انواع کهکشان ها

دانشمندان اغلب کهکشان ها را بر اساس شکل و ویژگی های فیزیکی آنها دسته بندی می کنند. راه دیگری برای طبقه‌بندی کهکشان‌ها، فعالیت در نواحی مرکزی آن‌ها است که توسط یک سیاه‌چاله فوق‌العاده نیرو می‌گیرد و زاویه‌ای که ما آنها را می‌بینیم.

کهکشان های مارپیچی

کهکشان Pinwheel که با نام Messier 101 نیز شناخته می شود، نمونه ای از کهکشان مارپیچی است که توسط تلسکوپ فضایی هابل گرفته شده است. کهکشان راه شیری ما متعلق به این گروه است که با بازوهای مارپیچی شبیه به چرخ‌های چرخان، قرصی از ستاره‌ها و برآمدگی مرکزی مشخص می‌شود.

سفتی یا شل بودن بازوهای مارپیچی متفاوت است و برخی ممکن است به دلیل نمای جانبی ما از زمین قابل مشاهده نباشند. کهکشان های مارپیچی توسط هاله های حاوی ستاره های قدیمی، خوشه های ستاره ای و ماده تاریک احاطه شده اند. ستاره های جوان در بازوهای غنی از گاز شکل می گیرند، در حالی که ستارگان مسن تر در سراسر دیسک، برآمدگی و هاله یافت می شوند. کهکشان راه شیری و آندرومدا نمونه هایی از مارپیچ های میله ای هستند که نوارهایی از ستاره ها، گاز و غبار در مرکز آنها وجود دارد.

کهکشان های بیضوی

کهکشان های بیضوی، مانند NGC 2865 که توسط تلسکوپ فضایی هابل گرفته شده است، اشکالی از گرد تا بیضی دارند. آنها نسبت به کهکشان های مارپیچی کمتر رایج هستند و معمولاً فاقد گاز و غبار هستند و ساختار کمی از خود نشان می دهند. ستاره‌های کهکشان‌های بیضوی به‌طور تصادفی به دور هسته می‌چرخند و پیرتر از کهکشان‌های مارپیچی هستند. دانشمندان معتقدند کهکشان های بیضوی از برخورد و ادغام با کهکشان های مارپیچی شکل می گیرند.

کهکشان های عدسی شکل

کهکشان های عدسی شکل، که نمونه آن NGC 4886 است، دارای یک برآمدگی مرکزی و دیسک هستند اما فاقد بازوهای مارپیچی هستند. شبیه به بیضوی ها، ستارگان قدیمی تر و شکل گیری ستاره های در حال انجام اندکی دارند. تئوری ها نشان می دهند که کهکشان های عدسی شکل ممکن است مارپیچی های قدیمی تر با بازوهای محو شده باشند یا از ادغام کهکشان های مارپیچی شکل گرفته باشند.

کهکشان های نامنظم

کهکشان های نامنظم، مانند NGC 5264، شکل های غیرعادی مانند خلال دندان یا حلقه را نشان می دهند. آنها می توانند از کهکشان های کوتوله تا بزرگ متغیر باشند و ممکن است در اثر فعل و انفعالات یا برخوردها ایجاد شوند. کهکشان های نامنظم بزرگ ممکن است یک مرحله میانی بین کهکشان های مارپیچی و بیضی شکل را نشان دهند. کهکشان‌های نامنظم که از فعل و انفعالات به وجود آمده‌اند، ممکن است میزبان ستاره‌های پیرتر و جوان‌تر، همراه با مقادیر قابل‌توجهی گاز و غبار باشند.

کهکشان های فعال

حدود ۱۰ درصد از کهکشان های شناخته شده فعال هستند و مراکزی بیش از ۱۰۰ برابر درخشان تر از مجموع ستاره هایشان به نظر می رسند. این فعالیت احتمالاً توسط سیاهچاله های مرکزی پرجرم نیرو می گیرد. گاز و گرد و غبار در اطراف سیاهچاله یک دیسک برافزایشی را تشکیل می دهند که انرژی را در طول موج های متعدد، از مادون قرمز تا اشعه ایکس منتشر می کند. کهکشان های فعال می توانند مارپیچی، بیضوی یا نامنظم باشند.

کهکشان های سیفرت

کهکشان‌های سیفرت که توسط کارل سیفرت شناسایی شده‌اند، تشعشعات مادون قرمز قابل‌توجهی از خود ساطع می‌کنند اما در نور مرئی طبیعی به نظر می‌رسند. آنها ممکن است اشعه ایکس ساطع کنند و درخشندگی رادیویی کمتری داشته باشند. سیفرت ها بر اساس ویژگی های نور مرئی به نوع I و نوع II تقسیم می شوند که احتمالاً تحت تأثیر زوایای دید در مراکز آنها قرار می گیرد.

کوازارها

اختروش ها درخشان ترین کهکشان های فعال هستند که در سراسر طیف الکترومغناطیسی نور ساطع می کنند. آنها فواره های ذرات قدرتمندی دارند و می توانند هزاران برابر انرژی کهکشانی مانند کهکشان راه شیری تابش کنند. کوازارها مانند مارکاریان ۲۳۱ به دانشمندان اجازه می دهد تا رشد سیاهچاله ها و تکامل کهکشان ها را با نگاه به گذشته بررسی کنند.

بلازارها

بلازارها نور را در سراسر طیف الکترومغناطیسی تولید می کنند، با جت هایی که مستقیماً به سمت زمین هستند و آنها را درخشان تر نشان می دهند. رصدخانه ها می توانند ذرات پرانرژی این جت ها را شناسایی کنند و بینش هایی را در مورد محیط سیاهچاله عظیم بلازار ارائه دهند.

تعداد منظومه ها و ستاره های کهکشان راه شیری چقدر است؟

طبق برآوردهای اخیر ناسا، مجموع جرم راه شیری، از جمله ماده تاریک، ۱.۵ تریلیون برابر جرم خورشید است. ماده مرئی در کهکشان، که در میان ۲۰۰ میلیارد ستاره، سیاره و ابرهای عظیم غبار و گاز در فضا پخش شده است، باعث می‌شود که مشخص نباشد چه تعداد سیاره در کهکشان راه شیری وجود دارد. اگرچه ما چند هزار مورد را پیدا کرده‌ایم، اما یک تخمین ناسا نشان می‌دهد که ممکن است بیش از ۱۰۰ میلیارد سیاره وجود داشته باشد. تعداد منظومه های خورشیدی در کهکشان راه شیری نیز ناشناخته است زیرا دانشمندان همچنان در جستجوی سیارات هستند.

خورشید در کهکشان راه شیری کجاست؟

خورشید یکی از ۲۰۰ میلیارد ستاره کهکشان راه شیری است.

خورشید حدود ۲۶۰۰۰ سال نوری از سیاهچاله Sagittarius A دورتر می شود، تقریباً در مرکز قرص کهکشانی. خورشید با سرعت ۵۱۵۰۰۰ مایل در ساعت (۸۲۸۰۰۰ کیلومتر در ساعت) ۲۳۰ میلیون سال طول می کشد تا یک دور به دور مرکز کهکشان بچرخد.

خورشید در نزدیکی لبه بازوی محلی، یکی از دو بازوی مارپیچی کوچکتر کهکشان راه شیری قرار دارد. در سال ۲۰۱۹، با استفاده از داده‌های مأموریت گایا، ستاره‌شناسان دریافتند که خورشید اساساً بر موجی از گاز بین‌ستاره‌ای سوار می‌شود که طول آن ۹۰۰۰ سال نوری، عرض آن ۴۰۰ سال نوری است و در فاصله ۵۰۰ سال نوری بالا و پایین قرص کهکشانی موج می‌زند.

سیارات منظومه شمسی ما در همان صفحه کهکشان نمی چرخند. در عوض، آنها حدود ۶۳ درجه کج می شوند.

مراو اوفر، اخترفیزیکدان دانشگاه جورج میسون در ویرجینیا، می‌گوید: «تقریباً مثل این است که ما از یک طرف کهکشان را عبور می‌دهیم».

آیا کهکشان راه شیری سیاه چاله دارد؟

سیاهچاله در کهکشان راه شیری با نام کمان A شناخته می شود. این سیاهچاله عمدتاً غیرفعال است و مشاهده آن را دشوار می کند. Sagittarius A که توسط ستاره شناسان Reinhard Genzel و Andrea Ghez در سال ۲۰۰۸ کشف شد، جرمی ۴.۳ میلیون برابر خورشید دارد و قطر تقریبی آن ۱۴.۶ میلیون مایل (۲۳.۵ میلیون کیلومتر) است. در مقایسه، کهکشان راه شیری خود حدود ۱۰۰۰۰۰ سال نوری عرض و ۱۰۰۰ سال نوری ضخامت دارد.

دیسک بزرگی از گاز در اطراف Sagittarius A از ۵ تا ۳۰ سال نوری دورتر از سیاهچاله عظیم گسترش یافته است. این منطقه گازی وسیع اما ظریف موادی را برای فعالیت Sagittarius A فراهم می کند. این منطقه به دلیل مصرف گاز یا اصطکاک درون دیسک، اشعه ایکس ساطع می کند که باعث می شود دما تا ۱۸ میلیون درجه فارنهایت (۱۰ میلیون درجه سانتیگراد) افزایش یابد.

دانشمندان مشتاق به جمع آوری اطلاعات بیشتر در مورد این سیاهچاله عظیم هستند تا چگونگی شکل گیری آن و شرایطی که رشد آن را تسهیل کرده است، به دست آورند. احتمالات شامل بزرگتر شدن سیاهچاله های کوچکتر به دلیل مصرف غبار و گاز در نزدیکی آنها می شود، یا سیاهچاله های کوچکتر ادغام می شوند تا موجودات پرجرمتری ایجاد کنند.

دانشمندان مدل‌هایی را برای سیاه‌چاله‌ها، از جمله سیاه‌چاله‌های با جرم ستاره‌ای و جرم متوسط، تقویت کرده‌اند. اینها زمانی تشکیل می شوند که ستارگان پرجرم، بسیار بزرگتر از خورشید ما، پس از توقف همجوشی هسته ای، فرو می ریزند. آن‌ها که قادر به مقاومت در برابر فروپاشی گرانشی نیستند، به اجسام قدرتمندی تبدیل می‌شوند که زمان و فضا را چنان منحرف می‌کنند که نور نمی‌تواند از آن فرار کند.

با تلاش هایی مانند اولین تصویری که در تاریخ ۱۲ مه ۲۰۲۲ به دست آمد، درباره Sagittarius A بیشتر می آموزیم. این تصویر که توسط تلسکوپ افق رویداد (EHT) گرفته شده است، نور ضعیفی از ماده گرم شده را نشان می دهد که به سرعت به سمت مرکز سیاهچاله حرکت می کند.

چه بحث هایی در ۱۹۲۰ در مورد نوع که کشان راه شیری وجود داشته است؟

تا همین اواخر، ستاره شناسان معتقد بودند که همه ستارگان متعلق به کهکشان ما هستند. “مناظره بزرگ” در سال ۱۹۲۰ شامل اخترشناسان کورتیس و شپلی در مورد مقیاس جهان بود. شپلی فکر می کرد کهکشان راه شیری بزرگتر است و “سحابی های مارپیچی” مانند آندرومدا بخشی از آن است. کرتیس استدلال کرد که این جهان‌های جزیره‌ای بزرگ فراتر از کهکشان راه شیری هستند. اندازه‌گیری‌های ادوین هابل از ستاره‌های متغیر قیفاووسی بحث را حل کرد و آندرومدا را بسیار خارج از کهکشان راه شیری قرار داد.

برآوردهای مدرن نشان می دهد که آندرومدا ۲.۵ میلیون سال نوری از ما فاصله دارد. اخیراً ستاره شناسان کهکشان راه شیری را به عنوان یک مارپیچ میله ای شناسایی کرده اند که از جمعیت ستاره ها و حرکت آنها استنباط شده است.

آیا کهکشان راه شیری با دیگر کهکشان ها برخورد خواهد کرد؟

کهکشان راه شیری در گروه محلی با بیش از ۳۰ کهکشان از جمله آندرومدا قرار دارد. کهکشان راه شیری با سرعت ۲۵۰۰۰۰ مایل در ساعت به سمت آندرومدا حرکت می کند و انتظار می رود که در ۴ میلیارد سال آینده برخورد کند. مشاهده برخوردهای کهکشان های دور، مانند برخورد سه طرفه در سال ۲۰۲۲ با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل، بینش هایی را درباره ادغام آندرومدا و راه شیری در آینده ارائه می دهد.

در حالی که بازوهای کهکشان راه شیری تحت تاثیر قرار خواهند گرفت، برخورد ستاره ها به دلیل فضاهای وسیع بین ستاره ها بعید است. با این حال، تولد ستاره با جریان گاز به کهکشان ما تسریع می یابد و آن را درخشان و گسترش می دهد. منظومه شمسی ما نسبتاً از برخورد ستارگان ایمن است، اما مسیر ما در اطراف مرکز کهکشانی جدید ممکن است تغییر کند. صورت های فلکی قابل مشاهده از زمین نیز می توانند با تغییر مدار ستاره ها تغییر کنند، اما این در آینده بسیار دور است.

تاریخچه کهکشان راه شیری چیست؟

داستان راه شیری از زمانی شروع شد که ابرهای گاز و غبار بر اثر گرانش فرو ریختند. از میان این ابرهای فروپاشیده، اولین ستارگان پدیدار شدند و آنچه را که امروزه در خوشه های کروی می بینیم، تشکیل دادند. اندکی بعد، هاله ای کروی و یک قرص کهکشانی مسطح ظاهر شد. کهکشان که از کوچکی شروع شد، با گذشت زمان رشد کرد زیرا گرانش همه چیز را به هم نزدیک کرد.

یک تصویر یک جدول زمانی برای شکل گیری کهکشان راه شیری را نشان می دهد.

با وجود پیشرفت های ما، تکامل کهکشان همچنان یک راز باقی مانده است. باستان شناسی کهکشانی، یک رشته مطالعاتی، به لطف ماموریت گایا، به آرامی در حال کشف برخی از اسرار است. گایا که اولین کاتالوگ داده خود را در سال ۲۰۱۸ منتشر کرد، موقعیت و فاصله بیش از ۱ میلیارد ستاره را به همراه طیف نوری آنها اندازه گیری می کند. این داده ها به دانشمندان کمک می کند ترکیب و سن ستارگان را درک کنند. با ردیابی حرکات ستارگان در فضا، اخترشناسان می توانند مسیرهای آنها را در طول میلیاردها سال بازسازی کنند و یک فیلم ستاره ای ایجاد کنند که تکامل کهکشان را به تصویر می کشد.

شواهدی وجود دارد که نشان می دهد کهکشان راه شیری در طول تاریخ خود با کهکشان های کوچکتر برخورد کرده است. در سال ۲۰۱۸، اخترشناسان هلندی گروهی متشکل از ۳۰۰۰۰ ستاره را پیدا کردند که در جهت مخالف بقیه ستاره‌ها حرکت می‌کنند. این شبیه سازی کامپیوتری از برخوردهای کهکشانی مطابقت داشت. این ستارگان با رنگ‌ها و درخشش‌های مختلف نشان می‌دهند که از کهکشانی دیگر آمده‌اند.

یک تصویر تک رنگ، برآمدگی کهکشان راه شیری و کهکشان های کوتوله کوچکتر را نشان می دهد. جعبه های سفید مکان کهکشان های کوچکتر را مشخص می کنند.

آیا کهکشان راه شیری قبلا برخورد داشته است؟

کمی بعد، دانشمندان نشانه هایی از برخورد دیگری را پیدا کردند که اخیراً اتفاق افتاده است. کهکشان راه شیری هنوز در حال ادغام با کهکشان های کوچکتر است. یکی از این کهکشان ها، کمان (نه سیاهچاله)، در حال حاضر در نزدیکی کهکشان راه شیری در حال گردش است و احتمالاً در طول ۷ میلیارد سال گذشته چندین بار از قرص آن عبور کرده است. با استفاده از داده های گایا، محققان مشاهده کردند که این برخوردها باعث تشکیل ستاره های شدید در کهکشان راه شیری شده و ممکن است به شکل مارپیچی متمایز آن مرتبط باشد. این مطالعه نشان می‌دهد که خورشید ما در یکی از این دوره‌های پر انرژی در حدود ۴.۶ میلیارد سال پیش متولد شده است.

 چگونه از کهکشان راه شیری عکاسی کنیم؟

برای گرفتن عکس از کهکشان راه شیری نیاز به یک آسمان تاریک، ترجیحاً بین فوریه و اکتبر، دور از آلودگی نوری است. با استفاده از تجهیزات استاندارد عکاسی آماتور، می توانید کهکشان راه شیری را در هر دو نیمکره شمالی و جنوبی ثبت کنید. در طول روز از سایت انتخابی خود دیدن کنید تا بهترین زوایای را پیدا کنید و ویژگی های طبیعی مانند کوه ها یا تخته سنگ ها را برای عکس های خلاقانه در نظر بگیرید. در طول عکاسی، از یک سه پایه استفاده کنید، تجهیزات خود را برای حالت تایم لپس تنظیم کنید و فوکوس ها و لنزهای مختلف را آزمایش کنید. مبتدیان همچنین می توانند راهنمای جامع عکاسی از کهکشان راه شیری را دنبال کنند.

آینده اکتشاف راه شیری چگونه است؟

از زمان آغاز، ماموریت گایا کاتالوگ ستارگان عظیم خود را سه بار به روز کرده است. ستاره شناسان در سراسر جهان به طور فعال داده ها را برای کشف بینش ها و الگوهای جدید تجزیه و تحلیل می کنند. داده های گایا حتی از تلسکوپ فضایی معروف هابل نیز مقالات تحقیقاتی بیشتری تولید می کند. این ماموریت نقشه برداری از کهکشان را حداقل تا سال ۲۰۲۵ ادامه خواهد داد، مشروط بر اینکه فضاپیما در سلامت کامل باقی بماند. کاتالوگ گردآوری شده توسط گایا اخترشناسان را برای چندین دهه مشغول خواهد کرد. قبل از گایا، بزرگترین مجموعه داده در مورد موقعیت و فواصل ستارگان در کهکشان راه شیری از مأموریت هیپارکوس بود. هیپارکوس، که از نام یک ستاره شناس یونانی باستان نامگذاری شده است، تنها حدود ۱۰۰۰۰۰ ستاره از درخشان ترین ستاره ها را در نزدیکی خورشید رصد کرده است، در مقایسه با یک میلیارد ستاره گایا. علیرغم دیدن کمتر از ۱ درصد از ستارگان در کهکشان، داده های گایا به ستاره شناسان اجازه می دهد تا یافته های خود را گسترش دهند و رفتار کل کهکشان راه شیری را مدل کنند.

چند کهکشان در جهان وجود دارد؟

در حالی که برآوردها در میان کارشناسان مختلف متفاوت است، محدوده قابل قبولی بین ۱۰۰ میلیارد تا ۲۰۰ میلیارد کهکشان است. بر اساس گزارش The Astrophysical Journal، انتظار می رود تلسکوپ فضایی جیمز وب اطلاعات بیشتری را در مورد کهکشان های اولیه در کیهان فاش کند.

منابع

https://www.space.com

britannica

pages.uoregon.edu

universe.nasa.gov

amnh.org

space.com