يوجد في الفضاء الخارجي عدد كبير من المجرات المنتشرة في جميع أنحاء الكون. واحد منهم يقع في كوكبة Ursa Major المجرة M101، والمعروفة أيضًا باسم مجرة دولاب الهواء. لها خصائص مثيرة للاهتمام وتقع على بعد 21 مليون سنة ضوئية من الأرض. إنها مجرة حلزونية تستحق المعرفة.
لذلك سنخبرك في هذا المقال بكل ما تريد معرفته عن المجرة M101 وخصائصها وأهميتها.
الملامح الرئيسية
واحدة من أبرز سمات المجرة M101 هي هيكلها الحلزوني المحدد جيدًا، مع أذرع حلزونية تمتد من قلبها المركزي. تتكون هذه الأذرع الحلزونية من عدد كبير من النجوم والغاز والغبار، ويُعتقد أنها في حركة مستمرة، مما يساهم في المظهر المميز للمجرة. علاوة على ذلك، M101 كبير نسبيًا، مع ويقدر قطرها بحوالي 170,000 سنة ضوئيةمما يجعلها أكبر بكثير من مجرتنا درب التبانة.
تُعرف مجرة Pinwheel أيضًا بمستوى عالٍ من نشاط تكوين النجوم. توجد داخل أذرعها الحلزونية مناطق تشكل النجوم حيث تتولد نجوم جديدة من الغاز والغبار بين النجوم. ويرجع ذلك إلى تفاعل الجاذبية وضغط المواد الموجودة في هذه الأذرع، مما يؤدي إلى تكوين نجوم ضخمة وعناقيد نجمية شابة.
جانب آخر ذو صلة بمجرة M101 هو تاريخها كجسم رصدي. وعلى مر السنين، كان هدفًا متكررًا للتلسكوبات والمراصد الفضائية، مما سمح بالحصول على صور تفصيلية وبيانات علمية قيمة. وقد ساهم هذا بشكل كبير في فهمنا لتكوين وتطور المجرات الحلزونية في الكون.
اكتشاف المجرة M101
مجرة دولاب الهواء تم اكتشافه في 27 مارس 1781 من قبل عالم الفلك الفرنسي بيير ميشين.، أحد معاوني تشارلز ميسييه، الذي وصفه بأنه سديم مظلم عديم النجوم ولا يمكن تمييزه. بعد فترة وجيزة، أبلغ ميسييه بالاكتشاف وأدرجه في كتالوجه رقم 101. لكن ويليام بارسونز، إيرل روس، استخدم تلسكوب ليفياثان العملاق التابع لبارسونستاون في عام 1851 لوصف البنية الحلزونية للمجرة M101 (مثل M51، المجرة الحلزونية). ومع ذلك، حتى القرن العشرين، كانت هذه الأجسام توصف بأنها مجرات من الواضح أنها لا تنتمي إلى مجرتنا درب التبانة وهي بعيدة جدًا.
تقع مجرة دولاب الهواء في سماء الدب الأكبر على مقربة شديدة من نجميها الأولين (أو الأخيرين)، ألكيد ومزار، الأخيرين في ذيل الدب الأكبر أو أول القطع الشهيرة من المجموعة الكبرى النجوم . . وتبعد عنا حوالي 27 مليون سنة ضوئية.
مميزات أخرى للمجرة M101
M101 هي مجرة ضخمة (حوالي ضعف حجم درب التبانة) وهي جزء من مجموعة M101، وهي أكبر وألمع مجموعة من مجموعات المجرات. في الواقع، يبدو أن عدم تناسق مجرة دولاب الهواء يرجع إلى تفاعلات الجاذبية مع هذه المجرات الأصغر. أدى عدم التناسق هذا بسبب تفاعلات الجاذبية إلى إدراجه في الأطلس الخاص للمجرات، برقم Arp 26. قدر ظاهري قدره 7,8، وسطوع سطحي 14,8 ملغ/دقيقة قوسية، وحجم ظاهري 2 × 29 بوصة.
نتيجة أخرى لتفاعل جاذبية M101 مع المجرات التابعة لها هي العدد الكبير مما يسمى بمناطق HII المنتشرة في جميع أنحاء أذرعها الحلزونية. هذه المناطق عبارة عن سحب ضخمة من الغاز، وهي في الواقع هيدروجين، متأينة (بلازما) ومشرقة جدًا، حيث يحدث تكوين نجمي مكثف. في عام 2011، أنهى نجم ضخم في M101 حياته بانفجاره في مستعر أعظم، وتم تسمية النجم بـ SN 2011fe. في الواقع، لم ينفجر النجم في عام 2011، بل قبل 27 مليون سنة، وهي المدة التي استغرقها الضوء من الانفجار النجمي للوصول إلينا.
أهمية مجرة دولاب الهواء
ترجع أهمية المجرة M101 في مجال علم الفلك إلى عدة أسباب:
- فهم تكوين وتطور المجرات الحلزونية: يعد M101 مختبرًا كونيًا مثاليًا لدراسة المجرات الحلزونية. يوفر هيكلها الواضح وأذرعها الحلزونية المحددة جيدًا معلومات مهمة حول كيفية تشكل المجرات من هذا النوع وتطورها. يمكن للعلماء تحليل خصائصها الفيزيائية، وديناميكيات أذرعها الحلزونية، وسلوك تكوين النجوم بالتفصيل للحصول على نظرة ثاقبة للعمليات الأساسية.
- دراسة تكوين النجوم: يتيح المعدل المرتفع لتكوين النجوم في M101 لعلماء الفلك مراقبة وفهم الآليات التي تؤدي إلى تكوين نجوم جديدة بشكل أفضل. ويتضمن ذلك دراسة مناطق تشكل النجوم، وتوزيع الغاز والغبار، وكيفية تأثير التطور النجمي على المجرة بشكل عام.
- علم الكونيات والمسافة خارج المجرة: لقد كانت دراستهم والقياس الدقيق للمسافة التي تفصلهم أمرًا بالغ الأهمية لمعايرة مقاييس المسافة الكونية. وهذا يساعد علماء الفلك على تقدير المسافات إلى المجرات الأخرى بشكل أكثر دقة وفهم توسع الكون بشكل أفضل.
- أداة لاختبار النماذج النظرية: تسمح ملاحظات M101 لعلماء الفلك باختبار وتحسين النماذج النظرية لتكوين المجرة وتطورها. تُستخدم البيانات التي تم جمعها في هذه المجرة للتحقق من دقة عمليات المحاكاة الحاسوبية التي تحاول تكرار العمليات الفلكية في الكون.
المجرات والمادة المظلمة
المادة المظلمة هي شكل غير مرئي من المادة التي تشكل معظم كتلة الكون وتشكل بنيته الأساسية. في الحقيقة، في الكون، 4,6% مادة عادية، 23% مادة مظلمة، 72,4% طاقة مظلمة. تسمح جاذبية المادة المظلمة للمادة الطبيعية على شكل غاز وغبار بتكوين النجوم والمجرات.
يحسب العلماء كتلة الأجسام الكبيرة من خلال دراسة حركتها في الفضاء. عندما درس علماء الفلك المجرات الحلزونية في الخمسينيات من القرن الماضي، توقعوا أن يجدوا أن المادة في المركز تتحرك بشكل أسرع من المادة الموجودة في الحواف الخارجية. بدلاً من، ووجد أن النجوم في كلا الموقعين تدور بنفس السرعة، مما يشير إلى أن المجرة تحتوي على كتلة أكبر مما يمكن رؤيته بالعين المجردة.. أظهرت دراسات الغاز داخل المجرات الإهليلجية أيضًا أن هناك حاجة إلى أجسام أكبر من تلك المرئية. إذا كانت الكتلة الوحيدة الموجودة في عنقود المجرات مرئية من خلال القياسات الفلكية التقليدية، فسوف يتفكك العنقود المجري.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن المجرة M101 ومميزاتها.