الكيفية التي تدور بها المجرات

1996 نحن والكون

عبد الوهاب سليمان الشراد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الكيفية التي تدور بها المجرات المجرات علم الفلك

إن الصور الفلكية الرائعة الملتقطة للعديد من المجرات الحلزونية ، مثل المرآة المسلسلة An-dromeda ، تظهر تفاصيل تدعو إلى الدهشة  والإعجاب. 

ولهذا السبب ، ولأن مجرتنا مثل أكثر المجرات المرئية تمتلك هيكلية حلزونية ، فإن العلماء يرصدونها باهتمام ويتوقعون أن تساعدهم معرفة تطور هذه المجرات إلى تصور أمثل لتطور المجرات عموماً.

ولو أمكننا أن نحيا مدة كافية نستطيع رؤية الأذرع الحلزونية الهائلة وهي تدور حول مراكز المجرات بحركة متناسقة رائعة .

 

ولعل من البديهي أن تصبح هذه المدة طويلة جداً ، ولذلك تحسب المدة الدورية لدوران المجرات المحوري بمئات ملايين السنين.

ونتيجة لذلك تفشل الصور الضوئية الملتقطة بفاصل زمني يعادل بضعة عقود فقط في الكشف عن أدنى إيماء للحركة المجرية لنفس المجرة .

ورغم أنه لا يمكننا رصد أية حركة للدوران المجري إلا أنه يمكننا الكشف عنها وحسابها بوساطة ظاهرة دوبلر. 

كما أشرنا سابقاً إن الظاهرة تدل على التغير الظاهري في موجة الظواهر المتموجة تبعاً لسرعة الجسم النسبية ، باتجاه خط البصر ، الذي يطلق التموجات .

 

فالموجات الصادرة  من جسم يقترب يقصر طولها ويزداد ترددها والعكس صحيح . وعند دراسة أطياف النجوم أمكن إدراك التغير في أطوال موجات طيفها وبالتالي معرفة اتجاه حركتها ، ويتناسب حيود طيف النجوم طردياً مع سرعة ابتعادها أو اقترابها .

 ويمكن  إدراك الكيفية التي تدور بها المجرات بأحد قياسات حيود الطول الموجي لإشعاع 21 سم القادم من مختلف المناطق بها ، وسوف نجد أن قطاع المجرة  الذي يتحرك مقترباً منا سوف يبدي قصراً في الأطوال الموجية الأكبر، وتحدث تلك الظاهرة مع الضوء الاعتيادي .

وعلى هذا المفهوم أجرى فريق من العلماء بقيادة كيفن برندجاست K.Prendegast  في أوائل الستينات سلسلة من القياسات الموسعة لدوران المجرة تمت أساساً على حيودات دوبلر للضوء المعتاد

 

 وأصبحت النتيجة النهائية لمختلف أرصاد حيودات دوبلر تشكل منحنى الدوران rotation curve لمناطق متعددة لعينة تشمل أربع مجرات ، ويمثل المنحنى رسمياً بيانياً للسرعة الدورانية مقابل البعد عن مركز المجرة .

ويلاحظ من الدراسة أن منحنيات الدوران للمجرات الأربع تبدي نفس الخصائص العامة التي تتصف بها المجرات الحلزونية.

وتجد أن المناطق الداخلية لتلك المجرات التي لا يزيد بعدها عن المركز عن 20 ألف سنة ضوئية ترتفع سرعة دورانها مع ازدياد البعد ، وذلك يماثل دورانا صلباsolid  مثل دوران اسطوانة الحاكي. 

فكلما كانت النقطة المطلوب حساب  سرعتها أبعد عن محور الدوران أو المراكز كلما ارتفعت سرعتها .

 

ويختلف الوضع مع  المناطق الخارجية للمجرة الحلزونية ، فسرعة الدوران تبدأ بالانخفاض مع ازدياد البعد. 

وتمثل هذه الخاصية الدوران التفاضلي differential ، كما يحدث مع الدوران الواضح لأجرام النظام الشمسي ، فالكواكب المجاورة للشمس تدور بسرعة أعلى بكثير من الكواكب البعيدة عنها ، ويمكن ملاحظة ذلك .

وبموقعنا الذي يبعد نحو 30 ألف ضوئية عن مركز المجرة ، فإن سرعتنا الدورانية حول المركز تعادل 250 كم/ثانية.

 

باتجاه كوكبة الدجاجة Cygnus ، وبهذه السرعة تستغرق المجرة 225 مليون سنة ضوئية لإكمال دورة واحدة حول مركزها .

وعادة ما تعرف هذه المدة الزمنية بالسنة المجرية أو الكونية.  Universalyearوبما أن عمر الشمس يقدر بنحو 5000 مليون سنة ، فإن ذلك يدل على أنها دارت حول المجرة عشرين دورة .

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]