مفاهيم طرحواره ردهبندي كهكشانها – قسمت اول
آيا ردهبندي كهكشاني مهم است؟ اجازه دهيد سه مشاهدهي مهم را مرور كنيم:
1) رنگ يك كهكشان به طور قوي به نوع ريختشناسي بستگي دارد.
2) نوع طيفي جمعشده ناحيهي هستهاي، به طور قوي به نوع ريختشناسي بستگي دارد.
3) مؤلفههاي كره وار كهكشانها از قانون r به توان منفي 1/4 و مؤلفههاي قرص از قانون توزيع نمايي پيروي ميكنند، صرف نظر از نوع ريختشناسي خاص.
دو نكته اول دلالت بر اين دارند كه در بين مرحلهي تحولي جمعيتهاي ستارهاي در بين تمام كهكشانها با يك نوع ريختشناسي معلوم همخواني وجود دارد. به علاوه، يك تدريج با قاعده از شاخصهاي جمعيت در امتداد رشته ريختشناسي موجود ميباشد. نكته سوم نشان ميدهد كه ستارگان در نواحي قرص و در نواحي برآمدگي هستهاي عليرغم اينكه كهكشانهاي مادر ممكن است تاريخچههاي متفاوتي را دنبال كنند، به حالت ديناميكي همخواني ميرسند. به بيان ديگر، اساساً ديناميك پايه كليهي قرصها يكسان است و اين نيز براي سيستمهاي كرهوار برقرار ميباشد، خواه آنها برآمدگيهاي هستهاي باشند يا كهكشانهاي بيضيوار.
بنابراين كاملاً واضح است كه سيستم ردهبندي به مقدار قابل توجهي مفيد ميباشد. دو ملاك ردهبندي عبارتند از:
1) نسبت قرص به برآمدگي
2) اهميت درجه به هم پيچيدن بازوهاي مارپيچي
كاملاً مشخص نيست كه چرا اين دو كميت قابل مشاهده به طور دقيق حالت ديناميكي و جمعيتهاي تحول ستارگان مؤلفهي داخل يك كهكشان را نمايش ميدهند. اما حقيقت اين است كه وجود يك پايه فيزيكي مهم براي تفكيكنمودن كهكشانها توسط، شكل غير قابل انكار است.
آيا ميتوانيم چيز بيشتري راجع به تحول كهكشانها بيان كنيم. چرا راجع به طرحواره ردهبندي به عنوان يك رشته تحولي فكر نميكنيم؟ اگرچه، كهكشانهاي S داراي ستارگان جوان و كهكشانهاي E فقط داراي ستارگان پير ميباشند، ولي مارپيچيها نيز داراي ستارگان پير هستند. بنابراين، هر دو نوع «پير» هستند. فقدان گاز در بيضيوارها مانع از شكلگيري جمعيتهاي جديد ميشود.
احتمالاً شكلي را كه يك كهكشان به خود ميگيرد، عمدتاً به تكانهي زاويهاي آن مربوط ميشود. در حقيقت تكانهي زاويهاي به ازاء واحد جرم.
هرچه تكانه زاويهاي بيشتر باشد، كهكشان تختتر خواهد بود. اين اتفاق به اين علت رخ ميدهد كه چون گاز، تكانهي زاويهاي را در جهت عمود بر صحفهي آن همانطور كه گرانش گاز را در امتداد قطبهاي كهكشان فرو ميريزد، تلف ميكند، اما گاز در صفحهي استوايي در اثر چرخش مورد حمايت قرار ميگيرد.
در كهكشانهاي بيضوي، فشردهشدن گاز به ستارگان به طور مؤثر انجام ميشود و بنابراين به سرعت رخ ميدهد كه اين اتفاق منجر به توزيع بيضيوار ستارگان و تجمع بالاي از ستارگان در هسته كهكشانها ميشود.
به طور عكس در كهكشانهاي مارپيچي، شكلگيري ستارهاي به آهستگي صورت ميگيرد به طوريكه ستارگان نسلهاي بعدي از منبع گازي مسطح افزاينده، شكل ميگيرند.
يك نوع توزيع دوگانه نتيجه ميشود: سيستم چرخان آرام حاوي ستارگان با توزيع كروي ميباشد، و قسمت چرخان سريع سيستم شبه قرص تختي حاوي ستارگان، گرد و غبار و گاز ميباشد. گرد و غبار در صفحهي كهكشان تحت تأثير امواج چگالي قرار ميگيرند كه در نتيجه آن بازوهاي مارپيچي به وجود ميآيند. آشفتگي و ميدانهاي مغناطيسي نيز ممكن است نقشهاي مهمي در كنترل شكل نهايي كهكشان داشته باشد.
ادامه دارد…
منبع: كتاب نجوم و اخترفيزيك مقدماتي (جلد دوم)، نوشتهي زيليك و گرگوري، ترجمهي دكتر جمشيد قنبري