جاذب عظيم

الجاذب العظيم هو منطقة ذات جاذبية متزايدة في الكون المحلي . يقع في الاتجاه العام لعنقود نورما وعنقود هيدرا -سنتوروس العملاق ، على بعد حوالي 150-250  مليون سنة ضوئية من مجرة ​​درب التبانة . وقد استُدل على وجوده من الحركات غير الاعتيادية للمجرات، والتي تنحرف عن الحركة المتوقعة فقط من توسع الكون .

لا يشير هذا المصطلح إلى مجرة ​​واحدة، أو عنقود مجري، أو جرم سماوي مضغوط. بل يصف تركيزًا واسعًا للمادة، وما يرتبط به من حد أدنى في مجالي الجاذبية والسرعة المحليين. وقد نسبت النماذج المبكرة كتلة تقارب10 ¹⁶ كتلة شمسية ( M _☉ ) إلى المنطقة. ^{[ 1 ]} أشارت الملاحظات اللاحقة إلى أن حركة المجرات القريبة لا يمكن تفسيرها بواسطة منطقة الجاذب العظيم وحدها وأن الهياكل الأكثر بعدًا، وخاصة عنقود شابلي العملاق ، تساهم بشكل كبير أيضًا.

يصعب رصد هذه المنطقة بأطوال موجية مرئية لأنها تقع خلف مستوى مجرة ​​درب التبانة، ضمن منطقة التجنب . فالغبار والغاز والنجوم الأمامية تحجب العديد من المجرات الخلفية في هذا الجزء من السماء. ^{[ 2 ]} ولذلك، يدرس علماء الفلك هذه المنطقة باستخدام الأشعة السينية ، والموجات الراديوية ، والأشعة تحت الحمراء ، ورصد الهيدروجين المتعادل، والتي تخترق المواد الحاجبة بفعالية أكبر من الضوء المرئي.

أُدرج مفهوم "المُجتذب العظيم" ضمن تعريف عنقود لانياكيا المجري الفائق في عام 2014. وبموجب هذا التعريف، يُعدّ لانياكيا حوضًا جاذبًا تتقارب فيه تدفقات المجرات تقريبًا باتجاه منطقتي نورما وسينتورس . ^{[ 3 ]} وقد أشارت عمليات إعادة بناء أحدث، باستخدام فهرس Cosmicflows-4 الأوسع نطاقًا، إلى أن لانياكيا قد لا يكون حوضًا مستقلًا، بل قد يُشكّل جزءًا من حوض أكبر بكثير مرتبط بتركيز شابلي. ^{[ 4 ]}

على نطاقات واسعة بما يكفي، تتباعد المجرات عن بعضها البعض وفقًا لقانون هابل-لوميتر . ومع ذلك، فإن سرعات تباعدها المرصودة تتضمن أيضًا انحرافات محلية عن التوسع الكوني المنتظم. تُعرف هذه الانحرافات بالسرعات الشاذة ، وتنتج بشكل رئيسي عن التفاعلات الجاذبية مع تجمعات المادة القريبة ونقصها.

يُقدّر علماء الفلك السرعة الخاصة للمجرة بمقارنة المسافة المقاسة بشكل مستقل مع سرعة التراجع المستنتجة من انزياحها نحو الأحمر . إذا كانت المجرة تتحرك أسرع أو أبطأ مما هو متوقع من تدفق هابل، فإن الفرق يوفر معلومات حول توزيع المادة حولها.

تُظهر المجرات في منطقة تمتد على مئات الملايين من السنين الضوئية حركاتٍ غريبة متماسكة في اتجاه الجاذب العظيم. وتختلف القيم المقاسة باختلاف الموقع، وتتراوح بين +700  كم/ث و-700  كم/ث تقريبًا، وذلك بالنسبة لنموذج التوسع الكوني المنتظم. وتكشف هذه الحركات عن مجال سرعة واسع النطاق، بدلًا من السقوط باتجاه نقطة واحدة.

تتأثر حركة المجموعة المحلية أيضًا بمناطق الكثافة المنخفضة. في عام 2017، حدد الباحثون منطقة كبيرة منخفضة الكثافة تُسمى " طارد ثنائي القطب" ، والتي يبدو أن تدفقات المجرات المحلية تتباعد منها. ويساهم التأثير الجاذبي المشترك للهياكل عالية الكثافة في اتجاه واحد والمناطق منخفضة الكثافة في اتجاه آخر في الحركة المرصودة لمجرة درب التبانة والمجرات القريبة منها. ^{[ 5 ]}

تشارك منطقة الجاذب العظيم نفسها في تدفق أوسع نطاقًا نحو تجمع شابلي. ولذلك، فهي ليست وجهة نهائية ثابتة للمجموعة المحلية، بل هي أحد مكونات شبكة معقدة من الخيوط والتجمعات والفراغات والأحواض الجاذبية. ^{[ 6 ] [ 4 ]}

يقع الجاذب العظيم في اتجاه كوكبتي نورما والمثلث الجنوبي ، بالقرب من خط طول مجري 307 درجة وخط عرض مجري 9 درجات. وقد تباينت تقديرات المسافة تبعًا للهياكل التي تم دراستها، ولكن تقع منطقة نورما المركزية على بعد حوالي 150-250  مليون سنة ضوئية. ^{[ 13 ]}

تقع هذه المنطقة جزئياً ضمن منطقة التجنب، وهي شريط من السماء تُحجب فيه عمليات الرصد خارج المجرة بسبب النجوم والغبار والغاز في مجرة ​​درب التبانة. ويؤثر هذا الحجب على جزء كبير من السماء خارج المجرة، ويكون في أقصى درجاته بالقرب من مركز المجرة.

على الرغم من صعوبة رصد المنطقة بالضوء المرئي، إلا أن العديد من تقنيات الرصد قد كشفت عن بنيتها:

• تكشف عمليات الرصد بالأشعة تحت الحمراء القريبة عن المجرات من خلال كميات معتدلة من الغبار المجري.
• تحدد المسوحات الراديوية المجرات الغنية بالهيدروجين من خلال انبعاثات الهيدروجين المحايد.
• تكشف عمليات الرصد بالأشعة السينية عن الغاز الساخن المرتبط بالتجمعات الضخمة مثل نورما.
• تستنتج مسوحات السرعة الخاصة التوزيع الأساسي للكتلة عن طريق قياس الانحرافات عن تدفق هابل.

تُظهر الملاحظات بالأشعة السينية أن عنقود نورما هو مكون رئيسي للمنطقة، على الرغم من أنه لا يفسر بمفرده كل الحركة الغريبة للمجموعة المحلية. ^{[ 14 ]}

اعتبرت الحسابات المبكرة الجاذب العظيم بمثابة تركيز موضعي نسبياً بكتلة من رتبة10 ¹⁶ كتلة شمسية. إن عدم اكتمال مسوحات المجرات بالقرب من مستوى المجرة، والشكوك في مؤشرات المسافة، والافتراضات حول توزيع المادة غير المرئية جعلت هذه التقديرات صعبة.

في عام 1992، جادل الباحثون بأن جزءًا من إشارة السقوط المستنتجة قد تم تضخيمه بواسطة تحيز مالمكويست ، وهو تأثير انتقائي يتم فيه تمثيل الأجسام الأكثر سطوعًا بشكل مفرط على مسافات أكبر. ^{[ 15 ]} وقد أدى تصحيح هذا التحيز إلى تقليل بعض تقديرات الحركة الموجهة نحو الجاذب العظيم.

خلال أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، استخدم مشروع "التجمعات في منطقة التجنب" رصد الأشعة السينية لتحديد التجمعات الضخمة المختبئة خلف مجرة ​​درب التبانة. وأشارت نتائجه إلى أن منطقة نورما كانت أقل كتلة مما كانت عليه بعض التقديرات المبكرة، وأن جزءًا كبيرًا من حركة المجموعة المحلية ناتج عن هياكل أبعد، وخاصة عنقود شابلي العملاق. ^{[ 16 ]}

تعتمد المساهمات النسبية للهياكل القريبة والبعيدة على النطاق الذي يُعاد بناء حقل السرعة عليه. فعلى النطاقات المتوسطة، تتقارب التدفقات في منطقة هيدرا-سنتوروس ومنطقة الجاذب العظيم؛ أما على النطاقات الأكبر، فيزداد تركيز شابلي أهمية.

جدار نورما ، والذي يُطلق عليه أيضًا جدار الجاذب العظيم ، هو خيط مجري كبير يمتد عبر منطقة الجاذب العظيم. ^{[ 17 ]}

يشمل هذا التركيب عناقيد بافو 2، ونورما، وسنتوروس-كروكس، وسيزا J1324.7−5736. وتشير الملاحظات إلى أن الجدار يمتد عبر كوكبات سنتوروس، ونورما، وفيلا، عابرًا منطقةً يحجبها جزئيًا درب التبانة. ^{[ 17 ]}

تُعدّ عنقود نورما أكبر عنقود معروف ضمن الجزء المركزي من الجدار. وقد أظهرت الدراسات الديناميكية أنه عنقود غني وضخم، حيث تجعل سرعات مجراته والغاز الساخن الموجود بين مجراته منه مساهماً هاماً في مجال جاذبية منطقة الجاذب العظيم. ^{[ 18 ]}

لا تزال الأبعاد الكاملة وتوزيع كتلة جدار نورما غير قابلة للتحديد لأن جزءًا كبيرًا منه يقع داخل منطقة التجنب.

في عام 2014، قدم آر. برنت تولي وزملاؤه اسم "لانياكيا" لحوض الجذب الذي يحتوي على مجرة ​​درب التبانة. وبدلاً من تعريف التجمع المجري الفائق على أنه مجرد كثافة زائدة مرئية من المجرات، استخدموا تدفقات السرعة الخاصة المعاد بناؤها لرسم حدود مماثلة لخط تقسيم المياه الأرضي. ^{[ 3 ]}

وفقًا لهذا النموذج، تتقارب تدفقات المجرات داخل لانياكيا باتجاه جوار عنقودَي نورما وقنطورس، بالقرب من الموقع التقليدي للمُجتذب العظيم. يمتد الهيكل المقترح على مسافة 500  مليون سنة ضوئية تقريبًا، ويضم عنقود العذراء العملاق ، ومنطقة هيدرا-قنطورس، وعنقود بافو-إندوس العملاق ، ومجموعات وخيوط مجرية أخرى قريبة. ويُقدّر عدد المجرات فيه بنحو 100,000 مجرة. ^{[ 3 ]}

لا ترتبط لانياكيا بجسم واحد بفعل الجاذبية. فالتوسع المتسارع للكون يعني أن العديد من مناطقه المكونة ستنفصل في نهاية المطاف بشكل سببي بدلاً من أن تنهار معًا. ويصف تعريف حوض السرعة أنماط التدفق الحالية، ولا يعني بالضرورة أن كل مجرة ​​داخله ستصل في نهاية المطاف إلى الجاذب العظيم.

وقد ساهمت الدراسات اللاحقة في تحسين هذه الصورة. وحددت عمليات إعادة البناء الديناميكية التي نُشرت في عام 2023 منطقة لانياكيا والعديد من التجمعات الفائقة المجاورة لها في مستجمعات المياه، مع التأكيد على أن حدودها المستنتجة تعتمد على قياسات المسافة المتاحة وطريقة إعادة البناء. ^{[ 6 ]}

أجرى تحليلٌ عام 2024، استنادًا إلى بيانات Cosmicflows-4، إعادة بناء أحواض الجذب من حوالي 38,000 نظام مجري مُجمّع. وخلص التحليل إلى ترجيحٍ طفيفٍ لاحتمالية أن تكون لانياكيا جزءًا من حوض شابلي الأكبر بكثير، بدلًا من كونها حوضًا مستقلًا تمامًا. ^{[ 4 ]} لا يزال مصطلح لانياكيا شائع الاستخدام، ولكن حدودها الجاذبية الدقيقة تعتمد بالتالي على النموذج المستخدم.

تقع عنقود شابلي المجري العملاق على مسافة أبعد بكثير من مجرة ​​درب التبانة مقارنةً بعنقود نورما، ويضم أحد أكبر تجمعات المجرات المعروفة في الكون القريب. ويقع في نفس المنطقة الواسعة من السماء تقريبًا التي يقع فيها الجاذب العظيم، ولكن على مسافة أبعد.

تشير دراسات حقل السرعة الخاصة إلى أن تركيز شابلي يُسهم بشكل كبير في حركة المجموعة المحلية ومنطقة الجاذب الكبير. ويتحرك الجاذب الكبير نفسه بشكل عام باتجاه شابلي بدلاً من أن يكون بمثابة نقطة النهاية لجميع التدفقات القريبة. ^{[ 5 ] [ 4 ]}

تساعد هذه العلاقة في تفسير سبب عدم كفاية الكتلة المستنتجة من نموذج الجاذب العظيم الأصلي لتفسير الحركة الكاملة المرصودة لمجرة درب التبانة والمجرات المجاورة. وتنتج سرعة المجموعة المحلية عن التأثير الجاذبي المشترك لعدة تجمعات وفراغات موزعة على مئات الملايين من السنين الضوئية.

يُوصف الجاذب العظيم أحيانًا في الروايات الشائعة بأنه جسم مجهول يجذب المجرات نحوه. أما في علم الكونيات الحديث، فيُفهم على أنه سمة من سمات حقول المادة والسرعة واسعة النطاق في الكون القريب.

ينتج التدفق المرصود عن المادة المرئية وغير المرئية. وتساهم عناقيد المجرات، والغاز الساخن بين العناقيد، والخيوط المنتشرة، والمادة المظلمة في المجال الجاذبي. كما تؤثر الفراغات على نمط السرعة لأن المجرات تميل إلى الابتعاد عن المناطق منخفضة الكثافة والاتجاه نحو المناطق عالية الكثافة.

إن حدود الجاذب العظيم والتجمعات المجرية العملاقة المرتبطة به ليست محددة بدقة. وقد تُظهر المسوحات المختلفة وتقنيات إعادة البناء مراكز وامتدادات وحدود أحواض مختلفة نوعًا ما. ومع ذلك، يبقى المصطلح مفيدًا لوصف التقارب الذي تم تحديده تاريخيًا لتدفقات المجرات بالقرب من منطقتي نورما وهيدرا-سنتوروس.

• الانضغاط العظيم – سيناريو افتراضي للمصير النهائي للكون 
• سور الصين العظيم CfA2 – خيوط مجرية هائلة 
• الشبكة الكونية – مفهوم في علم الكونيات: صفحات تعرض أوصافًا مختصرة لأهداف إعادة التوجيه 
• التدفق المظلم – فرضية مثيرة للجدل في الفيزياء الفلكية 
• المادة المظلمة – مادة كونية افتراضية غير مرئية 
• طارد ثنائي القطب – مركز التنافر الفعال في التدفق واسع النطاق للمجرات بالقرب من مجرة ​​درب التبانة 
• هرقل - سور الصين العظيم - كورونا بورياليس - بنية كونية ضخمة محتملة 
• البنية واسعة النطاق للكون – مفهوم في علم الكونيات 
• جدار القطب الجنوبي – هيكل كوني ضخم 

• بيرتشينغر، إدموند؛ جوسكويتش، رومان (1988). "البحث عن الجاذب العظيم" . المجلة الفيزيائية الفلكية . 334 : L59– L62. Bibcode : 1988ApJ...334L..59B . doi : 10.1086/185312 .
• دريك، نادية (3 سبتمبر 2014). "خريطة جديدة تحدد موقع مجرة ​​درب التبانة في محيط 100 ألف مجرة" . ناشيونال جيوغرافيك . مؤرشف من الأصل في 25 فبراير 2020.
• دريسلر، أ. (1988). "مسح الانزياح الأحمر لمستوى المجرة الفائقة: مرشح للمُجتذب العظيم" . رسائل المجلة الفيزيائية الفلكية . 329 : 519-526 . Bibcode : 1988ApJ...329..519D . doi : 10.1086/166398 . ISSN 2041-8205 . Wikidata Q68831133 .  
• دريسلر، آلان (1994). رحلة إلى الجاذب العظيم: استكشاف الفضاء بين المجرات . نيويورك: ألفريد أ. كنوبف . ص  355. ISBN 978-0-394-58899-5.
• ماثيوسون، د.س.؛ فورد، ف.ل.؛ بوخهورن، م. (1992). "لا يوجد سقوط عكسي في الجاذب العظيم" . رسائل المجلة الفيزيائية الفلكية . 389 : 5-8 . رمز Bibcode : 1992ApJ...389L...5M . doi : 10.1086/186335 . ISSN 2041-8205 . Wikidata Q68868628 .  
• سوماك رايشودري (نوفمبر 1989). "توزيع المجرات في اتجاه الجاذب الأعظم " . طبيعة . 342 (6247): 251– 255. بيب كود : 1989Natur.342..251R . دوى : 10.1038/342251A0 . ردمك 1476-4687 . S2CID 4354365 . ويكي بيانات Q59093661 .   

• علم الكونيات للكون المحلي . Vimeo (فيديو).— تصور يوضح الجاذب العظيم والهياكل الكبيرة المحيطة به