کهکشان: مجموعه‌ای عظیم از ستارگان، گاز، غبار و ماده تاریک تحت تأثیر گرانش

کهکشان: شهرهای ستاره‌ای کیهان

کهکشان چیست و از چه چیزی ساخته شده است؟

یک کهکشان مانند یک شهر بسیار بزرگ است که به جای خانه و خیابان، پر از ستاره، ابرهای گازی، توده‌های غبار و ماده‌ای نامرئی به نام ماده تاریک است. همه این اجزا توسط نیروی جاذبه یا گرانش در کنار یکدیگر نگه داشته شده‌اند. برای درک بهتر، تصور کنید منظومه شمسی ما که زمین در آن قرار دارد، تنها یک خانه در این شهر عظیم است. این شهر، کهکشان راه شیری^۱ نام دارد.

اجزای اصلی یک کهکشان عبارتند از:

• ستارگان: این‌ها کره‌های عظیم و درخشانی از پلاسما هستند که مانند چراغ‌های این شهر می‌درخشند. خورشید ما یکی از صدها میلیارد ستاره در کهکشان راه شیری است.
• سحابی‌ها (ابرهای گاز و غبار): این ابرها مانند کارخانه‌های تولد ستارگان عمل می‌کنند. وقتی بخشی از یک سحabi فشرده می‌شود، تحت نیروی گرانش، ستاره‌های جدید متولد می‌شوند.
• ماده تاریک: این ماده مرموز، نوری از خود ساطع نمی‌کند و نمی‌توان آن را مستقیماً دید، اما وجودش از روی اثر گرانشی قوی‌ای که بر ستارگان و گازهای کهکشان وارد می‌کند، اثبات شده است. ماده تاریک مانند اسکلت نامرئی کهکشان است که آن را پایدار نگه می‌دارد.

انواع کهکشان‌ها: از مارپیچی تا بی‌قاعده

ستاره‌شناسان کهکشان‌ها را بر اساس شکل ظاهری آن‌ها به سه دسته اصلی تقسیم‌بندی می‌کنند. این طبقه‌بندی به نام "ردف هابل"^۳ شناخته می‌شود.

ساختار کهکشان راه شیری: خانه کیهانی ما

کهکشان راه شیری، خانه ما در کیهان، یک کهکشان مارپیچی میله‌ای است. این یعنی یک نوار یا "میله" از ستارگان در مرکز آن وجود دارد و بازوهای مارپیچی از دو سر این میله خارج می‌شوند. منظومه شمسی ما در یکی از این بازوها به نام "بازوی شکارچی"^۵ قرار دارد.

ساختار اصلی کهکشان راه شیری را می‌توان به بخش‌های زیر تقسیم کرد:

• هاله: یک منطقه کروی عظیم که کهکشان را احاطه کرده است. این منطقه عمدتاً از خوشه‌های ستاره‌ای کروی و مقادیر عظیمی از ماده تاریک پر شده است.
• دیسک: بخش مسطح و نازک کهکشان که شامل بازوهای مارپیچی است. بیشتر ستارگان، گاز و غبار کهکشان در این دیسک قرار دارند.
• برآمدگی مرکزی: منطقه‌ای متراکم و تقریباً کروی در مرکز کهکشان که ستارگان زیادی در آن جا فشرده شده‌اند. در قلب این برآمدگی، یک سیاهچاله کلان‌جرم^۶ به نام "کمان ای*"^۷ قرار دارد.

برخورد و ادغام کهکشان‌ها: رقص کیهانی

کهکشان‌ها نیز مانند سایر اجرام کیهانی، ساکن نیستند. آن‌ها در فضا حرکت می‌کنند و گاهی به یکدیگر نزدیک می‌شوند. اگر کهکشان‌ها با سرعت مناسب و از فاصله‌ای نزدیک گذر کنند، نیروی گرانش متقابل می‌تواند آن‌ها را به سمت یکدیگر بکشد و منجر به "برخورد" یا "ادغام" شود. برخلاف تصور، در این برخوردها معمولاً ستارگان با هم برخورد فیزیکی نمی‌کنند، زیرا فاصله بین ستارگان بسیار زیاد است. در عوض، گرانش متقابل، شکل کهکشان‌ها را به طور کامل تغییر می‌دهد.

نتایج یک ادغام می‌تواند شامل موارد زیر باشد:

• تولد انفجاری ستارگان جدید به دلیل فشرده شدن ابرهای گازی.
• ایجاد کهکشان‌های بی‌قاعده.
• در نهایت، تشکیل یک کهکشان بیضوی بزرگتر.

پیش‌بینی می‌شود کهکشان راه شیری ما نیز حدود 4 تا 5 میلیارد سال دیگر با کهکشان آندرومدا ادغام خواهد شد و کهکشان جدید و بزرگی به نام "میلکدرومدا"^۸ را تشکیل خواهد داد.

رصد کهکشان‌ها: پنجره‌ای به گذشته کیهان

از آنجایی که نور با سرعت محدودی حرکت می‌کند، وقتی به یک کهکشان دوردست در تلسکوپ نگاه می‌کنیم، در حقیقت در حال مشاهده نورهایی هستیم که میلیون‌ها یا حتی میلیاردها سال پیش از آن کهکشان ساطع شده‌اند. بنابراین، مطالعه کهکشان‌های دوردست مانند سفر در زمان و مشاهده جهان در جوانی است. ستاره‌شناسان با استفاده از تلسکوپ‌های قدرتمند زمینی و فضایی مانند تلسکوپ فضایی هابل^۹ و جیمز وب^۱۰، می‌توانند کهکشان‌هایی را رصد کنند که تنها چند صد میلیون سال پس از مهبانگ^۱۱ تشکیل شده‌اند. این مشاهدات به ما در درک چگونگی تشکیل و تکامل کهکشان‌ها از ابتدای کیهان کمک شایانی می‌کند.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

^۱ Milky Way Galaxy
^۲ Andromeda Galaxy
^۳ Hubble Tuning Fork
^۴ Magellanic Clouds
^۵ Orion Arm
^۶ Supermassive Black Hole
^۷ Sagittarius A*
^۸ Milkomeda
^۹ Hubble Space Telescope (HST)
^۱۰ James Webb Space Telescope (JWST)
^۱۱ Big Bang