מאמר מספר 53: על מבנה היקום - המשך

מאמר מספר 53: על מבנה היקום - המשך

כתב עמי אור

 הקבוצה המקומית - כזכור, הקבוצה המקומית היא חלק מצביר הבתולה. הקבוצה המקומית של הגלקסיות מונה למעלה מ - 70 גלקסיות, רובן הגדול גלקסיות ננסיות הגלקסיות קשורות בינן לבין עצמן בכוח כבידה הדדי הפועל ביניהן. שתי הגלקסיות הגדולות והמסיביות בקבוצה המקומית הן שביל החלב וגלקסיית אנדרומדה (M31) ולכל אחת מהן קשורות גלקסיות לוויין קטנות יותר שמקיפות אותן. הקבוצה המקומית, כאמור,  היא חלק מצביר-על הנקרא צביר-על הבתולה ומכיל קבוצות גלקסיות וצבירי גלקסיות רבים.

קוטרה של הקבוצה המקומית כ - 10 מיליון שנות אור ומרכז הכובד של הקבוצה המקומית נמצא בערך באמצע בין שביל החלב לגלקסיית אנדרומדה, הנמצאת במרחק של כ – 2.6 מיליון שנות אור מגלקסיית שביל החלב. בקבוצה המקומית קיימות גלקסיות מסוגים שונים, כאשר חמש מהן נחשבות לגלקסיות שאינן ננסיות, אחת היא בגודל גבולי כך שהיא מסווגת לעיתים כגלקסיה ננסית, וכל השאר, למעלה מ - 60 גלקסיות הן גלקסיות ננסיות. גלקסיות הקבוצה משתייכות ברובן לתת-קבוצות, אך חלקן הן גלקסיות בודדות שאינן שייכות לאף תת-קבוצה. על סוגי גלקסיות, ראה פוסט מספר 54 שיפורסם בהמשך.

תת הקבוצת אנדרומדה - גלקסיית אנדרומדה היא הגלקסיה הגדולה והמסיבית ביותר בקבוצה המקומית ואחת הבודדות מבניהן שניתן לראותה ללא ציוד עזר. זוהי גלקסיה ספירלית עם כ – 10 בחזקת 12‎ כוכבים ומסה של כ – 1.2 כפול 10 בחזקת 12  מסות שמש, והיא נמצאת במרכזה של תת הקבוצה אנדרומדה. את גלקסיית אנדרומדה מקיפות בין 30 ל- 35 גלקסיות לוויין, הגדולה והבהירה שבהן היא גלקסיית המשולש ( טריאנגולום - M33) שמסווגת גם כן כגלקסיה ספירלית, אך מסתה ומספר הכוכבים שבה הוא רק כ - 4% משל גלקסיית אנדרומדה והיא מקיפה את גלקסיית אנדרומדה במרחק שנע בין 500,000 שנות אור ובין 850,000 שנות אור. שתי גלקסיות לוויין בולטות נוספות הן גלקסיית לה-ז'נטיל (M32 או  NGC 221) שמסווגת לפעמים כגלקסיה אליפטית ולפעמים כגלקסיה אליפטית ננסית ו - M110‏ (NGC 205) שהיא גם כן גלקסיה אליפטית ננסית. אלו גם גלקסיות הלוויין הקרובות ביותר לגלקסיית אנדרומדה והן מקיפות אותה במרחק שנע בין 140,000 ל - 280,000 שנות אור. כמעט כל שאר גלקסיות הלוויין של גלקסיית אנדרומדה הן גלקסיות אליפסואידיות ננסיות ובודדות מתוכן מסווגות כגלקסיות לא-סדורות ננסיות או כאליפטיות ננסיות. 8 או 9 מבין גלקסיות הלוויין מקיפות את גלקסיית אנדרומדה באותו מישור הקפה, אך שאר הגלקסיות מקיפות אותה במסלולים שאינם קשורים זה לזה, כאשר הגלקסיה הרחוקה ביותר ממנה, שעדיין נחשבת לגלקסיית לוויין, היא אנדרומדה XVI, שמסלולה סביב גלקסיית אנדרומדה מגיע למרחק של 1.2 מיליון שנות אור.

כהערת אגב: אנדרומדה היא בעלת הסחה לכחול, כלומר היא נעה כלפי שביל החלב במהירות של כ – 100 ק"מ לשנייה. במילים אחרות היא צפויה להתנגש עם גלקסיית שביל החלב בעוד כ – 3 מיליארד שנים.

תת-קבוצת שביל החלב - שביל החלב היא הגלקסיה השנייה בגודלה בקבוצה המקומית ובה נמצאת מערכת השמש. זוהי גלקסיית מוט ספירלית עם מסה של כחצי מזו של גלקסיית אנדרומדה וכשליש ממספר הכוכבים, והיא נמצאת במרכזה של תת-קבוצת שביל החלב. את שביל החלב מקיפות כ - 27 גלקסיות לוויין, הגדולה והבהירה מתוכן היא הענן המגלני הגדול שמוגדרת כגלקסיה לא סדורה או כגלקסיית מוט ספירלית קטנה עם מסה של כ – 10 בחזקת 10 מסות שמש ושנמצאת במרחק של כ - 157,000 שנות אור משביל החלב. שאר גלקסיות הלוויין של שביל החלב הן גלקסיות ננסיות שהגדולה מבינן היא הענן המגלני הקטן שמוגדרת כגלקסיה לא-סדורה ננסית עם מסה של כ – 7 כפול 10 בחזקת 9 מסות שמש במרחק של קרוב ל - 200,000 שנות אור משביל החלב. ענני מגלן הן שתי הגלקסיות היחידות חוץ מגלקסיית אנדרומדה ושביל החלב שניתנות לצפייה ללא ציוד עזר. כל שאר גלקסיות הלוויין של שביל החלב הן גלקסיות אליפסואידיות ננסיות כאשר הקרובה ביותר מבינן היא הגלקסיה האליפסואידית הננסית קשת שנמצאת במרחק של כ - 55,000 שנות אור ממרכז שביל החלב והרחוקה ביותר היא ככל הנראה הגלקסיה הננסית אריה I שמרחקה ממרכז שביל החלב הוא כ - 840,000 שנות אור. כמעט כל גלקסיות הלוויין של שביל החלב מקיפות אותה במישור יחיד בעובי של כ - 65,000 שנות אור שנטוי ב - 12 מעלות למישור דיסקת הגלקסיה ושמכיל גם את מרכז שביל החלב. בעבר זוהה אזור צפוף בשביל החלב בכיוון קבוצת כלב גדול כגלקסיית לוויין ננסית שנקראה "הגלקסיה הננסית כלב גדול" ונחשבה לגלקסיית הלוויין הקרובה ביותר, אך כיום מקובל בקרב החוקרים שמדובר בחלק של שביל החלב ולא בגלקסיית לוויין.

תת הקבוצת NGC 3109 - NGC 3109 היא הגלקסיה הגדולה החמישית של הקבוצה המקומית והיא מוגדרת כגלקסיית מוט ספירלית קטנה עם מסה של כ – 8.6 כפול 10 בחזקת 9 מסות שמש בלבד, קרוב לגבול שמתחתיו הייתה נחשבת לגלקסיה ננסית. בסמוך אליה נמצאות שלוש גלקסיות ננסיות: הגלקסיה הננסית משאבה, גלקסיית סקסטנט A וגלקסיית סקסטנט B, אך לא ברור אם הן מהוות גלקסיות לוויין שלה. מרחקה של תת-קבוצת NGC 3109 ממרכז הקבוצה המקומית הוא למעלה מ - 5 מיליון שנות אור ולא ברור אם היא קשורה כבידתית לקבוצה המקומית או נמצאת מחוץ לה.

הגלקסיות הבודדות – כ - 10 גלקסיות ננסיות לא שייכות לאף תת-קבוצה ומפוזרות ברחבי הקבוצה המקומית כאשר הן רחוקות משתי הגלקסיות הגדולות. חלקן גלקסיות לא סדורות ננסיות וחלקן גלקסיות אליפסואידיות ננסיות. הרחוקה ביותר מבינן היא הגלקסיה הלא-סדורה הננסית קשת שמרחקה ממרכז הקבוצה המקומית הוא כ - 3.7 מיליון שנות אור. בחלק מהגלקסיות הבודדות יש אוכלוסייה של כוכבים צעירים שנוצרו במיליארד השנים האחרונות, בעוד שכמעט כל גלקסיות הלוויין הננסיות מכילות רק אוכלוסיית כוכבים זקנים שנוצרו לפני למעלה מ - 5 מיליארד שנים. הגלקסיה הלא-סדורה הננסית פגסוס ו – IC1613 נמצאות במרחק של כ - 1.3 מיליון שנות אור מגלקסיית אנדרומדה ויש חוקרים שטוענים שהן למעשה גלקסיות לוויין שלה ושייכות לתת-קבוצת אנדרומדה, אך בדרך כלל הן נחשבות לגלקסיות בודדות.

סביבת הקבוצה המקומית

מסביב לקבוצה המקומית נמצאות מספר קבוצות גלקסיות נוספות. ייתכן שהקרובה ביותר היא תת-קבוצת NGC 3109, אם אכן היא אינה שייכת לקבוצה המקומית, אך חוץ ממנה, קבוצת הגלקסיות הקרובה ביותר לקבוצה המקומית היא קבוצת מאפיי שנמצאת במרחק של כ - 10 מיליון שנות אור ממרכז הקבוצה המקומית ומכילה כ - 15 גלקסיות, הגדולה שבהן היא מאפיי 1. במרחק של כ-13 מיליון שנות אור בכיוון ההפוך לקבוצת מאפיי, נמצאת קבוצת קנטאור A (או קבוצת M83) שמכילה עשרות גלקסיות, הגדולות שבהן הן קנטאור A וגלקסיית גלגל הרוח הדרומית (M83). שלוש קבוצות גלקסיות נוספות הנמצאות סביב הקבוצה המקומית הן קבוצת M81 הנמצאת במרחק של כ - 11 מיליון שנות אור ממרכז הקבוצה המקומית ומכילה כ - 30 גלקסיות, ביניהן M81 ו - M82, קבוצת פסל הנמצאת בכיוון ההפוך לקבוצת M81 במרחק של כ - 13 מיליון שנות אור ממרכז הקבוצה המקומית ומכילה כ - 13 גלקסיות, הבהירה מבינן היא גלקסיית הפסל (NGC 253), וקבוצת M94 הנמצאת במרחק של כ - 13 מיליון שנות אור ממרכז הקבוצה המקומית ומכילה כ - 30 גלקסיות, בינן M94. בנוסף על הקבוצות השכנות נמצאות בסביבת הקבוצה המקומית גם גלקסיות בודדות כמו גלקסיית העין השחורה (ראה תמונה) וגלקסיית המחוגה שמרחקן ממרכז הקבוצה המקומית הוא גם כן סביב 15 מיליון שנות אור. כל הקבוצות וכן הקבוצה המקומית נמצאות במישור אחד שנקרא "הדף המקומי" (Local Sheet) ומהווה תת-מבנה של צביר-על הבתולה. 12 הגלקסיות הגדולות ביותר מבין אלו שנמצאות סביב הקבוצה המקומית זכו לכינוי "מועצת הענקים".

המאמר הבא 54 - המשך