كيف صنف العلماء المجرات؟

قبل قرن من الزمان كان العلماء يتحدّثون عن مجرة واحدة فقط، وكانت تعرف باسم النظام النجمي أو مجرة درب التبانة، ثم توصلوا بعد ذلك إلى أنّ الكون بأكمله مكوّن من مجرات، ومجرة درب التبانة هي واحدة منها، وكان ذلك في دراسة إدوين هابل عندما تحدث عن السدم خارج المجرة، بعدها قام علماء الفلك بتحليل الضوء الطيفي للنجوم واعتبروا أن ضوء النجوم هو ميزة للمجرات على اعتبار أنها تتكون من النجوم.^[١]

أساس تصنيف المجرات

في يلي تفصيل لذلك:

• تعرف المجرة بأنّها تكتّل لعدد كبير من النجوم، والبقايا النجمية، والغازات، والغبار، والمادة المظلمة، متماسكة معًا بواسطة الجاذبية، وتتراوح أحجامها من المجرات القزمة مع عدد قليل من النجوم إلى العملاقة التي تحتوي مئات تريليونات النجوم.^[٢]
• يتراوح قطر المجرات بين 1,000 إلى 100,000 فرسخ فلكي، وعادة ما تفصل بينها ملايين الفراسخ الفلكية.^[٣]
• يعتمد تصنيف جميع الأنظمة الحالية لتصنيف المجرات على المخطط الأولي الذي اقترحه عالم الفلك إدوين هابل عام 1926، وقد اعتمد على المظهر البصري لصور المجرات على ألواح التصوير الفوتوغرافي، وبناءً عليه فإن المجرات تصنف إلى ثلاث فئات عامة؛ وهي المجرات الحلزونية، والمجرات الإهليلجية وغير المنتظمة، ثمّ قُسمت هذه الفئات إلى مجموعات أدق.^[٤]

مخطط الشوكة الرنانة

فيما يلي أهم المعلومات حول مخطط الشوكة الرنانة:^[٥][٦]

• إن مخطط الشوكة الرنانة هو نموذج لتصنيف المجرات طوّره إدوين هابل، وهو مخطط يُرتب المجرات وفقًا لدورانها، وكان يعتقد فيه أن المجرات الحلزونية قد تطورت عن مجرات بدأت إهليلجية، ولكن اعتقاده كان خاطئًا، وبدلًا من ذلك يُعتقد اليوم أن المجرات الحلزونية تصدم أحيانًا مُشكلةً المجرات الإهليلجية.
• تظهر المجرات الإهليلجية إلى يسار المخطط على شكل بيضة عديمة الملامح، ولكنها تتميز بأن سطوعها ينخفض كلما تحركنا من مركز المجرة نحو أطرافها وتتراوح الأشكال الظاهرية لها من شبه دائرية E0 إلى بيضاوية تمامًا E7 وتتميز الأخيرة بطول محورها أربعة أضعاف المحور القصير.
• يرمز العلماء إلى المجرات الحلزونية بالرمز S، وتنقسم إلى عدة أنواع منها؛ Sa الحلزونية المبكرة، وSc الحلزونية المتأخرة.
• عندما نتحرك على طول الشق العلوي لمخطط الشوكة الرنانة Sa إلى Sc أو الجزء السفلي SBa إلى SBc فإن التغيرات تحدث كما يلي:
• زيادة نسبة انتفاخ القرص.
• زيادة انتفاخ الأذرع الحلزونية.
• تصبح النجوم الفردية والسدم الانبعاثية الوردية أسهل في التحديد.
• يصبح اللون العام للمجرة أكثر زرقة حيث تحتوي الأذرع الحلزونية على نجوم زرقاء ساطعة.
• يزداد محتوى الهيدروجين داخل القرص.

التصنيف الشكلي للمجرات

تصنف المجرات حسب شكلها إلى ثلاثة أنواع رئيسية؛ البيضاوية، والحلزونية، وغير المنتظمة، وربما تكون المجرات الحلزونية هي الأكثر شيوعًا، وفيما يلي توضيح للأنواع وخصائصها:^[٧]

المجرات البيضوية 

فيما يلي أهم المعلومات حول المجرات البيضوية:^[٨][٩]

• تظهر هذه المجرات البيضوية على شكل كرة مستطيلة، ولا يمكن رؤية سوى بُعدين من أبعادها الثلاثة، وتبدو هذه المجرات مثل أقراص بيضاوية الشكل، وينخفض سطوع أسطح هذه المجرات كلما ابتعدنا عن المركز، ويتم تصنيف هذه المجرات بمقارنة استطالتها مع دائرة كاملة (إهليلجيتها)، ومثال ذلك المجرة E0 التي تبدو دائرية تمامًا، بينما تبدو المجرة E7 مسطحة تمامًا، إذ يختلف المقاس البيضاوي من E0 إلى E7، ولا تمتلك المجرات البيضوية محورًا معينًا للدوران.
• يظهر هذا النوع من المجرات على هيئة علامات الحذف في الصور الفوتوغرافية، وتظهر القليل من الأدلة وجود نجوم فتية أو غبار أو غاز.
• تميل النجوم فيها للحركة بطريقة أكثر عشوائية أكثر من النجوم في المجرات الحلزونية.
• تتميز نجوم هذا النوع من المجرات بسطوع متساوٍ تقريبًا أو متماثل، وله نفس اللون حيث تكون أكثر احمرارًا من الشمس في النظام الشمسي، ويدل اللون الأحمر على النجوم الأقدم والأكثر برودة، ونستنتج من ذلك أن جميع النجوم في هذا النوع من المجرات قد تشكلت في نفس الوقت ومنذ فترة طويلة، وهي أكبر المجرات في الكون حيث يمكن أن تحتوي على ترليون نجم، وتمتد إلى مليوني سنة ضوئية أي 20 ضعف مجرة درب التبانة، ويبدو أن بعضها يحتوي على ثقوب سوداء في مركزها.^[١٠]

المجرات الحلزونية 

فيما يلي أهم المعلومات حول المجرات الحلزونية:^[٨]

• تحتوي هذه المجرات على ثلاثة مكونات رئيسية؛ الانتفاخ، والقرص، والهالة، والانتفاخ هو هيكل كروي موجود في وسط المجرة يحتوي على النجوم الأقدم، أما القرص فهو مكون من الغبار والغاز والنجوم الأصغر عمرًا، أما الهالة فهي بنية اللون وكروية، وتحيط بالانتفاخ وجزء من القرص، وتحتوي على عناقيد قديمة من النجوم.
• تحتوي المجرات الحلزونية على أذرع، ويُتوقع أن تتشكّل الأذرع الحلزونية نتيجة للموجات التي تجتاح القرص الرئيسي مثل موجات المحيط التي لا تحمل معها أي مادة، وإنّما تتحرك عن طريق تعطيل المواد التي تمر خلالها، وفي هذه الحالات تضغط موجات الكثافة على سحب من الغاز البينجمي، مما يتسبب في تكوين نجوم جديدة داخل السحب، وبعض النجوم حديثة الولادة تكون ضخمة وساخنة ومشرقة لذا فهي تجعل الأذرع الحلزونية تبدو مشرقة وساطعة بشكل أكبر، وتتميز النجوم بألوانها الزرقاء والبيضاء، مما يفسر لون الأذرع الأزرق والأبيض عند النظر لها.^[١٠]
• يعد أكثر من ثلثي المجرات المرصودة حاليًا من المجرات الحلزونية، وتؤدي الحركة الدورانية للقرص الدوار داخل المجرة وبسرعة مئات الكيلومترات في الثانية إلى جعل المادة في القرص تتخذ شكلًا حلزونيًا مثل مروحة كونية لديها شريط خطي مرصع بالنجوم في مركزها، وتعد مجرة درب التبانة من المجرات الحلزونية.^[١١]

المجرات غير المنتظمة

فيما يلي أهم المعلومات حول المجرتن غير المنتظمة:^[١٢][١٣]

• تعرف المجرات غير المنتظمة بأنّ ليس لها بنية منتظمة أو متناظرة، وهي مقسمة إلى مجموعتين irr1 و irr2، ويحتوي النوع الأول على مناطق من غاز الهيدروجين الأولي والعديد من النجوم الشابة الحارة، بينما يحتوي النوع الثاني على كميات كبيرة من الغبار الذي يحجب كمية كبيرة من ضوء النجوم والذي يجعل رؤية النجوم المميزة مستحيلًا في المجرة.
• تتميز مجرات هذا النوع بأنها مناطق مضيئة ليس لها أي تناسق ملحوظ، أو نواة مركزية واضحة، وتكون ألوانها أكثر زرقة من المجرات الحلزونية، ومع ذلك فإن عددًا قليلًا منها أحمر اللون، وله شكل أملس وإن كان غير متماثل.
• يُعتبر هذا النوع من المجرات أصغر أنواع المجرات؛ فهي تحتوي على أقل من مليون نجم، وقد تكون لبنات البناء التي اجتمعت لتشكيل المجرات الكبيرة الأولى، وتدور العديد منها حول مجرة درب التبان مثل سحابة مجلان الكبيرة والصغيرة.^[١٠]