هر آنچه باید درباره كهكشان ها بدانیم
کهکشان ها نگین های انگشتری کیهان
چند نوع کهکشان در کیهان وجود دارد؟ کهکشان میزبان ما یعنی کهکشان ˮراه شیریˮ از کدام نوع از کهکشان ها است؟ در این گزارش به این سوالات پاسخ می دهیم و گشتی در دنیای کهکشان ها می زنیم.
به گزارش با فناوری به نقل از ایسنا، در ابتدا به تعریف واژه کهکشان می پردازیم. یک کهکشان به گروهی از اجرام نجومی گفته می شود که با نیروی گرانش در کنار هم قرار گرفته اند.
سیاره ها و قمرهای آنها، دنباله دارها و سیارک ها، ستارگان و بقایای ستاره ها مانند ستاره های نوترونی یا کوتوله های سفید، گازهای میان ستاره ای بین آنها، غبار کیهانی و پرتوهای کیهانی، ماده تاریک و غیره را در نظر بگیرید. همه این موارد توسط نیروی گرانش که آنها را به سمت یکدیگر جذب می کند تا یک سامانه واحد تشکیل دهند، در کنار هم قرار دارند که به این سامانه، "کهکشان" می گویند.
جهان مملو از کهکشان است. دانشمندان به لطف داده های جمع آوری شده توسط تلسکوپ ها و کاوشگرهای فضایی میان سیاره ای، مانند تلسکوپ فضایی "هابل" متعلق به ناسا و فضاپیمای "نیوهورایزن" ناسا، تعداد متفاوتی از کهکشان ها را تخمین زده اند. آخرین تخمین دانشمندان در سال ۲۰۲۰ رقم خورده است که در آن محاسبه کردند که حدود دو تریلیون کهکشان در جهان قابل مشاهده وجود دارد.
همانطور که می توانید تصور کنید، همه این کهکشان ها خصوصیت های یکسانی ندارند و اساسا یکسان به نظر نمی رسند. اخترشناسان چندین نوع کهکشان را بر مبنای ظاهر بصری آنها در یک سامانه شناسایی کرده اند. این سامانه ی طبقه بندی مورفولوژیکی کهکشان ها که به "توالی هابل" یا "چنگال تنظیم هابل" مشهور است، توسط "ادوین هابل" ستاره شناس آمریکایی در سال ۱۹۲۶ اختراع شد و بخش مهمی از مطالعه تکامل کهکشان ها است.
این سامانه، کهکشان ها را بر مبنای شکل آنها به چند دسته تقسیم می کند که تقریباً به کهکشان های بیضوی و کهکشان های مارپیچی تقسیم می شود. "هابل" به کهکشان های بیضوی اعداد از صفر تا ۷ داد که طبق آن، کهکشان های E۰ شکلی حدودا گرد و کهکشان های E۷ شکلی بسیار کشیده و بیضوی دارند.
به کهکشان های مارپیچی حروفی از "a" تا "c" داده شد که در آن کهکشان های "Sa" محکم تر و متراکم تر هستند و کهکشان های "Sc" با پیچشی کمتر و کم تراکم تر ظاهر می شوند.
کهکشان های مارپیچی بیشتر به مارپیچی های معمولی و مارپیچی های میله ای که دارای علامت B هستند، با مارپیچی های میله ای حاوی نواری از ستاره ها که از برآمدگی مرکزی آن عبور می کنند، تقسیم شده اند.
کهکشان های عدسی شکل که S۰ نامیده می شوند، حالت انتقالی بین کهکشان های بیضوی و کهکشان های مارپیچی را نشان می دهند.
"هابل" همینطور دریافت که بعضی از کهکشان ها در این سامانه طبقه بندی نمی گنجند. آنها اشکال عجیب و غریبی داشتند، مثلاً بسیار کوچک یا بسیار بزرگ بودند و تفاوت های ظاهری قابل توجهی با کهکشان های رایج داشتند. وی این کهکشان ها را "کهکشان های نامنظم" نامید.
سیستم نام گذاری و طبقه بندی هابل بعدها توسط "جرارد دو واکولورز"(Gérard de Vaucouleurs) گسترش یافت. وی استدلال کرد که اشکال حلقه ای و عدسی شکل کهکشان ها هم اجزای ساختاری مهمی در کهکشان های مارپیچی هستند.
سامانه طبقه بندی "جرارد دو واکولورز" تقسیم بندی پایه کهکشان ها توسط "هابل" را حفظ می نماید، اما سامانه طبقه بندی پیچیده تری را برای کهکشان های مارپیچی بر مبنای وجود انواع میله ها، حلقه ها و بازوهای مارپیچی در آنها معرفی می کند.
کهکشان بیضوی
کهکشان های بیضوی فراوان ترین کهکشان ها هستند. آنها شکل کروی یا بیضوی دارند و خیلی فعال نیستند، چونکه گاز و غبار کیهانی زیادی برای تشکیل ستاره های جدید ندارند. در نتیجه، کهکشان های بیضوی به طور عمده از ستاره های قدیمی با جرم کم ساخته شده اند و به روشنی و درخشش دیگر انواع کهکشان ها نیستند.
کهکشان های بیضوی گاز و غبار کمتری نسبت به کهکشان های مارپیچی دارند که به این مفهوم است که ستاره های کمتری در آنها متولد می شوند و ستاره های موجود در آنها پیرتر هستند و نور قرمز بیشتری از خود ساطع می کنند.
اما آنها در مرکز خود، یعنی جایی که چگالی ستاره ها در آن بیشتر است و به احتمال زیاد سیاه چاله ای بسیار پرجرم در آنجا وجود دارد، درخشان تر هستند. احتمالاً این سیاه چاله نیروی گرانشی لازم برای کهکشان های بیضوی را برای کنار هم نگه داشتن کل کهکشان تأمین می کند.
کهکشان های بیضوی تقریباً یک سوم کل کهکشان های شناخته شده و بین ۱۰ تا ۲۷ درصد کهکشان های "ابرخوشه سنبله" را می سازند که یک تجمع جرمی از کهکشان ها شامل خوشه دوشیزه و خوشه کهکشانی محلی(گروه محلی) است که کهکشان راه شیری و کهکشان آندرومدا که یکی از نزدیکترین کهکشان های همسایه ماست هم در آن واقع است.
برای کهکشان های بیضوی بر مبنای اندازه آنها، دو نوع فرعی وجود دارد:
کهکشان های بیضوی غول پیکر می توانند تا یک تریلیون ستاره را در خود جای دهند و دو میلیون سال نوری وسعت داشته باشند، به این مفهوم که برای عبور از آنها باید یک میلیون سال را با سرعت نور طی کنید. ستاره شناسان اعتقاد دارند که کهکشان های بیضوی غول پیکر از ادغام یا برخورد با دیگر کهکشان های بیضوی شکل می گیرند.
بر مبنای مطالعه ای که توسط "دانیل ویتمایر" اخترفیزیکدان انجام شد، کهکشان های بیضوی غول پیکر، زمانی فشرده تر بوده اند. در این مرحله، آنها امکان دارد دوزهای کشنده ای تشعشع را به سیارات جوان درون خود ساطع کرده باشند. ازاین رو "ویتمایر" این نظریه را مطرح می کند که کهکشان های بیضوی غول پیکر به احتمال فراوان دارای سیارات بالقوه قابل سکونت درون خود نیستند.
کهکشان های بیضوی کوتوله اما بسیار کوچک تر از کهکشان های بیضوی معمولی هستند. آنها به صورت کلی حاوی گاز بسیار کمی هستند و شواهد کمی از شکل گیری ستاره های جوان دارند. با این وجود، کهکشان های بیضوی کوتوله رایج تر از کهکشان های بیضوی غول پیکر هستند.
یکی از شناخته شده ترین کهکشان های بیضوی کوتوله، کهکشان بیضوی کوتوله کمان(Sagittarius) است که حدود ۱۰ هزار سال نوری وسعت دارد و یک کهکشان ماهواره ای است که در فاصله ۵۰ هزار سال نوری از مرکز کهکشان راه شیری در فاصله حدود ۷۰ هزار سال نوری از زمین می چرخد.
کهکشان مارپیچی
تصور می شود که کهکشان های مارپیچی تکرار شونده ترین کهکشان ها در جهان ما هستند و تخمین زده می شود که حدود ۶۰ درصد از تمامی کهکشان ها، کهکشان های مارپیچی هستند.
همانطور که از نام آنها مشخص است، این کهکشان ها، مارپیچی شکل هستند. آنها از یک صفحه چرخان تخت از ستارگان، غبار کیهانی و گاز میان ستاره ای تشکیل شده اند که به دور یک برآمدگی مرکزی تشکیل شده از ستاره های قدیمی تر و کم نورتر می چرخد. اعتقاد بر این است که این برآمدگی حاوی یک ابرسیاه چاله است.
قرص ستارگانی که به دور آن برآمدگی می چرخند به شکل بازوهایی که دور کهکشان می چرخند، جدا می شوند. این بازوهای مارپیچی حاوی انبوهی از گاز و غبار و ستارگان جوان تر هستند که پیش از مرگِ اغلب سریع شان به خوبی می درخشند.
این برآمدگی توسط هاله ای کهکشانی ساخته شده از ستاره های قدیمی تر و کم نورتر احاطه شده است که از راه چندین خوشه کروی(گروه های کروی از ستارگان) پخش شده اند.
هنوز به صورت کامل درک نشده است که چه فرآیندی این بازوهای مارپیچی را ایجاد و حفظ می نماید. این کهکشان ها به شکل متفاوتی می چرخند و همه چیز با سرعت یکسانی به دور آن می چرخد، ازاین رو زمان لازم برای تکمیل یک چرخش کامل، هرچه از مرکز کهکشان فاصله بگیرید، افزایش می یابد. این چرخش دیفرانسیلی همینطور سبب می شود که هرگونه اختلال در دیسک به شکل مارپیچی تبدیل گردد. اگر این تنها فرآیندی بود که در ایجاد مارپیچ دخیل بود، احتمالاً کهکشان هایی با تعداد زیادی بازوهای مارپیچی محکم پیچیده شده می دیدیم، اما اغلب کهکشان های مارپیچی بین دو تا چهار بازوی اصلی دارند.
محققان اعتقاد دارند که شکل مارپیچی این کهکشان ها هم تحت تاثیر امواج چگالی قرار می گیرد که از راه دیسک حرکت می کند و سبب می شود ستاره ها و گازها در تاج آن انباشته شوند.
کهکشان ما یعنی کهکشان راه شیری دارای چهار بازوی مارپیچی است که دو بازوی اصلی آن به نامهای "سپر-قنطورس"(Scutum-Centaurus) و "برساووش"(Perseus) و دو بازوی کوچک و فرعی به نامهای "گونیا"(Norma) و "کمان"(Sagittarius) هستند.
راه شیری همینطور دارای تعدادی شاخه است که از قطعات بازوهای اصلی ساخته شده است. خورشید در یکی از این شاخه های بازوی کمان به نام "Orion Spur" قرار دارد.
کهکشان مارپیچی میله ای
کهکشان های مارپیچی میله ای، نوعی از کهکشان های مارپیچی هستند که در مرکز آن ساختار میله مانندی از ستاره های درخشان و جوان وجود دارد. دو سوم تمام کهکشان مارپیچی از نوع مارپیچی میله ای و بقیه کهکشان مارپیچی بدون میله هستند.
بر مبنای مطالعه ای در سال ۲۰۰۸ توسط ناسا انجام شد، این میله ها زمانی شکل می گیرند که مدارهای ستاره ای در یک کهکشان مارپیچی بعد از یک فرایند بی ثباتی که معمولا با سن و تکامل کهکشان مرتبط می باشد، از مسیر خود منحرف می شوند.
ستاره های منجرف شده در مارپیچ ها آغاز به در پیش گرفتن مداری کشیده تر می کنند که مرکز کهکشان را امتداد می دهد. ازاین رو مانند یک میله ی کشیده به نظر می آید. این ساختار میله ای، جریان گاز میان ستاره ای را به سمت مرکز کهکشان مارپیچی هدایت می کند که به شکل گیری ستاره ها کمک می نماید.
تقریباً نیمی از کهکشان های مارپیچی شناخته شده دارای میله هستند. در واقع کهکشان راه شیری به شکل رسمی بعنوان یک کهکشان مارپیچی میله ای طبقه بندی می شود.
کهکشان عدسی
کهکشان های عدسی اغلب با کهکشان های بیضوی و مارپیچی مشترک هستند. این کهکشان ها در واقع دیسکی هستند، ولی به سبب زیاد بودن غبار میان ستاره ای، شکل عدسی به خود گرفته و البته زایش ستارگان در این دسته کهکشان ها زیاد است.
از این جهت به آنها لقب "عدسی" می دهند که دارای یک برآمدگی کهکشانی و یک قرص صاف در اطراف خود هستند. با این وجود، آنها بازوهای مارپیچی یا حداقل بازوهای مارپیچیِ کاملاً مشخصی ندارند. بنابراین، آنها به شکل مارپیچی به نظر نمی رسند.
شکل گیری کهکشان های عدسی به خوبی درک نشده است. یک نظریه این است که کهکشان های عدسی قبلاً کهکشان های مارپیچی بوده اند که پیر شده اند و بیشتر گاز و غبار کیهانی خویش را مصرف کرده اند. در واقع، کهکشان های عدسی شکل، تعداد مهمی از ستاره های جدید تولید نمی کنند، چونکه برای انجام این کار، ماده کافی ندارند و ماده آنها تمام شده است. در نتیجه، آنها به طور عمده از ستاره های قدیمی مانند کهکشان های بیضوی ساخته شده اند.
یکی دیگر از نظریه های برجسته در این مورد این است که کهکشان های عدسی زمانی تشکیل می شوند که دو کهکشان مارپیچی با هم برخورد کنند.
کهکشان نامنظم
کهکشان های نامنظم به این علت به این اسم نامیده می شوند که شکل منظم مشخصی ندارند و ازاین رو در هیچ یک از دسته های "ادوین هابل" قرار نمی گیرند.
آنها فاقد بازوهای مارپیچی و برآمدگی کهکشانی در هسته خود هستند و در مجموع، ظاهر بسیار آشفته ای دارند. بعضی از ستاره شناسان اعتقاد دارند که کهکشان های نامنظم در اصل کهکشان های بیضوی یا مارپیچی بوده اند که به سبب ادغام و یا برهم کنش با کهکشان های دیگر گرفتار تغییرات ساختاری شده اند.
این نظریه همان چیزی که در مورد "ابرهای ماژلانی" صدق می کند؛ دو کهکشان کوتوله نامنظم که به دور کهکشان راه شیری می چرخند و احتمالاً تحت تاثیر نیروی گرانشی آن قرار گرفته اند که آنها را به شکل نامنظم فعلی خود درآورده است.
به نظر می آید خیلی از کهکشان های نامنظم مسن تر از کهکشان های مارپیچی، اما جوان تر از کهکشان های بیضوی هستند که بعضی از ستاره شناسان را به این فرضیه می رساند که کهکشان های نامنظم امکان دارد در مرحله "میانی" یا "میانسالی" باشند.
کهکشان های نامنظم را میتوان بعنوان "نامنظم ۱" که دارای نوعی ساختار هستند، اما این ساختار به اندازه ای منظم نیست که بعنوان نوع دیگری از کهکشان ها طبقه بندی شوند و "نامنظم ۲" که اصلاً ساختار قابل تشخیصی ندارند، طبقه بندی کرد. البته کهکشان های "کوتوله نامنظم" هم وجود دارند.
کهکشان های نامنظم اغلب کوچک هستند و می توانند حاوی گاز و غبار کیهانی و همینطور ستاره های پیر و جوان باشند.
کهکشان عجیب
کهکشان های عجیب و غریب آنهایی هستند که در هیچ دسته دیگری از سامانه طبقه بندی هابل قرار نمی گیرند، چونکه از نظر شکل، اندازه یا ترکیب، غیرعادی هستند.
یک کهکشان عجیب و غریب، کهکشانی با اندازه، شکل یا ترکیب غیرعادی است و بین پنج تا ۱۰ درصد از کهکشان های شناخته شده در این دسته قرار می گیرند.
اعتقاد بر این است که آنها از برخورد دو یا چند کهکشان تشکیل شده اند که نیروهای گرانشی آنها دائماً با یکدیگر در تعامل هستند. بنابراین است که خیلی از کهکشان های عجیب را میتوان "کهکشان های تعاملی" نامید. همینطور بنابراین است که آنها دارای اشکال بسیار غیرعادی، سرعت بالای تشکیل ستارگان و بیشتر از یک هسته مرکزی فعال می باشند.
شاید بعضی از معروف ترین کهکشان های عجیب، کهکشان های "دوشاخک"(Antennae) باشند که در صورت فلکی کلاغ(Corvus) با یکدیگر تعامل دارند و انتظار می رود که در حدود ۴۰۰ میلیون سال آینده کاملاً با هم برخورد کنند و به یک کهکشان تبدیل شوند.
منبع: با فناوری
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب