بحث المجرات الحلزونية المضلعة هو الغوص في أحد أكثر جوانب علم الفلك الحديث تشويقًا وتعقيدًا. لقد جذبت هذه العناقيد النجمية والغبار والغازية الضخمة اهتمام العلماء والهواة على حد سواء نظرًا لبنيتها الفريدة وعملياتها الديناميكية وأهميتها في فهمنا للكون. بأسمائها المعبرة وخصائصها الفريدة، تُشكل هذه المجرات... مختبر طبيعي لدراسة تطور و destino من العائلات النجمية العظيمة في الكون.
في هذه المقالة سوف نقوم بتقسيم كل ما تحتاج إلى معرفته حول المجرات الحلزونية المضلعة: كيف يتم تحديدها، وكيف تُصنف، ولماذا هي مميزة جدًا، وما هي بعض أمثلتها الأكثر دراسةً وإثارةً للاهتمام. بالإضافة إلى ذلك، سنرى كيف درب التبانة - منزلنا الكوني - ينتمي إلى هذه المجموعة وما هي آثاره على المعرفة الفلكيةاستعد لاكتشاف أسرارها وغرائبها وارتباطاتها بأنواع أخرى من المجرات.
ما هي المجرة الحلزونية الضلعية؟
ال المجرات الحلزونية المضلعة إنها نوع من المجرات التي تتميز بـ بار النجمة المركزي حولها يتم ترتيب الكلاسيكيات الأذرع الحلزونيةيعبر هذا الشريط قلب المجرة نهاية الى نهاية، وتتطور الأذرع من نهاياتها، لتشكل أنماطًا مختلفة من الفتح والتكوين اعتمادًا على النوع.
تعتبر هذه المجرات واحدة من أجمل الهياكل المذهلة في السماء الليلية.تكمن تفردها في التنظيم الواضح لأجزائها: المصباح المركزي، و ديسكو (تحتوي على الشريط والأذرع) و هالة كروية تعمل كغلاف خارجي مكون من النجوم القديمة والعناقيد والمواد المنتشرة.
La بار مركزي إنها ليست مجرد غرابة بصرية؛ بل إنها تؤدي وظائف أساسية في ديناميكيات المجرة والتطور. وفيها يتم توجيه الغاز والغبار نحو النواة، مما يدفع خلق النجوم الجديدة وغالبا ما تتغذى ثقب أسود عملاق التي عادةً ما توجد في مركز هذه المجرات. يُفسر هذا التدفق الداخلي سبب ارتباط العديد من القضبان بـ النوى المجرية النشطة o انفجار نجمي في المنتصف.
حوالي نصف المجرات الحلزونية المعروفة تحتوي على قضبان.. ال درب التبانة وهو الأكثر شهرة، على الرغم من وجود أسماء رمزية أخرى في علم الفلك، مثل NGC 1300 o NGC 3485لا يزال تشكيل واستقرار هذه القضبان قيد الدراسة، على الرغم من أنه من المعروف أنها يمكن أن تتغير أو تختفي بمرور الوقت.
الهيكل الداخلي والمكونات الرئيسية
La estructura من مجرة حلزونية ضلعية إنه معقد ويتكون من عدة أجزاء مميزة. في مركز نلتقي به مصباح، وهي منطقة مستطيلة تضم عادةً ثقب أسود عملاق وتتميز بكثافة النجوم القديمة المحمرّة فيها. يحيط بالبصلة شريط النجوم، والتي تشكل السمة الأكثر تميزًا للمجموعة.
El القرص المجري إنها مسطحة وتحتوي على الأذرع الحلزونية، الحلقات والتكوينات الأخرى مثل حلزونات صغيرة و، في بعض الأحيان، أشرطة ثانوية. ال خواتم يمكن أن تنشأ داخل وخارج الشريط، وترتبط بـ الرنينات محددة في الديناميكيات الداخلية من المجرة.
خارج هذه الهياكل، هالة تحيط المجرة بشكل كروي، وهي تتكون من النجوم قديم والتجمعات الكروية، ويمكن رؤيتها بشكل خاص في أطوال الموجات تحت الحمراء، حيث يمكن في بعض الأحيان اكتشاف شريط حتى لو لم يكن مرئيًا في الضوء المرئي.
كما أن اللونغالبًا ما يكون للمجرات الحلزونية المضلعة I مزرق على القرص (بسبب وجود النجوم الشابة) وأكثر محمر في الانتفاخ، مما يدل على وجود نجوم أقدم. عادةً ما تُظهر الهالة ألوانًا صفراء أو حمراء.
التصنيف: أنواع وأنواع فرعية من المجرات الحلزونية الضلعية
يتم تصنيف المجرات الحلزونية، بما في ذلك المجرات المضلعة، حسب ما يسمى مخطط تعديل على شكل شوكة، وهو مخطط طوره إدوين هابل لتنظيم مختلف الأشكال الصرفية المجرات. فيه، تُعرَّف المجرات الحلزونية ذات القضبان بالحرف "SB" (اختصارًا لـ Spiral Barred)، متبوعًا بحرف صغير يشير إلى امتداد الذراع وحجم المجرة. مصباح الداخلية.
- SBA: حاضر أذرع قريبة جدًا من بعضها البعض ومصباح مركزي كبير. ذراعيه ملفوفة بإحكام حول الشريط.
- س ب ب:تم العثور عليها في وسيط:أذرعها أقل انغلاقًا من أذرع SBa والمصباح ليس كذلك مهيمن.
- إس بي سي: يملك أذرع مفتوحة على مصراعيها ومنطقة مركزية أصغريميلون إلى إظهار نشاط أكبر لتكوين النجوم في أذرعهم.
- إس بي دي: الأسلحة منفصلة للغاية وبها نواة بالكاد يمكن إدراكهاإنها تمثل الحالات التي يكون فيها هيكل الشريط أقل هيمنة وتتخذ المجرة مظهرًا أكثر تشتتًا.
بالإضافة إلى ذلك ، هناك المجرات الحلزونية ذات القضبان الغريبة، والتي لا تندرج بالكامل ضمن الفئات المذكورة أعلاه. تُظهر هذه الأشياء مخالفات في جوهر، الكمية وترتيب أسلحة، أو شكل شريطمثال كلاسيكي للمجرة الغريبة هو NGC 3485، أين ال أسلحة يمكن أن تبدأ من المركز أو من أي نقطة على الشريط ويصبح الهيكل العام معقدًا حقًا.
أسماء وأمثلة مهمة للمجرات الحلزونية الضلعية
ومن أبرز الأسماء المجرات الحلزونية المضلعة لدينا العديد من الأمثلة التي تستحق الدراسة نظرًا لخصائصها الفريدة وجودة الصور التي تم الحصول عليها بواسطة التلسكوبات مثل هابل. البعض منهم:
- درب التبانةمجرتنا. على الرغم من أننا لا نستطيع التقاط صورة بانورامية لها لأننا داخلها، تشير الدراسات الحالية إلى أنها مجرة حلزونية ضلعية ذات أربعة أذرع رئيسية و ثقب أسود عملاق مركزي. يتميز بـ مزيج من التجمعات النجمية وحجمها متوسط وكمية الغبار بين النجوم، والتي المنافسين مع المجرات المحظورة الأخرى.
- NGC 1300:يعتبر مثال نموذجي لمجرة حلزونية ضلعية، تقع في كوكبة النهر. تُظهر الصور شريط محدد تمامًا وأذرع تخرج من طرفيها، منحنية بشكل أنيق نحو الخارج.
- NGC 3485:حالة مجرة حلزونية ضلعية غريبحيث تمتد الأذرع من أماكن غير عادية ويختلف الهيكل المركزي عن المجرات الأخرى عادي.
- M83 (الطاحونة الجنوبية): مشهورة بـ النشاط النجمي في القلب، نتيجة مباشرة لتوجيه الغاز من الأذرع عبر القضيب.
وتشمل الأمثلة المهمة الأخرى ما يلي: NGC 6744, NGC 1365 y NGC 3351، وقد درسوا جميعًا لفهم كيفية تطورهم براس وما هو الدور الذي تلعبه في تطوير الأذرع الحلزونية و الديناميكيات الداخلية.
كيف تتشكل القضبان وكيف تتطور؟
El الأصل من القضبان في المجرات الحلزونية المضلعة إنه أحد التحديات الكبرى التي تواجه الفيزياء الفلكية. ال الفرضيات الحالية أقترح أن شريط يتم تشكيله من خلال موجة من كثافة التي تنشأ في قلب المجرة، مما يؤدي إلى إعادة تنظيم مدارات النجوم الداخلية وتسهيل نمو البنية. شريط يتصرف مثل أ قناة النقل من الغاز والغبار نحو المركز، مما يتسبب في حدوث انفجارات لتكوين النجوم وحتى ظهور بصيلات كاذبة عن طريق تراكم المواد.
سبب آخر محتمل لتكوين الشريط هو التفاعل الجاذبي بين المجرات القريبة، مما قد يسبب المد والجزر إعادة التنظيم مدارات النجوم. هذه العملية، وإن كانت أقل تواترًا، موثقة أيضًا في الأنظمة المجرية المتفاعلة.
ومن المثير للاهتمام، القضبان ليست أبديةمع مرور الوقت، يمكن أن يفقدوا الاستقرار و اختفى، تحويل المجرة من مضلعة إلى حلزونية منتظم. نمو كتلة مفرط في النواة، وخاصة عندما شريط لقد قام بتوجيه كميات كبيرة من الغاز، مما قد يؤدي إلى تقصيرها وتكثيفها، خاسرة su مميزيُقدَّر أن مجرة نموذجية تستغرق حوالي 2000 مليار سنة لتتطور من شكل حلزوني عادي إلى شكل حلزوني قضيبي.
الكثير دراسات أحدث تشير إلى ذلك تظهر القضبان في المجرات الناضجةتظهر ملاحظات الكون المبكر أن فقط 20% من المجرات الحلزونية كان لها قضيب أمام 70% التيار، مما يدل على أن شريط هو سمة مرتبطة بالنضج المجري.
الخصائص والعمليات الداخلية للمجرات المضلعة
ال المجرات الحلزونية المضلعة فهي مختبرات حقيقية للعمليات الكونية. بار مركزي لا يحرك الغاز والغبار فحسب، بل يحدد la estructura من الأسلحة، تدريب من الحلقات و ظهور الهياكل الثانويةكما حلزونات صغيرة y أشرطة داخلية صغيرة.
يمكن أن يؤدي توجيه الغاز إلى القلب إلى حدوث انفجارات تشكل النجوم (انفجارات النجوم) و alimentar el الثقب الأسود المركزي، مما يؤثر على كامل مجموعة مجرية. في الحقيقة معدلات تكوين النجوم هم عادة أكثر عالية في القلب من المجرات المضلعة، حيث تتركز الغاز والغبار ضروري لخلق أجيال جديدة من النجوم.
ومن ناحية أخرى، هناك أدلة على أن المجرات الحلزونية المضلعة تتقدم في العمر بشكل أسرع. يحدث هذا لأن شريط القنوات وتنفق الغاز المتاح، مما يقلل على مر السنين قدرة لتكوين نجوم جديدة، مما يؤدي إلى انخفاض نسبة النجوم الشابة ومظهر أكثر احمرارًا عالمياتصل بعض المجرات إلى مرحلة حيث تتراجع الحياة النجمية النشطة فيها عمليًا.
ظاهرة قضبان مزدوجة ومن المثير للاهتمام أيضًا: في حوالي عام واحد tercio تم تحديد عدد من المجرات المحظورة المعروفة أشرطة ثانويةأقل وضوحًا وأصغر حجمًا، والتي تمر عبر النواة. هذه الهياكل se FORMEN من اضطرابات في مركز ونشاط تكوين النجوم، ويمكن أن يكون مؤقت o يتكرر.
كيف تتم دراسة هذه المجرات وتصنيفها
El دراسة من المجرات الحلزونية المضلعة لقد تقدمت كثيرًا بفضل الصور الملتقطة من التلسكوبات مثل هابل مشاريع بالفعل علم المواطن كما حديقة حيوان جالاكسيفي حالة حديقة حيوان جالاكسي، تعاون الآلاف من المتطوعين في تحديد y تصنيف من المجرات، مما يوفر عينة إحصائية من المهم أن نفهم كيف تؤثر القضبان على التطور المجري.
تكشف الملاحظات في الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء عن تفاصيل مختلفة: في كثير من الحالات، المجرات التي يبدو أنها لا تحتوي على شريط في المجال البصري ويظهرونها بوضوح بالأشعة تحت الحمراء، والتي sugiere أن هذا البناء قد يكون تقديم رغم أن oculta بواسطة وجهة نظر أو الغبار بين النجوم.
بالإضافة إلى علم التشكل، عوامل مثل اللون (مؤشر على متوسط عمر نجومها)، كمية الغاز، و لمعان السطح و الديناميكيات الداخلية (تم دراستها باستخدام التحليل الطيفي والمحاكاة الحاسوبية) تساعد على فهم حياة y تطور من هذا النوع من المجرات.
العلاقة مع أنواع أخرى من المجرات والتنوع الكوني
ال المجرات الحلزونية المضلعة إنهم لا يوجدون في الفراغ: إنهم جزء من عائلة كبيرة والتي تشمل أيضًا بيضاوي الشكل, عدسي (S0), مجرات غير منتظمة وحتى الأشياء غريب كما الكوازارات. ال بيضاوي الشكل، السائدة في الشكل والحجم، والنجوم الموجودة بشكل أساسي فيجاس، بينما ال غير منتظمعلى الرغم من صغر حجمها، إلا أنها يمكن أن تكون مضيئة للغاية بسبب معدل ضوئها الشديد. تشكل النجوم.
المجرات العدسية (S0) تعتبر شكلاً وسيطًا بين اسبيراليس y بيضاوي الشكل، مع المراقص de لمعان موحد y مصابيح مهيمن، ولكن بدون أذرع مميزة. هذا متواصل بطرق توضح ذلك الثروة والتنوع من الأشكال المجرية في الكون.
درب التبانة: مجرة حلزونية مضلعة خاصة جدًا
لنا درب التبانة يستحق ذكرًا منفصلاً، نظرًا لأن جميع الأدلة الحالية تشير إلى أنه مجرة حلزونية ضلعية من الحجم متوسطعلى الرغم من أننا لا نستطيع تصويره من الخارج، إلا أن ملاحظاته الفرقة المضيئة في السماء، يسمح لنا التحليل الطيفي والمقارنة مع المجرات المماثلة الأخرى باستنتاج بنيتها محظور الداخلية و المصباح المركزي محاطة بـ القرص الأزرق وعلى هالة حمراء.
تشير التقديرات إلى أن درب التبانة كونتيني أونوس 100 مليار نجمل ديسكو يبلغ قطرها ما بين 100.000 ألف إلى 180.000 ألف سنة ضوئية، ويقع النظام الشمسي على بعد حوالي 25.000 ألف سنة ضوئية منها. مركز المجرة. لا توجد في النواة مجموعات نجمية فحسب قديم، ولكن أيضًا ثقب أسود عملاق "القوس أ*". الأذرع الرئيسية الأربعة، مُغطاة بالغبار والغاز، يشيرون المكثف نشاط تكوين النجوم التي تميز القضبان.
بعض الأدلة التي تسمح لنا بتصنيف درب التبانة كما تم حظرها تشمل توزيع من الغبار واللون، تركيز من النجوم ومقارنتها بالمجرات الأخرى المدروسة جيدًا.
ال المجرات الحلزونية المضلعةتلعب المجرات، مع تنوع بنيتها وعملياتها الداخلية وأمثلتها الكونية، دورًا أساسيًا في تطور الكون وتوليد النجوم الجديدة، مما يدل على قدرة الكون على إعادة اختراع نفسه باستمرار.