کهکشان

کَهکِشان (galaxy)

کَهکِشان

کَهکِشان راه شیری

گروهی شامل میلیون‌ها یا میلیاردها ستاره که نیروی گرانی آن‌ها را در کنار هم نگه می‌دارد. تصور می‌شود میلیاردها کهکشان در عالم وجود داشته باشد. کهکشان‌ها گونه‌های متفاوتی شامل مارپیچی، مارپیچی میله‌ای و بیضوی دارند. کهکشان ما یا راه شیری، حدود ۱۰۰هزار سال نوری پهنا دارد. یک سال نوری فاصله‌ای است که نور در طول مدت یک سال طی می‌کند و حدوداً برابر ۹.۵میلیارد کیلومتر است. راه شیری دست‌کم ۱۰۰میلیارد ستاره را در خود جا داده است. کهکشان‌ها از هرسو از کهکشان ما دور می‌شوند. به این ترتیب، عالم از همه جهت در حال انبساط است. گواه این امر از آزمودن نور کهکشان‌ها و تجزیه‌کردن آن به‌صورت طیف به‌دست می‌آید. مشخصۀ انتقال‌به‌سرخ زمانی اتفاق می‌افتد که نور براثر دورشدن منبع نور، به‌علت افزایش طول موج، به انتهای سرخ‌طیف انتقال پیدا می‌کند. برای کهکشان موجود در صورت فلکی سُنبله، که حدود ۳۸میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد، انتقال به سرخ نشان می‌دهد کهکشان یادشده با سرعت ۱۲۰۰ کیلومتر در ثانیه از ما دور می‌شود، در حالی‌که کهکشانِ صورت فلکی شجاع، که در فاصلۀ تقریبی ۲هزار میلیون سال نوری از زمین قرار دارد، با سرعت ۵۶هزار کیلومتر در ثانیه در حال دورشدن از ماست. کهکشان‌های مارپیچی، نظیر راه شیری، شکلی تخت با مرکزی برآمده، شامل ستاره‌های پیر دارند و قرصی‌هایی با ستاره‌های جوان‌تر آن‌ها را اضافه کرده‌اند که در بازوهای مارپیچی فرفره‌مانندی مرتب ‌شده‌اند. کهکشان‌های میله‌دار کهکشان‌هایی مارپیچی‌اند که در امتداد مرکزشان میله‌ای مستقیم، متشکل از ستاره‌ها دارند و بازوهای مارپیچی از دو سر آن بیرون زده‌اند. بازوهای کهکشان‌های مارپیچی محتوی گاز و غباری‌اند که هنوز هم ستاره‌هایی در آن در حال شکل‌گیری است. کهکشان‌های بیضوی دربرگیرندۀ ستاره‌های پیر، و مقدار کمی گازند. آن‌ها شامل پرجرم‌ترین کهکشان‌های شناخته شده‌اند و حدود یک هزار میلیارد ستاره را در خود جا داده‌اند. تصور می‌شود دست‌کم بعضی از کهکشان‌های بیضوی براثر ادغام کهکشان‌های مارپیچی تشکیل شده باشند. همچنین، کهکشان‌‌‌هایی نامنظم نیز وجود دارند. بیشتر کهکشان‌ها در خوشه‌هایی یافت می‌شوند که از چند عضو تا هزاران عضو را در خود جای می‌دهند. کهکشان راه شیری عضو خوشۀ کوچکِ گروه محلی است. خورشید در یکی از بازوهای مارپیچی این کهکشان قرار گرفته‌است و حدود ۲۵هزار سال نوری از مرکز آن فاصله دارد. اخترشناسان امریکایی، پس از پنج سال بررسی، در ۱۹۹۵، تعداد ۶۰۰ کهکشان را شناسایی کردند که پیش از آن فهرست‌نشده بودند. بیشتر این کهکشان‌ها ۲۰۰ تا ۴۰۰میلیون سال نوری از ما فاصله دارند. این اخترشناسان به این نتیجه رسیدند که ممکن است کهکشان‌ها حدود ۳۰ تا ۱۰۰ درصد بیشتر از تعدادی باشند که پیش‌تر از آن برآورد شده بود. دو کهکشان کشف‌شده را غبار کهکشانی لبۀ راه شیری از دیده پنهان می‌کرد. یکی از آن‌ها با نام MBI، کهکشانی مارپیچی با ۱۷هزار سال نوری پهناست. کهکشان دیگر یا MB۲ کهکشان کوتوله‌ای با شکل نامنظم است که حدود ۴هزار سال نوری پهنا دارد. در ۱۹۹۶، اخترشناسان امریکایی کهکشان دیگری را در فاصلۀ ۱۷میلیون سال نوری کشف کردند. کهکشان NGC ۲۹۱۵ کهکشان آبی کوتوله و فشرده‌ای است که ۹۵ درصد جرم آن به‌صورت مادۀ تاریک است. در ۱۹۹۷، گروهی بین‌المللی از اخترشناسان دورترین جسم شناخته‌شدۀ عالم را، که کهکشانی در فاصلۀ ۱۳میلیارد سال نوری است، ردیابی کردند. در ۱۹۹۸، پژوهشگران هلندی کهکشان عظیمی را در نزدیکی راه شیری کشف کردند. این کهکشان در فاصلۀ ۲۰میلیون سال نوری، و در تُهی‌جای محلی یا ناحیه‌ای از فضا قرار دارد که معمولاً آن را به‌کلی تهی درنظر می‌گیرند. اندازه، ساختار، و درخشندگی کهکشان‌ها متفاوت است و مثل ستاره‌ها به‌صورت تک، زوج یا خوشه یافت می‌شوند. از آن‌جا که این سامانه‌ها بسیار دورند، با تلسکوپ به‌صورت اجسام سحابی‌مانندِ ماتی دیده می‌شوند و در ابتدا آن‌ها را سحابی تلقی می‌کردند. بعدها، وقتی به دوربودن آن‌ها پی‌بردند، عالم‌های جزیره‌ای یا «سحابی‌های برون کهکشانی» نام گرفتند. تنها دو کهکشان، یعنی ابرهای ماژلانی، به‌راحتی با چشم غیرمسلح دیده‌ می‌شوند. درخشان‌ترین مورد بعدی یا کهکشان امرأه‌المسلسله نیز کم‌و‌بیش با چشم غیرمسلح قابل‌مشاهده است. حدود ۳۵ کهکشان از درخشان‌ترین کهکشان‌ها در فهرستی آمده‌اند که اخترشناس فرانسوی شارل مسیه گردآورد، نام چندهزار کهکشان دیگر نیز در فهرست‌نامۀ عمومی جدید آمده است. با تلسکوپ‌های جدید می‌توان از حدود ۱۰۰میلیون کهکشان عکس‌برداری کرد.

فاصله. حدود بیست کهکشان در محدودۀ ۲.۵میلیون سال نوری، و چندین‌هزار کهکشان در فاصلۀ ۵۰میلیون سال نوری از خورشید تشخیص داده شده‌اند. فاصلۀ کهکشان‌هایی نزدیک‌تر از ۱۰میلیون سال نوری را، می‌توان، در صورت تشخیص متغیرهای قیفاووسی در آن‌ها، باتوجه به درخشندگی این ستاره‌های خاص برآورد کرد. در کهکشان‌های دورتر از ۱۰۰میلیون سال نوری، از قدر اَبَرغول‌ها، نواختران یا اَبَرنواختران می‌توان بیشترین استفاده را به‌منظور برآورد فاصله به‌عمل آورد. برای برآورد فاصله‌های باز هم دورتر، از مقایسۀ قدر ظاهریکهکشان با قدر مطلق آن استفاده می‌کنند. دورترین فاصله‌ها را با اندازه‌گیری انتقال به سرخ به‌دست می‌آورند، یعنی براساس افزایش طول موج نور جسم هنگام دورشدن آن، و با فرض درست بودن رابطۀ بین انتقال به سرخ و فاصله، که یکی از اصول بنیادی کیهان‌شناسی نوین است. با معلوم‌بودن فاصله، برآورد جرم بعضی از کهکشان‌های نزدیک امکان‌پذیر می‌شود. برآورد جرم خوشه‌های کهکشانی نیز ممکن است، اما جرم‌هایی که از این راه پیدا می‌شود بزرگ‌تر از آن چیزی است که از جمع‌زنی جرم کهکشان‌های مرئی منفرد انتظار می‌رود. برای این تفاوت، که گاهی به آن مسئلۀ جرم گمشده می‌گویند، هنوز توضیحی ارائه نشده است.

انواع کهکشان‌ها. اخترشناس امریکایی، ادوین هابل کهکشان‌های عادی را در سه دستۀ اصلی رده‌بندی کرده است: مارپیچی، بیضوی، و نامنظم. کهکشان‌های مارپیچی، که راه شیری نمونه‌ای از آن‌هاست، شامل یک هسته، یک قرصِ دربرگیرندۀ بازوهای مارپیچی، و یک هالهاند. مارپیچی‌ها براساس ظاهر بازوهایشان رده‌بندی می‌شوند. مارپیچی‌های Sa برآمدگی هسته‌ای بزرگ، و بازوهای پیچ‌خوردۀ متراکمی دارند، در حالی‌که مارپیچی‌های Sc هسته‌های کوچک، و بازوهایی دارند که کمتر متراکم و پیچ‌خورده‌اند. مارپیچی‌های Sb حدفاصل Sa و Sc اند. کهکشان‌های میله‌دار نیز بین SBa تا SBc رده‌بندی می‌شوند. کهکشان‌های بیضوی چیزی مثل خوشه‌های کروی بسیار بزرگ‌اند و بازوی مارپیچی ندارند. این رده به هشت زیرگروه، E۰ تا E۷، تقسیم می‌شوند. اعضای زیرگروه E۰ها ظاهری کروی دارند، و E۷ها دارای بیشترین کشیدگی‌اند. کهکشان‌های نامنظم ظاهری آشفته دارند و متقارن نیستند. کهکشان‌های نامنظم از کهکشان‌های مارپیچی و بیضوی بسیار کمیاب‌ترند؛ آن‌ها کوچک‌تر از بقیه‌اند، اما نسبت به جرمی که دارند از آن‌ها درخشان‌ترند.

خوشه‌ها. می‌توان خوشه‌های کهکشانی را تقریباً در دو گروه منظم و نامنظم رده‌بندی کرد. خوشه‌های منظم تقارن کروی، تراکم مرکزی، و معمولاً‌دست‌کم ۱۰۰۰ عضو درخشان‌تر از قدرمطلق ۱۶- دارند. یکی از نزدیک‌ترین نمونه‌های آن‌ها در محدودۀ صورت فلکی اکلیل شمالی قرار دارد. خوشه‌های نامنظم از گروه‌های بی‌انسجام خوشه‌های کوچک تشکیل شده‌اند. برخلاف خوشه‌های منظم، که تقریباً شامل کهکشان‌های بیضوی‌اند، خوشه‌های نامنظم همۀ گونه‌های کهکشانی را در خود جا داده‌اند. اندازۀ آن‌ها بسیار متفاوت است و ممکن است، مثل خوشۀ سُنبله، بیش از ۱۰۰۰ کهکشان، یا مانند گروه محلی، که کهکشان ما به آن تعلق دارد، فقط در حدود بیست کهکشان داشته باشند. گروه محلی حدوداً ۳۰ عضو دارد که در ناحیه‌ای به اندازۀ ۳میلیون سال نوری قرار گرفته است. گروه محلی مشتمل است بر دو مارپیچی Sb بزرگ (کهکشان ما و امرأةالمسلسله)، یک مارپیچی کوچک‌تر Sc، چهارده بیضوی که دَه کهکشان از آن‌ها کوتوله و چهار کهکشان نامنظم‌اند دو کهکشان از آن‌ها همان ابرهای ماژلانی‌اند. گمان می‌رود گروه محلی ما زیر گروه یک «اَبَرخوشۀ محلی» باشد. ممکن است مرکز این اَبَرخوشه خوشۀ سُنبله یا جایی در نزدیکی آن باشد. احتمالاً این ابرخوشۀ محلی ۱۰۰میلیون سال نوری قطر، و ۲۵میلیون سال نوری ضخامت دارد.

 

---