مجرة قزمة

# وسم · @ مؤلف · ! عالم

المجرة القزمة هي نوع من المجرات تقل كتلتها عن 10⁹ كتلة شمسية وتمتد أحجامها حتى بضعة آلاف سنة ضوئية. وهي الأكثر عدداً في الكون المحلي لكن يصعب رصدها بسبب انخفاض سطوعها السطحي. تحتوي على نسبة عالية جداً من المادة المظلمة، مما يجعلها مختبرات مثالية لعلم الكونيات.

التاريخ

اكتُشفت أولى المجرات القزمة في منتصف القرن العشرين، لكن اتضحت وفرتها بفضل تلسكوبات مثل هابل. وعندما درست عالمة الفلك فيرا روبن دورانها، وجدت دليلاً على وجود المادة المظلمة.

كيف يعمل

تتحرك النجوم في المجرة القزمة بسرعة أكبر مما ينبغي إذا ما حسبنا الكتلة المرئية فقط. هذا يعني وجود مادة غير مرئية "مظلمة" في الداخل تخلق جاذبية إضافية.

💡 المجرة القزمة في كوكبة الكور مليئة بالمادة المظلمة لدرجة أن نسبة المادة المظلمة إلى المادة العادية قد تصل إلى 100 إلى 1.

المجرات القزمة هي أنظمة نجمية قليلة التطور أو متطورة بكتل تتراوح بين 10⁶–10⁹ كتلة شمسية وأنصاف أقطار فعالة تتراوح بين 0.1–10 كيلو فرسخ فلكي. تنقسم إلى مجرات قزمة إهليلجية وبيضاوية الشكل وغير منتظمة وفائقة الانضغاط. معظمها مظلم: تصل نسبة الكتلة إلى اللمعان إلى 1000 كتلة شمسية/لمعان شمسي، مما يشير إلى هيمنة المادة المظلمة غير الباريونية. تُعد مجموعتها اختباراً رئيسياً لنموذج ΛCDM الذي يتنبأ بوفرة زائدة من هذه الأجرام مقارنة بما يُرصد (مشكلة الأقمار المفقودة).

التاريخ

بدأ اكتشاف الأقزام التابعة لدرب التبانة في ثلاثينيات وأربعينيات القرن العشرين (مجرة قزمة في معمل النحات عام 1937). وفي سبعينيات القرن العشرين، أكدت فيرا روبين من منحنيات الدوران النسبة العالية من المادة المظلمة في المجرات القزمة غير المنتظمة. وكان فريتز زويكي قد افترض في ثلاثينيات القرن العشرين وجود كتلة مخفية في العناقيد، لكن العلاقة أصبحت واضحة في الأقزام. ومنذ تسعينيات القرن العشرين، كشف مسح "سلون الرقمي للسماء" عن العديد من الأقزام فائقة الخفوت.

كيف يعمل

تتشكل المجرات القزمة في هالات صغيرة من المادة المظلمة، حيث يبرد الغاز البدائي وينتج النجوم. يتحدد تطورها بعملية تكوين النجوم التي تثبطها انفجارات المستعرات العظمى والتفاعلات المدية مع المجرات المجاورة الأكبر. توصف حركة النجوم والغاز بالديناميكا النيوتونية مع أخذ الكتلة المخفية بعين الاعتبار: يُستخدم قانون الجاذبية العامة لتقدير الجهد التثاقلي. تهيمن المادة المظلمة، وتبقى منحنيات الدوران مسطحة بعيداً عن القرص النجمي. تسمح مبرهنة فيريال بتقدير الكتلة الكلية من تشتت السرعات: M ≈ 5Rσ²/G.

M \approx \frac{5 R \sigma^2}{G}

M — كتلة المجرة، R — نصف القطر، σ — تشتت سرعات النجوم، G — ثابت الجاذبية، G ≈ 6.674×10⁻¹¹ م³كغم⁻¹ث⁻²

مسائل مفتوحة وحقائق طريفة

مشكلة الأقمار المفقودة (التفاوت بين أعداد المجرات القزمة المتنبأ بها والمرصودة); طبيعة المادة المظلمة (WIMP، أو الأكسيونات، أو الجاذبية المعدلة); كيف تفقد المجرات القزمة غازها وتتوقف عن تكوين النجوم

💡 المجرة القزمة فائقة الخفوت Segue 1 تحتوي على بضع مئات من النجوم فقط، لكن كتلة مادتها المظلمة تضاهي تجمعاً نجمياً كروياً صغيراً، وكثافة مادتها المظلمة هي من أعلى الكثافات بين الأجرام المعروفة.

لا مقالات بعد

مجرة قزمة

التاريخ

كيف يعمل

التاريخ

كيف يعمل

التاريخ

كيف يعمل

مسائل مفتوحة وحقائق طريفة

مقالات ذات صلة