المجرة

تجربة استهلالية نمذجة المجرات يتكوّن الكون من مليارات المجرات التي تتخد أشكالا مختلفة، وتُعَدّ ضخامةُ المجرات وسحرُ أشكالها وألوانها من الأمور المثيرة فيه. الموادّ والأدوات: لتر من الحليب، صبغة طعام سائلة ذات ألوان مختلفة: (أحمر، أزرق، أصفر، أخضر)، قطعة صغيرة من القطن، سائل تنظيف الأطباق، وعاءان زجاجيان، لوحة من الكرتون. إرشادات السّلامة: - الحذر عند استعمال الوعاءين الزجاجيّين، وصبغات الطعام المختلفة. خطوات العملِ: 1- أملأ نصف الوعاء الأول بالحليب. 2- أضيف فوق الحليب أربع قطرات من كل لون من صبغات الطعام بشكل عشوائي في أماكن متفرقة. 3- أسكب القليل من سائل تنظيف الأطباق في الوعاء الثاني. 4- أغمس قطعة القطن بسائل تنظيف الأطباق من أحد طرفيها. 5- أغمس طرف قطعة القطن المُبلَّلة بسائل تنظيف الأطباق في منتصف وعاء الحليب، وألاحظ ماذا يحدث، أدوّن ملاحظاتي. التحليل والاستنتاج: 1. أصِف: ماذا حدث عند غَمس قطعة القطن المُبلَّلة بسائل تنظيف الأطباق في منتصف وعاء الحليب؟ تمازجت الألوان في طبق الحليب وتداخلت بعضها مع بعض، وتحركت بشكل دائري. 2. أحدّد: إذا علمتُ أن ما قمتُ به كان تصميمَ نموذجٍ لمجرة، ماذا تمثل قطرات صبغة الطعام، وماذا يمثل الحليب؟ تمثل قطرات صبغة الطعام النجوم المختلفة، ويمثل الحليب المسافات التي تفصل بين النجوم. 3. أرسُم تداخُلَ الألوان الناتجَ في طبق الحليب، علما بأن ما أرسمه يمثل شكلَ المجرة وألوانَها. رسم تداخل للألوان، بحيث يشكل هذا التداخل شكل مجرة.

 

المجرة Galaxy

المجرة هي تجمع هائل من مليارات النجوم المختلفة في خصائصها، والكواكب والأقمار والكويكبات والنيازك والغازات، والأغبرة الكونية، والتي يفصل بينها مسافات هائلة. (وتعد المجرات الوحدة الأساسية في بناء الكون).

لاحظ الشكل الآتي والذي يمثل مجرة درب التبانة، والتي ينتمي إليها نظامنا الشمسي.

وأول المجرات التي تم رصدها من الأرض هي مجرة المرأة المسلسلة، والتي رصدها العالم الفلكي المسلم عبدالرحمن الصوفي. لاحظ الشكل الآتي والذي يمثل مجرة المرأة المسلسلة.

أتحقق صفحة 10

أوضح المقصود بالمجرة.

هي تجمع هائل من مليارات النجوم المختلفة في خصائصها، والكواكب والأقمار والكويكبات والنيازك والغازات، والأغبرة الكونية، والتي يفصل بينها مسافات هائلة.

 

وتصنف المجرات حسب أعداد النجوم التي تتكون منها إلى:

 

مجرة درب التبانة The Milky Way Galaxy

تعد مجرة درب التبانة من المجرات متوسطة العمرذات الشكل الحلزوني، وتضم ما بين (200 - 400) مليار نجم تقريبا.

وتكون النجوم فيها: منفردة كالشمس، أو على شكل أنظمة نجمية كالنجوم الثنائية والعناقيد النجمية، أو على شكل كوكبات نجمية، وتنتشر في أطرافها سحابات من الغبار والغازات الكونية، وعند رصد مجرة درب التبانة يلاحظ أن النجوم تتجمع في مركزها، ويعتقد العلماء أن سبب ذلك وجود ثقب أسود في المركز.

يوضح الجدول الآتي وصف لمجرة درب التبانة.

شكل مجرة درب التبانة	وصف لمجرة درب التبانة	موقع الشمس في المجرة	شكل مجرة درب التبانة كما تظهر في السماء
	تكون من أذرع حلزونية عملاقة تدور من الغرب إلى الشرق حول نواة خطية الشكل تقع في مركز المجرة	تقع الشمس على إحدى أذرع المجرة، وتسمى ذراع الجبار، وتبعد حوالي 27 ألف سنة ضوئية عن نواة المجرة.

أبحث صفحة 11

تقع الشمس على ذراع الجبار في مجرة درب التبانة، أبحث في مصادر المعرفة المتوافرة لدي عن أسماء الأذرع الأخرى في مجرة درب التبانة، وأعرض نتائج بحثي أمام معلمي، وزملائي في الصف.

مجرة درب التبانة تتكون من أربعة أذرع هي:

ذراع القوس، ذراع برشاوس، ذراع قنطورس، ذراع الجبار.

 

سميت مجرة درب التبانة باسم (درب اللبانة) بسبب شكلها الذي يشبه خطا من الحليب في السماء عند رؤية جزء منها من الأماكن غير المضاءة.

أبحث صفحة 12

مستعينا بمصادر المعرفة المتوافرة لدي ومنها شبكة الانترنت، أبحث عن سبب تسمية العرب لمجرة (Milky Way) بمجرة درب التبانة، وأعرض نتائج بحثي أمام معلمي، وزملائي في الصف.

جاءت تسمية مجرة درب التبانة بهذا الاسم لأن العرب شبهت الجزء الذي يرى منها في الليالي الصافية كطريق لامع من التبن، فما يسقط من التبن الذي كانت تحمله مواشيهم كان يظهر أثره على الأرض كأذرع ملتوية تشبه أذرع المجرة.

 

ويختلف شكل مجرة درب التبانة من المسقط الجانبي والمسقط الرأسي كما في الشكل الآتي: 

مجرة درب التبانة من المسقط الجانبي (تظهر على شكل قرص ضيق فيه انتفاخ من الوسط).

مجرة درب التبانة من المسقط الرأسي (تظهر على شكل حلزوني لولبي)

 

 نشأة مجرة درب التبانة

يعتقد العلماء أن مجرة درب التبانة نشأت من اندماج مجرتين إحداهما مجرة قزمة حديثة، والأخرى مجرة قديمة أكبر حجما، وذلك قبل 13 مليار سنة تقريبا، كما يظهر في الشكل الآتي:

وقد استدلوا على صحة اعتقادهم عن طريق دراسة نجوم المجرة التي أظهرت أن مجرة درب التبانة تتكون من نوعين من النجوم (نجوم حمراء قديمة، ونجوم زرقاء حديثة).

أفكر صفحة 13

يمكن رصد جزء من مجرة درب التبانة في السماء، في الأماكن غير المضاءة من الأرض. أفكر كيف يمكنني ذلك، والأرض تقع داخل هذه المجرة.

تعد الأرض أحد كواكب النظام الشمسي الذي يقع على طرف إحدى أذرع المجرة، والجزء الذي يمكننا مشاهدته عند رصد المجرة هو أجزاء من الأذرع الأخرى.

 

خصائص مجرة درب التبانة

 

خصائص مجرة درب التبانة لم يستطع علماء الفلك التعرف على شكل مجرة درب التبانة، لأن الأرض جزء منها، وقد تم التوصل إلى خصائص المجرة بواسطة المقاريب (التلسكوبات) الراديوية، والأشعة تحت الحمراء المنبعثة عنها، ومقارنتها بأشكال المجرات الأخرى. ويمثل الجدول الآتي بعض البيانات التي تم جمعها عن المجرة، أدرسه جيدا ثم أجيب عن الأسئلة التي تليه. نوع المجرة حلزونية خطية النواة العمر 13 مليار سنة القطر 100000 سنة ضوئية السمك 10000 سنة ضوئية الكتلة 1011 × 5.8 ضعف كتلة الشمس زمن دوران المجرة حول نفسها 250 مليون سنة زمن دوران الشمس حول مركز المجرة 225 مليون سنة السنة الضوئية (ly) Light Year هي وحدة قياس تستخدم لوصف المسافات البعيدة بين الاجرام السماوية، وتعرف بأنها المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة، وتعادل  9.4  ×1012 كم. التحليل والاستنتاج: 1- أبين نوع مجرة درب التبانة. حلزونية خطية النواة 2- أحسب قطر مجرة درب التبانة بوحدة km. 1017×9.4 km 3- أحسب عدد الدورات التي أكملتها الشمس حول مركز مجرة درب التبانة حتى الآن، علما بأن عمر الشمس كما يقدره علماء الفلك 4.7 مليار سنة تقريبا. زمن دوران الشمس حول المجرة = 106× 225 سنة عمر الشمس = 109× 4.7 سنة. ومنه: 109× 4.7 سنة / 106× 225 سنة = عدد المرات التي دارت فيها الشمس حول مركز المجرة. = 20.9 مرة تقريبا.   4- أتوقع: ماذا يطلق على المدة الزمنية التي تكمل فيها الشمس دورة كاملة حول مركز المجرة؟ السنة المجرية