أنواع المجرات

ستلاحظ كيفية افتراض الصفات الأساسية للمجرات كسطوعيتها، أنصاف أقطارها وكتلها. الآن علينا الأخذ بعين الاعتبار باختصار الأنواع المختلفة للمجرات التي وجدتاها فأغلب المجرات المرصودة تقع ضمن صنفين هما:

الصنف الحلزوني Spirals والصنف البيضاوي Ellipticals وأن الأقلية الصغيرة منها مصنفة بغير انتظام Irregular أو شاذة التصنيف.

المجرات الحلزونية:

يعتقد ان مجرتي درب التبانة والمجرة M31 تشبهان كثيراً نموذج المجرات الحلزونية. وبالمشابه لمجرتنا فإن الحلزون يتألف من النواة والقرص والهالة والأذرع الحلزونية. ترصد المادة النجمية الداخلية عادة أذرع المجرات الحلزونية حيث يوجد سديم الانبعاث المضيء، ويظهر مراراً امتصاص الضوء بواسطة الغبار خصوصاً في تلك الأنظمة غالباً ما تدور، فتتقدم شيئاً فشيئاً إلى خط نظرنا.

تحتوي الأذرع الحلزونية على نجوم شابة، والتي تضم نجوماً ساطعة فوق العملاقة. هذه النجوم الساطعة وسديم الانبعاث تجعل من أذرع الحلزون الأربعة بأن يكون لها شبه (بالدولاب الهوائي الدورار). لا ترصد النجوم المنفردة داخل الحلزون إطلاقاً، باستثناء التي هي في المجرات الأقرب، وربما يكون لمجموع ضوئها تقدير توهج منتظم.

يمكن رؤية المجموعات النجمية المفتوحة في أذرع الحلزونيات الأقرب والمجموعات الكروية التي طالما ترى في هالاتها، ففي مجرة M31 على سبيل المثال، فإن أكثر 200 من المجرات الكروية قد كشف عنها. تتركب الأذرع الحلزونية للمجرة مع التجمع النجمي الأول I Population ، بينما النجوم التي هي في النواة والهالة والقرص (ما عدا الأذرع نفسها) هم للتجمع الثاني Population II. وبالأحرى فإن للمجرات الحلزونية مزيجاً من أنواع التجمعات النجمية، حيث تبدو بعض الحلزونيات المشهورة والتي هي ظاهرة بأشكالها هنا. والمجرات M33 ،M51، أقرب إلى وجه NGC4565 .

فقد صورت MSI وهي مائلة تشبه MBI ، وهي من الأقلية الأربعة أو أكثر التي تظهر من المجرات الحلزونية بشكل حواجز Burs مندفعة خلال نواياها. لذا فإن الاذرع في مثل هذه الأنظمة تبدأ عادة من نهايات الحواجز، فضلاً عن كونها تهب من النواة مباشرة، تسمى هذه الحلزونيات المغلقة Barred Spirals والمثال المشهور لذلك هو NGC1300، وكذلك NGCM106.

يكون الحاجز في الحلزون المعلق لأي إدراك الجزء المستقيم لذراع الحلزون، ويحتوي عادة مادة بين النجمية، والتجمع النجمي I. تظهر دراسة الدوران لبعض الحلزونيات المغلقة بأن أجزاءها الداخلية هناك (خارج نهايات الحواجز) تدور أشبه بدواليب صلبة. وكيفما كان الحال فإن التراكيب المفصلة، وديناميكية الحلزونيات المغلقة لاتزال غير مفهومة. ففي كلا الحلزونيات الاعتيادية والمغلقة، نلاحظ انتقال تدريجي لأنواع مورفولوجية (تشكيلية). ففي إحداها البالغ تكون النواة كبيرة وساطعة، وإن الأذرع صغيرة وملفوفة بإحكام. كما أن الانبعاث المضيء والنجوم فوق العملاقة تكون غير واضحة.

من طرف آخر تكون الحلزونيات ذات نواة صغيرة - أكثر افتقاراً – وتكون الأذرع مفتوحة باتساع في هذه المجرات الأخيرة هنالك درجة عالية لتحليل الأذرع إلى نجوم ساطعة ومجموعات نجمية وسدائم انبعاث. فمجرتنا ومجرة M31 كلاهما متوسط بين تلك الأخيرتين، والأشكال السابقة توضح في الصور للمجرات الحلزونية لهذه الأنواع.

لقد عرف منذ بعيد بأن كل الحلزونيات والحلزونيات المغلقة تدور في مثل هذا الاتجاه، والتي أذرعها زاحفة كما هو لمجرتنا، المدى القطري للمجرات الحلزونية هي من 20,000 إلى 100,000 سنة ضوئية. فمن التفاصيل المتغيرة للأرصاد المحدودة يحتمل أن تكون الكتل ضمن مدى 109 إلى 2 × 1011 مرة التي لكتلة الشمس.

ومن التفاصيل التي تفيدنا هي معرفة نسبة كتلة المجرة إلى سطوعيتها M/L. حيث يعير عن كل من الكتلة والسطوعية بالوحدات الشمسية (على سبيل المثال، إذا كانت المجرة مؤلفة من النجوم الشمسية، فإن نسبة M/هي بالضبط = 1)، تظهر ML بالنسبة للمجرات الحلزونية بين 1 إلى 20. فالقيم المطلقة لأغلب الحلزونيات تقع في مدى 16- إلى 21-. وإن مجرتنا، M31، من المحتمل أن تكون كبيرة وذات كتلة كما هو لباقي الحلزونيات.

المجرات الإهليجية (البيضاوية):

إن أكثر من ثلثين من الألف لأغلب المجرات في السماء هي حلزونية. ولهذا السبب تقول مراراً بأن أكثر المجرات هي من نوع الحلزونية. وبالواقع فإن لأغلب المجرات المتعددة في حجم معين من الفضاء سطوعية منخفضة والتي لا يمكن رؤيتها على مسافات بعيدة، والتي ليست من بين ألمع المجرات الظاهرة. (وبالمشابه فإن أغلب النجوم المتعددة هي نجوم خافتة في التسلسل الرئيسي)، كما أن غالبيتها مركب داخلياً من إهليجات. فالمجرات الإهليجية بعيدة حقاً وأكثرها تعداداً من الحلزونيات، وبالرغم من أن الغبار وسديم الانبعاث الواضح لا يرصد بسهولة في المجرات البيضاوية. فقد رأى البعض وجود دليل لغاز متناثر بين النجوم في أطيافها. ويمكن الكشف عن العديد من المجرات الكروية في أكبر الوحدات (تقريباً).

تظهر المجرات الإهليجية بدرجات مختلفة من التسطح وتتراوح بين النظم الكروية والتي تقرب تسطح الحلزونيات، يظهر انتشار الضوء في المجرة الإهليجية النموذجية بأن يكون لها العديد من النجوم المتمركزة باتجاه المركز. ويمتد التناثر المنتشر للنجوم إلى أبعاد كبيرة، وينغمر تدريجياً في ا الفضاء بين المجرات الفارغة (مع المقارنة : حالة مجرتنا)، ولهذا السبب يكون من الممكن تقريباً كي نعرف الحجم الكلي لمجرة إهليجية. وبالمثل فليس من الواضح كم هو بعد امتداد هالة المجرة الحلزونية.

في الواقع إن المجرات الإهليجية ليست قرصية الشكل، والتي تبدو لا تدور بسرعة مثل الحلزونيات. لقد افترض بأنها أنظمة تكونت من مادة مجزية أولية Pregalaxian، والتي لها زخم زاوي صغير لوحدة الكتلة، والتي يكون لمادتها الأصلية دوران منخفض صاف، وبالتالي فإن مثل هذه السحابة ذات المادة الأولية إذا تقلصت، فهي لا تتسطح إلى قرص، وإن كثافة المادة تكون بما فيها الكفاية العالية، كي تكون نجوماً كاملة (أو تقريباً كاملة) التكثيف. فعندما يكون في الحلزون أو من جهة أخرى كمية معتبرة من غاز (أو غبار) في السطح، فإن القرص الدائر بسرعة لا يكون قادراً كي يتكثف إلى نجوم بالمرة.

من المحتمل أن تكون هذه المادة قد تحولت إلى أذرع حلزونية بواسطة دوران المجرة المكان الذي ما تزال لم تتكاثف ببطء بالنسبة التدريجية إلى نجوم. ربما تتألف المجرات الإهليجية داخلياً من نجوم قديمة (على الأقل إذا كانت نجوم المجرات هذه هي بقدم مجرتنا) والتي توضح فيما إذا كانت أنظمة نقية للتجمع II للمجرات الإهليجية مدى أكثر كبراً في الحجم والكتلة والسطوعية من الذي هو للحلزونيات.

يعتبر العملاق البيضاوي النادر (على سبيل المثال، M87) هو أكثر سطوعية من أي حلزون معروف، ويكون سطوع الإهليجات في بعض المجموعات الفخمة هو ألمع من 23 وأكثر 100 مليون مرة من سطوعية الشمس، وأكثر من 10 مرات من سطوعية مجرة أندروميدا (الأميرة المسلسلة).

 التفاصيل المقترحة لكتلة المجرات المضاعفة، هو ضمن النسبة ML للإهليجيات العملاقة وهي بين 20 على 100. لبعض هذه المجرات كتل حدود تريليون مرة من الشمس، وإنه يصعب تحديد أقطار هذه المجرات الكبيرة، ومن المؤكد بأنها تمتد العلو على الأقل لعدد من مئات الآلاف من السنين الضوئية.

تصنف المجرات الإهليجية بشتى الطرق كونها أقرب إلى وصفها بأقزام والتي يعتقد بأنها مجرات أكثر شيوعاً.

على سبيل المثال، نظام برج الأسد Leo II فهنالك القليل جدا من النجوم اللامعة في هذه المجرة والتي تكون حتى في المناطق المركزية واضحة وشفافة. محتمل أن لايقل العدد الكلي أكثر خفوناً كما تبدو عن عدة ملايين. والقيمة للقزم النموذجي هي حوالي 10-، وإن سطوعيتها هي حوالي 1 مليون مرة التي هي والقريب جدا إلينا هو (حوالي 750،000 سنة ضوئية). وإن قطرها (حوالي 5،000 سنة ضوئية)، ومن المحتمل أن يحدد بواسطة قوة المد المبذولة عليه بواسطة مجرتنا. هذه القوة المدية ستسحب أكثر النجوم الخارجة عنها بعيداً عن نظام القزم. بينما لايزال وجود المجرات الأصغر من الأقزام والتي تشبه برج السد الثاني Leo II معتمدة على كيفية تعريف المجرات لأغلب النجوم والتي هي للشمس وتحديدها.

إن العديد من المجموعات الكروية المعروفة بأكثر من 200،000 سنة ضوئية من نواة مجرتنا، ليس معروفاً فيما إذا كانت أجساماً تشبه التي هي متوزعة خلال فضاء البين المجرات أو فيما إذا كان خارج نطاق الأعداد لمجرتنا، فإذا كان الكون في الحالة التي تكون فيها المجرات في صحتها لنا، وربما حتى وجود النجوم المنفردة في الفضاء البين المجرات فالوسط بين المجرات العملاقة والأقزام هي أنظمة مثل M32NGC205 رفيقان قريبان إلى M31. ويمكن أن ترى في الصورة الفوتوغرافية لكل من: M31, NGC 205, M32.

المجرات غير المنتظمة:

 تصنف حوالي 3 بالمئة من المجرات الظاهرة بلمعانها السماء الشمالي بأنها غير  منتظمة Irregular . فهي لا تظهر أي أثر للتناظر الدائري أو الدوراني، لكن لها ظهور غير منتظم. تقسم المجرات غير المنتظمة إلى مجموعتين. المجموعة الأولى متمثلة بالمجرات I Irr والتي تتألف من أجسام تظهر تحليلاً عالياً من نجوم OB وسديم انبعاث. وأفضل الأمثلة المعروفة سحابنا ماجلان Magellan الصغيرة والكبيرة، وهما الجارتان الأقرب إلى مجرتنا.

هنالك العديد من المجموعات النجمية في هذه المجرات إضافة إلى المتغيرات النجمية، والسوبرنوفا والسديم الغازي، فهي من التجمع النجمي I II. تظهر سحابة ماجلان الصغيرة بأنها ذات نقص في الغبار، ولو أنها تحتوي على غاز ما بين النجوم. يعتبر النقص لسحابة الغبار الواضحة في هذا النوع الأول من المجرة غير المنتظمة بأنه شائع. تشبه المجرات غير المنتظمة ذات النوع الثاني Iur II ، أجسام Ir I من ناحية النقص المتناظر. فهذه الأجسام لا تظهر للمراقبين أي تحليل من النجوم أو المجموعات. لكنها لم تتبلور تماماً بالتركيب. فأطيافها مستمرة ذات خطوط امتصاص وتشبه أطياف نجوم نوع 85، والتي ترى بأن تلك النجوم غير ساطعة بما فيه الكفاية كي تزعم بوجودها في هذه المجرات. ترى مجرات lur ll على العموم ممرات مظلمة واضحة لغبار امتصاص بين النجمي. مثل M82 والمصاحب إلى المجرة الحلزونية.