همه چیز درباره کهکشان ها که باید بدانید
کهکشان چیست؟ چند نوع کهکشان وجود دارد؟ و کهکشان راه شیری جز کدام نمونه است؟
همه چیز درباره کهکشان ها
کهکشان چیست به تعداد زیادی از ستارگان به همراه گازها و گرد و غبار که به وسیله نیروی جاذبه به هم وصل شده‌اند، کهکشان می‌گویند. منظومه شمسی ما در کهکشان راه شیری واقع است، یک کهکشان مارپیچی که عضوی از یک گروه کهکشانی به نام گروه محلی است و میلیاردها کهکشان در عالم وجود دارند، اما از کهکشان ما تنها سه کهکشان ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک و کهکشان آندرومدا بدون تلسکوپ قابل مشاهده هستند. ابرهای بزرگ و کوچک ماژلانی حدود 160,000 سال نوری از ما فاصله دارند و به عنوان ماهواره‌های راه شیری شناخته می‌شوند. این دو کهکشان را می‌توان از نیمکره جنوبی به خوبی مشاهده کرد.
کوچکترین کهکشان‌ها می‌توانند چند صد هزار ستاره داشته باشند و طول آن‌ها چندین هزار سال نوری باشد، در حالی که بزرگترین کهکشان‌ها دارای تریلیون‌ها ستاره هستند و ممکن است طول آن‌ها صدها هزار سال نوری باشد. کهکشان‌ها می‌توانند در گروه‌های کوچک و یا در خوشه‌های بزرگ یافت شوند. همچنین یافتن ستارگان در فضای بین کهکشان‌ها بسیار نادر است.
دسته بندی کهکشان ها
دسته بندی کهکشان ها بر اساس ظاهری می باشد . که به صورت کلی می‌توان کهکشان‌ها را به سه دسته کلی بیضوی، مارپیچی و نامنظم تقسیم‌بندی کرد.
آشنا‌ترین نوع کهکشان، کهکشان مارپیچی است. این کهکشان‌ها دارای یک شکل مشخص با بازوهای مارپیچ در یک دیسک نسبتاً مسطح و یک برآمدگی مرکزی هستند. تراکم بالایی از ستارگان در برآمدگی وجود دارد. بازوها و برآمدگی توسط هاله‌ای ضعیف از ستاره‌ها احاطه شده‌اند. برآمدگی و هاله بیشتر شامل ستارگان قدیمی و بازوهای مارپیچی حاوی گاز، گرد و غبار و ستاره‌های جوان‌تر هستند. کهکشان راه شیری ما یک کهکشان مارپیچی است.
همانطور که از نام کهکشان‌های بیضوی پیدا است، این کهکشان‌ها گرد یا بیضی هستند و ستارگان نسبتاً به صورت یکنواخت در سراسر آن‌ها توزیع می‌شوند. این دسته از کهکشان‌ها نیز همانند کهکشان‌های مارپیچی دارای برآمدگی و هاله می‌باشند، اما دیسک صاف ستاره‌ای ندارند. ستارگان کهکشان بیضوی معمولاً ستارگان پیرتر هستند.
کهکشان‌های نامنظم شکل و ساختار مشخصی ندارند. آن‌ها اغلب از نظر ظاهری نامنظم و بدون برآمدگی یا بازوهای مارپیچی هستند. شکل و جهت‌گیری مختلف کهکشان‌ها نتیجه‌ای از تاریخ آن‌ها است که ممکن است شامل تعامل با دیگر کهکشان‌ها نیز باشد.
کهکشان راه شیری
کهکشان راه شیری
کهکشان راه شیری در اصل نوعی کهکشانی مارپیچی است که میلیاردها ستاره، سیاره و البته سیاه چاله را در خود جای داده است؛ خورشید به عنوان یک ستاره و تمام سیارات اطراف آن، از جمله سیاره‌ای که ما روی آن زندگی می‌کنیم، یعنی سیاره زمین، بخشی از کهکشان معروف راه شیری هستند.
اولین دلیل برای این موضوع شکل کهکشان راه شیری محسوب می‌شود که نواری روشن از ستارگان آن را تشکیل داده است. این گروه از ستارگان را می‌توان شب‌ها با چشم غیرمسلح در مکان‌های خاصی مشاهده کرد. این نوار قابل مشاهده از ستارگان، دیسک کهکشان راه شیری را تشکیل می‌دهد و نشان می‌دهد که کهکشان ما اساساً صاف است.
دلیل دیگر نقشه‌ای است که ستاره‌شناسان در دیسک کهکشان‌هایی شبیه به کهکشان راه شیری از ستاره‌های جوان و درخشان و ابرهای یونیزه شده هیدروژن تهیه کرده‌اند. این ابرها که مناطق HII نامیده می‌شوند، توسط ستاره‌های جوان و داغ که در اصل پروتون‌ها و الکترون‌های آزاد هستند، یونیزه می‌شوند. این شواهد نشان دهنده وجود بازو در کهکشان‌های مارپیچی است که ما قادر به مشاهده آن‌ها هستیم. بنابراین نقشه‌برداری از این شواهد در کهکشان‌هایی شبیه به کهکشان خودمان می‌تواند نشان از وجود بازو در کهکشان راه شیری باشد.
سالیان طولانی بحث و گفتگو در مورد تعداد بازوهای کهکشان راه شیری وجود داشته است؛ اینکه تعداد این بازوها دو تا یا چهار تا است؟ آخرین داده‌ها نشان می‌دهد که کهکشان راه شیری دارای دو بازو به نام‌های Scutum–Centaurus و Carina–Sagittarius است.
این بازوهای مارپیچ حاوی مقدار زیادی گرد و غبار و گاز هستند و مرکز کهکشان را احاطه کرده‌اند. ستارگان جدید دائماً در بازوها شکل می‌گیرند. بازوها در قسمتی که دیسک کهکشان نامیده می‌شود وجود دارند و ضخامت آن‌ها تنها در حدود 1,000 سال نوری است.
قطر کهکشان راه شیری
قطر کهکشان راه شیری
قطر قسمت درخشان راه شیری بین 100,000 تا 120,000 سال نوری است، اما اگر ماده تاریک را در نظر بگیریم، این مقدار بسیار بزرگتر خواهد بود. در حقیقت قطر کهکشان راه شیری به این موضوع بستگی دارد که لبه‌های کهکشان راه شیری را کجا قرار دهیم.
اگر فقط ماده معمولی که قابل مشاهده است را در نظر بگیریم (نور مرئی، مادون قرمز، اشعه ایکس و فرابنفش) قطر کهکشان راه شیری حداقل 100,000 سال نوری است. با در نظر گرفتن جریان‌های جزر و مدی قطر کمی بزرگتر و برابر با 120,000 سال نوری می‌شود.
مرکز کهکشان راه شیری
مرکز کهکشان راه شیری
مرکز کهکشان راه شیری با فاصله حدود 26,000 سال نوری از ما و در «صورت‌فلکی قوس»Constellation of Sagittarius واقع شده است. این فاصله حتی در مقیاس کیهانی نیز بسیار بزرگ است. سیاره ما و منظومه شمسی در کهکشان اندازه بسیار کوچکی دارد و می‌توان آن را نقطه‌ای در دریای بیکران ستارگان و سیارات دیگر در نظر گرفت.
ستاره شناسان بیان می‌کنند که یک سیاهچاله بسیار عظیم در مرکز کهکشان راه شیری قرار دارد که آن را Sagittarius می نامند.
یکی از پیچیده‌ترین و مبهم‌ترین اجرام آسمانی سیاه چاله‌ها هستند. سیاه چاله‌ها قسمتی از فضا هستند که در آن نقطه تمام نور و انرژی الکترومغناطیسی توسط یک جرم با چگالی کم و جرم بسیار زیاد مکیده می‌شود.
ستاره های کهکشان راه شیری
کهکشان راه شیری حاوی بیش از 200 میلیارد ستاره است. گرد و غبار و گاز درون این کهکشان به گونه‌ای است که می‌تواند میلیاردها ستاره دیگر نیز تولید کند.
بیش از نیمی از ستاره‌های موجود در کهکشان راه شیری پیرتر از خورشید ۴٫۵ میلیارد ساله هستند. بیشترین ستاره‌های کهکشان ما را کوتوله‌های قرمز تشکیل داده اند. کوتوله قرمز ستاره‌ای خنک در حدود یک دهم جرم خورشید است. همچنین این ستاره‌ها یکی از مظنونین اصلی برای غیرقابل زندگی شدن سیارات دیگر هستند.
موقعیت زمین در کهکشان راه شیری
هزاران سال ستاره‌شناسان و اخترشناسان اعتقاد داشتند زمین در مرکز جهان قرار دارد. این برداشت غیر از اعتقادات مذهبی آن زمان به این دلیل بود که مشاهدات مبتنی بر زمین با در نظر گرفتن این واقعیت که زمین در منظومه شمسی قرار دارد پیچیده می‌شد. با گذشت قرن‌ها مشاهده و محاسبات مداوم، متوجه شدیم كه زمین (و تمام اجسام دیگر در منظومه شمسی) در واقع در مدار خورشید هستند.
در مورد موقعیت منظومه شمسی در راه شیری نیز همین مسئله صادق است. در حقیقت، ما تنها از این واقعیت آگاه بودیم که بخشی از دیسک بسیار بزرگتر ستاره‌ها هستیم که حدود یک قرن است در یک مرکز مشترک می‌چرخند و تعیین موقعیت دقیق ما دشوار بوده است. اما به لطف تلاش‌های مداوم، اخترشناسان اکنون مکان خورشید در کهکشان راه‌شیری را می‌دانند .
تصویر کهکشان راه شیری
تصویر کهکشان راه شیری
در سال ۲۰۱۳، تلسکوپ هابل تصاویری از کهکشان راه شیری در زمان‌های نزدیک‌تر به ابتدای عالم را منتشر کرد و آن را با تصویر حال حاضر کهکشان راه شیری مقایسه کرد که می‌توانید این دو تصویر را در زیر مشاهده کنید.
در این تحقیقات، اخترشناسان از بررسی‌های هابل برای مطالعه تکامل 400 کهکشان مشابه کهکشان راه شیری استفاده کردند و توانستند دوره‌های مختلف تغییر آن‌ها را در یک بازه زمانی 11 میلیارد ساله بررسی کنند. با بررسی این دوره‌ها و تصاویر مربوط به آن‌ها، محققان دریافتند که احتمالاً راه شیری در ابتدا جسمی کم‌رنگ، آبی و دارای توده گازی با جرم کم بوده، این گاز سوخت لازم برای تولد ستارگان را فراهم می‌کرده و رنگ آبی نشانه تشکیل سریع ستارگان بوده است.
آن‌ها همچنین متوجه شدند که کهکشان راه شیری احتمالاً در ابتدا یک دیسک مسطح با یک برآمدگی در وسط بوده که هر دو سمت به طور همزمان به بازوهای مارپیچی که امروزه دیده می‌شود، تغییر کرده‌اند. خورشید و زمین در دیسک قرار دارند و این برآمدگی پر از ستارگان قدیمی و دارای یک ابَر سیاه چاله است که احتمالاً به همراه کهکشان رشد کرده است.
«پیتر جی ون دوکوم» Pieter G. Van Dokkum سرپرست این تحقیقات می‌گوید: «برای اولین بار تصاویری داریم که نشان می‌دهد راه شیری در گذشته به چه شکل بوده است. البته ما نمی‌توانیم گذشته راه شیری را ببینیم. به همین دلیل کهکشان‌هایی که میلیاردها سال نوری از ما دور هستند را انتخاب کردیم که تکامل و تغییرات آن‌ها شبیه کهکشان راه شیری است. با بررسی این کهکشان‌ها متوجه شدیم که کهکشان ما بین 11 تا 7 میلیارد سال پیش 90 درصد از ستاره‌های خود را ساخته است، این چیزی است که قبلاً به طور مستقیم اندازه‌گیری نشده است.»
قدرت و دقت تلسکوپ هابل این شرایط را فراهم کرده است که با آن بتوان جزئیات بسیاری مشاهده کرد، به همین دلیل محققان توانستند تغییرات ساختار راه شیری با گذشت زمان را بررسی کنند. این تحقیقات نشان داد که در اوج دوره تشکیل ستاره‌ای، هنگامی که جهان حدود 4 میلیارد سال قدمت داشت، کهکشان‌هایی شبیه به کهکشان راه شیری حدود 15 ستاره در سال تولید می‌کردند، در حالی که امروزه راه شیری فقط یک ستاره در سال ایجاد می‌کند.
اگر بعد از خواندن همه این مطالب هنوز در ذهن خود به دنبال جایگاه زمین در عالم هستید، باید این واقعیت را قبول کنید که زمین مانند یک نقطه بسیار کوچک در هستی واقع شده است و وجود موجوداتی مانند ما در کهکشان‌های دیگر امری محتمل به نظر می‌رسد. شاید در همین لحظه کسانی در کهکشان آندرومدا نیز در حال نگارش مطالبی در مورد کهکشان خودشان هستند.
