سلسلة مكونات الكون المذهلة (7) عناقيد المجرات أو تركيزات شابلي وعنقود فيلا الفائق – The Shapely Supercluster

 

الكون ليس أغرب مِما نعتقد فحسب، بل هو أغرب مما يمكننا أن نعتقده .. فيرنر هايزنبيرغ

 لا شيء أكبر وأغرب من الكون! فالكون يبدو لا نهائياً، غير معلوم الهيئة، ولا توجد له حدود حقيقية، ولا يمكن معرفة موقع نقطة بدايته، ولا نقطة نهايته. فنحن نعيش في هذا العالم الصغير على كوكب الأرض داخل ما يشبه «شرنقة» كونية غير معلومة الهيئة داخلها وخارجها، لكننا وخلال فترات متلاحقة استطعنا أن نتعرف على بعض الأجزاء الصغيرة جداً داخلها، والتي تعتبر نقطة -أو أقل من ذلك- في بحر هذا الكون الفسيح.

بعض هذه الأجزاء موجودة في هيئاتٍ تُشكّلها النجوم، والانفجارات الكونية، وحبّات الغبار الكوني المُتراكمة، والمجرّات، وغيرها من الأسرار الكونية التي لم تكتشف بعد، فمادة الكون نفسه غير معلومة التركيب.

لكن يظل سحر الكون يأخذنا لأبعد من ذلك، وأبعد من عد النجوم ليلاً، أو مراقبة بعض الكواكب التي تظهر في فجر أيام محددة، يأخذنا هذا السحر للمكونات المذهلة للكون التي تتشكل فيه دائماً وباستمرار من النجوم فحسب ، ستكون هذه السلسلة مكرسة لشرح مكونات الكون الهائلة وهي كالتالي ( تستطيع الضغط على أسم كل منها للأنتقال لموضوعها ) :

ملاحظة: ستكون الروابط مفعلة وجاهزة فور نزول مواضيع السلسلة تباعاً.

1. الشبكة الكونية The Cosmic Web 
2. جدار هيركوليس - كورونا الشمالي العظيم The Hercules – Corona Borealis Great Wall 
3. انفجارات أشعة جاما الدائرية – GRB 
4. مجموعة الكوازارات الهائلة في الكون – The Huge-LQG 
5. عناقيد المجرات الداخلية – Laniakea Supercluster 
6. الجدار العظيم في الكون –CfA2 Great Wall
7. عناقيد المجرات أو تركيزات شابلي – The Shapely Supercluster ( وهي ما سنشرحه في هذا الموضوع )
8. الفقاعات الكونية حديثة الاكتشاف – The Newfound Blob
9. الفراغ الكبير في الكون – The Supervoid

عناقيد المجرات أو تركيزات شابلي

عنقود مجري هايل شابلي (بالإنجليزية: Shapley Super clustery أو (SCl 124)) وهو يشكل أحد كبر تجمعات عناقيد المجرات التي نعرفها وهو يبعد عنا نحو 700 مليون سنة ضوئية. وهو يشكل منطقة تتكاثف فيها الكتلة وتعمل على «تماسك» الأنظمة النجمية عن طريق تأثيرها الجاذبي؛ بحيث لا يتواجد تمدد في المسافات بين تلك الأنظمة وبعضها، عل الرغم من تمدد الكون بصفة عامة والذي يشاهده علماء الفلك.

ويبدو أن العنقود المجري الهائل شابلي عبارة عن تركيز لأنظمة النجوم يرى في إتجاه كوكبة قنطورس ويبلعد عن مجرتنا، مجرة درب التبانة، نحو 650 مليون سنة ضوئية، ويتسم بانزياح أحمر لطيفه مقداره z=0,046 .

قام العالم الفلكي «سوماك ريشودخوري» بتعيين شكل العنقود المجري الهائل شابلي واكتشفه اثناء قيامه بمسح فلك للسماء، وهو يعتبر قد اكتشف (للمرة الثانية). فحص ريشودخوري الألواع الفوتوغرافية التي التقطت لنصف السماء الجنوبي بواسطة جهاز يعمل آليا Automated Plate Measuring Facility في جامعة كامبريدج. وذكر في تقريره البحثي أن التشكيل التشكيل الذي وجده انما هو التشكيل الذي وجده «هارلو شابلي»، الذي قام بعملية مسح للسماء الجنوبية من قبل. وفي نفس الوقت تقريبا اكتشفت مجموعة من الباحثين تعمل تحت إشراف البروفيسور «روبرت سكارميلا» ذلك التركيز لتجمعات أنظمة النجوم وأسموه «التركيز ألفا»

تأريخ إكتشافه:

في أواخر العشرينيات من القرن الماضي بدأ «هارلو شابلي» مع زملائه من مرصد جامعة هارفارد البحث عن مجرات في نصف الكرة السماوية الجنوبية، وكانوا يقومون بفحص ألواحا غوتوغرافية ألتقطها تلسكوب كاثرين وولف بروس، الموجود في [[جنوب أفريقيا (في بلومفونتين) . وفي عام 1932 قدم شابلي تقريرا عن اكتشافه لنحو 76.000 من المجرات التي يفوق سطوعها +18 قدر ظاهري في ثلث من الكرة السماوية الجنوبية. ومن ضمن تلك الاكتشافات قامت جامعة هارفارد بنشر بعض تلك البيانات في المجلات العلمية التي تعينت خلال قياس وتعيين كثافة توزيع الأنظمة النجمية في الكون.

اقرأ ايضاً :دُببة المياه تُعلمنا كيفية التعامل مع قسوة السفر إلى الفضاء

في كتالوج جامعة هارفارد قام شابلي بتسمية معظم الأنظمة فيما كان يسمى «سحابة كوما - فيرجو»، وهي المعروفة حاليا بتتطابق بين عنقود مجرات العذراء العظيم مع عنقود مجرات كوما العظيم). واكتشف في نفس الوقت في كوكبة قنطورس «سحابة» أخرى، وصفها بأنها تركيز هائل لمجرات. وكان وقع هذا التركيز الهائل لمجرات موقعا كبيرا عليه بسبب عظمة اتساعه، ولعظمة عدد الأنظمة النجمية الموجودة فيه وكذلك شكله الممتد. تنطبق تلك الصفات مع ما نعرفه اليوم عن «عنقود مجري هائل شابلي» الموجود في تلك المنطقة من الكون. وقام شايلي بتقدير بعد هذا التشكيل عنا وقدره بأنه أبعد عنا 14 مرة من بعد عنقود مجرات العذراء العظيم، وكان ذلك التقدير على أساس مقارنة متوسط اتساع الأنظمة النجمية المشاهدة فيها. وعلى أساس التقديرات الفلكية التي نعرفها اليوم عن العنقود المجري الهائل العذراء فالمسافة بيننا وبين عنقود شابلي الهائل تبلغ 231 مليون فرسخ فلكي (أي 753 مليون سنة ضوئية).

يمتد العنقود المجري الهائل شابلي في اتجاه حركة المجموعة المحلية - والتي تنتمي مجرتنا إليها - خلال الكون. وهذا يشير إلى أن عنقود شابلي الهائل هذا هقد يكون سبب حركة مجموعتنا المحلية، بينما كانت حركة مجموعتنا المحلية تعزى في الماضي القريب إلى ما يسمى «الجاذب العظيم» ( راجع توضيح بعض المصطلحات الواردة أسفل المقال). وترتب على تلك الحقيقة أن زاد اهتمام العلماء بمشاهدة ودراسة العنقود المجري الهائل شابلي بغرض فهم ما يجري حولنا من ظواهر في الكون، وتأثيرها علينا.

هارلو شابلي (Harlow Shapley)

هارلو شابلي (Harlow Shapley) (ناشفيل، ميزوري، 2 نوفمبر 1885 – 20 أكتوبر 1972) عالم فلك أمريكي، درس المجرات وأظهر أنها تنزع إلى التجمع على شكل عناقيد.

ولد في مزرعة قرب بلدة «ناشفيل»Nashville في ولاية ميسوري وكان لديه أخان أحدهم توأم «هوراس» وأخاً أصغر «جون» وأختاً أكبر ليليان، كان والده يعمل في زراعة التبن وأحياناً يدرس في مدرسة في ناشفيل، كانت أمه دائماً تشجعهم على أن يكونوا مهمين في الحياة ويصلوا إلى مراتب العلم.

عمل شابلي فترة مراهقته المتوسطة كصحفي في عدة جرائد «شانوت»، «جوبلن»، قرر شابلي وأخوه التوأم أن يوفر أموالهما للدراسة في الكلية فلا بد من اكمال الثانوية أولاً، فقد سجلا في مدرسة ثانوية «أنيقة» لكن لم تقبلهما لأنهما غير جاهزين بشكل كامل للدراسة فيها، لم يفقدا الأمل، والتحقا بمدرسة صغيرة للمذهب «البرسبيتاري» في نفس البلدة وقد درسو فيها اللاتينية. كان حلمه أن يدرس الصحافة، لكن كلية الصحافة لم تكن قد افتتحت بعد، اهتم بالإنسانيات في السنة الأولى بالجامعة وكلف نفسه للمواد الدراسية في الفيزياء والرياضيات وعلم الفلك، حيث أصبح مدرّسه في علم الفلك صديق له.

في السنة الثالثة من مرحلته الجامعية، التقى شابلي بزوجته المستقبل وكانت موهوبة بالرياضيات وحاصلة على العديد من شهادات البكالوريس:-

1-شهاددة في التربية عام 1915.

2-شهادة في الفنون عام 1911.

تدعى «مارثا بتز» والتقى فيها في درس الرياضيات.

تم العثور على مجموعة فيلا الفائقة حديثًا في محيطها الأوسع. الصورة عبر توماس جاريت (UCT) /معهد ماكس بلانك.>

اقرأ ايضاً :حلقات المشتري تظهر في صور جديدة لجيمس ويب

إكتشاف عنقود فيلا الفائق

أعلن فريق من علماء الفلك من جنوب إفريقيا وهولندا وألمانيا وأستراليا في 16 نوفمبر 2016 عن اكتشاف تركيز رئيسي لمجرات لم يكن معروفًا سابقًا في اتجاه كوكبة فيلا الجنوبية. لقد أطلقوا عليها اسم عنقود فيلا الفائق ، وهي ربما واحدة من 10 ملايين عنقود مجرات عملاقة - مجموعات ضخمة من المجرات - أكبر الهياكل التي نعرفها في الكون. قال هؤلاء الفلكيون إن الجاذبية من هذا التركيز الكتلي الكبير المكتشف حديثًا في جوارنا الكوني قد يكون له تأثير مهم على حركة مجموعتنا المحلية من المجرات بما في ذلك مجرة ​​درب التبانة. قد يساعد أيضًا في شرح اتجاه وسعة السرعة الفريدة لمجموعتنا المحلية فيما يتعلق بالخلفية الكونية الميكروية.

بشكل عام ، العناقيد العملاقة هي مجموعات شاسعة من المجرات تمتد حتى 200 مليون سنة ضوئية عبر السماء. إنها ليست معزولة في الفضاء ولكنها موجودة جنبًا إلى جنب مع العديد من التجمعات الصغيرة الأخرى من المجرات ، وتشكل معًا أجزاء من جدران واسعة من المجرات المحيطة بالفراغات الكبيرة فيما يسميه علماء الفلك الشبكة الكونية.

العناقيد الفائقة ليست كبيرة فقط ، كما أنها ضخمة ، مما يعني أن لديها قوة جاذبية قوية. إنها أضخم الهياكل المعروفة في عالمنا. العنقود الفائق القريب المشهور بكتلته الكبيرة هوالعنقود الفائق شابلي، على بعد حوالي 650 مليون سنة ضوئية تحتوي على العشرات من مجموعات الأشعة السينية الضخمة التي تم قياس الآلاف من سرعات المجرات من أجلها. يُعتقد أنه الأكبر من نوعه في جوارنا الكوني.

العنقود الفائق Vela الجديد أبعد قليلاً (800 مليون سنة ضوئية) ويغطي مساحة سماء أكبر من Shapley. مرت العنقود الفائق Vela دون أن يلاحظه أحد نظرًا لموقعه خلف مستوى مجرة ​​درب التبانة ، حيث يحجب الغبار والنجوم المجرات الخلفية.

تشير نتائج الفريق إلى أن الكتلة الفائقة Vela قد تكون ضخمة مثل Shapley ، مما يشير إلى أن تأثيرها على التدفقات السائبة المحلية يمكن مقارنته بتأثير Shapley.

أين مجرتنا في الكون؟

خريطة للكون في حدود 500 مليون سنة ضوئية. تقع مجموعة Vela العملاقة الجديدة خارج هذا النطاق تمامًا ، وكذلك Shapley ، ولكن يمكنك رؤية معظم التجمعات المجرية الكبرى الأخرى التي تحيط بالتجمع العملاق Virgo. تشكل هذه المجموعات العملاقة أجزاءً من جدران واسعة من المجرات تحيط بفراغات كبيرة في الفضاء ، وتشكل معًا ما يسميه علماء الفلك شبكة كونية.

اعتمد هؤلاء علماء الفلك اكتشافهم على الملاحظات الطيفية متعددة الأجسام آلاف المجرات المحجوبة جزئيًا. الملاحظات في عام 2012 باستخدام مقياس الطيف المجدد للتلسكوب الكبير الجنوب أفريقي (ملح) أكد أن ثماني تجمعات جديدة تقع داخل منطقة فيلا.

الملاحظات الطيفية اللاحقة معتلسكوب أنجلو أستراليفي أستراليا ، قدمت الآلاف من الانزياحات الحمراء للمجرات وكشفت عن المدى الواسع لهذا الهيكل الجديد.

اقرأ ايضاً : الكشف عن رسالة مخفية تركها رائد فضاء أبولو 16 على سطح القمر

عالم الفلك رينيه كران كورتيويغ من جامعة كيب تاون قادت هذه الدراسة. لقد كانت تحقق في هذه المنطقة لأكثر من عقد من الزمان. عندما قامت هي وزملاؤها بتحليل أطياف الاستطلاع الجديد ، قالت:

لم أستطع أن أصدق أن مثل هذا الهيكل الكبير سيظهر بشكل بارز.

علماء الفلك هانز بورينجروغايونغ تشونمن Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik قد قام بمسح المنطقة فائقة الكتلة لمجموعات المجرات المضيئة بالأشعة السينية ووجد مجموعتين هائلتين. وبالتالي صرّحا:

يوضح هذا الاكتشاف أن العنقود الفائق Vela لديه كثافة مادة أعلى بكثير من المتوسط ​​، مما يجعله هيكلًا كبيرًا بارزًا.

هناك حاجة إلى ملاحظات المتابعة للكشف عن المدى الكامل والكتلة والتأثير لعنقود فيلا الفائق ، واضاف علماء الفلك بصدد هذا الاكتشاف:

حتى الآن ، يتم أخذ عينات قليلة من هذه المنطقة من السماء ، في حين لم يتم فحص الجزء الأقرب من مجرة ​​درب التبانة لأن النجوم الكثيفة وطبقات الغبار تحجب رؤيتنا.

وأضاف غايونغ تشون:

لدينا بالفعل مؤشرات جيدة على أن Vela Supercluster مدمج في شبكة كبيرة من الخيوط الكونية التي تتبعها المجموعات ، مما يوفر نظرة ثاقبة للبنية الأكبر حجمًا التي تتضمن العنقود الفائق Vela Supercluster. مع برنامج المستقبل متعدد الأطوال الموجية ، نأمل في الكشف عن تأثيره الكامل على علم الكونيات وعلم الكونيات.

يعتقد علماء الفلك أن الكون المبكر كان متجانسًا تقريبًا أثناء توسعه للخارج من الانفجار العظيم. بحلول بضعة مليارات من السنين بعد الانفجار العظيم ، تطورت المناطق ذات الكثافة الأعلى قليلاً لتصبح عناقيد ومجموعات مجرات ، مع مناطق قليلة السكان خالية من المجرات بينهما. تطور الكون ككل إلى بنية تشبه قرص العسل: 'الشبكة الكونية'. في الرسم التوضيحي لهذا الفنان ، Mpc / h هي وحدة مسافة ، مع 1 Mpc / h أكثر من 3.2 مليون سنة ضوئية. الصورة عبر فولكر سبرينجيل ، برج العذراء كونسورتيوم.

خلاصة القول: أعلن فريق من علماء الفلك من جنوب إفريقيا وهولندا وألمانيا وأستراليا في 16 نوفمبر 2016 عن اكتشاف تركيز كبير من المجرات غير معروف سابقًا في اتجاه كوكبة فيلا الجنوبية. لقد أطلقوا عليها اسم مجموعة فيلا الفائقة.

اقرأ ايضاً :شرح تفاصيل صور جيمس ويب الأولى ، معزز بالصور والرسومات التوضيحية

توضيح بعض المصطلحات الواردة:

الجاذب العظيم أو الجذاب الكبير The Great Attractor عبارة عن شذوذ جاذبية في فضاء المجرات البيني (الفضاء الفاصل بين المجرات) ضمن مجال العنقود المجري الهائل لسنتورس والذي كشف النقاب عن وجود تركيز كتلي محلي يعادل عشرات آلاف ضعف من مجرة درب التبانة، يمكن ملاحظته من تأثيره على حركة المجرات وعناقيدها المصاحبة عبر منطقة تبلغ مئات الملايين من السنوات الضوئية .

السنة الضوئية (بالإنجليزية: Light Year)‏ (ويرمز لها بالرمز: ly)هي وحدة قياس تستخدم للمسافات الكبيرة والبعيدة جداً كالمسافة بين الأرض والنجوم. وتعرف السنة الضوئية على أنها المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة.

تبلغ سرعة الضوء 300 ألف كيلومتر/ثانية، وبهذه السرعة فإن الضوء يقطع 18 مليون كيلومتر في الدقيقة وهذه تسمى الدقيقة الضوئية. تبلغ المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة 9,460,730,472,580,800 متر أي أنها تبلغ 9.461 تريليون كيلومتر أو 5.878 تريليون ميل أو 63241.077 وحدة فلكية. المسافات في الكون شاسعة جداً بحيث تقاس بالسنين الضوئية وهي المسافة التي يقطعها الضوء في السنة، حيث أن سرعة الضوء تساوي 299,792,458 م/ثانية وهي السرعة القياسية القصوى في الكون بحيث لا يوجد شيء أسرع من الضوء.

المصادر:

معهد ماكس بلانك

تليسكوب هابل

سبيس الرت

ويكيبيديا