ما هو تطور المجرة؟

Send

في ليلة صافية ، يمكنك عمل فرقة درب التبانة في سماء الليل. لآلاف السنين ، نظر الفلكيون إليها برهبة ، ووصلوا ببطء إلى إدراك أن شمسنا كانت مجرد واحدة من مليارات النجوم في المجرة. مع مرور الوقت ، مع تحسن أدواتنا وأساليبنا ، أدركنا أن درب التبانة نفسها كانت مجرد واحدة من مليارات المجرات التي يتكون منها الكون.

بفضل اكتشاف النسبية وسرعة الضوء ، أدركنا أيضًا أنه عندما ننظر عبر الفضاء ، فإننا ننظر أيضًا إلى الماضي. برؤية كائن يبعد مليار سنة ضوئية ، نرى أيضًا كيف كان يبدو هذا الكائن قبل مليار سنة. سمح تأثير "آلة الزمن" هذا لعلماء الفلك بدراسة كيفية ظهور المجرات (أي تطور المجرة).

تتميز العملية التي تتكون وتتطور فيها المجرات بنمو مطرد بمرور الوقت ، والذي بدأ بعد فترة وجيزة من الانفجار العظيم. هذه العملية ، ومصير المجرات في نهاية المطاف ، لا يزالان موضوع سحر شديد ، ولا يزال محفوفًا بنصيبه من الألغاز.

تشكيل المجرة:

الإجماع العلمي الحالي هو أن كل مادة في الكون تم إنشاؤها قبل حوالي 13.8 مليار سنة خلال حدث يعرف باسم الانفجار العظيم. في هذا الوقت ، تم ضغط كل المادة في كرة صغيرة جدًا ذات كثافة غير محدودة وحرارة شديدة تسمى التفرد. فجأة ، بدأ التفرد بالتوسع ، وبدأ الكون كما نعرفه.

بعد التوسع والتبريد بسرعة ، كانت جميع المواد متساوية تقريبًا في التوزيع. على مدار عدة مليارات من السنين التي تلت ذلك ، بدأت المناطق الأكثر كثافة في الكون في الانجذاب إلى الجاذبية لبعضها البعض. لذا فقد نماوا أكثر كثافة ، وشكلوا سحب غاز وكتل كبيرة من المادة.

أصبحت هذه الكتل مجرات بدائية ، حيث تعرضت سحب غاز الهيدروجين داخل المجرات الأولية لانهيار الجاذبية لتصبح النجوم الأولى. كانت بعض هذه الأشياء المبكرة صغيرة ، وأصبحت مجرات قزمة صغيرة ، بينما كانت أخرى أكبر بكثير وأصبحت الأشكال اللولبية المألوفة ، مثل درب التبانة.

عمليات الاندماج في المجرة:

بمجرد تشكيلها ، تطورت هذه المجرات معًا في هياكل مجرية أكبر تسمى المجموعات والعناقيد والمجموعات الفائقة. بمرور الوقت ، انجذبت المجرات إلى بعضها البعض بقوة جاذبيتها ، واصطدمت ببعضها في سلسلة من عمليات الاندماج. تعتمد نتائج هذه الاندماجات على كتلة المجرات في التصادم.

تمزق المجرات الصغيرة بواسطة مجرات أكبر وتضاف إلى كتلة المجرات الأكبر. لقد التهمت درب التبانة الخاصة بنا مؤخرًا بعض المجرات القزمة ، وحولتها إلى تيارات من النجوم تدور حول المجرة. ولكن عندما تلتقي المجرات الكبيرة ذات الحجم المماثل ، تصبح مجرات بيضاوية عملاقة.

عندما يحدث هذا ، يتم فقدان البنية اللولبية الدقيقة ، وتصبح المجرات المدمجة كبيرة الحجم وبيضاوية الشكل. المجرات الإهليلجية هي من أكبر المجرات التي تمت ملاحظتها. نتيجة أخرى لهذه الاندماجات هي أن الثقوب السوداء الهائلة (SMBH) في مراكزها تصبح أكبر.

لن تؤدي جميع عمليات الاندماج إلى المجرات الإهليلجية ، فتذكروا. لكن جميع عمليات الاندماج تؤدي إلى تغيير في بنية المجرات المدمجة. على سبيل المثال ، يُعتقد أن مجرة درب التبانة تشهد حدثًا صغيرًا في الاندماج مع سحابات Magellanic القريبة ؛ وفي السنوات الأخيرة ، تم تحديد أن مجرة Canis Major القزمة قد اندمجت مع مجرتنا.

بينما يُنظر إلى عمليات الاندماج على أنها أحداث عنيفة ، لا يُتوقع حدوث تصادمات فعلية بين أنظمة النجوم ، نظرًا للمسافات الشاسعة بين النجوم. ومع ذلك ، يمكن أن تؤدي عمليات الاندماج إلى موجات صدمة جاذبية ، قادرة على إحداث تكوين نجوم جديدة. هذا ما يُتوقع حدوثه عندما تندمج مجرتنا درب التبانة مع مجرة أندروميدا في حوالي 4 مليارات سنة.

الموت المجري:

في النهاية ، تتوقف المجرات عن تكوين النجوم بمجرد أن تستنفد إمداداتها من الغاز البارد والغبار. مع نفاد العرض ، يتباطأ تكوين النجوم على مدى مليارات السنين حتى يتوقف تمامًا. ومع ذلك ، فإن عمليات الاندماج الجارية ستضمن أن النجوم الطازجة والغاز والغبار تترسب في المجرات القديمة ، وبالتالي إطالة عمرها.

في الوقت الحاضر ، يعتقد أن مجرتنا استهلكت معظم هيدروجينها ، وسوف يتباطأ تكوين النجوم حتى يتم استنفاد الإمداد. يمكن لنجوم مثل شمسنا أن تستمر لمدة 10 مليار سنة أو نحو ذلك ؛ لكن الأقزام الحمراء الأصغر والأروع يمكن أن تستمر لبضعة تريليون سنة. ومع ذلك ، وبفضل وجود المجرات القزمة واندماجنا الوشيك مع أندروميدا ، يمكن أن توجد مجرتنا لفترة أطول.

ومع ذلك ، فإن جميع المجرات في هذا المحيط من الكون ستصبح في النهاية مرتبطة بالجاذبية مع بعضها البعض وتندمج في مجرة بيضاوية عملاقة. لقد رأى علماء الفلك أمثلة على هذه الأنواع من "المجرات الأحفورية" ، ومن بينها ميسير 49 - مجرة بيضاوية فائقة الضخامة.

لقد استهلكت هذه المجرات كل احتياطياتها من غاز تشكيل النجوم ، وكل ما تبقى هو النجوم الأطول أمدا. في نهاية المطاف ، على مدى فترات طويلة من الزمن ، سوف تنفجر هذه النجوم واحدة تلو الأخرى ، حتى يصبح كل شيء هو درجة حرارة خلفية الكون.

بعد اندماج مجرتنا مع أندروميدا ، وتواصل الاندماج مع جميع المجرات القريبة الأخرى في المجموعة المحلية ، يمكننا أن نتوقع أنها ستخضع أيضًا لمصير مماثل. وهكذا ، حدث تطور المجرة على مدى مليارات السنين ، وسيستمر حدوثه في المستقبل المنظور.

لقد كتبنا العديد من المقالات حول المجرات لمجلة الفضاء. إليك ما هو درب التبانة ؟، كيف تشكل درب التبانة؟ ، ماذا يحدث عندما تصطدم المجرات؟ ، ماذا يحدث عندما تموت المجرات؟ ، تدور جديدة حول تطور المجرة ، وكمبيوتر عملاق سيدرس تطور المجرة ،

إذا كنت ترغب في الحصول على مزيد من المعلومات حول المجرات ، فراجع إصدارات Hubblesite الإخبارية على المجرات ، وهنا صفحة العلوم الخاصة بناسا حول المجرات.

سجلنا أيضًا حلقة من علم الفلك حول المجرات - الحلقة 97: المجرات.

مصادر: