بیگ بنگ : در این مجموعه مقاله با گونه های مختلف کهکشان ها، انواع ستارگان و اجرام دیگری که هرگونه از این کهکشان ها را تشکیل می دهند، آشنا می شوید، همچنین علت متفاوت بودن شکل کهکشان ها نیز شرح داده می شود.

کهکشانها چه هستند؟

در جهان کهکشان هایی وجود دارد که از توده های بسیار بزرگی از ستارگان، گاز و غبار تشکیل شده اند. کهکشان ها که چندین میلیون تا هزاران میلیارد ستاره را در برمی گیرند، بیشترین جرم قابل مشاهده جهان را در خود دارند و بیشترین جرم کهکشان نیز در ستارگان آن است. قطر کوچکترین کهکشان ها که کوتوله نامیده میشوند، بیش از 300 پارسک نیست، درحالی که قطر بزرگترین آنها ممکن است از 30,000 پارسک هم بیشتر باشد.

کهکشان ها شکل های مختلفی دارند، برخی همانند کهکشان محلی ما ( راه شیری ) مارپیچی هستند، برخی بی نظمند اما ساختار بیشتر آنها منظم و یکنواخت است. اخترشناسی به نام هابل، برای نخستین بار کهکشان ها را رده بندی کرد. این رده بندی بر مبنای نمای ظاهری کهکشان ها است و گرچه تکامل آنها را نشان نمیدهد، ولی به شناخت ما از تکامل کهکشان ها کمک زیادی کرده است. هابل کهکشانها را به سه نوع اصلی تقسیم کرد : بیضوی، مارپیچی ، بی نظم.

کهکشانهای بیضوی

این کهکشانها کاملا به شکل بیضی هستند. نمای خارجی آنها صاف و همانند بیضی های کامل هندسی است. نقشه ای از درخشندگی های هم تراز در آنها ( این نقشه ها، شبیه منحنی های ارتفاعات هم تراز در جغرافیای طبیعی است) گروهی بیضی هم مرکز را نشان می دهند که نورانی ترین آن در مرکز و بیضی های تدریجا کم نور در طرف خارج قرار دارند. تمام بیضیها به یک شکلند؛ شکل کامل و یکنواخت ساختار کهکشان های بیضوی، نشانه پیری و آرامش آنهاست. یعنی از زمانی بس دراز، رویداد قابل ملاحظه ای در آنها اتفاق نیفتاده است. با اندازه گیری سن این کهکشان ها، در می یابیم که شکل گیری ستارگان در آنها ، حدود 10 میلیارد سال پیش متوقف شده است. اندازه گیری توضیع نور از مرکز یک کهکشان بیضوی به طرف بیرون، نشان می دهد که شدت نور طبق منحنی همواری کاهش می یابد.

این منحنی که ساختار کهکشان را توصیف می کند، در تمام کهکشان های بیضوی یکسان است و فقط بزرگی و نیز درجه پهن شدگی کهکشان آن را تغییر می دهد. ساختار اساسی همه کهکشان های بیضوی را به علت یکنواختی می توان در یک فرمول خلاصه کرد: همه آنها یک شکل اند و تفاوتشان صرفا از نظر اندازه غنی بودن کهکشان ها و همچنین گستردگی توضیع ستارگان است. این واقعیت نشان می دهد که کهکشان های بیضوی در گذشته ای بسیار دور شکل گرفته اند، بطوری که اثری از حالات اولیه آنها باقی نیست و شکل آغازین کهکشان ها در اثر رویدادهای پیش آمده و هموار شدن مدار ستارگان، به کلی از بین رفته است.

کهکشان های بیضوی معمولا از میلیاردها ستاره تشکیل یافته اند  که مدار همه آنها حول مرکز جرم سیستم است. مقایسه ساختار این کهکشان ها ، با مدل هایی که به طور ریاضی طرح میشوند ما را به تعیین انواع مدارهای ستاره ای آنها راهنمایی می کند. در کهکشان های مختلف ، آرایش مدار ستاره ها نیز گوناگون است، ولی به نظر می رسد که درصد بیشتری از ستارگان اکثر کهکشانهای  بیضوی مدارهایی با برون مرکزی زیاد دارند. در آنها تعداد کمی از ستارگان در مدارهای تقریبا دایروی می گردند و بقیه در مدارهایی به شکل بیضی های بسیار کشیده قرار دارند. یکنواختی مهم دیگر در کهکشانهای بیضوی ، رنگ آنهاست؛ تمام آنها قرمزند و اختلاف بسیار اندکی از لحاظ رنگ دارند. اخترشناسان با اندازه گیری رنگ این کهکشانها نتیجه گرفته اند که بیشتر ستارگان آنها پیر هستند. زیرا ستارگان جوان به رنگ آبی و ستارگان پیر به رنگ قرمز دیده می شوند و بدیهی است که یک کهکشان قرمز نمی تواند از ستارگان آبی تشکیل یابد.

از مطالعه طیف کهکشانها، اطلاعات زیادی به دست می آید. طیف کهکشان از مجموع طیف ستارگان آن حاصل میشود و آگاهی کلی از گونه های مختلف ستارگان به دست می دهد. طیف کهکشان های بیضوی نیز حاکی از پیر بودن ستارگان آنهاست. ویژگی یکسان دیگر در کهکشانهای بیضوی  این است که تقریبا تمام ماده آنها به صورت ستاره است . مواد بین ستاره ای مانند ابرهای گاز یا غبار ( بجز استثنائات کوچک و اتفاقی ) ندارد. از این امر نتیجه میشود که در حال حاضر ، هیچ ستاره ای در کهکشان های بیضوی شکل نمی گیرند. زیرا آنها فاقد گاز و غباری هستند که مواد خام را برای شکل گیری ستارگان آماده می سازد. پیدایش ستارگان در این کهکشان ها متوقف شده است و آنها اجرامی پایدار هستند.

در رده بندی هابل، کهکشانهای بیضوی بر اساس نمای ظاهری به هشت گروه تقسیم میشوند. این تقسیم بندی نه بر اساس تمایز فیزیکی بلکه بر مبنای تمایز هندسی است. برخی از کهکشان های بیضوی با نمای خارجی تقریبا دایروی دیده می شوند ، درحالی که، برخی دیگر بسیار کشیده هستند. اندازه کشیدگی بیضی با برون مرکزی آن مشخص میشود. برون مرکزی ، نسبت قطر کوچک به قطر بزرگ بیضی است که نمای خارجی آن را شکل می دهد. اگر قطر بزرگ را a و قطر کوچک را b بنامیم ، زیررده های هابل با فرمول ( نسبت b بر ای -1) E10 تعریف می شوند که در آن E نماد بیضی است. مثلاٌ کهکشانی با نمای خارجی دایروی در زیر رده ی E0 قرار می­گیرند، زیرا a و b برابرند و در نتیجه ( نسبت b بر ای -1) معادل صفر است؛ نیز رده ی یک بیضی بسیار کشیده مثلاٌ با نسبت a  =b ، E7 خواهد بود. بین E0 و E7، هشت رده وجود دارد. بنا بر کشف هابل کهکشانی پهن ­تر از E7 وجود ندارد.

ستاره شناسان نیز طی تحقیقی جدید در خصوص کهکشان های بزرگ و بیضوی شکل نشان دادند این نوع از کهکشان ها بیشتر با خوردن کهکشان های کوچک اطراف خود رشد می کنند. این مطالعات نشان می دهد در نهایت تا چند میلیارد سال دیگر گرانش کهکشانی سبب می شود تا همه کهکشان ها در گروه ها و خوشه های بزرگ در ابرخوشه های کیهانی ادغام شوند.

ادامه دارد »»»

نویسنده: پوریا خوش نمک/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: ساختار ستارگان و کهکشانها نوشته پاول هاج

 اطلاعات بیشتر:Elliptical galaxy , Galaxy