עמוד הבית > מדעי כדור-הארץ והיקום > אסטרונומיה [מדעי החלל] > גרמי שמים > החלל העמוקעמוד הבית > מדעי כדור-הארץ והיקום > אסטרונומיה [מדעי החלל] > גרמי שמים > שביל החלב
ישראל. משרד החינוך. האגף לתכנון ופיתוח תוכניות לימודיםרמות


תקציר
מידע על מבנים וארגונים ביקום - על חלוקת הפלנטות לשתי קבוצות, על סוגי גלקסיות, על גלקסיית "שביל החלב" ועל צבירי גלקסיות.



מבנים וארגונים ביקום
מחברת: ד"ר אירית דגני-רז


פיתוחם של מכשירים מדעיים טכנולוגיים בתקופה המודרנית הרחיב את גבולות היקום הפתוחים לחקירת האדם, וכך גם העמיק והעשיר את הבנתנו לגבי מבנה היקום ומקומה של הפלנטה ארץ בתוכו.

ניתן לתאר מרחב זה מנקודות מבט שונות, שכל אחת מהן תדגיש פן אחר של מבנה היקום. לדוגמה, ניתן לתאר את מבנה היקום על-פי רצף כרונולוגי התהוותי. במילים אחרות: לפתוח את מסע בגרמי-שמים שנוצרו תחילה, ולהמשיך שלב אחר שלב לעבר גרמי-שמים אחרים, לפי סדר הופעתם המשוער. תיאור כזה היה מתחיל ממבנים גדולים ביקום - צבירים ועל-צבירים של גלקסיות* (שנדבר עליהם בהמשך), לאחר-מכן הגלקסיות עצמן, מהן אל הכוכבים ואל העננים המרכיבים את הגלקסיות, ורק בסוף אל כוכבי-הלכת וירחיהם. תיאור זה היה מתמקד בתהליכי ההתהוות המשוערים של כל אחד מהמבנים האלה, כשלב בתהליך התהוותו של היקום בכללותו.

למרות החשיבות הרבה של הבנת התהליך האבולוציוני של היקום שאנו חיים בו, בחרבנו לתאר את במנה היקום מנקודת-רואת שונה לחלוטין. במקום לתאר אותו על סקלת הזמן, אנחנו מתארים את מבנה היקום מנקודת-ראות שונה לחלוטין. במקום לתאר אותו על סקלת הזמן, אנחנו מתארים את מבנה היקום על-פי סקלת אורך הולכת וגדלה, המתארת מבנים וארגונים ביקום כפי שהם משתקפים מנקודות שונות במרחב.

הטעם לכך שהעדפנו אפשרות זו קשור לעובדה שההתרחקות מכדור-הארץ וההפלגה לעבר החלל כרוכות בראש ובראשונה בעימות מחשבתנו ותפיסתנו עם סדרי-גודל חדשים, שאינם מוכרים לנו מנסיוננו היומיומי ואשר נגזרות מהם תופעות החורגות מתחום הניסיון היומיומי. מכיוון ששכלנו הישר והגיוננו מעוצבים על-ידי הניסיון שצברנו בחיינו, ומכיוון שהמרחקים שאנו פוגשים בחיינו, ומכיוון שהמרחקים שאנו פוגשים בחיי היומיום הינם זעירים יחסית לממדיו האדירים של היקום, שמורה חשיבות מיוחדת לקניית כלים מחשבתיים להתמודדות עם סדרי-הגודל החדשים.

אנחנו יוצאים מכדור-הארץ, ותחנתנו הראשונה היא מערכת השמש. מערכת השמש מורכבת מכוכב אחד - השמש, מתשעה כוכבי-לכת (פלנטות) ומגופים שונים, כגון ירחים, אסטרואידים ושביטים, המקיפים את השמש.

השמש היא הגוף בעל המסה הגדולה ביותר במערכת. למעשה, השמש מכילה 99% מכלל החומר הקיים במערכת זו.

מערכת השמש כולה תלויה בשמש, שכן היא הגוף היחיד במערכת זו שיש לו אור עצמי. האור המגיע מהפלנטות אינו אור עצמי, כי אם אור מוחזר.

נהוג לחלק את הפלנטות לשתי קבוצות: הקבוצה הראשונה היא קבוצת הפלנטות הארציות-אותן פלנטות הקרובות אל השמש והנקראות "ארציות", בשל הדמיון הקיים בינן לבין הפלנטה שלנו ארץ. לקבוצה זו משתייכים: כוכב חמה, כדור-הארץ, נוגה ומאדים. הקבוצה השנייה כוללת פלנטות גדולות, המצויות מעבר למאדים: צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון. לפלנטות המשתייכות לקבוצה השנייה יש ליבות מוצקות, שמוקפות באטמוספירות גדולות וקרות המכילות כמויות ניכרות של הגזים הקלים: מתן, אמוניה, הליום ומימן. לדעת מדענים, גזים אתה היו קיימים גם בפלנטות הארציות, אך הם התנדפו כתוצאה מהחום השורר בפלנטות אלה בשל קרבתן לשמש ומשום כוח הכבידה הנמוך. מערכת השמש כוללת דם אלפי גופים קטנים, כגון אסטרואידים (גרמי-שמים סלעיים, קטנים מכוכבי-לכת, המקיפים את השמש) ושביטים (גרמי-שמים קטנים, עשויים קרח ואבק, מהקיפים את השמש). הפלנטות חגות כולן באותו כיוון, וכלל שהן קרובות יותר לשמש, תנועתן מהירה יותר. רוב הפלנטות (מלבד נוגה, פלוטו ואורנוס) סובבות סביב צירן נגד כיוון השעון. מערכת השמש היא רק חלק ממערכת המכילה כמיליארד כוכבים דומים לה. מערכת גדולה זו קרויה גלקסיה.


 

סוגי גלקסיות


נהוג לחלק את הגלקסיות לסוגים שונים, בהתאם לצורתן:
לחלק מהן מבנה לולייני, עם זרועות מפותלות פחות או יותר; אחרות הן גלקסיות לולייניות בעלות ציר מרכזי דמוי מוט, ששתי זרועות לולייניות יוצאות מקצותיו.
גלקסיות אחרות הן גלקסיות לא-סדורות, שצורתן אונה מוגדרת.



 

גלקסיית "שביל החלב"


הגלקסיה המקומית שלנו, גלקסיית "שביל החלב", שולחת זרועות חלזוניות מסתובבות של גז, אבק ומיליארדי כוכבים. צורת הגלקסיה, שטוחה ומאורכת, דמויית דיסקה. כאשר מסתכלים בכיוון מישור הגלקסיה, רואים כוכבים רבים באותו קו-ראייה. איזור זה נקרא "שביל החלב". אפילו טלסקופ צנוע מראה ש"שביל החלב" מורכב מרבבות כוכבים. "שביל החלב" בולט מאוד בשמי הלילה, אך תושבי הערים אונם יכולים לראותו, מפני שאורו נבלע באורות העיר. כאשר מסתכלים לכיוון שאינו מקביל למישור של המערכת, רואים פחות כוכבים. ל"שביל החלב" קוטר של כ- 100,000 שנות אור, והשמש ממוקדת במרחק של 30,000 שנות אור בקירוב ממרכזו.

במרכזה של גלקסיית "שביל החלב", כמו בגלקסיות נוספות מסוגה, קיים מצבור מרוכז של כוכבים. כוכבים אלה יוצרים מעין תפיחה, שקוטרה 20,000 שנות אור ועוביה כ- 3,000 שנות אור. הכוכבים הממוקמים בתפיחה הינם בדרך-כלל כוכבים זקנים, שנוצרו בתקופה מוקדמת יותר מכוכבים אחרים בגלקסיה. בזרועות הלולייניות של הגלקסיה קיימים כוכבים מכל הגילים, לרבות כוכבים שנמצאים בתהליכי היווצרות.

מרכזו של "שביל החלב" מוסתר מעינינו על-ידי החומר הבין-כוכבי המצוי במישור הגלקסיה, אולם חומר זה עביר לתכונה בעלת אורך גל גדול. הודות לכך, רוב הידע הקיים כיום על אודות מרכז הגלקסיה מקורו באסטרונומיית רדיו ובאסטרונומיה של האינפרה-אדום. כדור-הארץ שוכן בחלק הגלקסיה שהכוכבים מפוזרים בו באופן אחיד פחות או יותר. אפילו בטווח של כעשר שנות אור סביבנו אין כוכבים רבים. לעומת זאת, במקומות אחרים בגלקסיה קיימות קבוצות כוכבים צפופות, היוצרות צבירי כוכבים. בצפייה בשמים ניתן לזהות צבירי כוכבים. הם מופיעים כאיזורים שצפיפות הכוכבים ליחידת שטח גבוהה בהם יותר. הצבירים הם תופעה תצפיתית אמיתית והם מצביעים על איזורים בחלל שצפיפות הכוכבים גבוהים בהם יותר מאשר באיזורים סמוכים.



 

צבירי גלקסיות


חקר הגלקסיות שבמרחב מראה שרובן נוטות להתלכד לקבוצות, המכונות צבירי גלקסיות. צבירי גלקסיות קטנים עשויים להכיל חמש עד עשר גלקסיות, וצבירי הגלקסיות הדולים ביותר מכילים אלפי גלקסיות.

הגלקסיה שלנו, גלקסיית "שביל החלב" נמצאת כף היא בצביר גלקסיות. צביר זה מכונה הקבוצה המקומית, ובו כשלושים גלקסיות. כפי שניתן לראות, זהו צביר קטן, המכיל את הגלקסיות "שביל החלב". הגלקסיה שבאנדרומדה (31M), הגלקסיה טריאנגולוס (משולש), את שני ענני מגלן ועוד שני ענני מגלן ועוד שני תריסרים מערכות כוכבים קטנות יותר, המכונות גלקסיות ננסיות. מספר הגלקסיות ב"חבורה המקומית" אינו ידוע בוודאות ומדי כמה שנים מתגלים חברים נוספים. היה קשה לגלות כמה מהם, מכיוון שהם נמצאים קרוב למישור הגלקסיה ועל-כן מוסתרים על-ידי מרכז הגלקסיה. חישובי מדענים מלמדים שקוטרה של החבורה המקומית הוא כארבעה מיליון שנות-אור. לפי הערכה, מרחקה של הגלקסיה שבאנדרומדה מכדור-הארץ הוא 2.2 מיליון שנות אור, ואילו ענני מגלן מרוחקים מאיתנו כ- 150,000 שנות אור. כפי שראינו, גופים בשמים נוטים להסתדר בקבוצות ובקבוצות-על. כוכבים בודדים נוטים לעיתים להסתפח לתוך צבירי כוכבים המהווים הם עצמם חלק מן הגלקסיה כולה. הגלקסיות עצמן מסודרות בצבירי גלקסיות, וקיימים אף על-צבירי, הכוללים בתוכם מספר צבירי גלקסיות.



* המושג גלקסיה מתייחס למערכת כוכבים, ואילו הכינוי "שביל החלב" מתייחס לפן הנראה של הגלקסיה שלנו בשמי הלילה.



אל האסופה מסע במרחבי כדור הארץ : פרקים נבחרים בגאוגרפיה פיזית3

ביבליוגרפיה:
כותר: מבנים וארגונים ביקום
שם  החוברת: בעקבות השמש : על מהפכות מדעיות (למורה)
מחברת: דגני-רז, אירית (ד"ר)
תאריך: 1998
הוצאה לאור: ישראל. משרד החינוך. האגף לתכנון ופיתוח תוכניות לימודים; רמות
הערות: 1. שייך לתכנית מב"ט (מדע בחברה טכנולוגית). ראשי הפרוייקט: פרופ' דוד חן, ד"ר רות נוביק. מפמ"ר מדעי הטבע: ד"ר חנה ויניק.
2. ניהול מדעי: ד"ר רות נוביק.
3. ייעוץ מדעי: פרופ' זאב בכלר, ד"ר יצחק גולדמן.
4. עריכה לשונית: חלק ראשון: חיה וטנשטיין-מאייר, חלק שני: אילנה ארבל.
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית