تبلیغات
پایتخت علم و دانش - كهكشان
یکشنبه 20 دی 1388

كهكشان

   نوشته شده توسط: آرتین ترشیزی    نوع مطلب :فیزیك ،

كهكشان ها

كهكشان سیستمی از ستارگان، گرد و غبار و گاز است كه به وسیله نیروهای جاذبه ای, با یكدیگر نگه داشته می شوند. انواع كهكشان ها عبارتند از: كهكشان های مارپیچی (با بازو)، بیضی شكل (بدون بازو) و بی قاعده (بدون تقارن گردشی).

 کهکشان مارپیچی به شکل فرفره است. با بازوهایی مارپیچی که از یک برآمدگی مرکزی به خارج پیچ زده اند. کهکشانی که در عکس می بینید, به نام M100 شناخته می شود و خیلی شبیه به کهکشان راه شیری ماست. کهکشان راه شیری مجموعه ای از ستارگان, گرد و غبار و گاز در اطراف مرکزش دارد. (عکس از ناسا)

 

كهكشان ها طیف ادامه داری از انرژی از خود ساطع می كنند كه شامل بعضی امواج رادیویی، اشعه ایكس، اشعه مادون قرمز و اشعه ماورای بنفش است. زمین ، خورشید و بقیه منظومه شمسی ما یك بخش بسیار كوچك از كهكشان راه شیری هستند. كهكشان راه شیری كهكشانی مارپیچی ست.

 

كهكشان راه شیری فقط جز ئی از یك گروه  كهكشانی به نام "گروه محلی" ست. در داخل گروه محلی، كهكشان راه شیری با سرعت حدود 300 كیلومتر درثانیه حركت می كند (به سمت صورت فلكی ویرگو ). 

 

كهكشانی كه نزدیك ترین كهكشان به كهكشان ماست، ممكن است كهكشان كوتوله ساگیتاریوس (Sagittarius) باشد كه حدود 80000 سال نوری از ما فاصله دارد. "ابر ماژلانی بزرگ" كهكشان نزدیك دیگری به كهكشان ماست.

دانشمندان تخمین می زنند كه بیش از 100 میلیارد كهكشان در میان جهان قابل مشاهده ما پخش شده اند. ستاره شناسان از میلیون ها كهكشان از میان تلسكوپ عكس برداری كرده اند.

 

دورترین كهكشانی كه تا كنون عكس برداری شده فاصله ای معادل ده میلیارد تا 13 میلیارد سال نوری از كهكشان ما دارد. یك سال نوری فاصله ای ست كه نور در خلأ در یك سال طی می كند (حدود 88/5 تریلیون مایل یا 46/9 تریلیون كیلومتر).

 

قطر كهكشان ها از چند هزار تا نیم میلیون سال نوری متغیر است. كهكشان های كوچك كمتر از یك میلیارد ستاره دارند. كهكشان های بزرگ بیش از یك تریلیون ستاره دارند. كهكشان راه شیری قطری حدود 100000 سال نوری دارد. در كهكشان راه شیری حدود 100 میلیارد ستاره وجود دارد. منظومه شمسی ما حدود 25000 سال نوری از مركز كهكشان راه شیری فاصله دارد.

 

تنها سه كهكشان در خارج راه شیری با چشم غیر مسلح قابل مشاهده هستند. مردم در نیمكره شمالی می توانند كهكشان آندرومدا (Andromeda) را كه حدود دو میلیون سال نوری با ما فاصله دارد، ببینند. مردم در نیمكره جنوبی می توانند ابر ماژلانی بزرگ را ببینند كه حدود 160000 سال نوری از زمین فاصله دارد و ابر ماژلانی كوچك كه حدود 180000 سال نوری از زمین فاصله دارد نیز قابل مشاهده است.

 

گروه های كهكشان ها

 

كهكشان ها به شكل نابرابری در فضا توزیع شده اند. به طور كه بعضی از كهكشان ها همسایه نزدیكی ندارند. كهكشان هایی هستند كه با هم جفتند وبه این ترتیب با كهكشان دیگری با هم می گردند. اما بیشتر كهكشان ها در گروه هایی به نام كلاستر (Cluster) پیدا می شوند. یك كلاستر ممكن است شامل چند تا چندین هزار كهكشان باشد. كلاسترها ممكن است قطری به بزرگی ده میلیون سال نوری داشته باشند.

 

كلاسترهای كهكشان ها در ساختارهای بزرگ تری به نام "اسپركلاسترها" گروه بندی شده اند. در مقیاس های حتی بزرگ تر، كهكشان ها در شبكه های بسیار عظیم الجثه مرتب شده اند. شبكه ها شامل ریسمان ها یا سیم پیچ مانندهایی از كهكشان ها هستند كه در درون به هم متصلند و با مناطق نسبتاً خالی احاطه شده اند. یكی از بزرگ ترین ساختمان هایی كه تاكنون نقشه برداری شده، شبكه ای از كهكشان هاست كه به عنوان دیوار بزرگ شناخته می شود. این ساختمان ها بیش از 500 میلیون سال نوری درازا و 200 میلیون سال نوری پهنا دارد.

 

شكل كهكشان ها

 

 کلاستر کروی جمعیتی از گروه های محکم به هم بسته شده از ستارگان هستند که به وسیله جاذبه با هم نگه داشته می شوند. این کلاستر کروی یکی از متراکم ترین کلاسترهای شناخته شده در کهکشان راه شیری ست

 

ستاره شناسان بیشتر كهكشان ها را از روی شكلشان طبقه بندی می كنند. چون كهكشان ها یا مارپیچی یا بیضی شكل هستند.  كهكشان مارپیچی مثل یك دیسك با یك برآمدگی در مركزش است. این دیسك مشابه یك فرفره است. بازوان مارپیچی روشن دارد كه از برآمدگی مركزی به صورت پیچ پیچی به اطراف ادامه دارد. همه كهكشان های مارپیچی می گردند, ولی به آهستگی. برای مثال كهكشان راه شیری هر 250 میلیون سال یك بار یك دور گردش را كامل می كند.

 

ستارگان جدید از گاز و گرد و غبار داخل كهكشان های مارپیچی شكل می گیرند. گروه های كوچك تر ستارگان به نام كلاسترهای كروی اغلب كهكشان های مارپیچی را احاطه می كنند. یك كلاستر كروی حدود یك میلیون ستاره دارد. 

 

كهكشان های بیضی شكل، شكلشان از كره های كامل تا گویچه های صاف متغیر است. نوری كه از كهكشان بیضی شكل خارج می شود, در مركز بیشتر است و به تدریج در مناطق خارجی تر کهکشان ضعیف تر می شود. ستارگان در داخل كهكشان ها به نظرمی رسد كه در مدارهای تصادفی و بدون برنامه حركت می كنند. كهكشان های بیضی شكل نسبت به كهكشان های مارپیچی گرد و غبار و گاز كمتری دارند و به نظرمی رسد تعداد كمی از ستارگان جدید در آنها شكل می گیرند.

 

كهكشان های نوع سوم كهكشان های بی قاعده هستند که شكل ساده ای ندارند. بعضی از آنها بیشتر شامل ستارگان آبی و ابرهای پفی گازی هستند اما گرد و غبار كمی دارند. "ابرهای ماژلانی" در كهكشان های بی قاعده, از این نوع هستند. بعضی دیگر از كهكشان های بی قاعده بیشتر از ستارگان روشن جوان و گاز و گرد و غبار تشكیل شده اند.

كهكشان ها هماهنگ و وابسته به همدیگر حركت می كنند. گاهی به طور اتفاقی دو كهكشان به قدری به هم نزدیك می شوند كه نیروی جاذبه هریك شكل دیگری را تغییر می دهد. كهكشان ها حتی ممكن است با هم تصادف كنند. اگر كهكشان هایی كه به  سرعت در حال حركتند با هم تصادف كنند، ممكن است به طور مستقیم از میان هم عبور كنند یا یك كمی برهم اثر بگذارند یا اصلاً اثر نگذارند.

 

در یک کهکشان بی قاعده مثل  ,SextanA شکل ساده ای مثل مارپیچ یا کهکشان بیضی شکل دیده نمی شود

 

به هر صورت حتی كهكشان هایی كه كند حركت می كنند هم با هم تصادف می كنند. آنها می توانند به داخل یك كهكشان تنها بروند و با آن یكی شوند و به كهكشانی تبدیل شوند كه بزرگ تر از كهكشان های اولیه است. چنین یكی شدن هایی می تواند كلاف های مارپیچی از ستارگان به وجود آورد كه ممكن است بیش از 100000 سال نوری به داخل فضا گسترش پیدا كند.

 

 

ESO510-13:تصویری که در سال 2001 با تلسکوپ فضایی هابل گرفته شده کهکشان ESO510-13 را نشان می دهد که شکل بی قاعده ای دارد. دانشمندان عقیده دارند این کهکشان به این خاطر به هم تابیده شده که اثر جاذبه موقعی اتفاق افتاده که یک کهکشان کوچک تر را جذب کرده

خروجی از كهكشان ها

 

همه كهكشان ها انرژی را به صورت طول موج های نور قابل مشاهده و دیگر انواع تابش های الكترومغناطیسی بیرون می دهند. تابش الكترومغناطیس شامل امواج رادیویی، اشعه مادون قرمز، نور قابل مشاهده، اشعه ماورای بنفش، اشعه ایكس و اشعه گاما می شود.

 

همه این شكل های تابش با هم طیف الكترومغناطیس را تشكیل می دهند.

انرژی ای كه به وسیله كهكشان ها بیرون داده می شود, از منابع مختلفی تأمین می شود. بیشتر این انرژی در امتداد گرمای ستارگان و ابرهای گرد و غبار و گاز به نام نبولا ست.

 

 

 

وقوع حوادث شدید هم مقدار زیادی انرژی تولید می كند. مثل: 1-انفجارهای نوا كه در آن یكی از دو عضو یك سیستم ستاره ای دوگانه, گرد و غبار و گاز را به فضا پرتاب می كند. 2-انفجارهای سوپرنوا كه بسیار شدیدتر است. در این انفجار ستاره ای در خود واژگون می شود سپس بیشتر موادش به بیرون ریخته می شود.

تراكم اشعه تابشی خارج  شده از یك ستاره به دمای سطح ستاره بستگی دارد.

برای مثال خورشید كه دمای سطحش حدود 5500  درجه سانتی گراد است بیشتر تابشش را از بخش قابل مشاهده طیف الكترومغناطیس انجام می دهد. تابش از این نوع كه تراكمش به دما بستگی دارد, مربوط به خورشید و ستارگان طبیعی دیگر است و تابش گرمایی نامیده می شود.

دورترین کهکشان ها هم چنان نوری دارند که تلسکوپ فضایی هابل می تواند از آنها عکسبرداری کند. چرخنده های درخشان تر کهکشان هایی هستند که به زمین نزدیک ترند و شیئی که نارنجی روشن است ستاره ای در کهکشان ماست

 

درصد كوچكی از كهكشان ها به نام كهكشان های فعال مقدار وحشتناكی انرژی بیرون می دهند. این انرژی از حوادث شدیدی كه در اشیاء واقع در مركزشان رخ می دهد، ناشی می شود. توزیع طول موج های خروجی از آنها شبیه به ستارگان طبیعی نیست و بنابراین خروجی انرژیشان به عنوان تابش غیر حرارتی شناخته می شوند.

قدرتمندترین این اشیاء كواسارها quasars هستند كه مقدار عظیمی انرژی شامل اشعه گاما، اشعه ایكس، اشعه ماورای بنفش، اشعه مادون قرمز و امواج رادیویی خارج می كنند. بعضی از كواسارها 1000 برابر كل انرژی ای كه از كهكشان راه شیری خارج می شود را بیرون می فرستند.

 

كهكشان سیفرت Seyfert یك كهكشان مارپیچی ست كه مقدار زیادی اشعه  مادون قرمز خارج می كند و به همراه آن یا امواج رادیویی یا اشعه ایكس و یا هم امواج رادیویی و هم اشعه ایكس را بیرون می فرستد.

 

بعضی از كهكشان های فعال فوران ها و ذرات شارژ شده الكتریكی و با انرژی بالا شامل پروتون های با شارژ مثبت و پوسیترون ها و الكترون های با شارژ منفی بیرون می فرستند. الكترون ها و پروتون ها شکل هایی از ماده معمولی هستند. اما پوسیترون ها ذرات ضد ماده مخالف الكترون ها هستند. آنها همان جرم (مقدار ماده) الكترون ها را دارند. اما شارژ مخالف الکترون ها را حمل می كنند.

 

به نظر می رسد علت فعالیت متراكم در كهكشان های فعال به خاطر سیاهچاله های غول پیكر در مركز این كهكشان ها باشد. سیاهچاله می تواند یك میلیارد برابر جرم خورشید را در خود داشته باشد. چون سیاهچاله بسیار پرجرم و متراكم است نیروی جاذبه آن به قدر كافی قوی ست كه ستارگان نزدیك را از هم متلاشی کند. در نتیجه گاز و گرد و غبار ناشی از نابودی این ستارگان به طرف سیاهچاله می رود و وزنشان به دیسك موادی كه دور سیاهچاله می گردند، اضافه می شود. در همان زمان ماده از لبه داخلی تر دیسك به داخل سیاهچاله سقوط می كند. هنگامی كه ماده سقوط می كند انرژی از دست می دهد. بنابراین تابش و فوران و جوششی تولید می كند كه از كهكشان به خارج پرتاب می شود.

 

كهكشان راه شیری یك كهكشان فعال نیست. اما منبع قوی ای از تابش به نام سیگاتاریوس A در مركزش دارد. علت این تابش ممكن است یك سیاهچاله باشد. یك سیاهچاله كه یك میلیون برابر جرم خورشید را در خود دارد.

 

منشأ كهكشان ها

 

دانشمندان دو نوع نظریه اصلی درباره منشأ كهكشان ها ارائه داده اند. نقطه شروع هردو نظریه بیگ بنگ است. بیگ بنگ انفجاری جهانی ست كه ده میلیارد تا 20 میلیارد سال قبل شروع شد. مدت كوتاهی بعد از بیگ بنگ جرم های گازی شروع به جمع كردن یكدیگر یا واژگونی به داخل كردند. سپس جاذبه به آهستگی این جرم ها را به داخل كهكشان ها فشرده كرد.

 

اما دو نوع نظریه متفاوت درباره این که كهكشان ها چگونه تكامل پیدا كرده اند وجود دارد. یك نظریه می گوید كه ابتدا اشیاء كوچك تر مثل كلاسترهای كروی تشكیل شدند. این اشیاء سپس یكی شدند تا كهكشان ها را تشكیل دهند. نظریه دیگر برعكس این را می گوید. یعنی ابتدا اشیاء بزرگ تر مثل كهكشان ها و كلاسترها تشكیل شدند سپس گروه های كوچك تر ستارگان در داخل آنها شكل گرفتند. اما همه نظریه های بیگ بنگ در این نكته اشتراك دارند كه هیچ كهكشان جدیدی از زمان های اولیه به بعد تشكیل نشده یا اگر هم تشكیل شده خیلی كم بوده.

 

تغییر رنگ به قرمز باعث جابجایی خطوط در طیف (نوار رنگ ها) که به وسیله کهکشانی که از زمین دور می شود به بیرون فرستاده می شود, می گردد. چنان که می بینیم در انتهای دیاگرام خطوط به جانب قرمز می روند

 

بیشتر مشاهدات ستاره شناسی از نظریه های بیگ بنگ حمایت می كند. مطابق با این نظریه ها جهان هنوز در حال گسترش است. دو نوع از مشاهدات به طور قوی از ایده یك جهان در حال گسترش حمایت می كند.

این مشاهدات به این اشاره دارد كه همه كهكشان ها از یكدیگر دور می شوند و این كه دورترین كهكشان ها با بیشترین فاصله از كهكشان راه شیری, با سرعت خیلی بیشتری حركت می كنند و از كهكشان های دیگر دور می شوند.

ارتباط بین سرعت و مسافت به وسیله ستاره شناس آمریكایی ادوین پی هابل در سال 1929 ارائه شد و به نام خود وی نامگذاری شد.  

 

دانشمندان فاصله بین كهكشان ها را با اندازه گیری روشنایی همه كهكشان ها یا نوع مشخصی از اشیاء داخل آنها تخمین می زنند. این اشیاء شامل ستارگان متفاوت مثل سوپرنواها هستند.

 

تكامل كهكشان های مارپیچی

 

ستاره شناسان هنوز به روشنی نمی فهمند كهكشان های مارپیچی چگونه تكامل پیدا كردند و چگونه هنوز وجود دارند. این راز موقعی ابعادش بیشتر می شود كه بدانیم كهكشان مارپیچی چگونه می گردد. كهكشان مثل كرم روی سطح فنجان پر از مایع می چرخد. بخش داخلی تر كهكشان مثل یك چرخ كوزه گری می چرخد و بازوها در پشتش مثل دم آن هستند. تصور كنید كه یك بازوی مارپیچی در طول حدود 250 میلیون سال حول مركز كهكشانش -مثل كهكشان راه شیری- می گردد. بعد از چند گردش شاید بعد از دو میلیارد سال بازوها به شکل ممتد جرمی به نام ستارگان تولید می كنند. اما تقریباً سن همه كهكشان های مارپیچی خیلی بیشتر از دو میلیارد سال است.

 

جوابی كه برای این راز پیدا شده, بر تفاوت در نیروی جاذبه ای در سراسر كهكشان تکیه دارد. عاملی كه ستاره ها، گرد و غبار و گاز را هل می دهد و باز به سوی خودش می كشد. این فعالیت امواج فشرده ای تولید می كند. یك مثال مشابه از امواج فشرده, امواج صوتی معمولی ست. هنگامی كه كهكشان می گردد، به نظر می رسد كه امواج در یك مسیر مارپیچی سفر می كنند و به سمت بازوهای مارپیچی متراكم از گرد و غبار و گاز هدایت می شوند. ستارگان سپس در بازوها تشكیل می شوند.

 

 


How much can you grow from stretching?
شنبه 7 مرداد 1396 07:38 بعد از ظهر
I am regular visitor, how are you everybody?
This paragraph posted at this web site is really pleasant.
BHW
سه شنبه 29 فروردین 1396 08:38 بعد از ظهر
Highly descriptive blog, I loved that a lot.
Will there be a part 2?
manicure
دوشنبه 21 فروردین 1396 11:49 بعد از ظهر
I'm gone to tell my little brother, that he should also visit this webpage on regular basis to obtain updated from
newest gossip.
manicure
دوشنبه 14 فروردین 1396 07:36 بعد از ظهر
I love your blog.. very nice colors & theme.
Did you design this website yourself or did you hire someone to do it for
you? Plz answer back as I'm looking to create
my own blog and would like to find out where u got this from.
many thanks
manicure
دوشنبه 14 فروردین 1396 04:48 بعد از ظهر
Hi there to every , for the reason that I am
genuinely eager of reading this webpage's post to be updated on a regular basis.
It includes pleasant stuff.
پریا
چهارشنبه 17 اسفند 1390 08:24 بعد از ظهر
سلام . مرسی مطلب خوبی بود . ولی چرا مطالب جدید رو وبلاگتون نمیزارید؟!
راستش جالبه . راجع به انفجار مهبانگ نوشته بودید ؛ بحث های کیهان شناسی همیشه برای من جالب بودن. مثلا هنوز هم برای من واقعا باور کردنی نیست که زمینی که زیر پامونه این همه ستاره و هزار تا جرم دیگه تو این دنیا چطور ممکنه از انفجار فقط یه سری ذرات بنیادی به وجود اومده باشند ؟ اگه میتونید حتما راجع به فرایند بیگ بنگ بیشتر بنویسید. وبلاگتونم عالیه.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر