کهکشان چیست؟؟

واژه شناسی کهکشان

کَه مخفف کاه است و به کهکشان، کاهکشان نیز میگویند. در شبهایی که آسمان صاف و کاملاً تاریک است، نواری ابرمانند از تعداد بسیار زیادی ستارههای کوچک نزدیک به هم در آسمان دیده میشود که در گذشته کهکشان نامیده میشد. دهخدا در لغتنامهٔ خود، علت این نامگذاری را چنین بیان میکند: «این را کهکشان از آن گویند که مشابه بدان است که کسی کاه را در رسن بسته بر زمین ریگ آلوده کشد و خطها از آن بر زمین پدید آیند.» امروزه این نوار نورانی را بیشتر با نام «راه شیری» یا «راه کاهکشان» میشناسیم و خود واژهٔ «کهکشان» برای اشاره به هر یک از گروههای بزرگ ستارگان که مانند جزیرههای دور از هم در عالم قرار گرفتهاند به کار میرود. کهکشانی که کرهٔ زمین به همراه سایر اجزای منظومه شمسی در آن قرار دارد را نیز کهکشان راه شیریمینامیم.
^{واژهٔ galaxy از اصطلاح یونانی galaktikos (به معنای شیری) یا kyklos galaxias (به معنای ناحیهٔ شیریرنگ) گرفته شدهاست. هر دو اصطلاح به همان نوار نورانی مزبور اشاره دارد. ریشهٔ این واژه به یک افسانهٔ کهن یونانی برمی گردد. بر اساس این افسانه، زئوس پسر خود هرکول را که بهوسیله یک بانوی فناپذیر زاده شده بود در میان سینههای همسرش هرا که خواب بود قرار داد تا او شیر خدایی را بنوشد و فناناپذیر شود. هنگامی که هرا بیدار شد، نوزاد ناشناسی را دید که در حال نوشیدن شیر است. هرا نوزاد را پس زد، در نتیجه فوارهای از شیر به آسمان پاشیده شد که آنچه راه شیری نامیده میشود را پدیدآورد.
در گذشته برخی اجرام آسمانی غیرستارهای (مانند M31)، به عنوان سحابیهای مارپیچی شناخته میشدند. بعداً معلوم شد که این اجرام در واقع تودههایی عظیم از ستارهها هستند. هنگامی که کمکم فاصلهٔ واقعی این اجرام مشخص شد، آنها را island universes (جهانهای جزیرهای) نامیدند. بعد از مدتی واژهٔ universe برای اشاره به همهٔ عالم به کار رفت و عبارت فوق کاربردش را از دست داد و اجرام مزبور galaxy نامیده شدند. امروزه در متون اخترشناسی، واژه Galaxy با حرف G بزرگ برای اشاره به کهکشان راه شیری و واژهٔ galaxy برای اشاره به کهکشان به صورت عام به کار میرود.}

گونه های کهکشان

کهکشان نامنظم

کهکشان نامنظم ابرهای ماژلانی

کهکشانهای ناهمگون یا بی قائده هیچ شکل یا ساختار سامانمندی ندارند، آنها دارای جرم بیشتری از کهکشانهای دیگر هستند و بیشتر ستارههای موجود در آنها دارای طول عمر کم و درخشان میباشند. با وجود اینکه بسیاری از کهکشانهای ناهمگون در بر گیرنده نواحی تابان گازی هستند که ستارهها در آنها ساخته میشوند، بیشتر گاز میان ستارهای کهکشانها بایستی فشرده شوند تا ستارههای تازهای بسازند. نزدیک به پنج درصد از هزار کهکشان درخشان را کهکشانهای ناهمگون تشکیل میدهند. این در حالی است که یک چهارم کهکشانهای شناخته شده نیز کهکشانهای ناهمگون هستند.

کهکشان مارپیچی

کهکشان مارپیچی

کهکشانهای مارپیچی دارای بازوهایی هستند که شکلی مارپیچی در پیرامون بر برآمدگی میانهای یا هسته، قرصی ایجاد میکنند که چرخش هسته با چرخش بازوهای آن همراه میشود. جوانترین ستارههای کهکشانهای مارپیچی در بازوهای کم توده یافت میشوند و ستارههای کهن بیش تر در هسته فشرده جای دارند. کهنترین ستارهها در هالههای کروی پراکنده جای دارند و پیرامون قرص کهکشانی را فرا گرفتهاند. این بازوها همچنین دارای غبار و گاز فراوانی هستند که منجر به ساخته شدن ستارههای تازه میشود.

کهکشان مارپیچیِ میلهای

کهکشان مارپیچی-میله ای

یک کهکشان مارپیچی میلهای دارای یک هسته برآمدگی میانهای کشیده شده و میلهای شکل است. همزمان با چرخش هسته اینطور به نظر میرسد که در هر سوی هسته یک بازو نیز میچرخد. برخی ستارهشناسان بر این باورند که کهکشان راه شیری نیز یک کهکشان مارپیچی میلهای است. شکل کهکشانهای مارپیچی و کهکشانهای مارپیچی میلهای از کهکشانهای با برآمدگیهای میانهای بزرگ با بازوهای نه چندان به هم پیوسته تا کهکشانهای با برآمدگیهای مرکزی کوچک و بازوهای آزاد متغیر است. اگر چه کهکشانهای مارپیچی و مارپیچی میلهای پیش از این به عنوان دو گونه کهکشان جدا دستهبندی میشدند، ولی امروزه ستارهشناسان آنها را همانند میدانند.

کهکشان بیضوی

کهشان بیضوی

کهکشانهای بیضوی از دید شکل، از شکل بیضیگون (شبیه توپ راگبی) تا شکل کروی متغیر هستند و اشکالی میان این دو نیز یافت میشوند. برعکس کهکشانهای دیگر که نوری آبی از ستارههای فروزان و کم عمر منعکس میکنند، کهکشانهای بیضوی زرد رنگ دیده میشوند. علت این امر ساخته شدن ستارهها در این کهکشانها میباشد که در نتیجه کمابیش همه نور آنها از ستارههای غول سرخ که دارای طول عمر زیادی هستند به دست میآید.

کهکشان راه شیری

کهکشان راه شیری

کهکشان راه شیری کهکشانی است که ما در آن زندگی میکنیم. این کهکشان به شکل نوار درخشانی که آسمان را دور میزند و با استوای سماوی ۶۳ درجه زاویه میسازد. در شبهای تاریک بدون ماه با چشم غیر مسلح دیده میشود.

این نوار که در حقیقت مقطع کهکشان از دید خورشید میباشد ناهمگون بوده و اندازه پهنای آن میان ۳ تا ۳۰ درجه متفاوت است. روشنایی و پهنای نوار کهکشان در سمت صورت فلکی قوس بیشتر میباشد و در شبهای تابستان بیشتر خودنمایی میکند دلیل این مسئله این است که میانه کهکشان راه شیری در این سمت جای دارد و زمانی که به صورت فلکی قوس نگاه میکنیم در واقع به قسمتهای درونی آن نگاه میکنیم که شمار ستارهها و سحابیهای آن بیشتر است. کهکشان راه شیری یک کهکشان مارپیچی با چند بازو میباشد. حتی با یک تلسکوپ کوچک میتوان میلیونها ستاره آن را دید که البته این ستارگان همه متعلق به بازوی جبار (یا بازوی محلی) هستند. ناهمگونیهایی که در کهکشان میبینیم ناشی از وجود ابرهای گازی و غباری تیره کننده (سحابی تاریک) هستند. کهکشان راه شیری به همراه دو کهکشان مارپیچی آندرومدا و کهکشان سه گوشو نزدیک به سی کهکشان کوتوله خوشه محلی کهکشانی را ساختهاند. کهکشانهای کوتوله بر گرد سه کهکشان بزرگ مجموعه در حال چرخش بوده ودر حقیقت اقمار این کهکشانها بهشمار میآیند. خورشید به همراه سامانه خود در فاصله حدود ۲۴۰۰۰ تا ۲۸۰۰۰ سال نوری از میانه کهکشان جای دارد و هر ۲۵۰ میلیون سال یک بار گرد مرکز آن میچرخد. با بررسی ۲۸ ستاره که در نزدیکی میانه کهکشان جای دارند آشکار شده کهسیاهچاله ای با جرم نزدیک به ۴ میلیون برابر جرم خورشید در آنجا جای دارد. با توجه به قانون سوم کپلر دربارهٔ دو جسمی که دور هم میچرخند که در آن بیان میشود جرم جسم بزرگتر (که در اینجا همان کهکشان راه شیری است) بر حسب جرم خورشید برابر است با حاصل تقسیم توان سوم اندازه مدار جسم کوچکتر (که در اینجا خورشید است) بر حسب واحد نجومی بر توان دوم دوره چرخشی آن بر حسب سال و با توجه به اینکه خورشید در فاصله حدود ۸۰۰۰ پارسکی از مرکز کهکشان قرار دارد و دوره چرخش آن به گرد مرکز کهکشان در حدود ۲۲۵ میلیون سال است، جرم کهکشان در حدود ۹۰ میلیارد برابر جرم خورشید بدست میآید. این شماره با متمرکز کردن جرم همه موادی از کهکشان که درون مدار خورشید جای دارند در مرکز کهکشان بدست آمدهاست. طبیعی است که مقداری از جرم کهکشان هم در بیرون از مدار خورشید قرار دارد. یعنی این شماره، جرم این مواد را نشان نمیدهد. برای اندازهگیری جرم همه کهکشان از اندازهگیری سرعت ستاره و گازهایی که در فواصل دوری از مرکز کهکشان قرار دارند بهره برده میشود. دانشمندان دریافتهاند که موثرترین راه اندازهگیری جرم کهکشان پژوهش در طول موجهای رادیویی است چرا که این امواج کمتر تحت تأثیر گازها و غبارهای درون کهکشانی هستند و با بررسی آنها میتوان به مشاهده مواد دورتری پرداخت. با این روش دانشمندان توانستهاند به نموداری از جرم موادی که در فواصل متفاوتی از مرکز کهکشان هستند دست پیدا کنند. این نمودار با نام نمودار چرخشی شناخته میشود. با کمک این نمودار آشکار شده که جرم کهکشان در بارهٔ ۱۵۰۰۰ پارسکی از میانه کهکشان نزدیک به ۲۰ میلیارد برابر جرم خورشید است. این گستره خوشههای کروی و بازوهای کهکشان را نیز در بر میگیرد. ممکن است گمان کنید برای اجرامی که فاصله آنها تا میانه کهکشان از این فاصله بیشتر باشد مطابق آنچه در سامانه خورشیدی رخ میدهد شتاب آنها رو به کاهش باشد. بر پایه اندازهگیریها مشخص شده که اینطور نیست، یعنی سرعت این اجرام از آنچه که پیش بینی میشده بیشتر است بنابراین باید جرم بزرگتری در فواصل دورتری از ۱۵۰۰۰ پارسکی مرکز خورشید وجود داشته باشد. اکنون این جرم به وجود یک هاله تاریک (Dark halo) نسبت داده شدهاست.

کهکشان راه شیری که ما در آسمان شب، آن را از کنار و به صورت یک نوار می بینیم

بیشترین جرم کهکشان ناشی از همین هالهٔ تاریک است که مشخص نیست از چه مادهای تشکیل شده است. واژهٔ تاریک به این معنا نیست که در محدودهٔ دیدگانی طیف مشاهده نمیشوند بلکه این مواد در همهٔ بازهٔ طیفی (از گاما تا رادیویی) قابل کشف نیستند. تنها به دلیل اثرات گرانشی آنها است که به وجود آنها پی بردهایم. این ماده تاریک نه از مولکولهای هیدروژن و نه از مواد ستارهای معمولی تشکیل شدهاست. سیاهچالههای با جرم ستارهای، اجرام ماکو(MACHO) که شامل کوتولههای قهوهای (ستارگانی که به دلیل جرم کم نتوانستهاند واکنشهای هستهای را شروع کنند)،کوتولههای سفید و کوتولههای سست و کم جرم سرخ میباشد از کاندیداهای مورد نظر میباشند. هم اکنون گزینه ذرات زیر اتمی نیز به فهرست مواد تشکیل دهنده ماده تاریک افزوده شدهاست. این ذرات باید دارای جرم بوده ولی برهم کنش بسیار ناچیزی با مواد معمولی داشته باشند. یک دسته از این مواد با نام ذرات جرم دار با برهمکنش سست شناخته میشوند. پیشینیان ما نیز هزاران سال پیش به وجود این نوار نقرهای رنگ در آسمان پی بردند. بسیاری از اقوام باستان بر این باور بودند که این نوار راهی است که در گذشتگان با گذر از آن به جهان دیگر مهاجرت میکنند. اقوامی دیگر باور داشتند که این نوار، پدیدهای خدایی است که شبها خود را محافظانه بر روی جامعه انسانی میگستراند. راه شیری یک مجموعه پهناور از بیش از ۲۰۰ میلیارد ستاره، سیاره، خوشه و گرد و غبار است. خورشید ما و سامانه خورشیدی نیز بخشی از این کهکشان اند. راه شیری یک کهکشان مارپیچی است، از دید هابل نوع آن اس-بی یا اس-سی و یکی از اعضا گروهی محلی، است که این گروه خود دربرگیرنده کهکشان راه شیری، ابرهای ماژلانی، آندرومدا و بسیاری دیگر از کهکشانهای کوچک است. رصدهای اخیر نشان میدهد که راه شیری، یک کهکشان مارپیچی برزگ با جرمی بیش از ۷۵۰ میلیارد برابر جرم سامانه خورشیدی (منظومه شمسی) و قطری نزدیک به ۱۰۰٬۰۰۰ سال نوری میباشد. ستارهشناسان استرالیایی یک بازوی کیهانی اضافی را در کهکشان راه شیری کشف کردند که مانند یک مرز گازی ضخیم به دور این کهکشان بزرگ کشیده شدهاست. این ستارهشناسان امیدوارند که این یافتهها در نگارگری یک تصویر بهتر از کهکشان راه شیری که سیاره زمین نیز در آن جای دارد سودمند باشد. این مرز گازی شکل که ۶۵۰۰ سال نوری پهنا دارد نشان داد که ساختار کهکشان راه شیری همانند دیگر کهکشانها است. این کهکشانها دارای بازوهای مارپیچی گازی هستند که فراسوی بازوهای مارپیچی ستارهای میانهای گسترده شدهاند. به باور ستارهشناسان کهکشان راه شیری دارای ۴ بازوی متشکل از هیدروژن، گردوغبار و ستاره هاست که بیرون از مرکز آن میچرخند. این مرز گازی که تازگیها کشف شده ۶۰۰۰۰ سال نوری از میانه کهکشان راه شیری فاصله دارد. گاز در پیرامون این کهکشان وجود دارد؛ اما یک ساختار گازی در آن نقطه وجود ندارد. این مرز گازی در دوردستترین جای کهکشان جای دارد و واپسین چیزی است که پیش از ناپدید شدن کهکشان دیده میشود. این پژوهشگران درحال پژوهش روی گاز هیدروژن در صفحه یا دیسک کهکشان راه شیری بودند که با این بازوی اضافی مواجه شدند. به باور پژوهشگران این بازوی به تازگی کشف شده با یکی از بازوهای میانهای ستارهای کهکشان در پیوند است.دموکریتوس فیلسوف یونانی (زندگی ۳۷۰ تا ۴۵۰ قبل از میلاد) بر این باور بود که نوار درخشان و نام آشنای راه شیری، که در آسمان شب نمایان است، احتمالاً از ستارگانی با فاصله بسیار فراوان ساخته شدهاست. ارسطو (زندگی ۳۲۲ تا ۳۸۴ قیل از میلاد) بر این باور بود که راه شیری به سبب احتراق و انفجار گازهای تصاعدی و آتشین گروه بیشماری از ستارگان غول آسا و نزدیک به یکدیگر ایجادشدهاست و همچنین این احتراق در بخش فراجو در ناحیهای از کیهان به همراه فعل و انفعالات سماوی رخ دادهاست. برای نخستین بار ابن هیثم ستارهشناس عرب (زندگی۹۶۵ تا ۱۰۳۷ میلادی) اختلاف منظر (دید گشت) راه شیری را اندازهگیری و مشاهده کرد.

کهکشان آندرومدا

کهکشان آندرومدا، نزدیک ترین همسایۀ ما

کهکشان آندرومدا-M۳۱ بزرگترین کهکشان در گروه کهکشانهای محلی است و در فهرست شارل مسیه M۳۱ نامگذاری شدهاست. این کهکشان در فاصله ۲٬۵۵۵٬۰۰۰ سال نوری جای دارد. گروه کهکشان محلی شاملM31,M32,M33,M۱۱۰ و کهکشان راه شیری است. این جرم آسمانی با چشم غیرمسلح دیده میشود. برای نخستین بار به دست عبدالرحمن الصوفی به نام ابر کوچک (Little Cloud) شناخته شده بود، در حالی که چارلز مسیه آن را در ۱۳ آگوست سال ۱۷۶۴ در کاتالوگش به ثبت رسانید. تا زمان زیادی گمان میشد که آندرومدا نزدیکترین کهکشان به ماست، حتی ویلیام هرشل هم این لغزش را کرد. جرم این کهکشان نزدیک به ۳۰۰–۴۰۰ میلیارد برابر جرم خورشید است. نظریهها در مورد آندرومدا زمانی تغییر کرد که ادوین هابل، ستارهشناس پُرآوازه، با تلسکوپ ۱۰۰ اینچی ساخته شده در سال ۱۹۱۷ نزدیک لس آنجلس توانست برای نخستین بار ستاره مشخصی را در بازوهای این کهکشان پیدا کند. این ستارهها مانند ستارههای فراوانی هستند که در کهکشان راه شیری میتوان پیدا کرد ولی آنها بسیار کم نور بودند. ادوین هابل همچنین سه ستارهٔ متغیر را پیدا کرد که یکی از آنها جزء متغیرهای قیفاووسی بود، متغیرهایی که تغییرات درخشندگی آنها قابل پیش بینی بود. این ستارگان و متغیرهای پیدا شده به دست ادوین هابل او را به این اندیشه واداشت که این کهکشان نمیتواند یک خوشهٔ ستارهای در کهکشان ما باشد، بلکه این یک کهکشان بسیار دور از ما است.

کهکشانهای فعال و غیرعادی

یک کهکشان فعالِ نزدیک به زمین

از همه کهکشانها میزان آشکاری بازتاب الکترومغناطیسی ساطع میشود. برخی کهکشانها، به گونهٔ غیرعادی، مقادیر فراوانی تابش دارند. این کهکشانها، کهکشانهای فعال نامیده میشوند. انرژی آنها از منبعی با جرم بسیار زیاد اما به هم فشرده که در میانه کهکشان فعال جای دارد تأمین میشود. انرژی بیش تر گونه اشعه ایکس، موج رادیویی و همچنین نور است و میزان انرژی آزاد شده به اندازهای زیاد است که نمیتوان تصور کرد ستارهها آنرا بوجود آورده باشند. ستارهشناسان بر این باورند که تنها جسمی که قادر است این مقدار انرژی را آزاد کند یک حفره سیاه فوقالعاده پرجرم است. بنابر این، علت اینکه برخی کهکشانها از جمله کهکشان خودمان انرژی کمابیش کمی آزاد میکنند این است که حفره سیاه میانهای کوچکی را در میان گرفتهاند.

کهکشانهای رادیویی

یک کهکشان رادیویی بسیار بزرگ

تمامی کهکشانها، موج رادیویی، نور قابل رویت و انواع تشعشع از خودشان تولید مینمایند. انرژی رادیویی یک کهکشان رادیویی خیلی متراکم تر از انرژی کهکشانهای معمولی است. این انرژی از دو قطعه خیلی بزرگ، یا ابرهای عظیمالجثه متشکل از ذرات در حال دور روشن از کهکشانها تشعشع مییابند. این ابرهای عظیم از فورانهای گازی که از مرکز کهکشان با سرعتی معادل یک پنجم سرعت نور خارج میشوند، در آسمان شکل میگیرند. به نظر میرسد که فوران این انرژی عظیم توسط یک حلقه پیوستگی صورت میگیرد که یک حفره سیاه خیلی متراکم را در بر میگیرد و در مرکز کهکشان واقع است. از هر یک میلیون کهکشان فقط یکی از آنها یک کهکشان رادیویی است.

برخوردِ کهکشانها

برخورد دو کهکشان

بیشتر کهکشانها از کهکشانهای همسایه خود صد هزار سال نوری فاصله دارند. به هر روی، برخی از کهکشانها تا اندازهای به یکدیگر نزدیک میشوند که نیروی گرانش دو سویه آنها اشیاء موجود در کهکشانها دیگر را به پیرامون خود میکشد و این ماجرا باعث بوجود آمدن تودههایی به نام دنبالههای کشندی میگردد که این دنبالهها مانند پلی، کهکشانها را به یکدیگر وصل مینمایند. نزدیکی بیش از اندازه کهکشانها ممکن است، همراه با تصادم آنها گردیده و به دنبال این رخداد یک دگرگونی بنیادی در شکل ظاهری آنها رخ دهد.

خوشه های کهکشانی

خوشه کهکشانی

بیشتر کهکشانها جزو خوشهها یا گروههای کهکشانی هستند که توسط نیروی گرانش در کنار هم باقی میمانند. کهکشان راه شیری جزو خوشهای کوچک و با شکل ناهمگون است که گروه محلیخوانده میشود. خوشههای ناهمگون دربرگیرنده شمار گوناگونی از چند کهکشان یا چندین هزار کهکشان از انواع گوناگون هستند. خوشه سامانمند دربرگیرنده نزدیک به ۱۰۰۰ کهکشان میباشد که بصورت فشردهای گرد هم آمده و شکل کمابیشکروی، بوجود آوردهاند، بیشتر این کهکشانها بیضوی هستند. حتی در چنین گروه بهم فشردهای، کهکشانها از یکدیگر صدها هزار سال نوری فاصله دارند. خوشههایی که در کنار هم جای دارند، ساختارهای بزرگتری به نام ابرخوشه تشکیل میدهند. دورترین شیء قابل دیدن با چشم غیر مسلح در جهان صورت فلکی آندرومدا است. این کهکشان در فاصلهای برابر ۲٫۲ میلیون سال نوری از زمین جای دارد. نزدیکترین کهکشانها به کهکشان راه شیری ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک میباشند که به ترتیب در فاصلهای حدود ۱۷۰٬۰۰۰ و ۱۹۰٬۰۰۰سال نوری از زمین جای دارند.

منبع: ویکی پدیا

موضوعات مرتبط: نجوم ، کهکشان ها ، آندرومدا
برچسبها: کهکشان کهکشان چیست؟؟...