لآلاف السنين ، كان البشر يحدقون في سماء الليل ويقفون في رهبة من مجرة درب التبانة. اليوم ، يواصل مراقبو النجوم وعلماء الفلك الهواة في هذا التقليد ، مدركين أن ما يشهدونه هو في الواقع مجموعة من مئات الملايين من النجوم وغيوم الغبار ، ناهيك عن بلايين العوالم الأخرى.
لكن على المرء أن يتساءل ، إذا كان بإمكاننا رؤية النطاق المتوهج لمجرة درب التبانة ، فلماذا لا يمكننا رؤية ما يكمن في اتجاه مركز مجرتنا؟ بافتراض أننا ننظر في الاتجاه الصحيح ، ألا يجب أن نتمكن من رؤية هذا الانتفاخ الكبير والمشرق من النجوم بالعين المجردة؟ أنت تعرف الشخص الذي أعنيه ، إنه موجود في كل الصور!
لسوء الحظ ، عند الإجابة على هذا السؤال ، يجب إجراء عدد من عمليات التحقق من الواقع. عندما يكون الجو مظلمًا بدرجة كافية ، وتكون الظروف صافية ، يمكن بالتأكيد تمييز الحلقة المغبرة لمجرة درب التبانة في سماء الليل. ومع ذلك ، لا يزال بإمكاننا رؤية حوالي 6000 سنة ضوئية فقط في القرص بالعين المجردة ، والاعتماد على الطيف المرئي. إليك ملخص عن سبب ذلك.
الحجم والبنية:
بادئ ذي بدء ، الحجم الهائل لمجرتنا كافٍ لتحير العقل. تقدر ناسا أن قطر مجرة درب التبانة يتراوح بين 100.000 - 120.000 سنة ضوئية - على الرغم من أن بعض المعلومات تشير إلى أنها قد تصل إلى 150.000 - 180.000 سنة ضوئية. منذ سنة ضوئية واحدة حوالي 9.5 × 1012كم ، وهذا يجعل قطر مجرة درب التبانة حوالي 9.5 × 1017- 1.14 × 1018قطرها كيلومتر.
لوضع ذلك في شروط الشخص العادي ، أن 950 كوادريليون (590 كوادريليون ميل) إلى 1.14 كوينتيليون كيلومتر (7 سبعين مليون ميل). من المقدر أيضًا أن مجرة درب التبانة تحتوي على 100-400 مليار نجم (على الرغم من أن ذلك قد يصل إلى تريليون) ، وقد يحتوي على ما يصل إلى 100 مليار كوكب.
في المركز ، قياس تقريبا. يبلغ قطرها 10000 سنة ضوئية ، وهي مجموعة النجوم شديدة الترابط المعروفة باسم 'الانتفاخ'. يوجد في مركز هذا الانتفاخ مصدر راديو مكثف ، يُدعى Sagittarius A * ، والذي من المحتمل أن يكون ثقبًا أسود هائلاً يحتوي على 4.1 مليون ضعف كتلة شمسنا.
نحن ، في نظامنا الشمسي المتواضع ، على بعد حوالي 28000 سنة ضوئية منه. باختصار ، هذه المنطقة ببساطة بعيدة جدًا بالنسبة لنا لنراها بالعين المجردة. ومع ذلك ، هناك ما هو أكثر من ذلك ...
صورة إذاعية من سماء الليل. الائتمان: معهد ماكس بلانك لعلم الفلك الراديوي ، الذي أنشأه جلين هاسلام.
سطوع سطح منخفض:
بالإضافة إلى كونها مجرة ذات قضبان لولبية ، فإن مجرة درب التبانة هي ما يُعرف باسم مجرة سطوع السطح المنخفض (LSB) - تصنيف يشير إلى المجرات حيث يكون سطوع سطحها ، عند النظر إليه من الأرض ، أقل بمقدار واحد على الأقل من المجرة. سماء الليل المحيطة. يعني هذا بشكل أساسي أن السماء يجب أن تكون أغمق من حوالي 20.2 درجة لكل ثانية قوسية حتى يمكن رؤية درب التبانة.
هذا يجعل من الصعب رؤية مجرة درب التبانة من أي مكان على الأرض التلوث الضوئي شائع - مثل المواقع الحضرية أو الضواحي - أو عندما يكون الضوء الشارد من القمر عاملاً. ولكن حتى عندما تكون الظروف مثالية ، فلا يزال هناك الكثير مما يمكننا رؤيته بالعين المجردة ، لأسباب لها علاقة كبيرة بكل ما يقع بيننا وبين قلب المجرة.
الغبار والغاز:
على الرغم من أنها قد لا تبدو كذلك للمراقب العادي ، إلا أن درب التبانة مليئة بالغبار والغاز. تُعرف هذه المادة بالوسط النجمي ، وهو قرص يشكل نسبة هائلة من 10-15٪ من المادة المضيئة / المرئية في مجرتنا ويملأ الفراغات الطويلة بين النجوم. تعمل سماكة الغبار على انحراف الضوء المرئي (كما هو موضح هنا ) ، مع ترك ضوء الأشعة تحت الحمراء فقط للمرور عبر الغبار.
تظهر هذه الصورة المبهرة بالأشعة تحت الحمراء من تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا مئات الآلاف من النجوم محتشدة في القلب الملتف لمجرة درب التبانة الحلزونية. الائتمان: NASA / JPL-Caltech
هذا يجعل تلسكوبات الأشعة تحت الحمراء مثل تلسكوب سبيتزر الفضائي أدوات قيّمة للغاية في رسم خرائط المجرة ودراستها ، حيث يمكنها النظر من خلال الغبار والضباب لتعطينا مناظر واضحة للغاية لما يحدث في قلب المجرة وفي مناطق تشكل النجوم. ومع ذلك ، عند النظر في الطيف المرئي ، فإن الضوء القادم من الأرض وتأثير التداخل للغبار والغاز يحد من المسافة التي يمكننا رؤيتها.
أجهزة محدودة:
كان علماء الفلك يحدقون في النجوم منذ آلاف السنين. ومع ذلك ، لم يعرفوا حتى ما كانوا يبحثون عنه إلا في الآونة الأخيرة نسبيًا. على سبيل المثال ، في كتابه الأرصاد الجوية كتب أرسطو (384-322 قبل الميلاد) أن الفلاسفة اليونانيين أناكساغوراس (500-428 قبل الميلاد) وديموقريطس (460-370 قبل الميلاد) قد اقترحوا أن مجرة درب التبانة قد تتكون من نجوم بعيدة.
ومع ذلك ، يعتقد أرسطو نفسه أن درب التبانة نتجت عن 'اشتعال الزفير الناري لبعض النجوم التي كانت كبيرة ومتعددة وقريبة من بعضها البعض' وأن هذه الاشتعال تحدث في الجزء العلوي من الغلاف الجوي. مثل العديد من نظريات أرسطو ، سيظل هذا قانونًا للباحثين الغربيين حتى القرنين السادس عشر والسابع عشر ، وفي ذلك الوقت ، سيبدأ علم الفلك الحديث في الترسخ.
وفي الوقت نفسه ، في العالم الإسلامي ، كان للعديد من علماء العصور الوسطى وجهة نظر مختلفة. على سبيل المثال ، اقترح عالم الفلك الفارسي أبو ريحان البيروني (973-1048) أن مجرة درب التبانة هي 'مجموعة من أجزاء لا حصر لها من طبيعة النجوم الغامضة'. اقترح ابن القيم الجوزية (1292-1350) من دمشق بالمثل أن مجرة درب التبانة هي 'عدد لا يحصى من النجوم الصغيرة المكدسة معًا في مجال النجوم الثابتة' وأن هذه النجوم أكبر من الكواكب.
كما ادعى عالم الفلك الفارسي ناصر الدين الطوسي (1201-1274) في كتابهتادكيراأن: 'مجرة درب التبانة ، أي المجرة ، تتكون من عدد كبير جدًا من النجوم الصغيرة المتجمعة بإحكام ، والتي ، بسبب تركيزها وصغر حجمها ، تبدو وكأنها بقع غائمة. وبسبب هذا ، تم تشبيهه بالحليب الملون '.
على الرغم من هذه الاختراقات النظرية ، لم يكن ذلك حتى عام 1610 ، عندما وجه جاليليو جاليلي تلسكوبه نحو السماء ، كان هذا الدليل موجودًا لدعم هذه الادعاءات. بمساعدة التلسكوبات ، أدرك علماء الفلك لأول مرة أن هناك الكثير والكثير من النجوم في السماء أكثر من تلك التي يمكننا رؤيتها ، وأن كل تلك التي يمكننا رؤيتها هي جزء من مجرة درب التبانة.
بعد أكثر من قرن من الزمان ، أنشأ ويليام هيرشل أول مخطط نظري لما تبدو عليه مجرة درب التبانة (1785). في ذلك ، وصف شكل مجرة درب التبانة على أنها مجموعة كبيرة تشبه السحب من النجوم ، وادعى أن النظام الشمسي كان قريبًا من المركز. على الرغم من أنها كانت خاطئة ، كانت هذه المحاولة الأولى لفرضية شكل الفناء الخلفي الكوني.
لم يتمكن علماء الفلك حتى القرن العشرين من الحصول على صورة دقيقة لما تبدو عليه مجرتنا بالفعل. بدأ هذا بقياس عالم الفلك هارلو شابلي توزيعات ومواقع عناقيد النجوم الكروية. من هذا ، قرر أن مركز مجرة درب التبانة كان على بعد 28000 سنة ضوئية من الأرض ، وأن المركز كان انتفاخًا وليس منطقة مسطحة.
يوضح تصور هذا الفنان المشروح فهمنا الحالي لهيكل مجرة درب التبانة. حقوق الصورة: ناسا
في عام 1923 ، استخدم الفلكي إدوين هابل أكبر تلسكوب في عصره في مرصد جبل ويلسون بالقرب من باسادينا ، كاليفورنيا ، لرصد المجرات خارج مجراتنا. من خلال مراقبة شكل المجرات الحلزونية في جميع أنحاء الكون ، تمكن علماء الفلك والعلماء من تكوين فكرة عن شكل مجراتنا.
منذ ذلك الوقت ، ساعدتنا القدرة على مراقبة مجرتنا من خلال أطوال موجية متعددة (مثل موجات الراديو والأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية وأشعة جاما) وليس فقط الطيف المرئي في الحصول على صورة أفضل. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تطوير التلسكوبات الفضائية - مثل هابل سبيتزر حكيم ، و كبلر - كانت مفيدة في السماح لنا بعمل ملاحظات لا تخضع للتداخل من غلافنا الجوي أو ظروف الأرصاد الجوية.
ولكن على الرغم من جهودنا ، ما زلنا مقيدين بمجموعة من حواجز المنظور والحجم والرؤية. حتى الآن ، جميع الصور التي تصور مجرتنا هي إما عمليات نقل للفنان أو صور لمجرات حلزونية أخرى. حتى وقت قريب جدًا في تاريخنا ، كان من الصعب جدًا على العلماء قياس شكل مجرة درب التبانة ، ويرجع ذلك أساسًا إلى أننا جزء من داخلها.
للحصول على عرض حقيقي لمجرة درب التبانة ، يجب أن تحدث عدة أشياء. أولاً ، سنحتاج إلى كاميرا تعمل في الفضاء بمجال رؤية واسع (يُعرف أيضًا باسم Hubble و Spitzer ، إلخ). ثم سنحتاج إلى نقل تلك الكاميرا إلى مكان يقترب من 100000 سنة ضوئية فوق مجرة درب التبانة وتوجيهها مرة أخرى إلى الأرض. مع تقنية الدفع الحالية لدينا ، سيستغرق ذلك 2.2 مليار سنة لإنجازه.
درب التبانة بالأشعة تحت الحمراء. رصيد الصورة: COBE
لحسن الحظ ، كما ذكرنا سابقًا ، يمتلك علماء الفلك عددًا قليلاً من الأطوال الموجية الإضافية التي يمكنهم استخدامها لرؤية المجرة ، وهذه الأطوال تجعل الكثير من المجرة مرئية. بالإضافة إلى رؤية المزيد من النجوم والمزيد من العناقيد النجمية ، يمكننا أيضًا رؤية المزيد من مركز مجرتنا ، والذي يتضمن ثقب أسود عملاق التي تم افتراض وجودها هناك.
لبعض الوقت ، كان لعلماء الفلك اسم يشير إلى منطقة السماء التي تحجبها درب التبانة - وهي ' منطقة التجنب '. بالعودة إلى الأيام التي كان بإمكان الفلكيين فيها فقط إجراء ملاحظات بصرية ، احتلت منطقة التجنب حوالي 20٪ من سماء الليل. ولكن من خلال المراقبة في أطوال موجية أخرى ، مثل الأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية وأشعة جاما ، وخاصة موجات الراديو ، يمكن لعلماء الفلك رؤية جميع أنحاء السماء باستثناء حوالي 10٪. ما يوجد على الجانب الآخر من هذه النسبة 10٪ يعد لغزًا في الغالب.
باختصار ، يتم إحراز تقدم. ولكن حتى يحين الوقت الذي يمكننا فيه إرسال سفينة خارج مجرتنا يمكنها التقاط لقطات وإرسالها إلينا مرة أخرى ، كل ذلك في مساحة حياتنا ، سنكون معتمدين على ما يمكننا ملاحظته من الداخل.
لدينا العديد من المقالات الشيقة عن درب التبانة هنا في Universe Today. على سبيل المثال ، هنا ما هي درب التبانة؟ وإليك مقال عن سبب تسميته درب التبانة ، كيف كبير هذا هو السبب في ذلك يدور ، و ماذا أقرب مجرة إليه .
وها هي 10 حقائق عن درب التبانة . وتأكد من مراجعة قسم دليل الفضاء الخاص بنا على درب التبانة .
وتأكد من إطلاعك على مقابلة Universe Today مع د. أندريا جيز ، أستاذ علم الفلك بجامعة كاليفورنيا بلوس أنجلوس ، يتحدث عما يوجد في مركز مجرتنا.
بودكاست (صوتي): تحميل (المدة: 4:36 - 4.2 ميجا بايت)
الإشتراك: آبل بودكاست | RSS
بودكاست (فيديو): تحميل (المدة: 4:59 - 59.2MB)
الإشتراك: آبل بودكاست | RSS