حمیده احمدیان راد
كهكشان سيستمي از ستارگان، گرد و غبار و گاز است كه به وسيله نيروهاي جاذبه اي, با يكديگر نگه داشته مي شوند. انواع كهكشان ها عبارتند از: كهكشان هاي مارپيچي (با بازو)، بيضي شكل (بدون بازو) و بي قاعده (بدون تقارن گردشي).
| کهکشان مارپیچی به شکل فرفره است. با بازوهایی مارپیچی که از یک برآمدگی مرکزی به خارج پیچ زده اند. کهکشانی که در عکس می بینید, به نام M100 شناخته می شود و خیلی شبیه به کهکشان راه شیری ماست. کهکشان راه شیری مجموعه ای از ستارگان, گرد و غبار و گاز در اطراف مرکزش دارد. (عکس از ناسا)
| كهكشان ها طيف ادامه داري از انرژي از خود ساطع مي كنند كه شامل بعضي امواج راديويي، اشعه ايكس، اشعه مادون قرمز و اشعه ماوراي بنفش است. زمين ، خورشید و بقيه منظومه شمسی ما يك بخش بسيار كوچك از كهكشان راه شيري هستند. كهكشان راه شيري كهكشاني مارپيچي ست.
كهكشان راه شيري فقط جز ئي از يك گروه كهكشاني به نام "گروه محلي" ست. در داخل گروه محلي، كهكشان راه شيري با سرعت حدود 300 كيلومتر درثانيه حركت مي كند (به سمت صورت فلكي ويرگو ). | |
| كهكشاني كه نزديك ترين كهكشان به كهكشان ماست، ممكن است كهكشان كوتوله ساگيتاريوس (Sagittarius) باشد كه حدود 80000 سال نوري از ما فاصله دارد. "ابر ماژلاني بزرگ" كهكشان نزديك ديگري به كهكشان ماست. | ||
دانشمندان تخمين مي زنند كه بيش از 100 ميليارد كهكشان در ميان جهان قابل مشاهده ما پخش شده اند. ستاره شناسان از ميليون ها كهكشان از ميان تلسكوپ عكس برداري كرده اند.
دورترين كهكشاني كه تا كنون عكس برداري شده فاصله اي معادل ده ميليارد تا 13 ميليارد سال نوري از كهكشان ما دارد. يك سال نوري فاصله اي ست كه نور در خلأ در يك سال طي مي كند (حدود 88/5 تريليون مايل يا 46/9 تريليون كيلومتر).
قطر كهكشان ها از چند هزار تا نيم ميليون سال نوري متغير است. كهكشان هاي كوچك كمتر از يك ميليارد ستاره دارند. كهكشان هاي بزرگ بيش از يك تريليون ستاره دارند. كهكشان راه شيري قطري حدود 100000 سال نوري دارد. در كهكشان راه شيري حدود 100 ميليارد ستاره وجود دارد. منظومه شمسي ما حدود 25000 سال نوري از مركز كهكشان راه شيري فاصله دارد.
تنها سه كهكشان در خارج راه شيري با چشم غير مسلح قابل مشاهده هستند. مردم در نيمكره شمالي مي توانند كهكشان آندرومدا (Andromeda) را كه حدود دو ميليون سال نوري با ما فاصله دارد، ببينند. مردم در نيمكره جنوبي مي توانند ابر ماژلاني بزرگ را ببينند كه حدود 160000 سال نوري از زمين فاصله دارد و ابر ماژلاني كوچك كه حدود 180000 سال نوري از زمين فاصله دارد نيز قابل مشاهده است.
گروه هاي كهكشان ها
كهكشان ها به شكل نابرابري در فضا توزيع شده اند. به طور كه بعضي از كهكشان ها همسايه نزديكي ندارند. كهكشان هايي هستند كه با هم جفتند وبه اين ترتيب با كهكشان ديگري با هم مي گردند. اما بيشتر كهكشان ها در گروه هايي به نام كلاستر (Cluster) پيدا مي شوند. يك كلاستر ممكن است شامل چند تا چندين هزار كهكشان باشد. كلاسترها ممكن است قطري به بزرگي ده ميليون سال نوري داشته باشند.
كلاسترهاي كهكشان ها در ساختارهای بزرگ تري به نام "اسپركلاسترها" گروه بندي شده اند. در مقياس هاي حتي بزرگ تر، كهكشان ها در شبكه هاي بسيار عظيم الجثه مرتب شده اند. شبكه ها شامل ريسمان ها يا سيم پيچ مانندهايي از كهكشان ها هستند كه در درون به هم متصلند و با مناطق نسبتاً خالي احاطه شده اند. يكي از بزرگ ترين ساختمان هايي كه تاكنون نقشه برداري شده، شبكه اي از كهكشان هاست كه به عنوان ديوار بزرگ شناخته مي شود. اين ساختمان ها بيش از 500 ميليون سال نوري درازا و 200 ميليون سال نوري پهنا دارد.
شكل كهكشان ها
| کلاستر کروی جمعیتی از گروه های محکم به هم بسته شده از ستارگان هستند که به وسیله جاذبه با هم نگه داشته می شوند. این کلاستر کروی یکی از متراکم ترین کلاسترهای شناخته شده در کهکشان راه شیری ست | ستاره شناسان بيشتر كهكشان ها را از روي شكلشان طبقه بندي مي كنند. چون كهكشان ها يا مارپيچي يا بيضي شكل هستند. كهكشان مارپيچي مثل يك ديسك با يك برآمدگي در مركزش است. اين ديسك مشابه يك فرفره است. بازوان مارپيچي روشن دارد كه از برآمدگي مركزي به صورت پيچ پيچي به اطراف ادامه دارد. همه كهكشان هاي مارپيچي مي گردند, ولي به آهستگي. براي مثال كهكشان راه شيري هر 250 ميليون سال يك بار يك دور گردش را كامل مي كند. | |
|
ستارگان جديد از گاز و گرد و غبار داخل كهكشان هاي مارپيچي شكل مي گيرند. گروه هاي كوچك تر ستارگان به نام كلاسترهاي كروي اغلب كهكشان هاي مارپيچي را احاطه مي كنند. يك كلاستر كروي حدود يك ميليون ستاره دارد.
| ||
كهكشان هاي بيضي شكل، شكلشان از كره هاي كامل تا گويچه هاي صاف متغیر است. نوري كه از كهكشان بيضي شكل خارج مي شود, در مركز بيشتر است و به تدريج در مناطق خارجي تر کهکشان ضعيف تر مي شود. ستارگان در داخل كهكشان ها به نظرمي رسد كه در مدارهاي تصادفي و بدون برنامه حركت مي كنند. كهكشان هاي بيضي شكل نسبت به كهكشان هاي مارپيچي گرد و غبار و گاز كمتري دارند و به نظرمي رسد تعداد كمي از ستارگان جديد در آنها شكل مي گيرند.
كهكشان هاي نوع سوم كهكشان هاي بي قاعده هستند که شكل ساده ای ندارند. بعضي از آنها بيشتر شامل ستارگان آبي و ابرهاي پفي گازي هستند اما گرد و غبار كمي دارند. "ابرهاي ماژلاني" در كهكشان هاي بي قاعده, از اين نوع هستند. بعضي ديگر از كهكشان هاي بي قاعده بيشتر از ستارگان روشن جوان و گاز و گرد و غبار تشكيل شده اند.
| كهكشان ها هماهنگ و وابسته به همديگر حركت مي كنند. گاهي به طور اتفاقي دو كهكشان به قدري به هم نزديك مي شوند كه نيروي جاذبه هريك شكل ديگري را تغيير مي دهد. كهكشان ها حتي ممكن است با هم تصادف كنند. اگر كهكشان هايي كه به سرعت در حال حركتند با هم تصادف كنند، ممكن است به طور مستقيم از ميان هم عبور كنند يا يك كمي برهم اثر بگذارند يا اصلاً اثر نگذارند. | در یک کهکشان بی قاعده مثل ,SextanA شکل ساده ای مثل مارپیچ یا کهکشان بیضی شکل دیده نمی شود
| |
| به هر صورت حتي كهكشان هايي كه كند حركت مي كنند هم با هم تصادف مي كنند. آنها مي توانند به داخل يك كهكشان تنها بروند و با آن يكي شوند و به كهكشاني تبديل شوند كه بزرگ تر از كهكشان هاي اوليه است. چنين يكي شدن هايي مي تواند كلاف هاي مارپيچي از ستارگان به وجود آورد كه ممكن است بيش از 100000 سال نوري به داخل فضا گسترش پيدا كند.
| ||
| ESO510-13:تصویری که در سال 2001 با تلسکوپ فضایی هابل گرفته شده کهکشان ESO510-13 را نشان می دهد که شکل بی قاعده ای دارد. دانشمندان عقیده دارند این کهکشان به این خاطر به هم تابیده شده که اثر جاذبه موقعی اتفاق افتاده که یک کهکشان کوچک تر را جذب کرده | خروجي از كهكشان ها
همه كهكشان ها انرژي را به صورت طول موج هاي نور قابل مشاهده و ديگر انواع تابش هاي الكترومغناطيسي بيرون مي دهند. تابش الكترومغناطيس شامل امواج راديويي، اشعه مادون قرمز، نور قابل مشاهده، اشعه ماورای بنفش، اشعه ايكس و اشعه گاما مي شود. | |
| همه اين شكل هاي تابش با هم طيف الكترومغناطيس را تشكيل مي دهند. انرژي اي كه به وسيله كهكشان ها بيرون داده مي شود, از منابع مختلفي تأمين مي شود. بيشتر این انرژی در امتداد گرماي ستارگان و ابرهاي گرد و غبار و گاز به نام نبولا ست.
| ||
| وقوع حوادث شديد هم مقدار زيادي انرژي توليد مي كند. مثل: 1-انفجارهاي نوا كه در آن يكي از دو عضو يك سيستم ستاره اي دوگانه, گرد و غبار و گاز را به فضا پرتاب مي كند. 2-انفجارهاي سوپرنوا كه بسيار شديدتر است. در این انفجار ستاره اي در خود واژگون مي شود سپس بيشتر موادش به بيرون ريخته مي شود. تراكم اشعه تابشي خارج شده از يك ستاره به دماي سطح ستاره بستگي دارد. براي مثال خورشيد كه دماي سطحش حدود 5500 درجه سانتی گراد است بيشتر تابشش را از بخش قابل مشاهده طيف الكترومغناطيس انجام مي دهد. تابش از اين نوع كه تراكمش به دما بستگي دارد, مربوط به خورشيد و ستارگان طبیعی دیگر است و تابش گرمايي ناميده مي شود. | دورترین کهکشان ها هم چنان نوری دارند که تلسکوپ فضایی هابل می تواند از آنها عکسبرداری کند. چرخنده های درخشان تر کهکشان هایی هستند که به زمین نزدیک ترند و شیئی که نارنجی روشن است ستاره ای در کهکشان ماست | |
درصد كوچكي از كهكشان ها به نام كهكشان هاي فعال مقدار وحشتناكي انرژي بيرون مي دهند. اين انرژي از حوادث شديدي كه در اشياء واقع در مركزشان رخ مي دهد، ناشي مي شود. توزيع طول موج هاي خروجي از آنها شبيه به ستارگان طبيعي نيست و بنابراين خروجي انرژیشان به عنوان تابش غير حرارتي شناخته مي شوند. | ||
قدرتمندترين اين اشياء كواسارها quasars هستند كه مقدار عظيمي انرژي شامل اشعه گاما، اشعه ايكس، اشعه ماوراي بنفش، اشعه مادون قرمز و امواج راديويي خارج مي كنند. بعضي از كواسارها 1000 برابر كل انرژي اي كه از كهكشان راه شيري خارج مي شود را بيرون مي فرستند.
كهكشان سيفرت Seyfert يك كهكشان مارپيچي ست كه مقدار زيادي اشعه مادون قرمز خارج مي كند و به همراه آن یا امواج راديويي یا اشعه ايكس و يا هم امواج راديويي و هم اشعه ايكس را بيرون مي فرستد.
بعضي از كهكشان هاي فعال فوران ها و ذرات شارژ شده الكتريكي و با انرژي بالا شامل پروتون هاي با شارژ مثبت و پوسيترون ها و الكترون هاي با شارژ منفي بيرون مي فرستند. الكترون ها و پروتون ها شکل هایی از ماده معمولي هستند. اما پوسيترون ها ذرات ضد ماده مخالف الكترون ها هستند. آنها همان جرم (مقدار ماده) الكترون ها را دارند. اما شارژ مخالف الکترون ها را حمل مي كنند.
به نظر مي رسد علت فعاليت متراكم در كهكشان هاي فعال به خاطر سياهچاله هاي غول پيكر در مركز اين كهكشان ها باشد. سياهچاله مي تواند يك ميليارد برابر جرم خورشيد را در خود داشته باشد. چون سياهچاله بسيار پرجرم و متراكم است نيروي جاذبه آن به قدر كافي قوي ست كه ستارگان نزديك را از هم متلاشی کند. در نتيجه گاز و گرد و غبار ناشي از نابودي اين ستارگان به طرف سياهچاله مي رود و وزنشان به ديسك موادي كه دور سياهچاله مي گردند، اضافه مي شود. در همان زمان ماده از لبه داخلي تر ديسك به داخل سياهچاله سقوط مي كند. هنگامي كه ماده سقوط مي كند انرژي از دست مي دهد. بنابراين تابش و فوران و جوششي توليد مي كند كه از كهكشان به خارج پرتاب مي شود.
كهكشان راه شيري يك كهكشان فعال نيست. اما منبع قوي اي از تابش به نام سيگاتاريوس A در مركزش دارد. علت اين تابش ممكن است يك سياهچاله باشد. يك سياهچاله كه يك ميليون برابر جرم خورشيد را در خود دارد.
منشأ كهكشان ها
دانشمندان دو نوع نظريه اصلي درباره منشأ كهكشان ها ارائه داده اند. نقطه شروع هردو نظريه بيگ بنگ است. بيگ بنگ انفجاري جهاني ست كه ده ميليارد تا 20 ميليارد سال قبل شروع شد. مدت كوتاهي بعد از بيگ بنگ جرم هاي گازي شروع به جمع كردن يكديگر يا واژگوني به داخل كردند. سپس جاذبه به آهستگي اين جرم ها را به داخل كهكشان ها فشرده كرد.
اما دو نوع نظريه متفاوت درباره این که كهكشان ها چگونه تكامل پيدا كرده اند وجود دارد. يك نظريه مي گويد كه ابتدا اشياء كوچك تر مثل كلاسترهاي كروي تشكيل شدند. اين اشياء سپس يكي شدند تا كهكشان ها را تشكيل دهند. نظريه ديگر برعكس اين را مي گويد. يعني ابتدا اشياء بزرگ تر مثل كهكشان ها و كلاسترها تشكيل شدند سپس گروه هاي كوچك تر ستارگان در داخل آنها شكل گرفتند. اما همه نظريه هاي بيگ بنگ در اين نكته اشتراك دارند كه هيچ كهكشان جديدي از زمان هاي اوليه به بعد تشكيل نشده يا اگر هم تشكيل شده خيلي كم بوده.
| تغییر رنگ به قرمز باعث جابجایی خطوط در طیف (نوار رنگ ها) که به وسیله کهکشانی که از زمین دور می شود به بیرون فرستاده می شود, می گردد. چنان که می بینیم در انتهای دیاگرام خطوط به جانب قرمز می روند | بيشتر مشاهدات ستاره شناسي از نظريه هاي بيگ بنگ حمايت مي كند. مطابق با اين نظريه ها جهان هنوز در حال گسترش است. دو نوع از مشاهدات به طور قوي از ايده يك جهان در حال گسترش حمايت مي كند. | |
اين مشاهدات به اين اشاره دارد كه همه كهكشان ها از يكديگر دور مي شوند و اين كه دورترين كهكشان ها با بيشترين فاصله از كهكشان راه شيري, با سرعت خيلي بيشتري حركت مي كنند و از كهكشان های دیگر دور مي شوند. | ||
ارتباط بين سرعت و مسافت به وسيله ستاره شناس آمريكايي ادوين پي هابل در سال 1929 ارائه شد و به نام خود وي نامگذاري شد.
دانشمندان فاصله بين كهكشان ها را با اندازه گيري روشنايي همه كهكشان ها يا نوع مشخصي از اشياء داخل آنها تخمين مي زنند. اين اشياء شامل ستارگان متفاوت مثل سوپرنواها هستند.
تكامل كهكشان هاي مارپيچي
ستاره شناسان هنوز به روشني نمي فهمند كهكشان هاي مارپيچي چگونه تكامل پيدا كردند و چگونه هنوز وجود دارند. اين راز موقعي ابعادش بيشتر مي شود كه بدانيم كهكشان مارپيچي چگونه مي گردد. كهكشان مثل كرم روي سطح فنجان پر از مايع مي چرخد. بخش داخلي تر كهكشان مثل يك چرخ كوزه گري مي چرخد و بازوها در پشتش مثل دم آن هستند. تصور كنيد كه يك بازوي مارپيچي در طول حدود 250 ميليون سال حول مركز كهكشانش -مثل كهكشان راه شيري- مي گردد. بعد از چند گردش شايد بعد از دو ميليارد سال بازوها به شکل ممتد جرمي به نام ستارگان توليد مي كنند. اما تقريباً سن همه كهكشان هاي مارپيچي خيلي بيشتر از دو ميليارد سال است.
جوابی كه براي اين راز پيدا شده, بر تفاوت در نيروي جاذبه اي در سراسر كهكشان تکیه دارد. عاملی كه ستاره ها، گرد و غبار و گاز را هل مي دهد و باز به سوي خودش مي كشد. اين فعاليت امواج فشرده اي توليد مي كند. يك مثال مشابه از امواج فشرده, امواج صوتي معمولي ست. هنگامي كه كهكشان مي گردد، به نظر مي رسد كه امواج در يك مسير مارپيچي سفر مي كنند و به سمت بازوهاي مارپيچي متراكم از گرد و غبار و گاز هدایت مي شوند. ستارگان سپس در بازوها تشكيل مي شوند.
| < قبلی | بعدی > |
|---|
