يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد...

47
ف ل ت خ ي ردد ت ل اً ق ب ط اً ن ي ب ا لاف ت خ ا ة ن اّ ن" ي ل ا درب رة ج م ل ك, ش رصدها ي ي وء الد ض ل ا اب وج م ل ن ق ف. > ون ي ك ل ق ل ة ا ن وء ض ل ا ب> ن ي د ن ق م> ون ي ك ل ق ل ا> كان دما ن عما، عا> ن ي س م خ، يS ئ ر م ل ا وم ج[ ن ل ا ة نS رؤ ق ي ع ي, ش ي و, ش ي رد ج م ك h ي م ج[ ن ي ن ل ا ار غ ل دا ا ب ودة ض ق م ل ا ت ن كا ي ت ل ا ماS ؤل. اS لام ا ا ق م ل ا ي ف ة سلدرا ا ب

Upload: rawand-jarrad

Post on 21-Nov-2014

1.251 views

Category:

Education


2 download

DESCRIPTION

about moon and stars

TRANSCRIPT

Page 1: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

�ا طبق�ا لتردد يختلف �انة اختلافا بين شكل مجرة درب التب به الفل7كيون. فقبل موجات الضوء الذي يرصدها

خمسين عاما، عندما كان الفل7كيون مقيدين بالضوءبدا الغاز البينجمي كمجرد تشويش 7 يعيق رؤية المرئي،

بالدراسة في المقام الأول. النجوم التي كانت المقصودة المجرة أما اليوم فيعتقد العلماء أن دور الغاز في تطور ربما يعادل دور النجوم في هذا الشأن

Page 2: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

�ا ما نعتبر القمر مكانا، ل7كنه في الواقع مئات كثير أرخبيل من القفار. وبخطوة الملايين من الأمكنة، إنه

�مكن الانتقال من درجة تحت الصفر100قصيرة، ي درجة فوق الصفر. وإذا صرخت في أذن100إلى

دون غلاف جوي صديقك فقد لا يسمعك أبدا. ومن لنقل الحرارة أو الصوت، تشك��ل كل رقعة من القمر

بحر يصعب الإبحار فيه جزيرة في .

الجوي ل7كوكب ما هو ما يوح��د سطحه إن الغلاف ككل متكامل. وهو الذي يجعل ظروفا كدرجة

الحرارة تتغير بصورة سلسة. والأكثر إثارة، أن حوادثثوران بركان أو انبعاث غاز من مثل ارتطام نيزك أو

مدخنة مصنع، يمكن أن يكون لها تأثيرات تتخطى حدود الأمكنة التي حدثت فيها. كما يمكن أن يكون

عالمية. لقد بدأت هذه الخاصية للظواهر المحلية عواقب الذين للأغلفة الجوية تستقطب اهتمام الفل7كيين

.يدرسون مجرة درب التبانة

Page 3: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

الغلاف الجوي الدينامي للمجرة

سنوات عديدة، صار معروفا أن هنالك غلافا جويا منذ البينجمي، يغلف مجرتنا ويملأ رقيقا جدا، يدعى الوسط

بدا الفضاء بين بلايين نجومها. وحتى وقت قريب ، الوسط كخزان غاز بارد وساكن ينتظر بهدوء أن

إن المرء لا يكاد يلاحظه يتكثف مولدا النجوم، حتى أصبحنا. عند النظر إلى أعالي السماء الممتلئة بالنجوم

Page 4: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

حاليا نتعرف هذا الوسط على أنه مزيج عاصف يتمتعمن الكثافة ودرجة الحرارة والتأين. بتنوع كبير في كل

�طلق انفجارات المستعرات الأعظمية فقاقيع إذ ت عملاقة، ونوافير ومداخن قد تعلو القرص الحلزوني

الغيوم من خارج القرص. تربط ويمكن أن تهبط فيها من مجرتنا هذه العمليات وغيرها المراكز المهمة النائية

تماما مثلما تنقل ظواهر الغلاف الجوي الاضطراباتال7كرة الأرضية إلى جانب آخر من أحد جوانب .

Page 5: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

فقاعة فائقة مخروطية الشكل، تعرف باسم المدخنةW4 (الخط المنقط)، ربما تولدت من تجمع من

النجوم العظيمة الكتلة. وتوجد في المركز شعيرة غازية�عت للخلف بفعل ،V على شكل الحرف وتبدو كما لو د�ف

Page 6: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

قوة انفجارات مستعر أعظمي وسريانات نجمية. هذه - false الصورة هي صورة مركبة بالألون الزائفة

color لخرائط راديوية وتحت حمراء لغاز الهيدروجين .البارد

�ظه�ر المقاريب، على الأرض وفي الفضاء، في الواقع، ت أنه غلاف معقد شأنه شأن الغلاف الجوي للمجرة على

الغلاف الجوي لأي كوكب. إن الوسط البينجمييبقى محجوز�ا بفعل الجذب التثاقلي المشترك الذي

يخ�ترقه ضوء النجوم للنجوم والمواد الأخرى، والذي والجسيمات الطاقوية وحقل مغنطيسي، يكون في حالة

ن ويعاد تدويره وتحويله باستمرار. وعلى إثارة �سخ� دائمة وي تبلغ ذروة كثافة الوسط غرار أي غلاف جوي آخر،

البينجمي وضغطه في »القاع«، وهو في هذه الحالة المستوى الذي يحد�د وسط المجرة، حيث ينبغي أن

الأعلى«. وتتشكل »يوازن الضغط ثقل الوسط من

Page 7: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

التراكيز ال7كثيفة للغاز 7 الغيوم 7 قرب المستوىوتترسب النجوم من أعلى التكاثفات الفرعية الأوسط،

.كثافةتستنفد النجوم وقودها النووي وتموت، فإن عندما

كتلة الشمس، يقذف بعضها، الذي يكون له على الأقل ال7كثير من مادته إلى الوسط البينجمي. وهكذا مع

�لو��ث كل جيل من النجوم الوسط تقادم المجرة، ي غرار دورة المياه على البينجمي بالعناصر الثقيلة. وعلى

ر« وهكذا يمكن أن الأرض، فإن الهطول يعقبه »التبخ�(.يعاد تدوير المادة مرات ومرات

في أعالي الجوالنظر إلى الوسط البينجمي كغلاف جوي حقيقي إن

في علم الفيزياء يوح��د بعض أكثر المسائل إلحاحا الفل7كية. وأولاها وأكثرها أهمية، تشك�ل النجوم. وعلى الرغم من أن الفل7كيين عرفوا المبادئ الأساسية منذ

يعرفون تماما ما الذي يحدد عقود، فإنهم حتى الآن لا

Page 8: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

لقد. موعد ومعدل تكاثف النجوم من الوسط البينجمي اعتاد النظريون تفسير تشكل النجوم فقط بدلالة

غيمة غازية منعزلة. أما الآن الظروف المحلية داخل .فهم يأخذون بالاعتبار الظروف في المجرة كلها

ل النجوم وإنما إن هذه الظروف لا تؤثر فقط في تشك�( به أحد أجيال النجوم يحدد تتأثر به أيضا. فما يقوم

:د فيها الأجيال اللاحقة وتعيش �ول وتموت. البيئة التي ت وفهم هذه التغذية الراجعة 7 هيمنة النجوم، وخصوصا

وأندرها وأكبرها كتلة، على الخواص أسخن النجوم آخر من الواسعة النطاق للوسط البينجمي 7 هو تحد

التحديات ال7كبيرة التي تواجه الباحثين. قد تكونإيجابية وسلبية معا. فمن جهة، يمكن أن التغذية الراجعة

الوسط البينجمي تقوم النجوم العظيمة الكتلة بتسخين وتأيينه وأن تجعله ينتفخ ويبرز عند المستوى الأوسط.

التوسع يزيد الضغط المحيط ويضغط الغيوم وربما وهذا جديدا من النجوم. ومن يسبب انهيارها مكونة جيلا

Page 9: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

مما جهة أخرى، يمكن للتسخين والتأيين أن يهيجا الغيوم يؤدي إلى منع ولادة نجوم جديدة. وحين تنفجر

أن تدمر الغيمة التي أدت النجوم الأضخم، فإنها يمكن إلى ولادتها. وفي الواقع، يمكن أن تفسر التغذية

الراجعة السلبية لماذا لا يكون الانهيار التثاقلي للغيومنجوم فعالا إلى هذا الحد�. وفي المؤدي إلى تكوين

ضئيلة من العادة، لا يتحول إلى نجوم إلا نسبة مئوية .كتلة الغيمة

ل النجم يحدث غالبا في هنالك أحجية ثالثة وهي أن تشك�( ل7كنها شديدة. وفي مجرة bursts صورة دفقات

التنافسية درب التبانة، تتوازن تأثيرات التغذية الراجعة تقريبا، بحيث تتشكل النجوم بخطى غير سريعة 7 وسطيا

في العام. وعلى الرغم من ذلك، ففي نجوم10مجرد بلغت ،M82 «بعض المجرات، مثل »المجرة المتفجرة

ل التغذية الراجعة الموجبة حد الهيمنة. فأخذ تشك�( مليون سنة في الجزء50 إلى 20النجوم، الذي بدأ منذ

Page 10: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

يخرج عن نطاق السيطرة ،M82 المركزي للمجرة جاريا أسرع بعشر مرات من ذي قبل. وربما حدثت

حد�ث هذه أيضا في مجرتنا دفقات متقطعة. إن الذي ي� أنه مرتبط بالعلاقة الدفقات النجمية ويخمدها لا بد

المعقدة بين النجوم والغلاف الجوي الرقيق الذيوأخيرا، يناقش الفل7كيون مدى سرعة.منه تتكاثف

أكثرية النجوم 7 تلك تلاشي نشاط الغلاف الجوي. إن التي تقل كتلتها عن كتلة الشمس، والتي تعيش عشرات

بل مئات ملايين السنين 7 لا تساهم في دورات لا يصبح الغاز البينجمي التغذية الراجعة. وشيئا فشيئا،

محبوسا في نجوم طويلة العمر جدا. وفي نهاية المطاف،�ستنفد الغاز الاحتياطي في مجرتنا درب التبانة، ربما ي

نجمية فقط. ويعتمد قرب حدوث هذا تاركا وراءه بقايا مغلقا أو على ما إذا كانت مجرة درب التبانة صندوقا

لا. إن الأرصاد الحديثة توحي بأن المجرة مازالتتكسب كتلة من محيطها ال7كوني، منظومة مفتوحة،

Page 11: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

العالية وتخسرها معيدة إياها إليه. ويبدو أن الغيوم السرعة ذات الهدروجين غير الملوث نسبيا، تنهمر من

المجري مجددة شباب مجرتنا. وفي غضون الفضاء بين على شكل ذلك، ربما تكون المجرة في طور طرح غاز

رياح شديدة السرعة من أقاصي غلافها الجوي، تماما� عبر الرياح الشمسية كما تطرح الشمس ببطء كتلة .

هدروجين متدفق حار وباردهذه القضايا، يجب على أولئك 7 منا 7 الذين لمعالجة

حددوا أولا مكوناته يدرسون الوسط البينجمي أن ي� والستينات، المتنوعة. لقد قام الفل7كيون، في الخمسينات

بالخطوة الأولية وهي تحليل تركيبه العنصري باستخدامالضوء الذي تصدره الغيوم السديمية الساطعة أطياف

واستنادا إلى عدد النوى .Orion مثل سديم الجوزاء،10، والهليوم نحو %90الذرية، يشكل الهدروجين %

والمواد الأخرى 7 من الليثيوم إلى اليورانيوم 7 مجرد أثر

Page 12: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

0.1يقارب %.

كان الهدروجين سائدا إلى هذا الحد، فإن بنية ولما بصورة أساسية على الغلاف الجوي للمجرة تعتمد

الشكل الذي يتخذه الهدروجين. وكانت الأرصادبدرجة رئيسية للمكونات المتعادلة الأولى حساسة

:م الأساسي للمادة البينجمية هو الأكثر برودة. إن المعhل 1.420الخط الطيفي الأشهر لعلم الفلك، وهو الخط

سنتيمترا( الذي تصدره ذرات21ميگاهرتز )الفل7كيون بالرمز الهدروجين المتعادلة، ويرمز له HI.

بداية الخمسينات، وضع الفل7كيون الراديويون خريطة وفي ضمن المجرة. وهي تكمن HI توزع ذرات الهدروجين

و10في تكتلات وخيوط ذات كثافات تتراوح بين في السنتيمتر المكعب، ودرجات حرارة ذرة100

انتثارا كلڤن، تنطوي ضمن طور أكثر100تقارب ذرة في السنتيمتر المكعب( وأحر0.1وأرق )تقريبا كلڤن(. إن معظم ذرات الهدروجين )بضعة آلاف

Page 13: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

HI لة� تكون قريبة من المستوى الأوسط للمجرة، مشك� parsec فرسخ فل7كي300قرصا غازيا ثخانته تقارب

سنة ضوئية ، أي يساوي تقريبا نصف ثخانة 1000 القرص النجمي الأساسي الذي تراه عندما تراقب

.مجرة درب التبانة في السماء ليلا

Page 14: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

دورة الغاز في المجرة دورة الماء على الأرض. يقوم تشبه الغلاف الجوي. و»تتكاثف« الوسط البينجمي بدور

الأعظم النجوم ومن ثم تعود »فتتبخر«، وتقوم النجوم كتلة بإمداد الوسط بالطاقة وإثارته. وتماما مثلما تفقد

الأرضية مواد إلى الفضاء بين ال7كوكبي ال7كرة أيضا بتبادل المواد )وتكتسب مواد منه(، تقوم المجرات

.مع الفضاء بين المجري

يمكن أن يتجلى الهدروجين أيضا في تركيب الغلاف H2 الجوي للمجرة على شكل جزيئات الهدروجين

التي يصعب كثيرا كشفها مباشرة. وقد تم الحصول علىعنها من خلال الأرصاد الراديوية ال7كثير من المعلومات

الشحيح، العالية التردد لجزيء أحادي أكسيد ال7كربون إذ إنه حيثما يوجد أحادي أكسيد ال7كربون ينبغي

الجزيئي. وتبدو الجزيئات وكأنها وجود الهدروجين الأمكنة التي محصورة بالغيوم الأكثر كثافة وبرودة 7 في

Page 15: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

لا يمكن أن يخ�ترقها ضوء النجوم الذي يفككذراتها. وتوجد هذه الغيوم ال7كثيفة، التي الجزيئات إلى

طة لتشكل النجوم، في طبقة رقيقة هي مواقع نش� فرسخ فل7كي( في أغوار قاع الغلاف100)ثخانتها

.الجوي للمجرةوقت قريب جدا، كانت جزيئات الهدروجين لا وحتى

�رى مباشرة إلا في الأمكنة التي تتفكك فيها 7 أي ت تتحول إلى ذرات هدروجين 7 بواسطة إشعاع� فوق

من النجم أو رياح من الجسيمات بنفسجي قريب المحيطة، تتوهج المتدفقة إلى الخارج. وفي هذه البيئات

عند طول موجي تحت أحمر H2 جزيئات الهدروجين ميكرون. غير أنه منذ عدة سنوات، فإن2.2يقارب

مدارات حول الأرض راسمات الطيف السابحة في مثل المنصة المقامة على المكوك الفضائي المسماة

ORFEUS-SPAS، وساتل مسبار الطيف فوق FarUltraviolet البنفسجي البعيد

Page 16: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

SpectroscopicExplorerFUSE ، هدروجين عند أطوال جزيئات تقوم بالبحث عن

ميكرون. إن هذه 0.1 موجية فوق بنفسجية تقارب تبحث عن الهدروجين الذي تضيئه في الخلفية الأجهزة

النجوم(، إذ تترك نجوم بعيدة وكوازارات )أشباه خطوط امتصاص دلالية في الطيف H2 جزيئات

الطريقة فوق البنفسجي لهذه الأجرام. وتتميز هذه بقدرتها على كشف جزيئات الهدروجين في المناطق

. بعيدا عن أي نجم الساكنة من المجرة

Page 17: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

تتقوس فوق قرص مجرتنا عروة ضخمة من الهدروجين��ن الدافئ. وتتوضع هذه العروة فوق المدخنة W4 المؤي

ويمكن أن يكون هذا التجمع .،(الخط المنقط).النجمي سبب كل من هاتين البنيتين

پلازما حارة NGC 4631 يغلف قرص المجرة )الأزرق والقرمزي(، ترى بمرقاب شاندرا الذي

السينية. وقد أظهر مقراب التصوير فوق يعمل بالأشعة القرص البنفسجي نجوما عظيمة الكتلة ضمن

()البرتقالي .

Page 18: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

��ن المستكشف تحيط الپلازما الحارة بمجرتنا أيضا. وقد تبي هذا الخط FUSE المطيافي فوق البنفسجي البعيد

الطيفي للأكسجين الشديد التأين في غيمة غازية يمدهاال7كوازارات بالضوء. وتقع الغيمة على بعد خمسة أحد

القرص آلاف فرسخ فل7كي على الأقل من .

أثار دهشة الجميع اكتشاف فريقين يقودهما على ومما .Ph> التوالي جامعة ويسكنسن[ من< ]ريشتر .W>و من جامعة توبنگن في ألمانيا[< ]گرينگل

ليس فقط في الأمكنة المعتادة 7 الغيوم H2 جزيئات

Page 19: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

المجرة 7 بل أيضا في العالية الكثافة الموجودة ضمن قرص مناطق منخفضة الكثافة بعيدا عن القرص. إنه أمر

لأنه يلزم توفر كثافات عالية لحماية الجزيئات من مح�ير، النجم. ربما يمتد تجمع الغيوم التخريب الذي يحدثه ضوء

مما كان الباردة مسافة تبعد عن المستوى الأوسط أكثر .يعتقد

للهدروجين هو پلازما أيونات وهناك شكل ثالث الهدروجين. لقد اعتاد الفل7كيون افتراض أن

الهدروجين المؤين محصور في عدد قليل من أمكنةالسديمية المتوهجة قرب النجوم صغيرة ومعزولة 7 الغيوم

المستعرات الأعظمية. المضيئة والبقايا الهشة التي تتركها ل7كن التطور الذي شهدته تقانة ال7كشف وتقدم علم

�را هذا الاعتقاد، وأتاحا مشاهدة الفلك الفضائي غي لمجرتنا هما: الهدروجين مكونين جديدين للغلاف الجوي

104 كلڤن( والدافئ )106الحار ) HII المؤين (كلڤن .

Page 20: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

غرار جزيئات الهدروجين المكتشفة حديثا، يمتد على طبقة الغيوم بعيدا فوق HII هذان الطوران HI

hن »هالة« غازية ثخينة حول المجرة �لي الباردة، مشك� بأكملها. ولم يعد اللفظ »بينجمي« يبدو وصفا مناسبا

الموجودين في أقاصي الغلاف الجوي لهذين الجزأين إلى آلاف الخارجي لمجرتنا. ربما يمتد الطور الأسخن

الفراسخ الفل7كية من المستوى الأوسط، وير�ق�( بحيثأيون في السنتيمتر المكعب. إنه 10-3 تقارب كثافته

الحار الواسع إكليل مجرتنا المشابه للغلاف الجوي لشمسنا. وكما هي الحال في الإكليل الشمسي، ينطوي

الإكليل المجري على وجود منبع طاقة غير مجرد وجود حرارة مرتفعة. معتاد من أجل الحفاظ على درجات

ويبدو أن صدمات المستعر الأعظمي والرياح النجميةالتي تقوم بهذا العمل. وتوجد مع الپلازما السريعة هي

معها ويغذيها إشعاع الحارة أيضا پلازما دافئة تتعايش فوق بنفسجي في الخلاء

Page 21: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

extremeultravioletradiation. إن ثقل هذه الطبقات الممتدة يزيد من ضغط الغاز في

بصورة مهمة في تشكل المستوى الأوسط، مؤثرا .النجوم. وتبدو المجرات الأخرى وكأن لها أكاليل أيضا

فقد استطاع مرصد شاندرا للأشعة السينيةTheChandraX-rayObservatory مشاهدة إكليل حول المجرة مؤخرا NGC 4631

فقاقيع عاصفة�ف الفل7كيون هذه الأطوار الجديدة الأعلى بعد أن تعر

اتجهوا نحو مسألة معرفة طاقة للوسط البينجمي، الوسط سلوكية مكوناته المختلفة وعلاقاتها المتبادلة. إن

البينجمي لا يدور فقط بين النجوم، وإنما يتبدل منH2 إلى HI وإلى HII ، � ومن بارد إلى حار وهلم

الوحيد جرا. والنجوم العظيمة الكتلة هي المصدر المعروف بامتلاكه الطاقة الكافية لإحداث هذا النشاط

دراسة أجراها كله. وقد وجدت <J-R. من< ]دتمر

Page 22: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

التي تحوي تجمعات جامعة بوخم في ألمانيا[ أن المجرات أكبر من المعتاد من نجوم عظيمة الكتلة تكون لها أغلفة جوية منتفخة أو أكثر اتساعا. إن كيفية قيام النجوم

اللازمة للسيطرة على مجرة بأكملها لا بتدبير أمور القوة الفل7كيين يرجعون تزال إلى حد ما غير واضحة، ل7كن

ل غاز مؤين حار .ذلك عموما إلى تشك�(أن هذا الغاز تنتجه موجات الصدم العالية السرعة يبدو

في الثانية( التي تمتد إلى كيلومتر200 إلى 100)من والصدمة. الوسط البينجمي بعد انفجار مستعر أعظمي

حدث فجوة نصف قطرها المنتشرة بصورة كروية ربما ت� فرسخ فل7كي 7 أي فقاعة100و 50يتراوح ما بين

الحقل عملاقة، ويتوقف ذلك على كثافة الغاز وشدة .المغنطيسي في الوسط المحيط

العملية، تسر�ع الصدمة جزءا صغيرا من الأيونات بهذه تقارب سرعة الضوء. وهذه والإل7كترونات إلى سرعة

الجسيمات السريعة الحركة المعروفة بالأشعة ال7كونية

Page 23: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

هي إحدى الوسائل التي يشكل بها موت النجوم تغذيةمعا( لولادة النجوم. ترفع راجعة )إيجابيا وسلبيا

الأشعة ال7كونية ضغط الوسط البينجمي، والضغوط العالية بدورها تضغط الغيوم الجزيئية ال7كثيفة وتزيد من

محولة إياها إلى نجوم. ومن خلال تأيين فرصة انهيارها أيضا حدوث بعض الهدروجين تحف�ز الأشعة ال7كونية

تفاعلات كيميائية تنتج جزيئات معقدة، يشك�ل بعضهاالحياة كما نعرفها الآن. ولما كانت الأيونات أحجار بناء

المغنطيسي فإنها تأسر الحقل تربط نفسها بخطوط الحقل وتحولها ضمن الغيوم مما يبطئ من معدل انهيار الغيوم

.إلى نجومالفقاقيع الحارة بوتيرة كافية، لأمكنها أن لو تولدت

�كون زبدا كبيرا. جاء بهذه الفكرة ترتبط فيما بينها لت .B> للمرة الأولى في السبعينات و< سميث <D.

من جامعة وسكنسن-ماديسون[. وبعد< ]كوكس .F.C> سنتين، اقترح من جامعة كاليفورنيا< ]ماكي

Page 24: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

.P.J >في بيركلي[ و من جامعة پرنستون[< ]أوستريكر %75% و 55أن الطور الحار ينبغي أن يحتل ما بين

الفضاء البينجمي. وتنحصر الأطوار المحايدة الأبرد من نة 7 بصورة في غيوم معزولة ضمن هذه �� المصفوفة المؤي

فيها الغاز معاكسة أساسا للصورة التقليدية، التي يهيمن ��ن في جيوب صغيرة .المحايد في حين ينحصر الغاز المؤي

الأرصاد الحديثة إلى قلب المعرفة القديمة رأسا على تميل القريبة عقب. فللمجرة الحلزونية M101، على سبيل

المثال، قرص دائري من غاز هدروجين ذري تتخلله7 يفترض أنها حدثت بفعل النجوم العظيمة ثقوب

أخرى، تقع على بعد الكتلة. والوسط البينجمي لمجرة سبعة ملايين سنة ضوئية، يبدو أيضا كقرص جبن

كثير الثقوب(. ل7كن كمية الغاز الحار )سويسري للمجرات مازالت موضع وتأثيره في بنية الأغلفة الجوية

.ال7كثير من الجدل

Page 25: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

مداخن ونوافيرالشمس، بحد ذاتها، موجودة ضمن فقاعة حارة تبدو

تصدرها أيونات عالية أظهرتها الأشعة السينية التي التأين كالأكسجين. ويبدو أن هذه المنطقة من الغاز ،Local Bubble الحار، المسماة الفقاعة المحلية

�دها منذ نحو مليون سنة مستعر أعظمي مجاور و:ل .

فرسخا فلكيا450أكثر إثارة يقع على بعد وهناك مثال والنهر Orion من الشمس باتجاه كوكبتي الجوزاءEridanus، وكان موضوع دراسة حديثة أجراها

<C. من جامعة كاليفورنيا في بيركلي[< ]هايلز تجمع نجمي وزملاؤه. تشكلت فقاعة الجوزاء والنهر من

في كوكبة الجوزاء. وهذا التجمع هو من نمط متميز(تجمع )يسمى رابطة association OB، وهي

) حزمة من أسخن النجوم وأكبرها كتلة النمط نجوم من O والنمط B)، نجم من) وهي أثقل من الشمس مرة، وأسطع بما يتراوح بعشرين إلى ستين (G النمط

Page 26: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

مرة. إن الموت المثير لهذه النجوم105 و 103بين القصيرة العمر بصورة مستعرات أعظمية على مدى

جرف الغاز السائد محولا العشرة ملايين سنة المنصرمة إياه إلى طبقة تشبه القشرة حول الحدود الخارجية للفقاعة. وفي الضوء المرئي، تبدو الطبقة على شكل

�ق )»دانتلا« باهتة من عروات نة. ويطل �� خيوط( مؤي الغاز، الذي يملأ داخلها والذي تبلغ درجة حرارته.مليون درجة، توهجا منتشرا من الأشعة السينية

المنطقة بأكملها هي عاصفة رعدية حقيقية لتشكيل إن يشير إلى توقفها. إذ تستمر النجوم، لا يبدو أن هناك ما

التي النجوم بالترسب من الغيمة الجزيئية العملاقة ��ن النجم .OB خرجت منها رابطة .C ويؤي

Orionis 1theta، النجوم وهو أحد أحدث جزءا صغيرا من الغيمة 7 محدثا سديم ،O من النمط ل7كن عاجلا أو .Orion Nebula الجوزاء

��ن �ؤي آجلا، ستقوم المستعرات الأعظمية والإشعاع الم

Page 27: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

بتمزيق الغيمة الجزيئية وتفكيك جزيئاتها. وسيتحولهدروجين ذري وهدروجين الهدروجين الجزيئي إلى

��ن، وسيتوقف تشكل النجوم. ولأن عملية التحول مؤي العنيفة ستزيد الضغط في الوسط البينجمي، فإن زوال

ربما يعني ولادة نجوم في مكان هذه السحابة الجزيئية .آخر من المجرة

��ية عاليا مرتفعة عن ينبغي :ر �حمل الفقاقيع الم:ج أن ت على غرار الحمل الحراري المستوى الأوسط للمجرة،

الذي يحدث فوق الأسطح المسخنة على كوكبوتوحي حسابات عددية، كتلك التي أجراها. الأرض

.M-M> مؤخرا التاريخ الطبيعي من متحف< ]ماكلو الأمريكي في مدينة نيويورك[ وزملاؤه، بأن الفقاقيع

الصعود كامل الطريق لتصل إلى هالة المجرة. تستطيع من خلالها أن وينتج من ذلك مدخنة كونية يمكن

يتسرب الغاز الحار، الذي تلفظه المستعرات الأعظميةالمستوى الأوسط، إلى الغلاف الجوي العلوي قرب

Page 28: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

وينهمر عائدا إلى القرص للمجرة. وهناك سيبرد الغاز المجري. وفي هذه الحالة، تصبح الفقاقيع الفائقة

.والمدخنة نافورة بالمقياس المجريتكون هذه النوافير مصدر الإكليل المجري الحار بل قد

للمجرة أيضا. ووفقا لحسابات ومصدر الحقل المغنطيسي .M.K>أجرتها پيرينيه في من مرصد الميدي< ]فريير

فرنسا[، فربما يسلك التيار الصاعد ودوران القرصسلوك مولد )دينامو(، الأمر الذي يشبه المجري معا

الحركات في أعماق كثيرا الطريقة التي تقوم فيها .الشمس والأرض بتوليد حقول مغنطيسية

من التأكد، بقي على الراصدين أن يثبتوا، إما لمزيد الحار وإما وجود نوافير. وتمتد الطبيعة الانتشارية للطور

فل7كي من فرسخ400فقاعة الجوزاء-النهر على مسافة المستوى الأوسط، وهنالك فقاعة فائقة مماثلة هي فقاعة

ال7كرسي كوكبة ذات Cassiopeia ترتفع على كلتيهما من فرسخا فلكيا، ل7كن مازال أمام230مسافة

Page 29: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

فرسخ فل7كي كي تصلا إلى الإكليل2000 إلى 1000��ن المجري. ويمكن للحقول المغنطيسية والغاز المؤي

بمكان أو من الأكثف والأبرد أن تجعل من الصعوبة المستحيل أن تنفذ الفقاقيع الفائقة إلى الهالة. ل7كن،

الآن هو: من أين يأتي الإكليل الحار؟ لا يوجد السؤال .بديل مقبول معروف

اكتساب الدفء104الغموض الذي يحيط بالپلازما الدافئة ) إن

بقريبتها الپلازما كلڤن( يشبه الغموض الذي يحيط الحارة. وفي الواقع، فإن الصورة التقليدية للوسط

البينجمي، يستحيل فيها ببساطة أن يكون هنالك وجود��ن الدافئ. ولا بد أن يقتصر واسع الانتشار للغاز المؤي

من وجود مثل هذا الغاز على مناطق صغيرة جدا الفضاء 7 الس�دم الإصدارية

emissionnebulae، كسديم الجوزاء، التي

Page 30: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

تحيط مباشرة بالنجوم ذات الكتل فوق العظمى. ويبلغهذه النجوم نجما واحدا فقط من كل خمسة عدد

الهدروجين الذري )ملايين، ومعظم الغاز البينجمي والجزيئي( يكون عاتما لفوتوناته؛ وبالتالي يجب ألا يتأثر

.مجمل المجرة ومع ذلك، ينتشر الغاز المؤين الدافئ عبر الفضاء

البينجمي. وقد وجد مسح حديث، يعرف أن هذا الغاز يوجد أيضا في هالة ،WHAMب .O المجرة، بعيدا جدا عن أقرب نجم من النمط

وبالمثل، فإن الغاز المؤين منتشر على نطاق واسع فيلغز كبير: كيف استطاعت المجرات الأخرى. إنه

�نة أن تشرد بعيدا عن نجومها؟ � الفوتونات المؤييكمن الجواب في الفقاقيع. فإذا كانت المستعرات قد

كبيرة من الوسط الأعظمية قد جر�فت أجزاء �نة قادرة على � �ؤي البينجمي، ربما تكون الفوتونات الم الانتقال مسافات كبيرة قبل أن يمتصها هدروجين

Page 31: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

مثالا رائعا Orion OB متعادل. وتعطي رابطة في O على كيفية حدوث ذلك: تقبع النجوم من النمط

تجويف ضخم نحتته المستعرات الأعظمية السابقة.:رhحل فوتوناتها الآن ��ية عبر التجويف، ضاربة وت بحر

النوافير الجدار البعيد للفقاعة مسببة توهجه. فإذا كانت المجرية أو المداخن تتطاول فعلا لتصل إلى هالة المجرة،

يمكن أن تفسر ليس مجرد الإكليل الحار وإنما فإنها ��ن دافئ .أيضا هيمنة غاز مؤي

�ظه�ر صورة جديدة من مسح لفقاعة WHAM ت ذات ال7كرسي الفائقة وجود دليل ممكن: عروة من غاز

1200فوق الفقاعة على بعد نحو دافئ يتقوس عاليا العام فرسخ فل7كي من المستوى الأوسط. إن الشكل

لهذه العروة يشبه 7 إلى حد ما 7 مدخنة، باستثناء أنها لمإلى الهالة الخارجية لمجرة درب التبانة. إن( تنفذ )بعد

هذه البنية العملاقة ضخم مقدار الطاقة اللازمة لإنتاج جدا 7 أكثر من ذلك المتوافر من النجوم في التجمع

Page 32: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

الذي شك�ل الفقاعة. إضافة إلى ذلك، فإن الزمنالتجمع عشر مرات. وهكذا اللازم لتشكيلها يفوق عمر

يمكن أن تكون العروة مشروعا متعدد الأجيال تحدثه سلسلة من دفقات منفصلة من تشك�ل نجمي يسبق

وكل دفقة تعيد تزويد. تاريخه التجمع الذي نراه اليوم الفقاعة، التي تشكلت من دفقة سابقة، بالطاقة

.وتوسعهاتكرار الدورة

إمكانية تأثر مناطق واسعة من المجرة بتشك�ل نجوم إن من المناطق المحلية، تبدو عظيمة الكتلة في عدد قليل

بأخرى أنها تتطلب تنسيقا بين تشك�ل النجوم بطريقة أو على مدى فترات زمنية طويلة. وربما تبدأ جميعها بنجم

بتجمع من هذه النجوم في غيمة جزيئية أو O من النمط والرياح عملاقة، ثم يقوم الإشعاع النجمي

والانفجارات بحفر تجويف محدود في الوسط البينجمي

Page 33: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

هذه العملية قد تتدمر الغيمة الأم. المحيط. وخلال نجمي في غيمة وربما يطلق هذا الاضطراب عملية تشكل

قريبة، وهكذا، إلى أن يبدأ الوسط البينجمي في هذهبالتحول إلى ما يشبه قرص الج�بن المجرة الزاوية من

بالتراكب، متحدة في السويسري، عندها تبدأ الفقاقيع فقاعة فائقة. وتغذي الطاقة القادمة من المزيد من هذه الفقاعة الفائقة المتزايدة O النجوم من النمط

�ط�ها طفوها الطبيعي من المستوى الاتساع، إلى أن :م ي لا مدخنة الأوسط نحو الأعلى باتجاه الهالة مشك� .

الفائقة هي الآن ممر للغاز الحار الداخلي كي إن الفقاعة الجوي للمجرة، محدثا يمتد إلى الأعلى ليبلغ الغلاف

وقد إكليلا واسع الامتداد. والآن يبدأ الغاز الإكليلي، �ف إلى ابتعد عن مصدر طاقته، بالتبرد ببطء ويتكث

الغيوم إلى المستوى الأوسط غيوم. وتتراجع هذه ملء للمجرة مكملة الدورة التي تشبه النافورة، وتعيد

القرص المجري بغيوم باردة يمكن أن يبدأ منها تشكل

Page 34: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

.النجوم من جديدالرغم من أنه يبدو أن المكونات الأساسية على

تم تعرفها، فإن وعمليات الغلاف الجوي لمجرتنا قد التفاصيل لاتزال غير مؤكدة. وسيتحقق التقدم مع

الفل7كيين في دراسة كيف تجري دورة الوسط استمرار أطوار الوسط البينجمي عبر النجوم وعبر مختلف

البينجمي وبين القرص والهالة. إن أرصاد المجراتالفل7كيين نظرة عامة عن الأمور الأخرى تعطي

.البينجمية التي تجريأن تكون هنالك بعض الأجزاء الحاسمة ويمكن

فعلا مفقودة. على سبيل المثال، هل النجوم هي المصدر الأساسي لطاقة الوسط البينجمي؟ تبدو العروة

ال7كرسي الفائقة مشابهة للشواظات فوق فقاعة ذات يبعث التي تتقوس فوق سطح الشمس، وهو أمر لا

على الارتياح. وتدين هذه الشواظات بال7كثير إلىالغلاف الجوي للشمس. فهل الحقل المغنطيسي في

Page 35: يختلف شكل مجرة درب التبّانة اختلافا بينًا طبقًا لتردد موجات الضوء الذي يرصدها به الفلكيون

يمكن أن يسيطر النشاط المغنطيسي على الغلاف الجوي لمجرتنا أيضا؟ إذا كان الأمر كذلك، فإن التشابه بين

للمجرات ونظيراتها التي تحيط بالنجوم الأغلفة الجوية مما نعتقد وال7كواكب، يمكن أن يكون أكثر أهمية .