سديم الجبار

خريطة كوكبة الجبار، ويُرى في وسطها مسييه 42 ومسييه 43.

سديم الجبار (بالإنجليزية: Orion Nebula)‏ (ويعهد أيضاً باسم مسييه 42, M42, أوNGC 1976) سديم انتشاري يقع جنوب حزام الجبار. يعتبر أحد أكثر الأجرام السماوية دراسة وتصويراً في سماء الليل، ويبين أكثر الظواهر السمائية دراسةً. يكشف السديم عن عملية تكوّن النجوم والمجموعات الكوكبية من سحب من الغاز والغبار. وقد شاهد الفلكيون فيه مباشرة أقراصا كوكبية هي مراحل أولية لتكوين مجموعات تماثل المجموعة الشمسية وأقزاما بنية وحركات سريعة وعواصف للغازات والغبار، وتأثيرات النجوم على تأين ما يحيط بها من غاز مثل مناطق هيدروجين II وكذلك انزياح المادة من حول النجوم الموجودة في وسط السديم بسبب ما تصدره من ضوء وجسيمات، فتنزاح الغازات والغبار نحوخارج السديم مما يجعلنا نستطيع من الأرض رؤية قلبه والنجوم التي فيه.

هوأحد أشد السدائم بريقاً، ويمكن مشاهدته بالعين المجردة في سماء الليل. يبلغ قدره الظاهري 4,0 وهويقع على بعد 25±1350 سنة ضوئية من الأرض، وينتمي إلى مجرتنا، مجرة درب التبانة.وهوأقرب منطقة للأرض تنشأ فيها نجوم جديدة بكثرة. يُقدر عرض سديم الجبار بنحو24 سنة ضوئية. أشارت النصوص القديمة كثيراً إلي سديم الجبار باسم السديم الأعظم في الجبار أوسديم الجبار الأعظم. بينما النصوص الأقدم تشير إليه باسم إنسيس Ensis، وهوأيضاً اسم النجم.

تقع كوكبة الجبار في النصف الشمالي للكرة الأرضية تظهر النجوم الثلاثة اللامعة: النظام والنطاق والمنطقة في خط مستقيم؛ وهذا الخط المستقيم يمثّل حزام برج الجبار (الجوزاء)؛ ويمكن رؤية برج الجبار بسهولة في الأفق الجنوبي في فصل الشتاء، كما يمكن رؤية سديم الجبار في وسطها بالعين المجردة وذلك بعد غروب الشمس ويظل في السماء حتى ظهور أول ضوء للصباح.

أما النجم اللامع الذي يمثّل كتف اليسار لبرج الجبار فهومنكب الجوزاء (بالإنجليزية:Betelgeuse).

وأسفل حزام برج الجبار (الجوزاء) يوجد السيف والذي يتكون من ثلاث نجوم ضعيفة الإضاءة؛ وفي مركز السيف يوجد سديم الجبار العظيم والذي يظهر كنجم لامع في السماء، وبقربه سديم رأس الحصان. وسديم رأس الحصان هوتعبير عن سحابة من الغبار المظلم أمام سديم لامع.

في برج الجبار (الجوزاء)، هناك تجمعات نجمية وسدم ونجوم مزوجة. .وأهم النجوم في برج الجبار (الجوزاء): ألفا الجبار (منكب الجوزاء)، وبيتا الجبار (رجل الجبار)، وغاما الجبار (نجم الناجذ)، ونجم (المنطقة (دلتا الجبار)، ونجم النظام(إبسلون الجبار)، ونجم النطاق (زيتا الجبار)، وإيوتا الجبار (نجم نير السيف)

السديم يعد أحد محاضن النجوم العملاقة القريبة من الأرض، ففيه تولد نجوم جديدة من الغاز والغبار، كما اكتشف فيه لأول مرة ما يُعهد بالأقزام البنية وهي فترة ما بين الكوكب والنجم (أوما يعهد بالنجوم الفاشلة) لأنها فشلت في حتى تصبح نجوما لصغر كتلتها.

يقع سديم الجبار بين نجوم سيف الجبار ويبعد عنا نحو1350 سنة ضوئية (السنة الضوئية هي المسافة التي يبترها الضوء في سنة كاملة وتعادل حوالي 9,5 مليون مليون كيلومتر). ويمكن رؤية هذا السديم بواسطة نظارة مقربة عادية كضبابة رمادية اللون، وبالتلسكوبقد يكون المنظر أفضل.

تكوينه

سديم الجبار هوالجزء المرئي من سحابة مضيئة تمثل هي الأخرى جزءا من سحابة كبرى من الجزيئات تمتد عبر كوكبة الجبار. وينتمى إليها سديم رأس الحصان.

ونظرا لكثافة المادة في سديم الجبار تنشا فيه نجوم جديدة. ويوجد فيه بجانب النجوم الناشئة ومن ضمنها مجموعة نجوم تجمع المعين Trapez وهي تعمل على تأين غاز الهيدروجين المحيط بها، وتكون منطقة هيدروجين II وتثير السحابة بحيث تضيئ. وتعمل الإضاءة والجسيمات الصادرة من النجوم الناشئة على تشتيت سحابة الغاز والغبار تاركة ورائها تجويفات كرية مضيئة.

ويوجد في داخل السديم أجرام كثيرة تمثل في شكلها الشكل المعهود لمناطق ولادة النجوم. منها عدة كرات بوك وهي من نوع سديم مظلم والاقزام البنية. كما توجد بعض الإشارات عن وجود نجوم في تلك المنطقة ذات حلقات قد تكون مراحل أولية لتكون كواكب.

ونظرا لقربه النسبي للمجموعة الشمسية فيعتبر سديم الجبار واحد من أكثر السدم التي درست في مجرتنا، مجرة درب التبانة.

وقد قام العالم الفرنسي شارل مسييه بتسجيل الجزء الشمالي من سديم الجبار، وهوالجزء الذي يفصله حزام من الغبار المظلم عن بقية السديم وأعطاه الاسم مسييه 43. وتعهد تلك المنطقة أيضا بوجود نجم متغير NU Orionis وكذلك الجرم السماوي HD 37061 فيها والذي يحث سحابة الغاز حوله على الإضاءة.

تبين صورة الضوء المرئي سحب من الغاز والغبار في سديم الجبار، كما تبين (الصورة اليمنى) صورة الأشعة تحت الحمراء صادرة من نجوم تنشأ في وسطه. بتصريح من NASA وESA.

يمتد سديم الجبار عبرعشرة درجات في السماء وهويحوي في وسطه تجمعات من العاز والغبار، وتجمعات نجمية ومناطق هيدروجين II متأينة وسدم انعكاسية. ويكون السديم سحابة تكاد تكون كروية تزداد كثافتها بالقرب من المركز.

وتختلف درجة حرارة السحابة وتصل في عند المركز إلى نحو10.000 كلفن وتنخفض درجة الحرارة سريعا في اتجاه حافة السديم. وعلى عكس توزيع الكثافة فتحوي السحابة سرعات عالية ودوامات غازية بالقرب من المنطقة المركزية. وتصل السرعة النسبية إلىعشرة كيلومتر في الثانية، وقد تصل في بعض المناطق إلى 50 كيلومتر/ثانية.

يتمركز في وسط السديم منطقة مؤينة حول Theta¹ Orionis C وهوالنجم الذي يشع معظم الضوء في نطاق الأشعة فوق البنفسجية التي تسبب تأين الغاز في تلك المنطفة - وهي تشع أشعة مؤينة أكثر من ثلاثة إلى أربعة مرات من إشعاع ثاني نجم شديد الإشعاع في السديم وهو Theta² Orionis A.)

وهذا يحيطه خليج مخروطي الشكل غير منتظم من سحابة متعادلة ذات كثافة عالية، يوجد فيها كتل غازية من غاز متعادل تمتد إلى خارج الخليج المخروطي، ويميل هوالآخر على حدود السحابة الغبارية للسديم.

مشاهدته

احسن وقت لرؤية سديم الجبار في الشتاء عندما يبرز في السماء في وقت متأخر بعد غروب الشمس ويظل مرئيا حتى ظهور ضوء الصباح. ويمكن بواسطة تلسكوب سهل ذوتضخيم 30 رؤية تفاصيل السديم. وأما لرؤية تفاصيل سحب الغاز والغبار فيه فيلزم تلسكوبا أكبر من ذلك. ولكن في العادة يمكن رؤية الأربعة نجوم التي تشكل تجمع المعين (أوريونيس (θ¹) بتلسكوب سهل وأوريونيس θ² وكذلك HD 37042، كما يمكن رؤية تفاصيل السديم، بدرجة أحس من صورة تلسكوب هابل الفضائي المعروضة هنا.

والمنطقة ضعيفة الضوء الموجودة على حافة سحب الغبار في صورة هابل فلا يمكن رؤيتها إلا بواسطة تلسكوب له فتحة كبيرة نسبيا. كما يمكن بواسطة كاميرا وحامل للكاميرا التقاط صور للسديم وللسحابة الحمراء حيث تبدوفي الصورة عندئذ كبقعة صغيرة حمراء.

ثلاثة نجوم تكون "حزام الجبار" (مائلة)، مشاهدة سديم الجبار بالعين المجردة ، يرى لامعا (أسفل).
صورة إلتقطها أحد الهواة لسديم الجبار (الشمال يُرى إلى اليسار)
المنطقة الوسطية M42 (الشمال إلى أعلى)

منطقة نشأة نجوم

صورة تلسكوب هابل الفضائي تبين تكون تكتلات غبارية التي تنشأ منها كواكب حول نجوم جديدة. بتصريح من NASA.

إشعاع النجوم الجديدة في سديم الجبار بتصريح من :ESA/Hubble & NASA.

يعتبر سديم الجبار أحد أمثلة مناطق نشأة نجوم جديدة، وقد بينت مشاهدات السديم وجود نحو700 نجما فيه في مختلف مراحل نشأتها . وتبين المشاهدة الحديثة بواسطة تلسكوب هابل الفضائي وجود أقراص تكوّن كواكب حول نجوم داخل سديم الجبار.

ويبين تلسكوب هابل الفضائي وجود نحو150 من تلك الأقراص في السديم وهى تعتبر أنظمة في مراحلها الأولى لتكوين مجموعات تماثل المجموعة الشمسية. ووجود هذا العدد الكبير من تلك الأنظمة يعنى حتى عملية تكوين مجموعات كالمجموعة الشمسية إنما هي عملية عادية للغاية في الكون.

يتكون نجم عندما ينكمش تجمع من غاز الهيدروجين وغازات أخرى في منطقة هيدروجين II تحت تأثير ثنطقتها الذاتية. وبانكماش التجمع يكبر الجزء المركزي لها بشدة ويسخن الغاز فيها إلى درجات حرارة عالية وذلك عن طريق تحول طاقة الوضع الناشئة عن الجاذبية إلى طاقة حرارية. وعندما تصل درجة الحرارة إلى حد كافي يبدأ تفاعل الاندماج النووي الذي يُشعل النجم الجديد ويبدأ الهيدروجين فيه يتحول إلى الهيليوم. وينشأ النجم الجديد عندما يبدأ في إصدار طاقة إشعاعية كافية لمعادلة الانكماش الناشيئ عن الجاذبية، وبذلك يتوقف الانكماش ويحدث توازن بين قوى الانكماش وقوى التمدد.

وفي العادة تظل سحابة من المادة محيطة بالنجم على مسافة منه قبل اشتعال الاندماج النووي فيه . تلك البقية من السحابة تتشكل في هيئة قرص حول النجم وتتكون منها كواكب فيما بعد تدور في أفلاك حول النجم. وقد أوضحت قياسات أجريت في نطاق الأشعة تحت الحمراء أنه توجد في تلك السحب الغبارية جزيئات غبار يتزايد حجمها متواصلا على طريق يؤدي إلى تكوين كواكب بدائية.

وعندما يبدأ النجم الجديد فترة النسق الأساسي من عمره فإنه يصنف كأحد النجوم. ورغم حتى معظم أقراص السحاب الكوكبي يمكن حتى يتكون منها كواكب، فتبين المشاهدة حتى شدة إشعاع النجوم في تجمع المعين في سديم الجبار قد شتت أقراص الغبار التي كانت تحيط بها.

ونظرا لوجود بعض تلك الأقراص الغبارية حول نجوم قريبة من تجمع المعين، فربما يرجع ذلك إلى حتى تكون تلك النجوم قد نشأت بعد تكوّن نجوم تجمع المعين بمدة طويلة.

تطوره

قلب سديم الجبار، صورة ل تلسكوب هابل الفضائي. يبلغ عرض الصورة نحو5و2 سنة ضوئية، ويبدوفي وسطها تجمع المعين. بتصريح من Credit:NASA/ESA.

توجد السحب البيننجمية مثل سديم الجبار في المجرات وفي مجرتنا، مجرة درب التبانة. وهي تنشأ ككتلة غازية عظيمة الاتساع تربطها ببعضها قوى الجاذبية، مكونة من غاز الهيدروجين المتعادل البارد مخلوطا ببعض العناصر الأخرى. وقد تحتوي السحابة على كتلة تعادل مئات أوآلاف من كتلة الشمس وتمتد عبر مئات السنين الضوئية. ويقاوم قوى الجاذبية التي تعمل على انكماش السحابة، يقاومها ضغط الغاز الضعيف الموجود في السحابة.

وربما يعمل الاصتدام بأحد أذرعة المجرة أوبسبب موجات ضغطية ناشئة عن انفجارات مستعر أعظم، تترسب الذرات في السحابة إلى جزيئات أكبر كتلة وتكوّن سحابة من الجزيئات . تلك العملية تسبق تكون النجوم في السحابة. ويُعتقد حتى ذلك يستغرق مدة بينعشرة إلى 30 مليون سنة حيث تتعدى بعض المناطق حد كتلة جينز وتبدأ كتل غازية في الانكماش في هيئة أقراص. ويهجرز قلب القرص لتكوين نجم وقد يحيطه قرص من الغاز والغبار يمكن حتى تتكون منها كواكب أولية.

تلك هي مراحل تكوّن سديم حيث يتكاثر نشوء نجوم أخرى جديدة ناتجة عن انكماش السحابة الجزيئية. وألمع النجوم وأصغرها عمرا هي التي نراها الآن في سديم الجبار، والتي يعتبر عمرها أقل من 300.000 سنة. , وقد يحدث عمر ألمع نجم فيهم نحو10.000 سنة فقط.

وقد يحدث من تلك النجوم المنكمشة نجوما ذات كتلة كبيرة بالغة، يمكنها إصدار أشعاعات مؤينة في نطاق الاشعة فوق البنفسجية بكميات كبيرة. ويُرى ذلك النوع من الإشعاع في تجمع المعين. وبعد مرور بعضا من الزمن يفترض أن يزيح ضوء الأشعة فوق البنفسجية الصادر من النجوم الكبيرة الكتلة الموجودة في وسط السديم، يفترض أن يزيح الغاز والغبار المحيط في عملية تسمى "تبخر ضوئي". وتلك العملية هي التي تتسبب في تكوين التجويف الداخلي في السديم، مما يتيح فرصة رؤية النجوم الموجودة في المركز من الأرض. وتتسم أكبر تلك النجوم بأعمار قصيرة وسوف تتغير بحيث تنفجر في صورة مستعر أعظم.

وخلال 100.000 سنة فمن المتسقط حتى يُطرد معظم الغاز والغبار، وتكوّن البقايا تجمع نجمي مفتوح، ذونجوم لامعة من نجوم ناشئة تحيط بها أوشحة رقيقة من بقايا السحابة الأصلية. ويعتبر تجمع نجوم ثريا (عنقود نجمي) مثالا مشهورا لتلك التجمعات النجمية.

معلومات عامة

في الحقيقة سديم الجبار جزء من سديم أكبر بكثير والمعروف باسم مجمع سحابة الجبار الجزيئية.تمتد مجمع سحابة الجبار الجزئية خلال جميع كوكبة الجبار وسديم رأس الحصان ومسييه 43 ومسييه 78 وسديم الشعلة. تتشكل النجوم في جميع أنحاء سديم الجبار، ويحدث تكثيف للحرارة في هذه المنطقة نتيجة هذه العملية ولهذا السبب تكون هذه المنطقة بارزة بالأشعة تحت الحمراء.

هذا السديم مرئي بالعين المجردة حتى في المناطق ذات الإضاءة السكانية. ويظهر على شكل نجم في منتصف سيف الجبار، حيث توجد ثلاث نجوم براقة جنوب حزام الجبار.

مراجع

↑ "SIMBAD Astronomical Database". Results for NGC 7538. مؤرشف من الأصل في 27 مايو2019. اطلع عليه بتاريخ 20 أكتوبر 2006.
^ Reid, M. J.; et al. (2009). "Trigonometric Parallaxes of Massive Star Forming Regions: VI. Galactic Structure, Fundamental Parameters and Non-Circular Motions". المجلة الفيزيائية الفلكية. 700: 137. arXiv:0902.3913. Bibcode:2009ApJ...700..137R. doi:10.1088/0004-637X/700/1/137.
^ "NGC 1976 = M42". SEDS.org. مؤرشف من الأصل في 29 مارس 2020. اطلع عليه بتاريخ 13 ديسمبر 2009.
^ Revised NGC Data for NGC 1976 per Wolfgang Steinicke's NGC/IC Database Files. نسخة محفوظة 17 ديسمبر 2008 على مسقط واي باك مشين.
↑ Press release, "Astronomers Spot The Great Orion Nebula's Successor", Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, 2006. نسخة محفوظة 05 فبراير 2007 على مسقط واي باك مشين.
^ B. Balick et al., 1974, "The structure of the Orion nebula", 1974, Astronomical Society of the Pacific, Vol. 86, Oct., p. 616. نسخة محفوظةتسعة يناير 2020 على مسقط واي باك مشين.
^ ibid, Balick, pg. 621.
^ C. Robert O'Dell, 2000, "Structure of the Orion Nebula", Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 113:29-40.^{[وصلة مكسورة]}نسخة محفوظة 11 أبريل 2020 على مسقط واي باك مشين.
^ "M-42", Students for the Exploration and Development of Space, April 12, 2006.^{[وصلة مكسورة]}نسخة محفوظة ثلاثة سبتمبر 2011 على مسقط واي باك مشين.
^ McCaughrean, Mark J.; O'dell, C. Robert. (May 1996). "Direct Imaging of Circumstellar Disks in the Orion Nebula". Astronomical Journal. 111: 1977. doi:10.1086/117934. مؤرشف من الأصل في 08 ديسمبر 2019.
^ Kassis, Marc (February 2006). "Mid-Infrared Emission at Photodissociation Regions in the Orion Nebula". The Astrophysical Journal. 637 (2): 823–837. doi:10.1086/498404. Also see the press release. مؤرشف من الأصل في 08 ديسمبر 2019. نسخة محفوظة 17 فبراير 2012 على مسقط واي باك مشين.
^ David F. Salisbury, 2001, "Latest investigations of Orion Nebula reduce odds of planet formation". نسخة محفوظة 03 مارس 2016 على مسقط واي باك مشين.
^ "Detail of the Orion Nebula" HST image and text. نسخة محفوظة 27 مايو2009 على مسقط واي باك مشين.