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.

کهکشانهای مارپیچی

مرکز نورانی و بازو های مارپیچی پر ستاره ، جلوه خاصی به کهکشانهای مارپیچی می بخشد. آنها عموما اجرام بزرگی هستند که دو ( یا بیشتر ) بازو دارند. در محدوده دو میلیون پارسکی ما ، تنها حدود 10 کهکشان مارپیچی بزرگ وجود دارد که این مقدار نسبت به تعداد کهکشانهای بیضوی بسیار اندک است. کهکشان های مارپیچی کاملا پهن هستند و فقط نواحی مرکزی انها برامدگی دارد. این امر را می توان به طور آماری از سمت گیری بازوهای مارپیچی به دست آورد. مشاهدات کافی نشان داده اند که این پهن شدگی ، با مقدار متوسط 0.8 برای کمیت (نسبت bبر ای -1 ) ، به ماهیت آنها مربوط نیست ، بلکه ظاهرا در نتیجه چرخش نسبتا سریع خود سیستم است. یا مطالعه سرعت شعاعی بخشهای مختلف کهکشانهای مارپیچی در می یابیم که سرعت چرخش آنها، حدود 200 تا 300 کیلومتر در ثانیه است. این چرخش همانند چرخش یک جسم جامد نیست ، بلکه بلکه در مناطق بیرونی سریعتر و در حوالی مرکز آهسته تر است.

چون ستارگان و ابرهای گاز، پیوستگی سختی با هم دارند، گردش بخش های بیرونی کهکشانهای مارپیچی همانند گردش سیارات به دور خورشید است، به این معنی که هرچه از کهکشان دور می شویم ، سرعت گردش رو به کاهش می گذرد. در نواحی درونی، سرعت زاویه گردش ستارگان، تقریبا یکسان است ( مانند گردش یک جسم جامد ) ، زیرا کشش گرانشی نه تنها در هسته کهکشان بلکه در تمام مناطق مرکزی آن وجود دارد. ساختار کهکشان های مارپیچی را می توان متشکل از دو مؤلفه دانست – یک مؤلفه بیضیوار و یک مؤلفه مسطح. بخش مرکزی اساسا شامل مؤلفه بیضی وار است که ساختاری همانند یک کهکشان بیضوی دارد. قسمت بیرونی در ساختاری کاملا متفاوت، توزیع  مسطحی از ستارگان را نشان می دهد. منحنی درخشندگی های هم تراز در مؤلفه بیضی وار ، به شکل بیضی است. این مؤلفه متشکل از ستارگان پیر است، گاز و غبار ندارد و توزیع درخشندگی آن از قانون ساختاری  کهکشانهای بیضوی پیروی می کند. مؤلفه  مسطح، بازوهای مارپیچی را دربر می گیرد. بیشتر کهکشانهای مارپیچی دو بازو دارند و گاه این بازو ها چند شاخه اند.

همچنین برخی از آنها گسترده هستند و برخی دیگر پیچ خورده اند. آنها مقادیر زیادی ستاره جوان و گاز و غبار را شامل می شوند. گاز موجود در بازوها به شمل ابرهای غولپیکری است که به دو شکل آشکار می شوند: آنها یا به طور اپیتکی  قابل رویتند و یا ابرهای غیر قابل رویت ( جز برای رادیو تلسکوپ ها ) هیدروژن خنثی هستند که در تمام ساختار بازوها گسترده شده اند و امواجی در طول موج 21 سانتی متر گسیل می کنند. گفتیم که در بازوهای کهکشان مارپیچی ، غبار نیز وجود دارد. غبار همانند حباب های تاریکی از ماده ، ستارگان ورای خود را تیره می سازد. ولی ستارگان جوان ، حداقل در کهکشانهای مارپیچی نزدیکتر ، درخشان و واضح هستند و به رنگ آبی دیده می شوند.

از این موضوع می توان نتیجه گرفت که بازوها، مکانی برای شکل گیری ستارگان هستند. ستارگان موجود در آنها، بیش از یک میلیون سال عمر ندارند و در مقایسه با عمر این کهکشان ها که مچموعا حدود ده میلیارد سال است، بسیار جوان می نمایند. گاز و غبار موجود در ابرها، مواد اولیه برای شکل گیری ستارگان جدید  مهیا می سازند. وجود بازوهای مارپیچی را می توان ناشی از یک اثر مشهور فیزیکی دانست که در نظریه موج چگالی سی.سی.لین توصیف می شود. طبق نظریه این فیزیکدان ، یک قرص گازی چرخان می تواند امواج مارپیچی بسیار چگال و پایدار تولید کند. در این بازو ها، ستارگان و ماده بین ستاره ای ، به مدت معینی در کنار هم جمع می شوند و به موازات ” گیر افتادن ” مواد جدید توسط موج چگالی ، آرام به حرکت خود ادامه می دهند. سابقا به اشتباه تصور می شد که امواج مغناطیسی در پیدایش بازوها مؤثر ند ، ولی مطالعات دقیق نشان می دهند که میدان های مغناطیسی کهکشانهای مارپیچی بسیار ضعیف هستند و نمی توانند بر ساختار آنها تاثیر گذارند. برای مثال ، میدان مغناطیسی کهکشان ما ، 100,000 بار کم توانتر از میدان مغناطیسی زمین است.

اخترشناسی به نام هابل ، کهکشان های مارپیچی را  به هشت زیر رده مختلف تقسیم کرده است. در زیر رده نخست،  کهکشانهای So قرار دارند. این کهکشانها، شامل مؤلفه های مسطح و بیضی وار و فاقد بازوهای مارپیچی هستند. ساختار بیرونی برخی از آنها به طور نامعلوم و نامشخص ، مارپیچی به نظر می رسند. در کهکشان های So ، غالبا غبار نیز وجود دارد. سه زیر رده بعدی بر مبنای  چگونگی پیچ خوردگی بازوها تعریف می شوند. در یک کهکشان Sa ، بازوها کاملا به دور هسته پیچ خورده اند ، در کهکشانهای Sb ، شدت پیچ خوردگی کمتر است ، درحالی که در کهکشانهای Sc ، بازوها بسیار آزاد و گسترده اندو کهکشان های Sa ناحیه هسته ای ( مولفه بیضی وار ) بسیار نورانی و بازوهای نورانی هموار دارند. در کهکشان های Sb ، ناحیه بیضیوار مرکزی کوچکتر و کم نورتر است و بازوها تکه تکه به نظر می رسند. کهکشان های Sc هسته بسیار کوچک دارند و تکه تکه بودن بازوهایش بیشتر است.

کهکشان های مارپیچی میله ای

وجه مشخصه نوع دیگری از کهکشانهای مارپیچی ، میله ای شکل بودن نواحی مرکزی آنهاست. هسته این کهکشانهای کمیاب به کهکشان بیضی وار شبیه نیست ، بلکه ساختاری دراز و نسبتا باریک دارد. هسته در مرکز این میله نورانی جای گرفته است. معمولا بازوها نه از مرکز کهکشان، بلکه از دو سر این میله سرچشمه می گیرند. کهکشانهای مارپیچی میله ای در رده بندی هابل ، با درج حرف B بین S و حرف های o و a و b یا c مشخص می شوند. از جهات دیگر ، زیر رده ها همانند کهکشان های مارپیچی تعریف می گردند. یک کهکشان میله ای بدون بازو در زی رده SBo است، با بازوهای پیچ نخورده در زیر رده SBa و الی آخر. ” میله ” این کهکشانها هنوز معمای بزرگی است. دانسته نیست که آنها چگونه به وجود آمده اند و یا چگونه شکل گرفته اند. امروزه پژوهش های زیادی برای حل این معما انجام می گیرد.

ادامه دارد »»»

نویسنده: پوریا خوش نمک/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: ساختار ستارگان و کهکشانها نوشته پاول هاج

اطلاعات بیشتر: , Galaxy , Spiral galaxy