امروز: سه شنبه, ۳۰ شهریور ۱۴۰۰ برابر با ۱۳ صفر ۱۴۴۳ قمری و ۲۱ سپتامبر ۲۰۲۱ میلادی
کد خبر: 277079
۲۰۰
۱
۰
نسخه چاپی
Galaxy

کهکشان ها | کهکشان ها چگونه بوجود آمدند و چه ویژگی هایی دارند؟

کهکشان ها | کهکشان ها چگونه بوجود آمدند و چه ویژگی هایی دارند؟

کهکشان چیست؟

در زبان انگلیسی واژهٔ galaxy برابر کهکشان است. این واژه 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.

کهکشان مجموعه عظیمی از گاز، گرد و غبار، ستاره و منظومه شمسی مربوط به خود است. اجزای یک کهکشان توسط نیروی جاذبه کنار هم نگه داشته می‌شوند. کهکشان ما یعنی کهکشان راه شیری دارای یک سیاهچاله بسیار سنگین در میانه خود است که گرانش بسیار بالای این سیاه چاله سبب می‌شود که اجزای کهکشان در کنار هم باقی بمانند.

کهکشان ها | کهکشان ها چگونه بوجود آمدند و چه ویژگی هایی دارند؟

وقتی به ستاره‌های آسمان شب نگاه می‌کنید ستاره‌های دیگری را در کهکشان راه شیری می‌بینید. اگر واقعاً نقطه‌ای که در آن ایستاده‌اید تاریک و به دور از نور شهرها و خانه‌ها باشد، می‌توانید گروه‌های غبارآلود راه شیری را که به آسمان کشیده شده‌اند را ببینید.

غیر از ما کهکشان‌های بسیار زیادی وجود دارد تعداد آن‌ها به قدری زیاد است که ما حتی شاید قادر به شمردن همه‌ آن‌ها نباشیم!

تلسکوپ فضایی هابل به مدت 12 روز فضای کوچکی در آسمان را مورد بررسی قرار داد و توانست 10 هزار کهکشان با هر اندازه، شکل و رنگ رصد کند. برخی دانشمندان باور دارند که بیش از صد میلیارد کهکشان در جهان وجود دارد.

گاهی اوقات کهکشان‌ها بیش از حد به هم نزدیک می‌شوند و به یکدیگر برخورد می‌کنند. محققان اعتقاد دارند که کهکشان راه شیری ما روزی به آندرومدا نزدیکترین کهکشان در اطراف ما برخورد خواهند کرد. اما در حال حاضر جای نگرانی نیست زیرا این اتفاق در حدود پنج میلیارد سال دیگر رخ می‌دهد.

با این حال حتی اگر این اتفاق فردا هم رخ دهد ممکن است متوجه آن نشوید زیرا کهکشان‌ها آنقدر بزرگ هستند که حتی اگر به یکدیگر برخورد کنند سیارات و منظومه‌های شمسی آن‌ها اغلب به هم برخورد نمی‌کنند.

کهکشان ها | کهکشان ها چگونه بوجود آمدند و چه ویژگی هایی دارند؟

خوشه های کهکشانی

کهکشان ها اغلب با نیروی گرانشی خود، در گروه هایی که خوشه های کهکشانی نامیده می شوند حول یکدیگر جمع می شوند. (به طور مثال، کهکشان راه شیری بخشی از یک گروه محلی کوچک است که مشتمل بر دو دوجین کهکشان است، و کهکشان آندرومدا را هم عضوی از آن است) در ابتدا ستاره شناسان تصور میکردند که بزرگترین ساختار موجود خوشه های کهکشانی هستند. اما در دهه 1980 محققان متوجه شدند که گرانش ناشی از خوشه های کهکشانی گروه های بزرگی از آنها را تحت عنوان یک ابرخوشه ایجاد می کند.

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 محلی خوانده 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 به صورت فشرده‌ای گرد هم آمده و شکل کمابیش کروی، 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 ۱۹۰٬۰۰۰ سال نوری از زمین جای دارند

کهکشان ها | کهکشان ها چگونه بوجود آمدند و چه ویژگی هایی دارند؟

ابرخوشه کهکشانی

ابرخوشه‌ها به‌شماری خوشه‌های کهکشانی اطلاق می‌شود که در ردیف بزرگترین ساختارهای جهان قرار دارند. هر ابرخوشه ممکن است شامل ۱۰ خوشهٔ پرکهکشان باشد که شکل رشته درخشان مارپیچ یا نواری به خود گرفته‌اند. این ساختار شاید تا یکصد میلیون سال نوری طول داشته باشد، خوشه‌ای که ما جزء آن هستیم. یعنی گروه محلی، بخشی از ابرخوشه محلی است. این ابرخوشه شامل چند صد خوشهٔ کهکشانی می‌شود. نوارهای ابرخوشه مرزهای خلأ بین ابرخوشه‌ها را تشکیل می‌دهند. ستاره‌شناسان موفق به کشف ساختاری شده‌اند که حتی از ابرخوشه‌ها هم بزرگ‌تر هستند، این ساختار دیوار کبیر نام گرفت. دیوار کبیر متشکل از ابر خوشه‌ها و خوشه‌های پراکنده بزرگ کشیده می‌باشد. ساختار مذکور حجمی در حدود ۲۶۰ در ۷۳۰ در ۳۰ میلیون سال نوری را اشغال می‌کند. به گمان ستاره‌شناسان جهان شامل تعداد زیادی از چنین دیوارهایی است که در عرضی از خلأ برابر با ۴۰۰ میلیون سال نوری پراکنده شده‌اند.

کهکشان ها | کهکشان ها چگونه بوجود آمدند و چه ویژگی هایی دارند؟

بزرگترین ابرخوشه شناخته شده جهان «دیوار بزرگ هرکول-کورونا بوریلیس» نامیده می شود. وجود این ابرخوشه اولین بار در سال 2013 گزارش شد و چندین بار توسط همان تیم مورد مطالعه قرار گرفته است. این ساختار به حدی عظیم است که 10 میلیارد سال طول می کشد تا نور تمام آن را بپیماید، برای درک این عظمت یادآوری می کنیم که عمر کیهان فقط 13.8 میلیارد سال است.

این ساختار بزرگ توسط نوری که تیم تحقیقاتی (به رهبری استفان هرواث، به همراه دانشگاه ملی لهستان) در حین نقشه‌برداری انفجارهای پرتو گامایی مشاهده کرد، کشف شد. ابتدا تصور می شد که این نور متعلق به یک ابرنواختر یا ستاره های عظیمی که در انتهای عمر خود منفجر می شوند، باشد. اعتقاد بر این است که انفجار پرتوهای گاما (که معمولا ناشی از ابرنواخترها می باشند) نشانه خوبی برای یافتن محل توده های عظیم کیهان است، چون ستاره های بزرگ (که ابرنواخترها از آنها به وجود می آیند) تمایل به جمع شدن در مناطق متراکم دارند. ابرخوشه ذکر شده در بررسی های اولیه از اشعه گامای دریافت شده، از منطقه ی خاصی با فاصله 10 میلیارد سال نوری از ما که در صورت فلکی هرکول قرار دارد، کشف شد.

کهکشان ها | کهکشان ها چگونه بوجود آمدند و چه ویژگی هایی دارند؟

اما معمای اصلی این است که چنین ساختار عظیمی چگونه به وجود آمده است. در مقاله ای از سایت دیسکاوری نیوز که در سال 2013 منتشر گردید، به این نکته اشاره شد که به نظر می رسد این ساختار عظیم یکی از اصول کیهان شناختی درباره تشکیل و تکامل جهان را نقض می کند. این اصل خاص می گوید که اگر در مقیاسی که به اندازه کافی بزرگ باشد مواد را مورد مشاهده قرار دهیم، یک دست و همگن به نظر خواهند آمد، اما این ابرخوشه، همگن و یک دست گزارش نشده است.

جان هاکیلا محقق و ستاره شناس از کالج چارلستون کالیفرنیای جنوبی، در مقاله ای در سال 2014 در این باره می گوید: «فکر میکنم چنین ساختاری بیش از حد بزرگ است که بتواند وجود داشته باشد، من هنوز هم به وجود آن شک دارم» او گفت احتمالی هر چند خیلی کم وجود دارد که پرتوی گامایی که در آن موقعیت مشاهده شده، تصادفی بوده باشد، البته این احتمال چیزی کمتر از 1 درصد است. او اضافه کرد: «بنابراین ما معتقدیم که این ساختار وجود دارد، همچنین ساختارهای دیگری هم وجود دارند که اصل همگنی جهان را نقض می کنند مثل: «دیوار بزرگ اسلون» و «گروه بزرگ اختروش سترگ». بنابراین ممکن است موارد دیگری هم وجود داشته باشد، و برخی حتی بزرگتر از اینها هم باشند. این را فقط زمان مشخص خواهد کرد.»

کهکشان ها | کهکشان ها چگونه بوجود آمدند و چه ویژگی هایی دارند؟

اندازه و جرم کهکشان‌ها

جرم اکثر کهکشان‌ها حدود ۱۰۷ تا ۱۰۱۲ جرم خورشیدی یعنی ۱۰۷ تا ۱۰۱۲ برابر جرم خورشید است. قطر کهکشان‌ها نیز از چند کیلوپارسک تا بیش از صد کیلوپارسک است. هر پارسک برابر با ۳.۲۶ سال نوری یا ۳۰.۹ تریلیون کیلومتر است. قطر حلقه ستارگانی کهکشان راه شیری حدود ۵۰ کیلوپارسک است.

فرآیند پیدایش و شکل‌گیری کهکشان‌ها

نحوه پیدایش و شکل‌گیری کهکشان‌ها هنوز برای دانشمندان کاملا مشخص نیست. لذا در حال حاضر نمی‌توان دقیقا توضیح داد که علت پیدایش کهکشان چیست و نحوه تشکیل کهکشان چگونه است. اما اخترشناسان سه فرآیند مهم را در تشکیل کهکشان‌ها موثر می‌دانند:

1- فروپاشی آغازین (primordial collapse): فروپاشیدن ابرهای گازی در اوایل تاریخ آفرینش عالم
2- خوشه‌سازی سلسله‌مراتبی (hierarchical clustering): ادغام کهکشان‌های کوچک پرشمار و شکل‌گیری کهکشان‌های بزرگ
3- تکامل تدریجی و بلندمدت (secular evolution): شکل‌گیری کهکشان‌ها درنتیجه تعامل بلندمدت آن‌ها با یکدیگر و با محیط‌شان یا از طریق فرآیندهای درونی

کهکشان ها | کهکشان ها چگونه بوجود آمدند و چه ویژگی هایی دارند؟

کهکشان‌های عالم پیوسته در اثر سه فرآیند عمده یعنی تکامل تدریجی، ادغام و تعامل در حال تغییرند. دانش فعلی انسان به او می‌گوید که در اوایل خلقت عالم، کهکشان‌ها هنوز هیچ ستاره‌ای نداشتند. کهکشان‌ها را در این مرحله، پیش‌کهکشان (proto-galaxy) می‌نامند. پیش‌کهکشان‌ها معمولا فقط حاوی گاز و ماده تاریک بودند. شاید هنوز هم پیش‌کهکشان‌هایی در این عالم باشند که در این‌صورت در دسته ویژه‌ای موسوم به کهکشان‌های تاریک جای می‌گیرند؛ یعنی کهکشان‌هایی که از شرایط لازم برای تشکیل ستارگان برخوردار نیستند. کهکشان‌های تاریک فقط از ماده تاریک و شاید گاز ساخته شده‌اند. البته اخترشناسان و فیزیک‌اخترشناسان هنوز درباره نظریه تشکیل کهکشان‌ها در حال بحث و مطالعه هستند.

کهکشان ها | کهکشان ها چگونه بوجود آمدند و چه ویژگی هایی دارند؟

انواع کهکشان

کهکشان‌ها چهار نوع می‌باشند که هر کدام از آن‌ها با توجه به شکلی که دارند نام گذاری شده اند. در ادامه چهار نوع از این کهکشان‌هایی که تا به امروز مشخص شده اند را برایتان بیان می‌کنیم

کهکشان بیضوی

کهکشان‌های دوار یا بیضوی معمولا به‌شکل تخم‌مرغ (دوار یا بیضوی) هستند و عمدتا در خوشه‌های کهکشانی و گروه‌های کهکشانی فشرده و کوچکتر یافت می‌شوند. اکثر کهکشان‌های بیضوی حاوی ستاره‌های پیرتر و کم‌جرم‌تر هستند زیرا از گازها و ابرهای غباری ستاره‌ساز بی‌بهره‌اند. لذا ستاره‌های جدید کمتری در این کهکشان‌ها ساخته می‌شود. برخی از کهکشان‌های بیضوی حاوی تنها چندصد میلیون ستاره‌ و برخی دیگر شاید دارای یکصد تریلیون ستاره باشند.

اندازه کهکشان‌های دوار نیز از چندصد سال نوری تا بیش از چندصدهزار سال نوری متفاوت است. ستاره‌شناسان اکنون احتمال می‌دهند که هر کهکشان بیضوی یک سیاه‌چاله مرکزی بسیار پرجرم دارد که با جرم خود کهکشان مرتبط است. جرم آسمانی Messier 87 نمونه‌ای از کهکشان‌های بیضوی است. کهکشان‌های بیضوی زیرگونه‌هایی نیز دارند. مثلا کهکشان‌های بیضوی کوتوله ویژگی‌هایی دارند که سبب می‌شود هم نوعی کهکشان بیضوی نامنظم محسوب شوند و هم در گروه‌های ستاره‌ای خاصی موسوم به خوشه‌های کروی جای بگیرند.

کهکشان ها | کهکشان ها چگونه بوجود آمدند و چه ویژگی هایی دارند؟

کهکشان مارپیچی

بیش از دو سوم کهکشان‌های مشاهده شده کهکشان‌های مارپیچی هستند. یک کهکشان مارپیچی دارای یک دیسک مسطح و در حال چرخش با برجستگی مرکزی است که توسط بازوهای مارپیچی احاطه شده است. این حرکت چرخشی با سرعت صدها کیلومتر در ثانیه احتمالاً باعث می‌شود که ماده موجود در دیسک مانند یک چرخ‌دنده کیهانی شکل مارپیچی متفاوتی پیدا کند. کهکشان راه شیری ما نیز مانند دیگر کهکشان‌های مارپیچی یک میله ستاره‌ای و خطی در مرکز خود دارد.

از معروفترین کهکشان‌های مارپیچ می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

- کهکشان آندرومدا – کهکشان مارپیچی در گروه محلی
- راه شیری – کهکشان مارپیچی حاوی منظومه شمسی ما
- کهکشان چرخ‌سنجاقی – کهکشان مارپیچی در صورت فلکی دب اکبر
- کهکشان آفتابگردان
- کهکشان مثلث
- کهکشان گرداب

کهکشان ها | کهکشان ها چگونه بوجود آمدند و چه ویژگی هایی دارند؟

کهکشان‌های مارپیچی از چندین بخش مشخص تشکیل شده‌اند:

- یک دیسک تخت و چرخنده از ستارگان و ماده بین ستاره‌ای که بازوهای مارپیچ آن اجزای برجسته‌ای هستند.
- یک برآمدگی ستاره‌ای مرکزی از ستارگان عمدتاً قدیمی‌تر که شبیه کهکشان بیضوی است.
- توزیع میله‌ای شکل ستاره‌ها
- هاله‌ای تقریباً کروی از ستاره ها، از جمله بسیاری هاله در خوشه‌های کروی
- سیاهچاله‌ای بزرگ در مرکز برآمدگی مرکزی
- هاله تقریباً کروی ماده تاریک

کهکشان ها | کهکشان ها چگونه بوجود آمدند و چه ویژگی هایی دارند؟

اهمیت نسبی اجزای مختلف این نوع از کهکشان‌ها از نظر جرم، روشنایی و اندازه از کهکشانی به کهکشان دیگر متفاوت است.

کهکشان های عدسی

کهکشان‌های عدسی، مانند کهکشان نمادین Sombrero مابین کهکشان های بیضوی و مارپیچی قرار دارند. به این کهکشان ها، کهکشان‌های عدسی می‌گویند زیرا شبیه لنزها هستند. همانند کهکشان‌های مارپیچی این کهکشان‌ها نیز دارای یک دیسک نازک و چرخان از ستارگان و یک برآمدگی مرکزی هستند اما بازوهای مارپیچی ندارند. همچنین مانند کهکشان‌های بیضوی این کهکشان ها گرد و غبار و ماده بین ستاره‌ای کمی دارند و به نظر می‌رسد که بیشتر در مناطق پرجمعیت فضا تشکیل می‌شوند.

کهکشان ها | کهکشان ها چگونه بوجود آمدند و چه ویژگی هایی دارند؟

کهکشان‌های نامنظم

کهکشان‌های نامنظم همانگونه که از نام‌شان پیداست، شکل نامنظمی دارند. بهترین نمونه از یک کهکشان نامنظم که از زمین نیز دیده می‌شود، ابر ماژلانی کوچک (Small Magellanic Cloud) است. کهکشان‌های نامنظم معمولا آنقدر ساختارمند نیستند فلذا آن‌ها را نه می‌توان جزو کهکشان‌های مارپیچی و نه جزو کهکشان‌های بیضوی دسته‌بندی کرد. آن‌ها ممکن است ساختاری رشته‌‌مانند داشته باشند و یا نواحی فعال ستاره‌ساز داشته باشند و برخی نیز کوچکترند که آن‌ها را جزو کهکشان‌های نامنظم کوتوله دسته‌بندی می‌کنند. اولین کهکشانی که حدود ۱۳.۵ میلیارد سال پیش آفریده شده است، جزو کهکشان‌های نامنظم کوتوله است. کهکشان‌های نامنظم طبق ساختارشان (یا بی‌ساختار بودن‌شان) مشخص می‌شوند.

  • منبع
  • خبرگزاری صدا و سیما
  • فرادرس
  • عماد علم
  • بیگ بنگ
  • ویکی پدیا

دیدگاه

شما هم می توانید دیدگاه خود را ثبت کنید



کد امنیتی کد جدید