کهکشان راه شیری: خانه کیهانی ما
شناسنامه کهکشان راه شیری
کهکشان راه شیری، کهکشانی است که منظومه شمسی و بنابراین سیاره زمین ما در آن قرار دارد. وقتی در یک شب صاف و تاریک به آسمان نگاه می‌کنید، نوار مه‌آلودی از نور را می‌بینید که در سراسر آسمان کشیده شده است. این نوار، در حقیقت نور مجموع میلیاردها ستاره‌ای است که با چشم غیرمسلح نمی‌توانیم به صورت جداگانه ببینیم. نام «راه شیری» از افسانه‌های یونانی گرفته شده است.
| ویژگی | مقدار |
|---|---|
| نوع کهکشان | مارپیچی میله‌ای |
| قطر تخمینی | 100,000 - 200,000 سال نوری |
| تعداد ستاره‌ها | 100 - 400 میلیارد |
| سن کهکشان | 13.6 میلیارد سال |
| موقعیت منظومه شمسی | بازوی شکارچی، 27,000 سال نوری از مرکز |
اجزای تشکیل‌دهنده کهکشان ما
کهکشان راه شیری مانند یک شهر بسیار بزرگ است که از بخش‌های مختلفی ساخته شده است. درک این بخش‌ها به ما کمک می‌کند بفهمیم این ساختار عظیم چگونه کار می‌کند.
هاله کهکشانی: این بخش، یک کره نامرئی از ماده تاریک1 و خوشه‌های ستاره‌ای کروی قدیمی است که کهکشان را احاطه کرده است. ما نمی‌توانیم ماده تاریک را مستقیماً ببینیم، اما اثر گرانشی آن روی ستاره‌ها و گازها قابل اندازه‌گیری است.
دیسک کهکشانی: این بخش، صفحه مسطح و درخشان کهکشان است که شامل بازوهای مارپیچی می‌شود. خورشید و بیشتر ستاره‌هایی که در شب می‌بینیم، در این دیسک قرار دارند. دیسک خود از گاز، غبار و ستاره‌های جوان و پیر تشکیل شده است.
برآمدگی مرکزی: این بخش، مرکز کهکشان است که به شکل یک توپ آمریکایی (فوتبال) است و عمدتاً از ستاره‌های پیر و قرمز تشکیل شده است. در قلب این برآمدگی، یک سیاه‌چاله کلان‌جرم2 به نام کمان ای* (Sagittarius A*) قرار دارد.
بازوهای مارپیچی: خیابان‌های ستاره‌ای
یکی از زیباترین ویژگی‌های کهکشان‌های مارپیچی مانند راه شیری، بازوهای آنهاست. این بازوها مناطق چگال‌تری هستند که ستاره‌ها، گاز و غبار در آنها متمرکز شده‌اند. منظومه شمسی ما در بازویی به نام بازوی شکارچی (Orion Arm) قرار دارد که یک بازوی کوچک و فرعی است.
بازوهای اصلی کهکشان راه شیری عبارتند از: بازوی برساووش، بازوی قوس، بازوی شاه‌تخته و بازوی کمان. این بازوها حول مرکز کهکشان می‌چرخند، اما بر خلاف تصور، سرعت چرخش آنها با سرعت چرخش ستاره‌ها متفاوت است. مانند یک ترافیک کیهانی، ستاره‌ها وارد بازوها شده و از آنها خارج می‌شوند.
سیاه‌چاله قلب کهکشان
در مرکز کهکشان راه شیری، یک هیولای گرانشی عظیم به نام سیاه‌چاله کلان‌جرم کمین کرده است. جرم این سیاه‌چاله حدود 4.1 میلیون برابر جرم خورشید ما است. دانشمندان وجود آن را با ردیابی مدار ستاره‌هایی که با سرعت بسیار بالا به دور «هیچ» می‌چرخند، ثابت کرده‌اند.
خبر خوب این است که این سیاه‌چاله در حال حاضر غیرفعال است و در فاصله بسیار ایمنی از زمین قرار دارد. بنابراین خطری برای ما ندارد. مطالعه این سیاه‌چاله به اخترفیزیکدانان کمک می‌کند تا درک بهتری از گرانش و فیزیک افراطی شرایط به دست آورند.
چگونه کهکشان خود را مطالعه می‌کنیم؟
از آنجایی که ما در داخل کهکشان راه شیری زندگی می‌کنیم، مطالعه کل ساختار آن مانند این است که بخواهیم نقشه یک شهر بسیار بزرگ را تنها با ایستادن در یکی از خیابان‌های آن ترسیم کنیم. اخترشناسان برای غلبه بر این چالش از روش‌های مختلفی استفاده می‌کنند:
مشاهدات رادیویی: امواج رادیویی می‌توانند از میان ابرهای غبار که دیسک کهکشانی را پوشانده‌اند، عبور کنند. تلسکوپ‌های رادیویی مانند آرایه بسیار بزرگ (VLA)3 به ما کمک می‌کنند ساختار بازوهای مارپیچی را نقشه‌برداری کنیم.
ماهواره‌ها و تلسکوپ‌های فضایی: ابزارهایی مانند تلسکوپ فضایی گایا (Gaia) متعلق به آژانس فضایی اروپا (ESA)4، موقعیت و حرکت میلیاردها ستاره را با دقت بی‌سابقه‌ای اندازه‌گیری می‌کند تا یک نقشه سه‌بعدی از کهکشان ما ایجاد کند.
با استفاده از این داده‌ها، دانشمندان می‌توانند مدل‌های کامپیوتری دقیقی از کهکشان راه شیری ایجاد کنند و گذشته و آینده آن را شبیه‌سازی نمایند.
سرنوشت کهکشان راه شیری
کهکشان راه شیری ثابت نیست و آینده مهیبی در انتظار آن است. حدود 4.5 میلیارد سال دیگر، کهکشان راه شیری با نزدیک‌ترین همسایه بزرگ خود، کهکشان آندرومدا (M31)5، برخورد خواهد کرد. اما نگران نباشید! این برخورد به معنای نابودی نیست.
از آنجایی که فاصله بین ستاره‌ها بسیار زیاد است، احتمال برخورد مستقیم ستاره‌ها با یکدیگر بسیار کم است. در عوض، این دو کهکشان در یک رقص گرانشی عظیم درهم ادغام شده و کهکشان بزرگتر و بیضوی‌شکلی به نام میلکدومدا (Milkdromeda) را تشکیل خواهند داد. این فرآیند میلیاردها سال به طول خواهد انجامید.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
پاسخ: خیر. این یک اشتباه رایج است. منظومه شمسی تنها سیستم ستاره‌ای ماست (خورشید و سیاراتش). کهکشان راه شیری مجموعه عظیمی از میلیاردها منظومه ستاره‌ای است که منظومه شمسی تنها یکی از آنهاست.
پاسخ: خیر. از آنجایی که ما در داخل دیسک کهکشانی قرار داریم، گرفتن یک عکس از کل کهکشان مانند این است که بخواهید از بیرون از خانه‌تان از خود خانه عکس بگیرید در حالی که در داخل آن هستید. تمام تصاویری که می‌بینید، یا مربوط به بخش‌هایی از کهکشان هستند یا طراحی‌های هنری و مدل‌های کامپیوتی بر اساس داده‌های رصدی.
پاسخ: با فناوری کنونی، خیر. حتی سفر به نزدیک‌ترین کهکشان به ما (کهکشان کوتوله قوس) با سریع‌ترین فضاپیمای موجود، صدها هزار سال طول می‌کشد. این سفرها در حال حاضر تنها در حوزه داستان‌های علمی‌تخیلی امکان‌پذیر هستند.
پاورقی
1ماده تاریک (Dark Matter): نوعی از ماده که نور ساطع یا بازتاب نمی‌کند و تنها از طریق اثرات گرانشی آن قابل تشخیص است. تصور می‌شود حدود 27% از کیهان را تشکیل دهد.
2سیاه‌چاله کلان‌جرم (Supermassive Black Hole): نوعی سیاه‌چاله با جرمی بسیار زیاد، معمولاً میلیون‌ها یا میلیاردها برابر جرم خورشید. در مرکز اکثر کهکشان‌های بزرگ یافت می‌شود.
3VLA (Very Large Array): یک رصدخانه رادیویی متشکل از 27 آنتن رادیویی در نیومکزیکو، ایالات متحده.
4ESA (European Space Agency): آژانس فضایی اروپا، یک سازمان بین‌المللی متشکل از 22 کشور عضو که مأموریت‌های فضایی را برنامه‌ریزی و اجرا می‌کند.
5M31 (Messier 31): نام دیگر کهکشان آندرومدا، نزدیک‌ترین کهکشان مارپیچی بزرگ به کهکشان راه شیری.