اكتشاف آرب 107
تم إدراج آرب 107 في أطلس المجرات الغريبة (Atlas of Peculiar Galaxies) الذي جمعه عالم الفلك هالتون آرب في عام 1966. يهدف هذا الأطلس إلى فهرسة المجرات ذات الهياكل غير العادية أو المتفاعلة، مما يوفر عينة قيمة لدراسة تطور المجرات وتفاعلاتها.
خصائص المجرات المكونة
يتكون آرب 107 من مجرتين رئيسيتين: UGC 5984 و MCG+05-26-025. هاتان المجرتان تخضعان لعملية تفاعل جاذبي قوي، مما يؤدي إلى تشويه شكلهما وإنشاء هياكل فريدة.
- UGC 5984: هي مجرة حلزونية تبدو مشوهة بشكل ملحوظ بسبب التفاعل الجاري. تظهر أذرعها الحلزونية ممدودة ومضطربة، مما يشير إلى تأثير قوى المد والجزر الناتجة عن المجرة المرافقة.
- MCG+05-26-025: هي أيضًا مجرة، على الرغم من أن نوعها الدقيق أكثر صعوبة في تحديده بسبب التفاعل. يبدو أنها تؤثر بشكل كبير على شكل UGC 5984.
التفاعل الجاذبي
التفاعل الجاذبي بين UGC 5984 و MCG+05-26-025 هو القوة الدافعة وراء المظهر الغريب لـ آرب 107. عندما تقترب المجرات من بعضها البعض، فإن جاذبيتهما المتبادلة تشوه أشكالهما. يمكن أن يؤدي هذا إلى مجموعة متنوعة من الظواهر، بما في ذلك:
- ذيول المد والجزر: هي تدفقات طويلة من النجوم والغاز تمتد بعيدًا عن المجرات. يتم إنشاؤها بواسطة قوى المد والجزر وتعتبر سمة مميزة لتفاعلات المجرات.
- جسور المد والجزر: هي هياكل تربط بين المجرات المتفاعلة. يمكن أن تنقل المواد بين المجرات وتكون مواقع لتكوين النجوم.
- اندماج المجرات: في بعض الحالات، يمكن أن يؤدي التفاعل الجاذبي إلى اندماج المجرات، مما ينتج عنه مجرة أكبر وأكثر ضخامة.
- تكوين النجوم: غالبًا ما يؤدي التفاعل الجاذبي إلى زيادة معدل تكوين النجوم في المجرات المتفاعلة. يمكن أن يكون هذا بسبب ضغط الغاز والغبار الناتج عن التفاعل.
المسافة
تقع آرب 107 على بعد حوالي 450 مليون سنة ضوئية من الأرض. هذه المسافة يتم تحديدها عن طريق قياس الانزياح الأحمر للمجرات. الانزياح الأحمر هو ظاهرة يصبح فيها ضوء الأجسام البعيدة مزاحًا نحو الطرف الأحمر من الطيف بسبب توسع الكون. كلما زاد الانزياح الأحمر، زادت المسافة.
الأهمية العلمية
تعتبر المجرات المتفاعلة مثل آرب 107 مهمة للعلماء لأنها توفر نظرة ثاقبة لعملية تطور المجرات. من خلال دراسة هذه التفاعلات، يمكن للعلماء أن يتعلموا المزيد عن كيفية نمو المجرات وتغيير شكلها بمرور الوقت. يمكنهم أيضًا معرفة المزيد عن تكوين النجوم وتوزيع المادة المظلمة في المجرات.
تساعد دراسة هذه الأنظمة على فهم العمليات الديناميكية المعقدة التي تحدث على نطاقات كونية شاسعة. على سبيل المثال، يمكن أن تكشف تحليلات توزيع النجوم والغاز في ذيول وجسور المد والجزر عن معلومات حول خصائص المادة المظلمة المحيطة بالمجرات المتفاعلة.
التصوير والملاحظات
تم تصوير آرب 107 بواسطة العديد من التلسكوبات، بما في ذلك تلسكوب هابل الفضائي. كشفت هذه الصور عن تفاصيل معقدة عن هيكل المجرات المتفاعلة، بما في ذلك ذيول المد والجزر والجسور وتكوين النجوم.
يستخدم الفلكيون مجموعة متنوعة من الأطوال الموجية لدراسة آرب 107. تساعد الملاحظات في الضوء المرئي على الكشف عن هيكل المجرات وتوزيع النجوم. تساعد الملاحظات في الأشعة تحت الحمراء على الكشف عن الغبار والغاز، والتي تعد مكونات مهمة للمجرات. تساعد الملاحظات في الأشعة السينية على الكشف عن الغاز الساخن، والذي يمكن أن يكون ناتجًا عن تكوين النجوم أو النشاط الناتج عن الثقوب السوداء فائقة الكتلة.
تأثيرات المد والجزر
تعتبر تأثيرات المد والجزر في آرب 107 واضحة بشكل خاص. قوى المد والجزر هي قوى جاذبية تفاضلية تؤثر على جسم ممتد. في حالة المجرات المتفاعلة، يمكن أن تشوه قوى المد والجزر شكل المجرات وتنتج ذيولًا وجسورًا للمد والجزر. يمكن أن تؤدي هذه القوى أيضًا إلى زيادة معدل تكوين النجوم في المجرات.
يتم سحب المواد من المجرات المتفاعلة بواسطة قوى المد والجزر، مما يخلق هياكل مذهلة تمتد عبر الفضاء بين المجرات. يمكن أن تكون هذه الذيول والجسور واسعة النطاق بشكل لا يصدق، وتمتد لمئات الآلاف من السنوات الضوئية.
مستقبل آرب 107
من المرجح أن تندمج UGC 5984 و MCG+05-26-025 في النهاية لتشكيل مجرة واحدة. عملية الاندماج هذه يمكن أن تستغرق ملايين أو حتى مليارات السنين لإكمالها. المجرة الناتجة ستكون أكثر ضخامة من أي من المجرات الأصلية وربما تكون لها بنية مختلفة تمامًا.
عندما تندمج المجرات، يمكن أن يؤدي ذلك إلى سلسلة من الأحداث الدرامية. يمكن أن تتصادم النجوم والغاز، مما يؤدي إلى موجة من تكوين النجوم. يمكن أن يغرق الثقب الأسود فائق الكتلة في مركز كل مجرة نحو مركز المجرة الجديدة، حيث قد يندمجان في النهاية لتشكيل ثقب أسود أكبر.
مجرات مماثلة
يوجد العديد من المجرات المتفاعلة الأخرى المماثلة لـ آرب 107. تشمل بعض الأمثلة المشهورة مجرات الهوائيات (NGC 4038 و NGC 4039) ومجرة الفئران (NGC 4676).
تعتبر مجرات الهوائيات زوجًا من المجرات الحلزونية التي تخضع لعملية تصادم. سميت على اسم الذيول الطويلة الشبيهة بالهوائيات التي تمتد بعيدًا عن المجرات. مجرة الفئران هي أيضًا زوج من المجرات المتفاعلة التي لها ذيول طويلة تشبه الفئران.
أدوات الدراسة
تُدرس المجرات المتفاعلة باستخدام مجموعة متنوعة من الأدوات، بما في ذلك التلسكوبات الأرضية والفضائية. يمكن للتلسكوبات الأرضية أن تراقب المجرات بأطوال موجية مرئية وأشعة تحت الحمراء وراديو. يمكن للتلسكوبات الفضائية أن تراقب المجرات بأطوال موجية لا يمكن الوصول إليها من الأرض، مثل الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية.
تلسكوب هابل الفضائي هو أداة قوية بشكل خاص لدراسة المجرات المتفاعلة. يمكن لصور هابل عالية الدقة أن تكشف عن تفاصيل معقدة عن هيكل المجرات وتوزيع النجوم والغاز.
تحديات البحث
لا يزال هناك العديد من التحديات في دراسة المجرات المتفاعلة. أحد التحديات هو فهم الفيزياء المعقدة للتفاعلات الجاذبية. التحدي الآخر هو تحديد دور المادة المظلمة في تطور المجرات.
يواصل العلماء تطوير نماذج حاسوبية جديدة لمحاكاة تفاعلات المجرات. تساعد هذه النماذج العلماء على فهم العمليات الفيزيائية التي تحدث أثناء التفاعلات وتوقع تطور المجرات المتفاعلة.
خاتمة
آرب 107 هو نظام مجري مثير للاهتمام يوفر رؤى قيمة حول تفاعلات المجرات وتطورها. من خلال دراسة هذا النظام وغيره من الأنظمة المماثلة، يمكن لعلماء الفلك فهم أفضل للقوى التي تشكل الكون.