0

کهکشان

کهکشان مجموعه ای است از ستارگان، غبار و گاز که توسط گرانش در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. منظومه شمسی ما در کهکشانی به نام راه شیری قرار گرفته است. دانشمندان تخمین می زنند که بیش از 100 میلیارد کهکشان در فضای
کهکشان
کهکشان

مترجم: الهام سجادیفر




 
کهکشان مجموعه ای است از ستارگان، غبار و گاز که توسط گرانش در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. منظومه شمسی ما در کهکشانی به نام راه شیری قرار گرفته است. دانشمندان تخمین می زنند که بیش از 100 میلیارد کهکشان در فضای مرئی کائنات پراکنده شده اند. ستاره شناسان به کمک تلسکوپ از میلیونها کهکشان تصویر گرفته اند. دورترین کهکشانهایی که تاکنون عکس آنها تهیه شده است، در فاصله 10 تا 13 میلیارد سال نوری از ما قرار گرفته اند. قطر کهکشانها از چند هزار تا نیم میلیون سال نوری است. کهکشانهای کوچک تر کمتر از یک میلیارد ستاره دارند اما کهکشانهای بزرگ دارای بیش از یک تریلیون ستاره هستند. قطر کهکشان راه شیری حدود 100/000 هزار سال نوری است. منظومه شمسی در فاصله 25/000 سال نوری از مرکز کهکشان قرار گرفته است. حدود 100 میلیارد ستاره در این کهکشان وجود دارد.
تنها 3 کهکشان از روی زمین با چشم غیر مسلح قابل رؤیت است. مردم نیمکره شمالی می توانند کهکشان آندرومدا(1) را که 2 میلیون سال نوری با ما فاصله دارد ببینند و مردم نیمکره جنوبی ابر ماژلانی بزرگ(2) را در فاصله 160/000 سال نوری و ابر ماژلانی کوچک را در فاصله 180/000 سال نوری می بینند.

خوشه های کهکشانی

کهکشانها به طور نامنظم در فضا توزیع شده اند. بعضی از آنها هیچ همسایه ای ندارند و بعضی به صورت جفت بوده و حول یکدیگر در گردشند. البته بیشتر آنها در گروه هایی به نام خوشه تجمع کرده اند. یک خوشه ممکن است ده ها تا چندین هزار کهکشان را در برگیرد. یک خوشه می تواند قطری به بزرگی ده میلیون سال نوری داشته باشد.
خوشه های نیز به نوبه خود در گروه هایی قرار گرفته اند که ابر خوشه نامیده می شوند. در مقیاس بزرگ، همه کهکشانها در شبکه ای از رشته های میله ای کهکشانی که با یکدیگر در ارتباط هستند، قرار گرفته اند. فضای اطراف آنها را فضایی نسبتاً خالی پر کرده است. یکی از بزرگ ترین ساختارهای کهکشانی که تا به حال نقشه برداری شده است، دیوار بزرگ نام دارد. این ساختار بیش از 500 میلیون سال نوری طول و 200 میلیون سال نوری عرض دارد.

شکل کهکشانها

ستاره شناسان بیشتر کهکشانها را بر اساس شکل آنها در دو دسته مارپیچی و بیضوی طبقه بندی می کنند. کهکشان مارپیچی ظاهری مانند دیسک با مرکزی متورم دارد. این دیسک شبیه به فرفره، بازوهای مارپیچی درخشانی دارد که از مرکز آن بیرون زده اند. راه شیری یک کهکشان مارپیچی است. همه کهکشان های مارپیچی مانند فرفره در گردش هستند اما با سرعت کم. برای مثال راه شیری یک دور گردش کامل خود را در مدت 250میلیون سال انجام می دهد (عکس در صفحه 136).
در کهکشان های مارپیچی ستاره های جدید دائماً در حال به وجود آمدن از دل گاز و غبار می باشند. گروه های کوچک ستارگان که خوشه های محلی نامیده می شوند اغلب پیرامون کهکشانهای مارپیچی قرار دارند. یک خوشه محلی معمولی حدود 1 میلیون ستاره دارد.
اشکال کهکشان های بیضوی از کره کامل تا بیضیهای مسطح متفاوت است. در مرکز اینگونه کهکشانها نور بسیار شدید است اما تدریجاً به سمت لبه ها از شدت آن کاسته می شود. ستاره شناسان تشخیص داده اند که کهکشانهای بیضی شکل با سرعت بسیار کمتر از کهکشانهای مارپیچی در گردشند و یا اصلاً حرکت نمی کنند به نظر می رسد ستارگان درون این کهکشانها در مدارهای تصادفی در گردش هستند. ظرفیت گاز و غبار این نوع کهکشانها کمتر از کهکشانهای مارپیچی است بنابراین ستارگان کمتری در آنها متولد می شوند.
کهکشانهای نوع سوم، اشکال بی قاعده ای دارند. بعضی از آنها بیشتر شامل ستارگان آبی و گازهای پف کرده اند اما غبار کمی دارند. ابرهای ماژلانی جزء این گروه از کهکشانها هستند. بعضی دیگر از این کهکشانها بیشتر شامل ستارگان جوان نورانی در میان گاز و غبار هستند.
کهکشانها نسبت به یکدیگر در حرکتند و دو کهکشان به طور محلی به قدری به یکدیگر نزدیک می شوند که نیروهای گرانشی آنها باعث تغییر شکل شان می شود. کهکشانها حتی می توانند با هم برخورد کنند. اگر دو کهکشان با سرعت زیاد با هم برخورد کنند بدون اثر یا با تأثیرات اندک از یکدیگر عبور می کنند اما دو کهکشان با سرعت کم با یکدیگر برخورد نمایند، ممکن است با یکدیگر متحد شده و کهکشانی بزرگ تر از دو کهکشان قبل ایجاد کنند. نتیجه این اتحاد می تواند میله ای مارپیچی از ستارگان را که تا 100/000 سال نوری در فضا امتداد دارند به وجود آورد.

انتشارات کهکشانی

همه کهکشانها انرژی را به صورت امواج مرئی و دیگر امواج الکترومغناطیسی منتشر می کنند. به ترتیب کاهش طول موج، این پرتوهای عبارتند از، امواج رادیویی، امواج فروسرخ، نور مرئی، پرتوی فرابنفش، اشعه ایکس و پرتوی گاما. همه این امواج در کنار یکدیگر طیف الکترومغناطیسی را تشکیل می دهند.
منابع زیادی از انرژی در کهکشانها نهفته است مقدار زیادی از آن مربوط به گرمی ستارگان و ابرهای گاز و غبار یا سحابی ها می باشد. تعدادی از پدیده های مهیب کهکشانی نیز مقادیر بسیار زیادی انرژی آزاد می کنند. این پدیده ها دو نوع انفجار ستاره ای را در بر می گیرند: 1) انفجارهای نواختر، که در آنها یکی از دو ستاره ساختارهای دوتایی، به فضا گاز و غبار پرتاب می نماید،2) انفجارهای ابر نواختر که در آنها یک ستاره متلاشی شده و سپس بیشتر مواد خود را به فضا پرتاب می کند. یک ابر نواختر ممکن است از خاک جرمی فشرده و نامرئی به نام سیاهچاله بر جای گذارد. سیاهچاله آنچان نیروی گرانش قدرتمندی دارد که هیچ چیز حتی نور نیز نمی تواند از آن عبور کند ابر نواختر همچنین ممکن است از خود یک ستاره نوترونی بر جای گذارد این نوع ستاره آکنده از ذرات نوترون است. به طور طبیعی نوترونها فقط در هسته اتم ها وجود دارند. برخی ابرنواخترها نیز چیزی از خود باقی نمی گذارند.
شدت پرتوهایی که از یک ستاره در طول موجهای متفاوت منتشر می شود، به دمای سطح ستاره وابسته است. برای مثال خورشید که دمای سطحی معادل 5500 درجه کلوین دارد بیشتر انرژی خود را در طیف نور مرئی گسیل می کند. به این نوع انتشار انرژی، پرتوی حرارتی می گویند.
درصد کمی از کهکشانها که کهکشانهای فعال نامیده می شوند، مقادیر بسیار بسیار زیادی انرژی منتشر می نمایند. منبع این انرژی، پدیده هایی است که در اجرام مرکزی این کهکشانها ایجاد می شود. توزیع این طول موجهای منتشر شده، با ستارگان معمولی فرق می کند. به این نوع انتشار، پرتوی غیر حرارتی می گویند. قدرتمندترین منابع انتشار این تابش، اجرامی به نام کوازار می باشند. کوازارها مقادیر شگرفی امواج رادیویی، فرو سرخ، اشعه ایکس و گاما منتشر می کنند. برخی از کوازارها، که در تصاویر شبیه به ستارگان هستند، 1000 برابر کل کهکشان راه شیری انرژی تولید می کنند. کوازار مخفف عبارتی به معنای «شبه ستاره ای» است. در اصل این عبارت به معنای منبع رادیویی شبه ستاره ای می باشد. این نام به این خاطر به این اجرام اطلاق گردید که نخستین بار این اجرام به واسطه انتشار امواج رادیویی شناخته شدند و بسیار شبیه ستارگان به نظر می رسیدند.
نوعی کهکشان مارپیچی به نام سیفرت (3) وجود دارد که مقادیر زیادی پرتوی فرو سرخ، امواج رادیویی و اشعه ایکس منتشر می کند. این نوع از کهکشانها به یاد ستاره شناس آمریکایی، کارل سیفرت(4)، نامگذاری شده اند. وی موفق شد برای نخستین بار در سال 1943، این نوع کهکشانها را کشف نماید.
برخی از کهکشانهای فعال، فواره ها و حبابهایی از ذرات باردار الکتریکی منتشر می کنند. این ذرات شامل پروتونها و پوزیترونها با بار الکتریکی مثبت و الکترونها با بار الکتریکی منفی هستند. الکترون و پروتون ذرات تشکیل دهنده ماده می باشند اما پوزیترونها ذرات پاد ماده هستند. آنها ذرات ضد الکترون می باشند و جرمی معادل جرم الکترون دارند.
اینطور تصور می شود که شدت فعالیت کهکشانهای فعال به دلیل وجود سیاهچاله ای عظیم در مرکز کهکشان باشد. این سیاهچاله می تواند یک میلیارد بار سنگین تر از خورشید باشد. از آنجا که این سیاهچاله بسیار پر جرم و فشرده است، نیروی گرانش آن برای بلعیدن ستارگان اطراف قدرت لازم را دارد. گاز و غباری که به این صورت وارد سیاهچاله می شود، جرم دیسک موادی را که به دور سیاهچاله در گردش هستند، بیشتر می کند. در همین حال موادی که در گوشه درونی این دیسک قرار گرفته اند وارد سیاهچاله می شوند. ماده ضمن سقوط، انرژی خود را از دست می دهد. این انرژی به شکل دسته پرتوهایی به بیرون از کهکشان پرتاب می شود.
راه شیری یک کهکشان فعال نیست اما یک منبع بسیار تابشی در مرکز خود دارد. دلیل انتشار این تابش ممکن است سیاهچاله ای باشد که جرم آن یک میلیون برابر جرم خورشید است.

منشاء کهکشانها

دو نظریه اصلی در مورد منشاء پیدایش کهکشانها مفروض است. سرآغاز هر دو تئوری مهبانگ یا بیگ بنگ می باشد. انفجاری که 10 تا 20 میلیارد سال پیش رخ داد و سرآغاز جهان شد. اندکی پس از آن انفجار، مقادیری از گاز به یکدیگر پیوستند. سپس گرانش به آرامی آنها را به کهکشانها تبدیل نمود.
تفاوت این دو تئوری در بیان نحوه رشد کهکشانها است. تئوری نوع اول بر این اساس است که ابتدا اجرام کوچک شکل گرفتند و از پیوستن این اجرام کهکشانها به وجود آمدند. بر اساس تئوری نوع دوم نخست کهکشانها و خوشه های کهکشانی به وجود آمده اند. سپس ستارگان و اجرام کوچک در دل این کهکشانها پدیدار شدند. با اینحال همه تئوریهای موبوط به تشکیل کهکشانها پس از انفجار بزرگ به این نتیجه رسیده اند که پس از شکل گیری نخستین کهکشانها، این روند متوقف شده و هیچ کهکشان جدیدی به وجود نیامده است یا دست کم تعداد بسیار اندکی کهکشان جدید ایجاد شده است.
ستاره شناسان مدارکی به دست آورده اند که شرایط پیش از تشکیل کهکشانها را بیان می کند. در سال 1965، دو فیزیکدان آمریکایی آرنو پنزیاس(5) و روبرت ویلسون(6)، امواج رادیویی ضعیفی را در آسمان شناسایی کردند. بر اساس تئوری انفجار بزرگ، این امواج، تشعشعات باقیمانده از انفجار بزرگ می باشند. ابتدا چنین به نظر می رسید که قدرت این امواج در هر سو یک اندازه است. تا اینکه در سال 1992، ماهواره ای به نام کاوشگر پس زمینه کیهانی (7) تفاوتهای بسیار اندکی را در قدرت این امواج کشف کرد. این تفاوت از تفاوت چگالی مواد پس از انفجار بزرگ ناشی می شود. در قسمتهایی از فضا که چگالی بیشتر بود، نیروی گرانشی قوی تری به وجود آمد. در نتیجه انبوه مواد در این مناطق شکل گرفته و با افزایش تراکم مواد، کهکشانها پدیدار شدند.
بیشتر مشاهدات ستاره شناسی به منظور تائید تئوری انفجار بزرگ صورت گرفته اند. بر اساس این تئوریها جهان همچنان در حال گسترش است. دو نوع از مشاهدات به شدت این امر یعنی گسترش جهان را تائید می کنند. این مشاهدات ثابت می کنند که همه کهکشانها در حال دور شدن از یکدیگر هستند. علاوه بر آن، فاصله و سرعت کهکشانها به نام قانون هابل شناخته می شود. ادوین هابل(8)، ستاره شناس آمریکایی، در سال 1929 این ارتباط را کشف و گزارش نمود. ستاره شناسان سرعت حرکت کهکشانها را به کمک شیوه انتقال به سرخ (9) تخمین می زنند. انتقال به سرخ نوعی اندازه گیری امواج الکترومغناطیسی، که توسط جرمی در فضا منتشر می شوند، می باشد. با تجزیه نور کهکشانها، طیف آنها به دست می آید. در طیف یک کهکشان تعدادی خطوط تیره وجود دارد که بیانگر دما، چگالی و ترکیبات شیمیایی می باشد. چنانچه کهکشانی در حال دور شدن از ما باشد، این خطوط به انتهای طیف یعنی به سمت رنگ قرمز متمایل می شوند. هر چه این تمایل و انتقال به سمت رنگ قرمز در طیف بیشتر باشد، سرعت دور شدن کهکشان مورد نظر از ما بیشتر است.
دانشمندان با بررسی درخشش یک کهکشان و یا بررسی مقدار درخشش اجرام خاصی مانند ستارگان متغیر و ابر اخترها در آن، فاصله بین کهکشانها را تخمین می زنند.

تکامل کهکشانهای مارپیچی

ستاره شناسان نی توانند به درستی بفهمند که مارپیچهای کهکشانها چگونه تکامل یافته و هنوز وجود دارند. معما زمانی آشکار می شود که درباره چرخش این کهکشانها فکر کنیم. چرخش این کهکشانها بسیار شبیه به گردش خامه روی سطح فنجان قهوه است. بخش مرکزی کهکشان تقریباً مانند یک چرخ، می چرخد و بازوها به دنبال آن، یک بازوی مارپیچ در حال گسترش حول مرکز را تصور کنید که در هر 250 میلیون سال یکبار گردش خود را کامل می کند، مانند بازوهای کهکشان راه شیری. بعد از چند بار گردش، احتمالاً ظرف 2 میلیارد سال، این انتظار می رود که عمر بازوی مارپیچی به پایان رسیده و شکل خود را از دست بدهد. اما تقریباً همه کهکشانهای مارپیچی عمری بیش از 2 میلیارد سال دارند!
یک راه حل برای این معما ارائه شده و آن این است که تفاوت نیروی گرانش در این نوع از کهکشانها می تواند ستارگان، غبار و گاز موجود را بکشد و یا هل دهد. این فعالیت باعث به وجود آمدن موجهایی می شود که شبیه به امواج صوتی می باشند. از آنجا که کهکشان در حال گسترش است این امواج در یک مسیر مارپیچ حرکت می کنند و باعث تراکم چگالی در این مسیرهای مارپیچی می شوند.

پی نوشت ها :

1. Andromeda
2.Large Magellanic Cloud
3. Seyfert
4. Carl K. seyfert
5. Arno Penzias
6. Robert Wilson
7. Cosmic Background Explorer
8. Edvin Hubble
9. Red Shift

منبع: - ، (1387)، شناخت فضا و منظومه شمسی ،الهام سجادی فر، تهران، [بی نا]، چاپ دوم1389.

 

 

ارسال نظر
با تشکر، نظر شما پس از بررسی و تایید در سایت قرار خواهد گرفت.
متاسفانه در برقراری ارتباط خطایی رخ داده. لطفاً دوباره تلاش کنید.
چهارشنبه، 6 دی 1391
تخمین زمان مطالعه:
بازدید: 1388
موارد بیشتر برای شما
حسین سفینه النجاه
حسین سفینه النجاه

حسین سفینه النجاه

خوشنویسی یا عباس (ع)
خوشنویسی یا عباس (ع)

خوشنویسی یا عباس (ع)

یا قمر بنی هاشم
یا قمر بنی هاشم

یا قمر بنی هاشم

از این کار به آن کار پریدن
از این کار به آن کار پریدن

از این کار به آن کار پریدن

یا حسین شهید (ع)

یا حسین شهید (ع)

قمر بنی هاشم علیه السلام
قمر بنی هاشم علیه السلام

قمر بنی هاشم علیه السلام

انی احامی ابداً عن دینی
انی احامی ابداً عن دینی

انی احامی ابداً عن دینی

و‌اعباساه
و‌اعباساه

و‌اعباساه

یا لثارات الحسین (ع)
یا لثارات الحسین (ع)

یا لثارات الحسین (ع)

عکس هوایی زیبای حرم الحسین (ع)
عکس هوایی زیبای حرم الحسین (ع)

عکس هوایی زیبای حرم الحسین (ع)

ضریح علمدار کربلا
ضریح علمدار کربلا

ضریح علمدار کربلا

گنبد مبارک حضرت سیدالشهدا (ع)
گنبد مبارک حضرت سیدالشهدا (ع)

گنبد مبارک حضرت سیدالشهدا (ع)

چلچراغ حرم سیدالشهدا
چلچراغ حرم سیدالشهدا

چلچراغ حرم سیدالشهدا

زائران شیدای حسین (ع)

زائران شیدای حسین (ع)

شش گوشه امام حسین (ع)
شش گوشه امام حسین (ع)

شش گوشه امام حسین (ع)

درب ورودی حرم امام حسین (ع)
درب ورودی حرم امام حسین (ع)

درب ورودی حرم امام حسین (ع)

اربعین حسینی
اربعین حسینی

اربعین حسینی

سیاه پوشی حرم حسین
سیاه پوشی حرم حسین

سیاه پوشی حرم حسین

سقای نوجوان زائران حسین

سقای نوجوان زائران حسین

کتاب و کتاب خوانی
کتاب و کتاب خوانی

کتاب و کتاب خوانی

امیری حسین و نعم الامیر
امیری حسین و نعم الامیر

امیری حسین و نعم الامیر