو الوسط

أو إلى الخارج نحو الضواحي المجرية.

إليكم حقيقة أخرى ممتعة، تحتوي مجرة

الأندروميدا على ثقب أسود ضخم بوسطها.

تحتوي على 40 مليون كتلة شمسية، وهي عشرة

أضعاف كتلة مجرتنا، عندما تندمج المجرتان

ستقومان بالدوران حول بعضهما، ليس هذا فقط

بل أي غاز أو غبار متبقي من تشكل النجوم

خلال الاصطدام قد يقع إلى وسط درب التبانة.

حيث سيقوم الثقبان الأسودان بابتلاعها

وقد يحولان المجرة إلى نشطة.

نأمل أن أي شعاع موت سيصدر عن ذلك سيخطئ

الأرض، لكنه لن يحدث قبل 4 مليارات عام.

لست قلقًا على مصير الكرة الأرضية

بتلك المرحلة.

أشعر أن الآن وقت مناسب لأنبهكم لشيء،

نحن على وشك أن نخطو خطوة كبيرة جدًا.

تحدثنا للآن بالبرنامج عن مسافات كبيرة نوعًا

ما، ملايين ومليارات الكيلومترات للكواكب.

تريليون كيلومتر للنجوم

ومن ثم آلاف السنوات الضوئية.

كوادريليون و كوانتيليون كيلومتر

عندما نتحدث عن المجرة بحد ذاتها.

لكن هذه المسافات لا تساوي شيئًا

عندما تبدأ بالتحدث عن رحلات بين المجرات.

نحن على وشك الخروج إلى الكون الأكبر

والأمور على وشك أن تصبح ضخمة جدًا.

عند خروجنا من مجرة درب التبانة، نجد أن بعض

المجرات تجمعت معًا لتشكل المجموعة المحلية.

لكن عندما نلقي نظرة أبعد إلى الكون

نرى أن المجرات تتجمع معًا بنطاق أكبر أيضًا.

يتواجد العديد منها

بمجموعات صغيرة كما هو حال مجرتنا.

لكنها تتجمع أحيانًا بكتل مجرية أكبر.

الكتل المجرية العادية على بعد عشرات ملايين

السنين الضوئية، وقد تحتوي على آلاف المجرات.

أقرب واحدة إلينا هي مجموعة العذراء

على بعد 50 مليون سنة ضوئية تقريبًا

باتجاه كوكبة العذراء، تحتوي

على أكثر من ألف مجرة، وربما ضعف ذلك.

قد تحتوي على مئات

المليارات من النجوم فيه.

كما بمجموعة النجوم، المجرات بمجموعة المجرات

مرتبطة بالمجموعة بالجاذبية المشتركة.

وتتحرك عبر المجموعة بمدارات طويلة

التي قد تأخذها ملايين السنين لتكملها.

آلاف المجموعات معروفة.

وتحتوي على كل أنواع المجرات

التي يمكن تخيلها، اللولبية والإهليجية

الغير نظامية والغريبة والمجرات النشطة، في

العديد من المجموعات، هناك مجرة إهليجية ضخمة

تقع في منتصفها، يعود هذا على

الأرجح إلى اصطدام بين مجرات أصغر.

عندما تصطدم ببعضها، تصبح

سرعتها في المجموعة معدومة تقريبًا.

تمامًا كسيارتين اصطدمتا

ثم توقفتا، لذا فهي تقع في الوسط.

بينما تقع كتلة أكبر في الوسط

تصبح المجرة ضخمة.

بقدر ما الأمر محير، لم ننتهي، أظهرت

استطلاعات للسماء، لا تتجمع المجرات معًا

فقط لتشكل مجموعة، لكن المجموعات ذاتها تتبع

مجموعات أكبر تدعى العنقود المجري الهائل.

العنقود المجري الهائل يحتوي

عادة على عشرات من المجموعات.

وهي على بعد مئات

الملايين من السنوات الضوئية.

مجموعتنا المحلية قرب مجموعة العذراء وكلاهما

جزء من مجموعة العذراء العنقودية الهائلة.

تشير عمليات الرصد الأخيرة أن

مجموعة العذراء العنقودية الهائلة هي ملحق

لمجموعة لانياكيا العنقودية الهائلة، تحتوي

على 100 ألف مجرة بمدى 500 مليون سنة ضوئية.

هذه النتيجة الجديدة مثيرة قليلًا للجدل

فمن الصعب المعرفة بالتحديد

مدى كبر حجم هيكل ما، خاصة

عندما نكون بداخله لكنه يعطينا فكرة

عن الأحجام والمسافات

المختلفة التي نتحدث عنها هنا.

المجموعات العنقودية

الهائلة ليست موزعة عبر الكون.

بل يبدو أنها تقع على طول خيوط طويلة جدًا

مترابطة ومتشابكة مما يظهر الكون رغويًا

على المقاييس الكبيرة، كالاسفنجة. بين

الخيوط هناك مناطق واسعة من المجرات الخالية

تدعى الفراغات.

هذا الهيكل الكوني الواسع، حجمه

وشكله وتوزيع المادة فيه وغير ذلك

يحمل أدلة على بعض أكبر الأسئلة التي

يمكننا طرحها، ممّ الكون مصنوع؟ كيف بدأ؟

ما هو مصيره النهائي؟

هذه أسئلة سنتطرق إليها بالحلقات القادمة

وأعدكم بأني سأوسع مدارككم

لشيء لم يمر عليكم سابقًا.

لكن قبل أن ننهي الحلقة

هناك شيء أخير أريد أن أريكم إياه.

عندما ننظر إلى صور المجرات أو المجموعات

أو مجموعات عنقودية هائلة، يخطر لنا سؤال،

كم عدد المجرات؟ أيمكننا عدها كلها؟

للمساعدة في الإجابة على السؤال

في التسعينات، استخدم

علماء الفلك تلسكوب هابل الفضائي.

قاموا بتوجيهه إلى أكثر الأماكن فراغًا

في السماء، مكان بنجوم قليلة أو لا شيء

دون سديم أو مجرات، ثم تركوه

ليلتقط الضوء من أي شيء يراه.

ثم يدع الضوء يتراكم إلى أن تصبح

الأجسام الخافتة بشكل كبير قابلة للاكتشاف.

وماذا وجدت؟

العجائب.

الإجابة ببساطة هي العجائب، بالإضافة إلى

آلاف المجرات، هذا هو حقل هابل العميق.

تذكروا أن قطعة السماء التي

ترونها هنا قريبة من حجم حبة رمل

تمسكونها بيدكم وذراعكم ممدودة.

مع ذلك، بجزء السماء ذلك توجد آلاف

المجرات، كل ما ترونه بتلك الصورة هو مجرة.

مجموعة ضخمة من الغاز

والغبار ومليارات النجوم.

تم تكرار الحقل العميق بأجزاء مختلفة

من السماء وكانت النتيجة هي ذاتها دائمًا.

حشود من المجرات تتزاحم على المكان،

محشورة معًا بالجزء الصغير من السماوات.

بالإمكان عد كل

المجرات بهذه الحقول العميقة.

وثم استخدامها لتقدير السماء بأكملها

واستخراج الرقم الإجمالي للمجرات في الكون،

وعلى ماذا تحصلون بالمقابل؟

100 مليار مجرة.

مليار، وتحتوي كل منها على مليارات النجوم.

الكون ضخم بشكل لا يصدق، ومع ذلك ها

نحن جزء منه نتعلم المزيد عنه طوال الوقت.

من السهل أن نفكر أن

الكون أكبر من أن نستوعبه.

ويجعلنا نبدو صغار جدًا

وغير مهمين مقارنة به.

بالنسبة لي، العكس هو الصحيح،

إنه فضولنا حول هذا الكون الشاسع

الذي يجعلنا مهمين، نتوق لتعلم المزيد

والبحث عن المعرفة، هذا لا يجعلنا صغارًا.

بل يجعلنا كبارًا.

تعلمنا اليوم أن المجرات النشطة تطلق الكثير

من الطاقة بسبب الثقوب السوداء الهائلة

التي تبتلع المادة، لا تميل المجرات للوحدة

بل تتواجد بتجمعات أصغر ومجموعات أكبر.

مجرة درب التبانة جزء من المجموعة المحلية

وستصطدم يومًا ما مع مجرة الأندروميدا.

مجموعات المجرات تجتمع معًا لتشكل مجموعات

عنقودية هائلة، وهي أكبر الهياكل في الكون.

في المجموع،

هناك مئات المليارات من المجرات

في الكون.

Crash Course Astronomy

يتم إنتاجه بالتعاون مع استديوهات PBS Digital،

زوروا قناتهم على يوتيوب للمزيد من الفيديوهات

المذهلة. أنا فيل بليت كتبت هذه الحلقة،

وقام بتحرير النص بليك دي باستينو

ومستشارتنا هي الدكتورة ميشيل ثالر.

الحلقة من إخراج نيكولاس جينكينز ومونتاج

نيكول سويني، ومصمم الصوت هو مايكل أراندا.

وفريق الرسومات هو Thought Café.

اترك تعليقاً

إغلاق القائمة