مطالب علمی و تاریخی
بروزترین سایت علمی و تاریخی
مطالب علمی و تاریخی
بروزترین سایت علمی و تاریخیکهکشان
کهکشان ها سامانه هایی بزرگ و با اندازه و مرزی مشخص هستند که از ستاره ها، بقایای ستاره‌نماها (شبه ستاره ها)، ماده تاریک، گازها و گرد غبارهای میان ستاره ای که با نیروهای گرانشی به گرد هم آمده اند، تشکیل یافته اند. کوچکترین کهکشان ها دارای پهنایی برابر با چند صد سال نوری، شامل نزدیک به ۱۰۰۰۰۰ میلیارد ستاره هستند. بزرگترین کهکشان ها تا ۳ میلیون سال نوری پهنا دارند و شامل بیش از ۱۰۰۰ میلیارد ستاره هستند. ماده تاریک در اخترشناسی و کیهانشناسی، ماده ای فرضیاست که چون از خود شید(نور) (امواج الکترومغناطیسی) گسیل یا بازتاب نمی کند، نمی‌توان آن را مستقیما" دید اما از اثرات گرانشی موجود بر روی اجسام مرئی، همانند ستاره‌ها و کهکشانها، می‌توان به وجود آن پی برد. درک و تجسم ماده تاریک آسان نیست اما در دانش ستاره شناسی حائز اهمیت است.
بزرگی، ویژگی‌ها، ریخت شناسی، دسته بندی
دانش انتظام شکلی آنها بیشتر ناشی از کشش گرانشی کهکشان هایی است که در همسایگی آنها جای دارند.این چنین کنش و واکنش هایی که میان کهکشان‌های مجاور رخ می دهد، ممکن است درپایان به درهم آمیختگی آنها بیانجامد و به صورت ضمنی، به طور قابل ملاحظه ای باعث افزایش تشکیل و صف آرایی مجموعه ستارگانی گردد که کهکشان‌های ستاره پاش نامیده می شوند. همچنین می توان کهکشان‌های ستاره پاش را که عاری از یک ساختار منسجم اند، به کهکشان‌های بی قاعده نیز نسبت داد. بیشتر از 170 میلیارد کهکشان در کائناتی که توسط بشر قابل مشاهده است، وجود دارد. اکثر کهکشانها قطری بین 1000 تا 100،000 پارسک دارند (هر پارسک معادل 31 تریلیون کیلومتر می باشد). کهکشان ها بیشتر با فاصله میلیون ها پارسک و حتی مگاپارسک از یکدیگر جدا افتاده اند. فضای بین کهکشان ها با گاز پر شده است البته با چگالی کمتر از یک اتم در متر مکعب! درصد بالایی از کهکشان ها به صورت سلسله مراتبی از ستاره ها مرتبط هستند و به ظاهری خوشه شکل سازماندهی شده اند و سرانجام خوشه های ستاره ای غول آسا را تشکیل می دهند.این ساختارهای غول آسا بیشتر به غالب صفحات و رشته هایی قرار گرفته اند که پیرامون آنها را خلاء لایتناهی پوشانده است. درک این موضوع که ماده تاریک 90 درصد جرم اکثر کهکشانها را تشکیل می دهند، آسان نیست. نتایج و داده‌های دیداری بیانگر این موضوع است که سیاهچاله‌های ابرغول و فرابزرگ ممکن است در میانه بیشتر (نه همه) کهکشانها وجود داشته باند، این سیاهچاله‌های بزرگ و پر رمز و راز دلایل بنیادین و آغازین واکنش‌های فعال در هسته برخی کهکشانها هستند. ستاره شناسان بر این باورند دست کم یک سیاهچاله در میان مرکز کهکشان راه شیری جاخوش کرده باشد.
کهکشان راه شیری
ضخامت 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 می کنیم در واقع به قسمت‌های درونی آن نگاه می کنیم که شمار ستاره‌ها و سحابی‌های آن بیشتر است. کهکشان راه شیری یک کهکشان مارپیچی با چند بازو می باشد. حتی با یک تلسکوپ کوچک می توان میلیون‌ها ستاره آن را دید که البته این ستارگان همه متعلق به بازوی جبار (یا بازوی محلی) هستند. ناهمگونی هایی که در کهکشان می بینیم ناشی از وجود ابرهای گازی و غباری تیره کننده (سحابی تاریک) هستند. کهکشان راه شیری به همراه دو کهکشان مارپیچی آندرومدا و کهکشان سه گوش و نزدیک به سی کهکشان کوتوله خوشه محلی کهکشانی را ساخته اند. کهکشان‌های کوتوله بر گرد سه کهکشان بزرگ مجموعه در حال چرخش بوده ودر حقیقت اقمار این کهکشانها به شمار می آیند. 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 می چرخد. با بررسی ۲۸ ستاره که در نزدیکی میانه کهکشان جای دارند آشکار شده که سیاهچاله ای با جرم نزدیک به ۴ میلیون برابر جرم خورشید در آنجا جای دارد. با توجه به قانون سوم کپلر درباره دو جسمی که دور هم می چرخند 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 می آید. این شماره با متمرکز کردن جرم همه موادی از کهکشان که درون مدار خورشید جای دارند در مرکز کهکشان بدست آمده است. طبیعی است که مقداری از جرم کهکشان هم در بیرون از مدار خورشید قرار دارد. یعنی این شماره، جرم این مواد را نشان نمی دهد. برای اندازه گیری جرم همه کهکشان از اندازه گیری سرعت ستاره و گازهایی که در فواصل دوری از مرکز کهکشان قرار دارند بهره برده می شود. دانشمندان دریافته اند که موثرترین راه اندازه گیری جرم کهکشان پژوهش در طول موج‌های رادیویی است چرا که این امواج کمتر تحت تاثیر گازها و غبارهای درون کهکشانی هستند و با بررسی آنها می توان به مشاهده مواد دورتری پرداخت. با این روش دانشمندان توانسته اند به نموداری از جرم موادی که در فواصل متفاوتی از مرکز کهکشان هستند دست پیدا کنند.این نمودار با نام نمودار چرخشی شناخته می شود.با کمک این نمودار آشکار شده که جرم کهکشان در باره ی ۱۵۰۰۰ پارسکی از میانه کهکشان نزدیک به ۲۰ میلیارد برابر جرم خورشید است. این گستره خوشه‌های کروی و بازوهای کهکشان را نیز در بر می گیرد.ممکن است گمان کنید برای اجرامی که فاصله آنها تا میانه کهکشان از این فاصله بیشتر باشد مطابق آنچه در سامسانه خورشیدی رخ می دهد شتاب آنها رو به کاهش باشد. بر پایه اندازه گیری‌ها مشخص شده که اینطور نیست، یعنی سرعت این اجرام از آنچه که پیش بینی می شده 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 شده است.
بیشترین جرم کهکشان ناشی از همین هاله تاریک است اما به راستی این هاله تاریک از چه ماده ای تشکیل شده است؟ در نظر داشته باشید واژه تاریک به این معنا نیست که در محدوده دیدگانی طیف مشاهده نمی شوند بلکه این مواد در همه محدوده طیفی(از گاما تا رادیویی) قابل کشف نیستند. تنها به دلیل اثرات گرانشی آنهاست که به وجود آنها پی برده ایم. این ماده تاریک نه از مولکولهای هیدروژن و نه از مواد ستاره ای معمولی تشکیل شده است. سیاهچاله‌های با جرم ستاره ای، اجرام ماکو(MACHO) که شامل کوتوله‌های قهوه ای (ستارگانی که بدلیل جرم کم نتوانسته اند واکنش‌های هسته ای را شروع کنند)، کوتوله‌های سفید و کوتوله‌های سست و کم جرم سرخ می‌باشد از کاندیداهای مورد نظر می باشند. هم اکنون گزینه ذرات زیر اتمی نیز به فهرست مواد تشکیل دهنده ماده تاریک افزوده شده است. 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 می شوند. پیشینیان ما نیز هزاران سال پیش به وجود این نوار نقره ای 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 می کنند . اقوامی دیگر باور داشتند که این نوار، پدیده ای خدایی است که شبها خود را محافظانه بر روی جامعه انسانی می گستراند. 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 دربرگریرنده کهکشان راه شیری، ابرهای ماژلانی، آندرومدا و بسیاری دیگر از کهکشان‌های کوچک است. رصدهای اخیر نشان می دهد 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 می باشد. ستاره شناسان استرالیایی یک بازوی کیهانی اضافی را در کهکشان راه شیری کشف کردند که مانند یک مرز گازی ضخیم به دور این کهکشان بزرگ کشیده شده است. این ستاره شناسان 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 ستاره ای میانه ای گسترده شده اند. به باور ستاره شناسان کهکشان راه شیری دارای ۴ بازوی متشکل از هیدروژن، گردوغبار و ستاره هاست که بیرون از مرکز آن می چرخند. این مرز گازی که تازگی ها 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 می شود. 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 میانه ای ستاره ای 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، احتمالا از ستارگانی با فاصله بسیار فراوان ساخته شده است. ارسطو (زندگی 322 تا 384 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 ایجادشده است و همچنین این احتراق در بخش فراجو در ناحیه ای از کیهان به همراه فعل و انفعالات سماوی رخ داده است. برای نخستین بار ابن هیثم ستاره شناس عرب (زندگی965 تا 1037 میلادی) اختلاف منظر (دید گشت) راه شیری را اندازه گیری و مشاهده کرد.
