بیگ بنگ: ستارگان در آسمان ثابت نیستند و در عوض دائماً در حال حرکتند. اگر حرکت روزانه قوسی ستارگان را در سرتاسر آسمان در نظر بگیرید، با الگویی از ستارگان مواجه می‌­شوید که به نظر می­‌رسد هرگز تغییر نمی‌­کنند. چرا این گونه است؟

به گزارش بیگ بنگ، ستارگان چنان ثابت به نظر می‌­رسند که منجمان باستانی به ­طور ذهنی ستارگان را با شکل­‌ها یا صورت­‌های فلکی در ارتباط می­‌دانستند که امروزه هم می­‌توانیم آن­ها را رصد کنیم. اما در حقیقت، ستارگان دائماً در حرکتند. آن­ها صرفاً به­ قدری دور هستند که با چشم غیرمسلح نمی­‌توان حرکت­شان را تشخیص داد. اما ابزارهای حساس می‌­توانند حرکت آن­ها را تشخیص دهند. فرض کنید در جاده‌­ای کوهستانی با سرعت 97 کیلومتر بر ساعت رانندگی می‌­کنید. به نظر می‌­رسد که تیرهای تلفن در کنار جاده با سرعت از کنار شما عبور می­‌کنند اما کوه‌­های دوردست طوری به نظر می‌­رسند که انگار اصلاً حرکتی ندارند.

در واقع، هر دو با سرعتی یکسان (97 کیلومتر بر ساعت) نسبت به شما حرکت می­‌کنند. به خاطر اثر ژرفانمایی یا «اختلاف منظر» اینطور به نظر می­‌رسد که کوه‌­ها نسبت به تیرهای تلفن آهسته‌­تر حرکت می­‌کنند. به ­طور کلی، هرچه یک شیء دورتر باشد، در سرعت ثابت و مشخص، حرکت آن از دید شما کندتر به نظر می‌رسد. ستارگان (حتی نزدیک­ترین آن­ها) بسیار دورتر از کوه‌­ها قرار دارند، بنابراین حرکت­شان در میدان دید ما فوق‌­العاده ناچیز است. اما باز هم ستارگان در حرکتند.

اخترشناسان به نحوۀ حرکت هر ستاره “حرکت خاص”(proper motion) می‌گویند. حرکت خاص یک ستاره معمولا چیزی حدود ۰/۱ ثانیه قوسی در سال است که تقریبا محسوس نیست اما در طول حدود ۲۰۰۰ سال این ستاره حدود نیم درجه (یا به عبارت دیگر در حدود عرض ماه در آسمان) تغییر موقعیت خواهد داشت.

بیشتر ستارگانی که در آسمان شب با چشم غیرمسلح می‌­بینید ستارگان منفردی هستند که در کهکشان خودمان قرار دارند. برای دیدن ستارگانی که در خارج کهکشان ما قرار دارند و یا حتی کهکشان­‌های دیگر باید از “تلسکوپ” استفاده کنید. ستارگان درون کهکشان ما همگی در مسیری تقریباً دایره‌­ای حول مرکز کهکشان می­‌گردند. این حرکت به این خاطر است که جرم ترکیبی کلانی که بیشتر آن در نزدیک مرکز کهکشان گردهم آمده است نیروی گرانش قدرتمندی را ایجاد می­‌کند که ستارگان درون کهکشان را در مدارهای دایره‌­ای به سمت خود می­‌کشد.

علاوه بر این، هر ستاره‌­ای در کهکشان نسبت به گردش کل کهکشان یک حرکت تصادفی جزئی دارد. همین مفهوم دربارۀ ستارگان سایر کهکشان­‌ها نیز صادق است. هر ستاره‌­ای حول مرکز کهکشان خود می‌­چرخد و علاوه بر این یک حرکت تصادفی جزئی نیز دارد. ستارگان مانند آدم‌­های مست به اطراف تلوتلو نمی‌­خورند. در عوض، هر ستاره بر اساس اندازه حرکت (مومنتوم) و میدان گرانشی اطراف خود در مسیری صاف و تقریباً مستقیم در حرکت است. اما هنگامی که حرکت تعداد زیادی ستاره را در یک کهکشان با هم مقایسه کنید و چرخش کهکشانی آن­ها را تفریق کنید، با توزیع تصادفی ستارگان مواجه خواهید شد. دلیل این توزیع تصادفی، کاتوره‌ای بودن موادی است که ستارگان از آن­ها تشکیل شده‌­اند و همچنین اشیاء تمایل دارند تحت اینرسی خود در مسیری تقریباً یکسان برای هزاران سال در خلاء فضا سُر بخورند.

در کتاب درسی «کاوش کیهان» نوشتۀ “لوئیس برمان” عنوان شده است: «همانطور که خواهیم دید، حرکت تصادفی ویژه‌­ای، هرچند اندک، وجود دارد که بر حرکت منظم و بزرگ­ مقیاس همۀ ستارگان حول مرکز کهکشان منطبق شده است… حرکت اصلی ستارگان درون قرص کهکشان از قانون کپلر پیروی می­‌کند: هرچه ستاره به مرکز گرانش (هسته­ کهکشان) نزدیک‌تر باشد، سریع‌­تر حرکت می­‌کند. این رفتار شبیه حرکت سیارات حول خورشید است، از این­رو قانون گرانش نقش اصلی را در منظومه شمسی و همچنین کهکشان بازی می­‌کند.

اما درون برآمدگی هسته­ کهکشان که چگالی ستاره‌­ای بیشینه است، رفتار ستارگان بیشتر شبیه ساختاری جامد است: هرچه ستاره از مرکز کهکشان دورتر باشد، سریع‌­تر حرکت می­‌کند. ستارگان خاصی که درست در بالا یا پایین صفحۀ کهکشانی قرار دارند «جمعیت هاله» را تشکیل می­‌دهند و خوشه‌­های کروی ستارگان در مدارهای بیضی ­شکل با خروج از مرکز زیاد در تمام زوایای انحراف حول مرکز کهکشان حرکت می­‌کنند. حرکت این ستارگان شبیه حرکت دنباله‌­دارهای دوربردی است که حول خورشید می‌چرخند.» [برای اطلاعات بیشتر این مقاله را مطالعه کنید]

ترجمه: محمد نوده فراهانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: wtamu.edu