التجمعات والحشود المجرية

[marmer]

التجمعات والحشود المجرية - Galaxies Groups & Clusters

التجمع المجري Galaxies Group وعناقيد المجرات Galaxies Cluster والعناقيد العملاقة Superclusters هما التجمعات الأكبر المعروفة في الكون والتي ترتبط بعضها ببعض بشكل جذبي لتشكل الكون المرني. وليشكلون الجزء الكثيف لتركيب الكون بالاضافة إلى المادة السوداء الغامضة والمنتشرة في أرجاء الكون.

وما يحدث أن العناقيد الكبيرة يكون لها ميل لجذب ودمج التجمعات الأصغر والمجرات الفردية في عنقودهم بمرور الوقت. بالاضافة إلى تراكم الكتل الإضافية، ينمو العنقود في الحجم أيضا بسبب إن المجرات المنضمة تكون في حالة تسارع بجاذبية العنقود، وتنجذب بفعل هذا التسارع العالي. وبعد أن يصلوا وينضموا للعنقود، تتحول طاقتهم الحركية أثناء اللقاء إلى المجرات الأعضاء في العنقود، وهكذا يسخن العنقود. ومثل الغاز، يتوسع وتمدد العنقود الساخن إلى حجم أكبر.

وما حدث انه وخلال مليارات السنين إنهارت التراكيب الأصغر واندمجت لتبني تراكيب أكبر واعقد وهي عناقيد المجرات. ووفقا للدراسات فإن العناقيد تشكلت مؤخرا قبل حوالي عشرة بليون سنة. وقد تحويان كلا من التجمعات المجرية والعناقيد من عشر إلى آلاف المجرات. وترتبط العناقيد سويا بمجموعات أكبر تسمى في أغلب الأحيان العناقيد المجرية العملاقة Superclusters.





التجمعات المجرية Group of Galaxies

التجمع المجري هو تعبير يطلق على أصغر تجمع للمجرات. ويحتوى التجمع على أقل من 50 مجرة في قطر يتراوح بين 1 و 2 ميجابارسك Megaparsecs) Mpc).



العناقيد المجرية Galaxies Clusters

العناقيد تعتبر أكبر بكثير من التجمعات، وتبدو العناقيد كعدد من المجرات التي تجمعت سويا بفعل القوة الجذبية المتبادلة بين المجرات.





العناقيد المجرية العملاقة Galaxies Super Clusters

العناقيد العملاقة هي عبارة عن تكتل من التجمعات والعناقيد المجرية والتي ترتبط سويا بفعل الجاذبية المتبادلة بينهم مكونة أكبر التراكيب في الكون.





وسيتم التحدث بالتفصيل عن كل نوع سبق ذكره ..

[marmer]

التجمع المجري هو تعبير يطلق على أصغر تجمع للمجرات. ويحتوى التجمع على أقل من 50 مجرة في قطر يتراوح بين 1 و 2 ميجابارسك Megaparsecs) Mpc). كتلتهم تقريبا 1013 كتلة شمسية، وتتحرك المجرات بالنسبة لبعضها البعض بسرعات تصل إلى 150 كيلومتر في الثانية، وأحيانا لا توجد حدود واضحة فاصلة بين مجرات المجموعة. لكن إستخدام هذا التعبير يعتبر محدود ويستخدم كدليل فقط، حيث أنه في حالات المجرات الهائلة والاكبر يتم تصنيفها أحيانا بتجمع مجري.
أما المجموعة المحلية والتي تسمى المجموعة المحلية ويبلغ قطرها حوالي 20 مليون سنة ضوئية، وتحوي ثلاث مجرات كبيرة، منها مجرتنا درب التبانة، وتحتوي على أكثر من 40 مجرة، كما تنتمي إليها أيضا المجرة الكبيرة مجرة اندروميدا وعدد أخر من المجرات التابعة مثل مجرة ماجلان الصغرى ومجرة ماجلان الكبرى المجاورتان لمجرتنا.
ومن التجمعات المجرية :-

[marmer]

المجموعة المحلية

وهي تضم اكثر من أربعون مجرة بالإضافة الى مجرتنا المحلية وهي مجرة درب اللبانة ومجرة اندروميدا المعروفة بإسم M 31 ومجرة M 32 ومجرة M 110 ومجرة M 33 هذا بالاضافة الى مجرات من نوع المجرات القزمة مثل مجرة SagDEG وسحب ماجلان الصغرىSMC وسحب ماجلان الكبرى LMC.

ويأتي أغلب الضوء والكتلة في التجمع المحلي من المجرتين الاكبر كتلة وحجما، وهما مجرتنا درب التبانة ومجرة اندروميدا، وأغلب الأعضاء الباقيين هما أصغر حجما ويعتبروا مجرات تابعة وتدور حول المجرات الاكبر.

ويتعرف العلماء على اعضاء التجمع عادة عن طريق حساب المسافة والسرعة، وبدمج هذه المعلومات وإستعمال التقديرات للكتلة الكلية للتجمع المحلي وعمر الكون، يتم تحديد ما إذا كانت المجرة عضوا في هذا التجمع أم لا.

ويجد العلماء صعوبة في إكتشاف المجرات القزمة والمجرات ذات السطوع المنخفض، ومعظم ما تم إكتشافه منها يقع ضمن التجمع المجري المحلي. وعلى الرغم من قلة وجود مجرات قزمة فإنها تحمل الإجابة على العديد من الأسئلة حول تشكل المجرات وتركيبها وتطورها. بالاضافة أيضا إلى أن تلك المجرات القزمة تزودنا ببيانات هامة عن توزيع وطبيعة المادة السوداء الغامضة، وتشكيل النجوم في بيئات ذات الكثافة المنخفضة.

وعدد أعضاء هذا التجمع معرض للزيادة نظرا لاكتشاف مجرات جديدة، فكانت آخر الإضافات إليه مجرة توكانا Tucana، وهي مجرة قزمة شاذة معزولة على الحافة الخارجية للتجمع، تم إكتشافها عام 1990. ومجرة ساكستان Sextans وهي المجرة القزمة الثامنة التي تتبع درب التبانة إكتشفت أيضا في عام 1990، ومجرة ساجتاريوس Sagittarius وهي المجرة التاسعة التابعة لدرب التبانة وقد إنضمت لمجرتنا بفعل وتأثير المد الجذب لدرب التبانة، وكان سببا في تمزقها، وتم إكتشافها عام 1994 وتم الإعترف بها كعضو في التجمع عام 1997، وخلال السنوات الماضية تم إكتشاف ثلاث مجرات قزمة تابعة للمجرة اندروميدا M31.

[marmer]

تجمع مجري M 81

وهو اقرب تجمع مجري الى المجموعة المحلية ويبعد تقريبا 12 مليون سنة ضوئية الى مركز المجموعة حسب تقديرات المرصد الفضائي هابل وذلك طبقا للقياسات التي قام بها خلال عام1993، وهو يضم نحو سبع مجرات كبيرة.

ويقع هذا التجمع في برج الدب الاكبر، ومن أبرز مجراته المجرة M81، وهي في حجم مجرتنا تقريبا بالاضافة إلى مجرة M82 الشاذة (مجرة السيجار Cigar Galaxy) وهي مجرة لامعة جدا وتظهر بوضوح في السماء.

[marmer]

تجمع مجري M 51

يضم هذا التجمع بضعة مجرات وهو من التجمعات القليلة العدد ومن أشهر المجرات التابعة له هي مجرة الدوامة Whirlpool Galaxy، ويبعد تقريبا 37 مليون سنة ضوئية عنا. تسيطر المجرتان M51 و M63 على هذا التجمع.

يقع هذا التجمع جنوب شرق التجمع المجري M101 وتجمع مجري M102. ومسافات هذه التجمعات الثلاث مماثلة (محددة طبقا للمسافات للمجرات فرديا)، وهذا يعزز القول أن هذا التجمع والتجمع M101 والتجمع M102 هم في الحقيقة تجمع كبير ممدود ومبعثر. ولكن يتم التعامل مع هذه التجمعات الثلاث ككيانات منفصلة.

[marmer]

تجمع مجري M 94

يضم هذا التجمع عشر مجرات وهي من المجموعات القليلة العدد ومن أشهر المجرات بها هي مجرة M 94 ومجرةM 64، والبعد غير محدد بدقة ولكن يقدر بين أربعة عشر إلى عشرون مليون سنة ضوئية عنا. وتقع بين البرجين السلوقيان Canes Venatici و الهلبة Coma Berenices.

بالرغم من أن مجرات هذا التجمع تبدو جزء من تركيب أكبر، والعديد من مجرات هذا الجمع لا ترتبط بشكل جذبي فيما بينهم أو ذات إرتباط جذبي ضعيف، وبعضها لم يستقروا بفلك ثابت حول مركز التجمع. وبدلا من ذلك يبدوا أن أغلب مجرات التجمع متأثرة بالتوسع الحادث في الكون.

ويقع هذا التجمع مباشرة أمام التجمع M106 أو يسمى CanesII Group. وقد يمكن أن يكون من الصعب تحديد المجرات التي تعود إلى كلا من التجمعين. كما أنه من الممكن أن هذين التجمعين مرتبطين بعضهما البعض. لذا فإن وضع حدود دقيقة لهما قد يكون عشوائيا بعض الشيء.

[marmer]

تجمع مجري M 106

يضم هذا التجمع بضعة مجرات وهي تحتوي على ثلاثة وعشرون مجرة، من أشهر المجرات فيه هي المجرة المعروفة بإسم M 106،ويوجد بها حوالي تسعة مجرات كبيرة أكبرهم هي مجرة M106، وتبعد تقريبا 25 مليون سنة ضوئية عنا.

ويقع هذا التجمع مباشرة خلف التجمع M94 أو يسمى CanesI Group. وقد يمكن أن يكون من الصعب تحديد المجرات التي تعود إلى كلا من التجمعين. كما أنه من الممكن أن هذين التجمعين مرتبطين بعضهما البعض. لذا فإن وضع حدود دقيقة لهما قد يكون عشوائيا بعض الشيء.

[marmer]

تجمع مجري m 102

يضم هذا المجموعة حوالي ثمان مجرات وهو من التجمعات القليلة العدد ومن أشهر المجرات بها هي مجرة m102، وتبعد عنا مسافة 45 مليون سنة ضوئية . يطلق عليها أيضا تجمع مجري ngc 5866.

يقع هذا التجمع شمال غرب التجمع m101 والتجمع m51، ومسافات هذه التجمعات الثلاث مماثلة (محددة طبقا للمسافات للمجرات فرديا)، وهذا يعزز القول أن التجمع m51 والتجمع m101 وهذا التجمع هم في الحقيقة تجمع كبير ممدود ومبعثر. ولكن يتم التعامل مع هذه التجمعات الثلاث ككيانات منفصلة.

[marmer]

التجمع المجري Leo I

وهو تجمع معروف يشتهر بضمة لمجرات كثيرة لامعة، يقع في برج الاسد Leo، ويضم تجمعين فرعيين هما تجمع M66، وتجمع M96، ويقع في المنتصف بين هذين التجمعين مجرة NGC 3489.

التجمع المجري الفرعي M96

يضم هذا التجمع بضعة مجرات وهي من المجموعات القليلة العدد ومن أشهر المجرات بها هي المجرة التي أطلق عليها إسم التجمع M 96، وتبعد تقريبا 37 مليون سنة ضوئية عنا.

[marmer]

عناقيد المجرات Galaxy Clusters

العناقيد تعتبر أكبر بكثير من التجمعات، وتبدو العناقيد كعدد من المجرات التي تجمعت سويا بفعل القوة الجذبية المتبادلة بين المجرات. وفي هذه العناقيد لاحظ العلماء أن التسارع فيما بينهم كبير جدا حتى تبقى مرتبطة بشكل جذبي بفعل جاذبيتهم المتبادلة، مما يدل على وجود كتلة إضافية مخفية، أو قوة جذب إضافية إضافة إلى جاذبيتهم الخاصة. كما كشفت دراسات بالاشعة السينية وجود كميات كبيرة للغاز بين المجرات والذي يعرف بالوسط المجري Intracluster. هذا الغاز المتداخل في المجرات ضمن العنقود يشع طاقة قوية جدا من اشعة اكس، بدرجة حرارة تبلغ الملايين درجة مئوية. وإن الكتلة الكلية للغاز أعظم بكثير من تلك الموجودة لدى المجرات.
وللعناقيد المجرية بعض الخصائص منها:-

1- مكوناتها الاساسية هي عدد من المجرات يزيد عن الخمسون وقد يصل إلى الاف المجرات، واشعة سينية ساخنة تبعث غازات وكميات كبيرة من المادة السوداء.
2- التوزيع تقريبا متساوي لهذه المكونات الثلاث في نفس العنقود.
3- كتلتهم تقدر بين 1014 و 1015 كتلة شمسية.
4- يبلغ قطر العنقود من 2 إلى 10 Mpc.
5- تسارع المجرات فرديا يبلغ حوالي من 800 -1,000 كيلومتر في الثانية.
العدد الكلي من العناقيد المنتشرة في الكون يعتمد على كمية المادة السوداء الموجودة ضمن تلك العناقيد. لذلك فان متابعة الدراسات في هذا المجال سيوفر قياسا لكمية المادة السوداء الغامضة في الكون. والمادة السوداء هي المادة الغامضة التي يقول الفلكييون انها لابد وان تكون موجودة فعليا، استنادا الى حقيقة انه لا توجد مادة اعتيادية كافية في المجرات لمنعها من التشتت وتقطع اوصالها.
ويتم الكشف عن عناقيد المجرات بالمسح الفضائي بعدة تقنيات ودراسة تلك لملاحظات بالتفصيل بإستخدام العديد من الطرق منها:
- الملاحظة البصرية أو بإستخدام تقنيات الاشعة تحت الحمراء
في المجرات الفردية للعناقيد يمكن أن تدرس خلال الملاحظة البصرية أو بالتصوير بإستخدام الأشعة تحت الحمراء وكشف الاطياف. والعناقيد المجرية تكتشف سواء بالمناظير البصرية أو المناظير تحت الحمراء وذلك بالبحث عن المناطق ذات الكثافة العالية من الاشعة، وبعدها يتم التأكد بالعثور على عدة مجرات في نفس الانزياح نحو الاحمر redshift. وتعتبر عمليات البحث بالاشعة تحت الحمراء مفيدة أكثر في إكتشاف العناقيد الأكثر بعدا (higher redshift).
- الاشعة السينية
تبعث البلازما الحارة أشعة سينية والتي يمكن أن تكتشف بمناظير الاشعة السينية.
- ترددات الراديو
وجدت في العناقيد عدد من التراكيب المنتشرة تبعث ذبذبات راديوية. مجموعات المصادر الراديوية هذه تستخدم في تتبع وتخطيط موقع العنقود.
- تأثير الألكترونات الحارة
الألكترونات الساخنة تعمل على تشتت الإشعاع خلال الوسط بين العناقيد Intracluster والقادم من إشعاعات المايكرويف الخلفية للكون. هذا ينتج عنه ظل عند ملاحظة أشعة المايكرويف الخلفية للكون في بعض ترددات الاشعة الرديوية، ويعرف هذا التأثير يتأثير سينوف ذلدوفيتش Sunyaev-Zel'dovich Effect.
- التعدس الجذبي
تحتوي عناقيد المجرات على المادة الكافية لظهور إنحرافات عند ملاحظة لمجرات تتواجد خلفهم. هذه التشويهات في الملاحظة يمكن أن تستخدم لتخطيط توزيع المادة السوداء في العنقود.
العناقيد المجرية البارزة في الكون القريب نسبيا هم عنقود العذراء وعنقود هركليز وعنقود كوما. الحشد الهائل جدا من تلك المجرات والمعروف بالجاذب الاعظم، والمسيطر عليه من قبل عنقود نورما، يعتبر هائل بما فيه الكفاية للتأثير على التوسع المحلي للكون.
عنقود مجري العذراء


وهو عنقود غني بالمجرات ويحتوي على ما يقارب 2,000 مجرة، منها الكبيرة والصغيرة وهناك مجموعة من العلماء وهواة الفلك متابعون لذلك العنقود وهناك ما يبشر بإستكشافات جديدة. يقع على بعد 60 مليون سنة ضوئية تقريبا في برج العذراء، وقطر يبلغ 15 مليون سنة ضوئية والذي هو ليس بأكبر من تجمعنا المحلي إلا أنه يحتوي على كم أكبر بكثير من المجرات يبلغ تقريبا خمسون ضعف عددها في تجمعنا .

واهم ما يميز هذا العنقود هو الكم الكبير من المجرات فيه والذي يسبب تولد لمقدار هائل من الجاذبية، والذي يؤثر على كافة اعضاء العنقود لذا فإن بعض أعضاء عنقود العذراء قد زادت سرعتها إلى سرعات عالية حول مركز كتلة العنقود وبسرعات تصل على الأقل حتى 1,600 كيلومتر / ثانية. وبما ان العنقود يتباعد عنا بسرعة 1,100 كيلومتر في الثانية، فإن بعض مجرات هذا العنقود تتحرك نحونا في معدلات عالية، ومجموعات تنتقل في الاتجاه العكسي بعيدا عنا.

العنقود عبارة عن خليط متباين من المجرات الحلزونية والاهليجية، ويعتقد أن المجرات الحلزونية موزعة على شكل مستطيل طويل، أما المجرات الإهليليجية فهي متركزة في مركز العنقود أكثر من المجرات الحلزونية. وتمثل المجرات القزمة حوالي 90% من مجموع مجرات ذلك العنقود.

وينقسم العنقود على الأقل إلى ثلاثة تكتلات مجرية ثانوية منفصلة متركزة حول المجرات M87 و M86 و M49. التكتل المتمركز حول M87 هو المسيطر على العنقود، مع كتلة تقدر بحوالي 1014 كتلة شمسية، والتي هي تقريبا أكبر من التكتلين الآخرين.


عنقود مجري هركليز Hercules Cluster


ويطلق عليه أحيانا Abell 2151، هو عنقود تسكنه أكثر من مئة مجرة يبعد عنا بين 420 مليون إلى 650 مليون سنة ضوئية تقريبا عنا في برج الجاثي Hercules. ويعتبر هذا العنقود هو الاغنى في المجرات في العنقود العملاق هركليز Hercules Supercluster، والذي هو نفسه جزء من تركيب أكبر هو الجدار العظيم.

وهو عنقود غني بالمجرات الحلزونية والشاذة والغبار والغازات، والتي تساعد على إنتاج نجوم ومجرات جديدة، ويظهر هذا العنقود نشاط كثيف للمجرات، كما يلاحظ فيه العديد من التفاعلات والاندماجات بين أزواج المجرات والتجمعات الصغيرة من المجرات. وبالنظر إلى كلا من ديناميكية حركة العنقود وعدد المجرات الذي يحويها فإنه من المحتمل أن يكون أقل تطورا من عنقود كوما. ويبدو في تفاعلاته مثل تجمعات المجرات الناشئة في بدايات الكون. ومع هذا فإنه مركزه ضعيف وغير مترابط لقلة عدد المجرات في مركزه.

تعتبر مجرة NGC 6166 الاهليجية العملاقة هي قلب العنقود، وتحتاج لظروف جيدة وتليسكوب قوي لا يقل عن 12" للتمكن من رؤيتها، وهذه المجرة تحتوي على ثقب أسود عملاق تبلغ كتلته 109 كتلة شمسية وهو ثقب أخذ في النمو.




عنقود مجري كوما Coma Cluster


عنقود كوما ( Abell 1656 ) عنقود هائل يحتوي على أكثر من 1,000 مجرة مميزة، متجمعة بكثافة بشكل كروي قطره حوالي 20 مليون سنة ضوئية، ويشكل العنقود مع عنقود الأسد ( Abell 1367) سويا الاساس لللعنقود كوما العملاق Coma Supercluster .

يبعد عن الارض مسافة متوسطة حوالي 320 مليون سنة ضوئية، بها عشر مجرات حلزونية لامعة تظهر بالمناظير التي هي أكبر من 20 سنتيمتر.

ويبتعد هذا التجمع عنا بسرعة 7,000 كيلومتر في الثانية، وقد وجد العلماء أن تحرك المجرات بهذه بسرعة من الممكن أن تفكك هذا العنقود، ويرجع العلماء سبب تماسكهم مع هذا التحرك السريع بوجود هالة واسعة من المادة السوداء الغامضة، وهي سبب ترابطهم سويا.

ويزود العنقود فرصة جيدة للعلماء لدراسة المجرات في بيئة مختلفة جدا. حيث أن مركز العنقود هو بمثابة بيئة عالية الكثافة في المجرات والتي ينفرد بها هذا العنقود في الكون المنظور. كما يزودهم بمعلومات للمقارنة بين بيئات عالية الكثافة والاقل كثافة أو القليلة العدد في المجرات. هذا إلى جانب دراسة الإندماجات بين المجرات في تلك البيئة العالية الكثافة وتأثيرها على نشاط تشكل النجوم.

أغلب المجرات التي تسكن مركز العنقود مجرات إهليجية، ويسيطر على مركز العنقود مجرتين إهليليجيتين عملاقتين هما NGC 4874 و NGC 4874. ويحتوي على عدد وفير من المجرات القزمة، وعدد قليل من المجرات الحلزونية الناشئة، أغلبهم قرب أطراف العنقود.