يتضمن تعريف المجرة مجموعة من الأنظمة والمسائل والتجمعات الهائلة التي تحتوي على مئات المليارات من النجوم والكواكب والنيازك، ووفرت الطبيعة مجموعة متنوعة للغاية من المجرات التي تضم تجمعات صغيرة وضعيفة، وتجمعات عملاقة حلزونية الشكل، وتشكلت المجرات بعد وقت قصير من خلق الكون وهي تنتشر في الفضاء، توجد المجرات عادة في مجموعات تقاس بمئات الملايين من السنوات الضوئية، ويتم فصل هذه المجموعات بمساحات فارغة تقريبًا.
والسنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء خلال سنة واحدة حيث تسير بسرعة 300000 كم في الثانية الواحدة وبما يعادل 650،000،000 ميلًا في الساعة، وتختلف المجرات عن بعضها البعض في الشكل، حيث تشكلت هذه الاختلافات نتيجة الطريقة التي تشكلت وتطورت بها أنظمة هذه المجرات، ولا يقتصر اختلاف المجرات عن بعضها في الشكل أو التركيب ولكن أيضًا في مقدار النشاط المرصود، ولم يتم التعرف على وجود المجرات حتى أوائل القرن العشرين، ومنذ ذلك الحين أصبح تعريف المجرة واحدًا من أهم العناصر التكوينية الفلكية.
خصائص المجرة
هنالك عدد من الخصائص التي تمتاز بها المجرات فلكيًا، حيث تعد هذه الخصائص من أهم عوامل تطور المجرات عبر مراحل مختلفة، وتتمثل هذه الخصائص بأنّ المجرات لها حقول مغناطيسية خاصة بها، وأنّها قوية بما يكفي لتكون ذات أهمية ديناميكية مختلفة ومميزة تسهم في تدفق الكتلة إلى مراكز تجمع المجرات، بالإضافة إلى التعديل في تشكيل المجرات الحلزونية، والتأثير على دوران الغاز في المناطق الخارجية من المجرات.
توفر الحقول المغناطيسية التي تمتلكها المجرات نقل الزخم الزاوي اللازم لانهيار السحب الغازية وبالتالي تكوين نجوم جديدة، ويبلغ متوسط القوة النموذجية للمجرات الحلزونية حوالي 10 ميكروغرام، بينما يتمتع المجال المغناطيسي للكرة الأرضية بمتوسط قوة يبلغ حوالي 0.3 جرام، بالإضافة إلى ذلك تحتوي المجرات ذات الإغماء الراديوي مثل M 31 وM 33 في مجرة درب التبانة على حقول أضعف قوة حيث تبلغ تقريبًا حوالي 5 ميكروجرام، بينما تحتوي المجرات الغنية بالغاز ذات معدلات تكوين النجوم العالية مثل M 51 وM 83 على متوسط قوة 15 ميكروغرام في المتوسط.
عمر المجرات
قبل التعرف على ما هي أنواع المجرات سيتم الحديث عن عمر المجرات، فعلى الرغم من أن معظم المجرات لها تاريخ مختلف، إلا أن معظمها وإن لم يكن جميعها تمتلك نفس العمر، حيث يتم قياس عمر المجرات من خلال قياس أعمار أقدم النجوم المتواجدة داخلها، فعلى سبيل المثال فإن عمر مجرة درب التبانة يعادل حوالي 13 مليار سنة، وعند النظر إلى المجرات البعيدة يمكن ملاحظة التشابه الكبير في أطيافها وألوانها مع المجرات القريبة، مما يدل على احتوائها على مجموعة من النجوم القديمة المتشابهة بصورة كبيرة، ونتيجةً لهذه المعلومات من المحتمل أن تكون جميع المجرات بدأت في التشكل في نفس الوقت، وبالتالي بدأت جميعها بتكوين النجوم في الوقت ذاته، كما يمكن القول بأن الاختلاف بين المجرات وتكوينها ليست مسألة عمرية، إنما تكمن في الطريقة التي تكونت من خلالها النجوم.
هيكل المجرات
قبل التعرف على ما هي أنواع المجرات سيتم الحديث عن هيكل المجرات، حيث يتشكل هيكل المجرات من أربعة أجزاء أساسية، وهي المكون الكروي، ومكون القرص، والأذرع الحلزونية، وتوزيع الغاز، وفي ما يأتي سيتم الحديث عن هذه المكونات الأساسية الأربعة للمجرات:
- المكون الكروي: وهو عبارة عن هيكل من النجوم القديمة المصفوفة على شكل بيضوي، حيث تحتوي معظم المجرات أو جميعها مكونًا كرويًا، وعادةً ما يكون المكون الكروي لجميع المجرات متشابه للغاية، كما من الممكن أن يكون هذا المكون غير واضح في بعض الحالات أو غائب تمامًا.
- مكون القرص: وهو أحد أجزاء بعض أنواع المجرات مثل المجرات الحلزونية كمجرة درب التبانة والمجرات غير المنتظمة، وعادةً ما يحتوي هذا القرص على الغاز والغبار الكوني والنجوم الجديدة، ويكون وسط القرص هو مركز المجرة.
- أذرع المجرات: حيث يعتمد الهيكل العام لأذرع المجرات الحلزونية على نوع المجرة، فهنالك مجرات تحتوي على أذرع لولبية ناعمة بزواية صغيرة، بينما تمتلك مجموعات أخرى من المجرات أذرعًا أكثر انفتاحًا بزوايا كبيرة.
- توزيع الغاز: ينتشر غاز الهيدروجين المحايد في المجرات، إلا أنه من الصعب اكتشاف الهيدروجين الجزيئي، ولكنه عادةً ما يكون مصحوبًا مع جزيئات أخرى مثل أول أكسيد الكربون، الذي يمكن ملاحظته في الأطوال الموجية الراديوية.
حجم المجرات
قبل الإجابة عن سؤال ما هي أنواع المجرات سيتم التعرف على حجم المجرات وكتلتها، حيث يتراوح الحجم الحقيقي للمجرات ما بين المجرات القزمية المتطرفة التي تعد أصغر المجرات والمجرات الراديوية العملاقة التي تعد أكبر المجرات، إذ لا يتجاوز قطر المجرات القزمية المتطرفة المتواجدة بالقرب من مجرة درب التبانة أكثر من 100 سنة ضوئية، بينما قد تمتد المجرات الراديوية العملاقة إلى أكثر من ثلاثة مليون سنة ضوئية، كما يتراوح قطر بعض المجرات الحلزونية الكبيرة مثل مجرة أندروميدا ما بين 100،000 و500،000 سنة ضوئية.
لا يمكن الجزم في تحديد كتل المجرات، بسبب الطبيعة غير المرئية للهالات السوداء التي تحيط بالمجرات، فلسوء الحظ أن غالبية كتلة المجرات ذات طبيعة مجهولة، ولكن يمكن قياس الكتلة الكلية للمواد الموجود في نصف قطر المجرة التي تظهر فيها النجوم أو غازات المجرة بالعديد من الأنظمة، وتتراوح كتل المجرات ما بين 100،000 إلى حوالي 1،000،000،000،000 ضعف كتلة الشمس.
تطور المجرات
بعد التعرف على ما هي أنواع المجرات وما هي أنواع المجرات الخاصة سيتم الحديث عن تطور المجرات، إذ تبدأ الهياكل الرئيسة في الظهور خلال المليار سنة الأولى من تكوين المجرة، حيث يبدأ كل من المجموعات الكروية والثقب الأسود المركزي والانتفاخ المجري في التكون، كما تبين بأن تكوين الثقب الأسود يلعب دورًا أساسيًا في تنظيم نمو المجرة المستمر عن طريق الحد من كمية المواد الإضافية، وخلال هذه الفترة المبكرة من تكون المجرة يحدث انفجار هائل في تكوين النجوم، وخلال الملياري سنة التالية، تستقر المادة المتراكمة داخل قرص المجرة، كما تستمر المجرة في امتصاص المواد الملتهبة من المجرات القزمة بسرعات عالية طوال حياتها، وعند تكون وتوفر العناصر الثقيلة تبدأ الكواكب في التكون.
تتأثر عملية تطور المجرات بالتفاعلات والتصادمات مع المجرات الأخرى بشكلٍ كبير، فقد كانت عملية دمج المجرات شائعة خلال الحقبة المبكرة، كما كانت غالبية المجرات غريبة في التشكل والتطور، ومع ذلك بسبب المسافات الكبيرة بين النجوم فإن الغالبية العظمى من الأنظمة النجمية لن تتأثر عند التصادم، إلا أن التعرية الجاذبية للغاز بين النجوم والغبار تعمل على إنتاج مسارات طويلة من النجوم تعرف باسم ذيول المد والجزر.
تجمعات المجرات
بعد الإجابة على سؤال ما هي أنواع المجرات وما هي أنواع المجرات الخاصة، سيتم الحديث عن تجمعات المجرات، حيث تمكن العلماء من تحديد تجمعات مختلفة للمجرات، إذ تقسم هذه التجمعات إلى ثلاثة فئات وهي؛ المجموعات والتجمعات غير المنتظمة والتجمعات الكروية، وفي ما يأتي سيتم الحديث عن هذه التجمعات الثلاثة:
المجموعات: هذا الرقم من التجمعات يضم مجموعات صغيرة يمكن أن تتكون ما بين عشرة إلى خمسون مجرة من أنواع مختلفة، وتم اكتشاف هذا النوع من التجمعات على أنه يمتد إلى حوالي خمسة مليون سنة ضوئية، وهذه المجموعة تشتمل على حوالي خمسون نظام يكون أغلب أنظمتها متكونة من المجرات القزمية.
التجمعات الغير منتظمة: هي مجموعة من التجمعات الضخمة الغير منتظمة والتي تنتمي إلى نوع المجرات الحلزونية والمجرات الإهليجية، وقد يصل مجموع هذه التجمعات إلى حوالي ألف نظام يمكن أن يمتد إلى مدة تتراوح بين حوالي عشرة إلى خمسين مليون سنة ضوئية.
التجمعات الكروية: ينتمي إلى هذا النوع من التجمعات معظم المجرات من النوع الإهلييج الهائل، وقد يصل قطر التجمعات إلى خمسون مليون سنة ضوئية، كما أن التجمعات الكروية تضم حوالي عشرة آلاف مجرة ويتواجد الأغلب من هذه المجرات في مركز التجمع.
ما هي أنواع المجرات
بعد الحديث عن المجرات وعن عمرها وحجمها وهيكلها سيتم الإجابة عن سؤال ما هي أنواع المجرات، حيث قام علماء الفلك القدامى بتحديد أنواع المجرات من خلال أشكالها وحسب، ومع تطور العلم وظهور التلسكوب، تمكن العلماء من تحديد أنواع المجرات اعتمادًا على شكلها بجانب بعض البيانات والمعلومات المكتسبة حول النجوم وحركتها، وفي ما يأتي سيتم الإجابة عن سؤال ما هي أنواع المجرات:
مجرات غير منتظمة
حيث تشكل هذه المجرات حوالي ربع مجرات الكون، ويشير إليها علماء الفلك بأنها مجرات غريبة أو غير منتظمة بسبب أشكالها الغريبة، كما يعتقد بعض العلماء بأن السبب في هذا المظهر للمجرات غير المنتظمة هو حدوث تشوهات تسببت بها مجرة ضخمة قريبة أو عابرة بالقرب من هذا النوع من المجرات.
المجرات الحلزونية
تعد المجرات الحلزونية أشهر أنواع المجرات، حيث يتشكل هذا النوع من المجرات على شكل قرص مسطح وأذرع لولبية تمتد بعيدًا عن قلب المجرة، كما تحتوي على انتفاخ مركزي يضم ثقبًا أسودًا ضخمًا، كما تحتوي بعض هذه المجرات على شريط يمتد عبر المركز، حيث يعد هذا الشريط بمثابة قناة لنقل الغاز والغبار والنجوم.
المجرات الإهليجية
يتراوح شكل هذه المجرات ما بين كروية إلى بيضاوية، وتتميز هذه المجرات باحتوائها على كميات كبيرة من المواد المظلمة، كما تحتوي على كميات قليلة من الغاز والغبار، ويعتقد بأن هذه المجرات نشأت عن طريقة تصادم مجرتين حلزونيتين أو أكثر مع بعضها البعض.
المجرات العدسية
حيث تحتوي هذه المجرات على كل من المجرات الحلزونية والإهليجية معًا، حيث لا تزال هذه المجرات قيد الدراسة، ويعمل العديد من العلماء على إجراء دراسات وبحوث خاصة عن أصول هذه المجرات العدسية، كما يعرف هذا النوع من المجرات أيضًا باسم المجرات المحدبة والتي تشكل جزءًا من الإجابة على سؤال ما هي أنواع المجرات.
أنواع خاصة من المجرات
بعد التعرف على ما هي أنواع المجرات سيتم التعرف على بعض أنواع المجرات الخاصة، حيث يحتوي الكون على مجموعات خاصة من المجرات التي تختلف بالشكل وبعض الصفات التي تميزها عن بعضها البعض، حيث تساعد هذه الخصائص علماء الفلك في تصنيف المجرات بصورة موسعة ضمن تصنيفاتها العامة، وفي ما يأتي سيتم التعرف على بعض الأنواع الخاصة من المجرات والتي تعد إجابة تكميلية لسؤال ما هي أنواع المجرات:
المجرات النشطة
حيث تتميز هذه المجرات باحتوائها على ثقب أسود نشط، يعمل على دفع كميات كبيرة من الطاقة خارج المجرة، وعلى الرغم من الدراسات الواسعة حول هذه المجرات، إلا أن النشاط المفاجئ لهذه الثقوب لا يزال سرًا لم يكتشف بعد، كما يقوم هذا الثقب بإرسال الأشعة السينية وانبعاثات راديو يمكن اكتشافها على سطح الأرض.
المجرات القزمية
وهي من أصغر أنواع المجرات، وتتواجد بعض هذه المجرات بأشكال مسطحة يشار إليها باسم الأقزام الكروية، ولكن يصعب تحديد هذا النوع من المجرات من المجرات العادية بسبب عدم وجود تعريفات وخصائص واضحة تجعل إحدى المجرات قزمة والأخرى عادية.
المجرات النجمية
هي المجرات التي تتميز بنشاط كبير لنشأة نجوم جديدة فيها بالمقارنة بالمجرات الأخرى. حيث تتميز هذه المجرات بسرعة تكون النجوم الجديدة فيها، ويعتقد العلماء بأن هذه النجوم نشأت نتيجةً لتصادمات المجرة والتفاعلات التي تمر بها المجرة النجمية.
أغرب المجرات الكونية
في ظل التعرف على أنواع المجرات وأسمائها وصورها، سنوضح ما هي المجرات الغربة في الكون، حيث إنها غريبة الشكل، فمنها ما يشبه شكل قنديل البحر، ومنها ما ينعدم فيه وجود المظلمة التي تنتشر في الكون، وسنتعرف على تلك المجرات الغريبة فيما يلي:
- مجرة قنديل البحر: وهي عبارة عن مجرة حلزونية على شكل قنديل يسبح في الفضاء، حيث تتشكل النجوم في هذه المجرة داخل ذيل يتكون من الغبار والغاز.
- المجرة الميتة: هي أحد المجرات الكبيرة التي تتواجد على شكل قرص، وتكون سرعة دوران هذه المجرة ضعف سرعة دوران مجرة درب التبانة، ولكنها من المجرات الغير نشطة والتي لم تتمكن من صنع أي نجوم على مدار مليارات السنين.
- المجرة آكلة لحوم البشر: وهي عبارة عن مجرة عملاقة تقوم بالتهام المجرات الأصغر منها حجمًا، وقد أكدت الدراسات بأن هذه المجرة ستصطدم بمجرة درب التبانة في غضون 4.5 مليار سنة.
- مجرة العين: هذه المجرة واحدة من المجرات الحلزونية التي يتم تكوينها من كم كبير من النجوم والغبار، وهذه المجرة تظهر على هيئة مجرة تسبح في عين الفضاء.
- مجرة الأزهار: وهي عبارة عن مزيج بين مجرة حلزونية ومجرة بيضاوية ممتدة، حيث تشبه هذه المجرة البتلة التي تسبح في الفضاء، وتقع هذه المجرة على بعد 270 مليون سنة ضوئية عن كوكب الأرض.
مجرة درب التبانة
في ظل توضيح أنواع المجرات وأسمائها وصورها، سنهتم بعرض أهم مجرة يمكن الحديث عنها، حيث إنها المجرة التي تحتوي على كوكب الأرض وهو الكوكب الوحيد الذي يعيش عليه البشر، وبالتالي تعتبر هذه المجرة هي المجرة التي نتواجد داخلها.
مجرة درب التبانة عبارة عن مجرة حلزونية يمتد عمرها إلى حوالي مئة ألف سنة ضوئية، وفي حالة النظر إلى مجرة درب التبانة من الأعلى ستجد فيها انتفاخ مركزي محاط بحوالي أربعة أذرع لولبية ضخمة، ويقع النظام الشمسي على حافة أحد هذه الأذرع.
تم إطلاق اسم ذراع أوريون على الذراع الذي يحتوي على المجموعة الشمسية، وهو الذراع الذي يقع بين الذراعين الرئيسين الأول هو القوس والثاني هو ذراع فرساوس.
نظرًا لإن هذه المجرة تدور في الفضاء فيدور معها النظام الشمسي، وذلك بسرعة تعادل حوالي خمسمائة ألف وخمسة عشر ميل في الساعة الواحدة، ويوجد حول مجرة درب التبانة هالة كبيرة من الغازات الساخنة والتي تتواجد على مدار مئات السنين الضوئية، وتحتوي الأذرع الحلزونية للمجرة على كم هائل من الغازات والغبار.
تنشا النجوم الجديدة للمجرة داخل هذه الاذرع، كما أن مجرة درب التبانة تحتوي على ثقب يعرف باسم الثقب الأسود وهو الذي يقع في مركز المجرة، ومن الممكن أن يصل حجم هذا الثقب إلى مليارات أضعاف حجم الشمس.
تم قياس كتلة مجرة درب التبانة فوجد أنها تتراوح ما بين أربعمائة إلى سبعمائة وثمانون مليار لأضعاف كتلة الشمس، ويوجد بعض الحقائق التي تتعلق بمجرة درب التبانة ومن هذه الحقائق ما يلي:
- النجوم الأكثر انتشارًا في مجرة درب التبانة هي نجوم الأقزام الحمر.
- يوجد داخل مجرة درب التبانة نجوم تتواجد منذ فترة زمنية أكبر من تواجد بعض النجوم الذي يضمها النظام الشمسي نفسه.
- مجرة درب التبانة بها حوالي مائتان مليار من النجوم.
- يوجد مركز مجرة درب التبانة على مسافة حوالي ثلاثون ألف سنة ضوئية من المجموعة الشمسية.