علوم پایه، فیزیک، نجوم 11375 بازدید

عموماً نظاره کردن آسمان و غوطه‌ور شدن در فضا علاوه بر شگفتی و زیبایی، این سوال را در ذهن به وجود می‌آورد که جایگاه ما در عالم کجاست؟ در این مطلب قصد داریم در مورد کهکشان‌ها صحبت کنیم و به صورت جزئی‌تر به بررسی ویژگی‌های کهکشان راه شیری که منظومه شمسی در آن قرار دارد بپردازیم. این مطلب به این سوالات پاسخ خواهد داد: کهکشان چیست؟ کهکشان آندرومدا و کهکشان راه شیری چه ویژگی‌هایی دارند؟ تعداد ستارگان و سیارات کهکشان‌ ما چه قدر است؟ زمین در کهکشان راه شیری چه جایگاهی دارد؟ و… . اگر شما نیز علاقه‌مند به دانستن جواب سوالات بالا هستید، خواندن این مطلب را ادامه دهید.

کهکشان چیست؟

به تعداد زیادی از ستارگان به همراه گازها و گرد و غبار که به وسیله نیروی جاذبه به هم وصل شده‌اند، کهکشان می‌گویند. منظومه شمسی ما در کهکشان راه شیری واقع است، یک کهکشان مارپیچی که عضوی از یک گروه کهکشانی به نام گروه محلی است.

چند کهکشان وجود دارد؟

میلیاردها کهکشان در عالم وجود دارند، اما از کهکشان ما تنها سه کهکشان ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک و کهکشان آندرومدا بدون تلسکوپ قابل مشاهده هستند. ابرهای بزرگ و کوچک ماژلانی حدود 160,000 سال نوری از ما فاصله دارند و به عنوان ماهواره‌های راه شیری شناخته می‌شوند. این دو کهکشان را می‌توان از نیمکره جنوبی به خوبی مشاهده کرد.

ابرهای ماژلانی
تصویر ۱: ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک توسط تلسکوپ ۱٫۵۴ متری دانمارک در رصدخانه لاسیلا شیلی تصویربرداری شده است. دوتایی کهکشان‌های کوتوله نامنظم یعنی ابرهای ماژلانی به راحتی در نیمکره‌ جنوبی قابل مشاهده هستند.

کوچکترین کهکشان‌ها می‌توانند چند صد‌‌ هزار ستاره داشته باشند و طول آن‌ها چندین هزار سال نوری باشد، در حالی که بزرگترین کهکشان‌ها دارای تریلیون‌ها ستاره هستند و ممکن است طول آن‌ها صدها هزار سال نوری باشد. کهکشان‌ها می‌توانند در گروه‌های کوچک و یا در خوشه‌های بزرگ یافت شوند. همچنین یافتن ستارگان در فضای بین کهکشان‌ها بسیار نادر است.

کهکشان‌ها گاه با یکدیگر نیز برخورد می‌کنند که نتایج جالبی به همراه دارد. این برخوردها علاوه بر تغییر شکل کهکشان‌هایی که به هم برخورد می‌کنند، می‌تواند باعث شکل‌گیری ستارگان جدید نیز شود. با این حال، در زمان برخورد کهکشان‌ها به دلیل فواصل زیاد بین آن‌ها ستارگان با یکدیگر برخورد نمی‌کنند. برای مطالعه بیشتر در مورد کهکشان‌ها اینجا را مطالعه کنید.

کهکشان‌ها چگونه دسته‌بندی می‌شوند؟

کهکشان‌ها بر اساس شکل ظاهری‌شان دسته‌بندی می‌شوند. به صورت کلی می‌توان کهکشان‌ها را به سه دسته کلی بیضوی، مارپیچی و نامنظم تقسیم‌بندی کرد.

آشنا‌ترین نوع کهکشان‌، کهکشان‌ مارپیچی است. این کهکشان‌ها دارای یک شکل مشخص با بازوهای مارپیچ در یک دیسک نسبتاً مسطح و یک برآمدگی مرکزی هستند. تراکم بالایی از ستارگان در برآمدگی وجود دارد. بازوها و برآمدگی توسط هاله‌ای ضعیف از ستاره‌ها احاطه شده‌اند. برآمدگی و هاله بیشتر شامل ستارگان قدیمی و بازوهای مارپیچی حاوی گاز، گرد و غبار و ستاره‌های جوان‌تر هستند. کهکشان راه شیری ما یک کهکشان مارپیچی است، در تصویر زیر می توانید یک کهکشان مارپیچ را مشاهده کنید.

کهکشان مارپیچ
تصویر ۲: نمونه‌ای از کهکشان مارپیچ که توسط تلسکوپ فضایی هابل تصویر شده است (کهکشان مارپیچ M74).

برخی کهکشان‌های مارپیچی را «مارپیچ‌های بسته» می‌نامیم، زیرا برآمدگی مرکزی مانند یک میله کشیده به نظر می‌رسد. در مارپیچ‌های بسته، بازوهای مارپیچی کهکشان از انتهای میله به چشم می‌خورند. در تصویر زیر می‌توانید یک کهکشان مارپیچ بسته را مشاهده کنید.

کهکشان مارپیچ بسته
تصویر ۳: نمونه‌ای از کهکشان مارپیچ بسته که توسط تلسکوپ فضایی هابل تصویربرداری شده است (کهکشان مارپیچ بسته NGC 1672).

همانطور که از نام کهکشان‌های بیضوی پیدا است، این کهکشان‌ها گرد یا بیضی هستند و ستارگان نسبتاً به صورت یکنواخت در سراسر آن‌ها توزیع می‌شوند. این دسته از کهکشان‌ها نیز همانند کهکشان‌های مارپیچی دارای برآمدگی و هاله می‌باشند، اما دیسک صاف ستاره‌ای ندارند. ستارگان کهکشان بیضوی معمولاً ستارگان پیرتر هستند.

کهکشان بیضوی
تصویر ۴: نمونه‌ای از کهکشان بیضوی که توسط تلسکوپ هابل تصویربرداری شده است (کهکشان بیضوی NGC 1132).

کهکشان‌های نامنظم شکل و ساختار مشخصی ندارند. آن‌ها اغلب از نظر ظاهری نامنظم و بدون برآمدگی یا بازوهای مارپیچی هستند. شکل و جهت‌گیری مختلف کهکشان‌ها نتیجه‌ای از تاریخ آن‌ها است که ممکن است شامل تعامل با دیگر کهکشان‌ها نیز باشد.

کهکشان نامنظم
تصویر ۵: نمونه‌ای از کهکشان نامنظم که توسط تلسکوپ هابل تصویربرداری شده است (کهکشان نامنظم NGC 1472A).

برای آشنایی بیشتر با مبانی نجوم و کیهان‌شناسی، می‌توانید فیلم آموزش مقدماتی نجوم – نجوم باستان تا کیهان شناسی را مشاهده کنید که توسط فرادرس ارائه شده، لینک این آموزش در ادامه آورده شده است.

  • برای دیدن فیلم آموزش مقدماتی نجوم – نجوم باستان تا کیهان شناسی + کلیک کنید.

کهکشان راه شیری چیست؟

کهکشان راه شیری در اصل نوعی کهکشانی مارپیچی است که میلیاردها ستاره، سیاره و البته سیاه چاله را در خود جای داده است؛ خورشید به عنوان یک ستاره و تمام سیارات اطراف آن، از جمله سیاره‌ای که ما روی آن زندگی می‌کنیم، یعنی سیاره زمین، بخشی از کهکشان معروف راه شیری هستند.

نمای کهکشان راه شیری
تصویر ۶: تصویر کهکشان راه شیری در اقیانوس آرام جنوبی مانگانیا، جنوبی‌ترین جزایر کوک گرفته شده است. این تصویر به عنوان یکی از برندگان مسابقه اخترشناسان موزه ملی دریایی سال 2011 انتخاب شد.

ما فقط می‌توانیم از داخل کهکشان راه شیری عکس بگیریم، این بدان معناست که ما تصویری از بیرون راه شیری نداریم. با این توضیحات سوالی که مطرح است این خواهد بود که چرا تصور ما از کهکشان راه شیری یک کهکشان مارپیچی بسته است؟ چندین شاهد برای این ادعا وجود دارد.

اولین دلیل برای این موضوع شکل کهکشان راه شیری محسوب می‌شود که نواری روشن از ستارگان آن را تشکیل داده است. این گروه از ستارگان را می‌توان شب‌ها با چشم غیرمسلح در مکان‌های خاصی مشاهده کرد. این نوار قابل مشاهده از ستارگان، دیسک کهکشان راه شیری را تشکیل می‌دهد و نشان می‌دهد که کهکشان ما اساساً صاف است.

از عکس‌های به دست آمده از چندین تلسکوپ مختلف که هم در زمین و هم در فضا از دیسک کهکشان راه شیری عکاسی کرده‌اند، این نکته به نظر می‌آید که راه شیری یک کهکشان مارپیچی است، زیرا اگر در یک کهکشان بیضوی زندگی می‌کردیم، می‌دیدیم که ستاره‌‌های کهکشان ما در سراسر آسمان پراکنده می‌شوند، نه فقط در یک باند.

دلیل دیگر نقشه‌ای است که ستاره‌شناسان در دیسک کهکشان‌هایی شبیه به کهکشان راه شیری از ستاره‌های جوان و درخشان و ابرهای یونیزه شده هیدروژن تهیه کرده‌اند. این ابرها که مناطق $$HII$$ نامیده می‌شوند، توسط ستاره‌های جوان و داغ که در اصل پروتون‌ها و الکترون‌های آزاد هستند، یونیزه می‌شوند. این‌ شواهد نشان دهنده وجود بازو در کهکشان‌های مارپیچی است که ما قادر به مشاهده آن‌ها هستیم. بنابراین نقشه‌برداری از این شواهد در کهکشان‌هایی شبیه به کهکشان خودمان می‌تواند نشان از وجود بازو در کهکشان راه شیری باشد.

سالیان طولانی بحث و گفتگو در مورد تعداد بازوهای کهکشان راه شیری وجود داشته است؛ اینکه تعداد این بازوها دو تا یا چهار تا است؟ آخرین داده‌ها نشان می‌دهد که کهکشان راه شیری دارای دو بازو به نام‌های Scutum–Centaurus و Carina–Sagittarius است.

ساختار کهکشان راه شیری

شواهد دیگر در مورد طبیعت مارپیچی کهکشان راه شیری از خصوصیات دیگر این کهکشان به دست می‌آید. به عنوان مثال ستاره‌شناسان میزان گرد و غبار موجود در کهکشان راه شیری و رنگ‌های غالب نور قابل مشاهده را اندازه‌گیری کرده‌اند. نتایج نشان می‌دهد که میزان گرد و غبار و رنگ‌های غالب مرئی با آنچه در کهکشان‌های مارپیچی معمولی مشاهده می‌کنیم مطابقت دارد.

تمام این شواهد کمک می‌کند تا تصویری از ساختار کهکشان راه شیری حتی اگر نتوانیم از آن خارج شویم و از بیرون نظاره‌گر آن باشیم، به دست آوریم.

بازوهای کهکشان‌های مارپیچ مانند چراغ قرمز هستند که در آن گاز و ستارگان به صورت متراکم‌تری حضور دارند و آرام‌تر حرکت می‌کنند. زمانی‌ که مواد دیگر از بازوهای مارپیچ متراکم عبور می‌کنند، این بازوها بیشتر فشرده می‌شوند و ستاره تشکیل می‌شود.

این بازوهای مارپیچ حاوی مقدار زیادی گرد و غبار و گاز هستند و  مرکز کهکشان را احاطه کرده‌اند. ستارگان جدید دائماً در بازوها شکل می‌گیرند. بازوها در قسمتی که دیسک کهکشان نامیده می‌شود وجود دارند و ضخامت آن‌ها تنها در حدود 1,000 سال نوری است.

هاله بزرگی از گاز داغ کهکشان راه شیری را احاطه کرده که به اندازه صدها هزار سال نوری گسترش یافته است. این هاله نیز مانند کهکشان راه شیری، به سرعت در حال چرخش است.

ساختار کهکشان راه شیری
تصویر ۸: ساختار کهکشان راه شیری

در مرکز راه شیری برآمدگی کهکشانی قرار دارد. این برآمدگی قلب راه شیری و حاوی گاز، غبار و ستاره است. برآمدگی سبب می‌شود که تنها بتوان درصد کمی از کل ستاره‌های راه شیری را مشاهده کرد.

درون مرکز کهکشان راه شیری یک سیاه‌چاله واقع شده که اندازه آن میلیاردها برابر خورشید است. محققین اعتقاد دارند که این سیاه‌چاله $$Sagittarius\ A^{\star}$$ (نام سیاه‌چاله کهکشان راه‌ شیری) در ابتدا کوچکتر بوده، اما بلعیدن مقدار زیاد گرد و غبار و گاز آن را به یک غول تبدیل کرده است. به‌ علاوه این ابَرسیاه‌چاله هر ستاره‌ای که بتواند به سمت خود بکشد می‌بلعد. اگرچه سیاه‌چاله‌ها را نمی‌توان به صورت مستقیم مشاهده کرد، ولی دانشمندان می‌توانند اثر گرانشی این اجسام را با تغییر مسیر مواد اطراف آن‌ها بررسی کنند. تصور می‌شود که بیشتر کهکشان‌ها یک سیاه‌چاله در قلب خود دارند.

برآمدگی و بازوها مشخص‌ترین اجزای کهکشان راه شیری هستند، اما این کهکشان قسمت‌های دیگری مانند هاله‌ای کروی از گاز داغ، ستاره‌های قدیمی و خوشه‌های کروی نیز دارد. اگر چه هاله صدها هزار سال نوری امتداد دارد، اما فقط در حدود دو درصد ستاره‌های موجود در دیسک را در بر می‌گیرد. تخمین‌ها نشان می‌دهد 90 درصد از جرم کهکشان را ماده تاریک تشکیل می‌دهد. برای آشنایی بیشتر با ساختار کهکشان راه شیری می‌توانید این مطلب را مطالعه کنید.

کهکشان آندرومدا چیست؟

کهکشان آندرومدا که نام دیگر آن Messiar 31 (M 31) است، کهکشانی بزرگتر از کهکشان راه شیری است که حدود ۲٫۵ میلیون سال ‌نوری با ما فاصله دارد و در یک آسمان بسیار تاریک از نیمکره‌ شمالی قابل مشاهده است (دقت کنید ابرهای ماژلانی از نیمکره جنوبی قابل رویت هستند). بهترین زمان برای مشاهده این کهکشان ماه نوامبر (۱۰ آبان تا ۹ آذر) است.

کهکشان آندرومدا
تصویر ۹: کهکشان آندرومدا که توسط تلسکوپ هابل گرفته شده است.

تصاویر تلسکوپ هابل نشان می‌دهند که بیش از 100 میلیون ستاره و هزاران خوشه ستاره‌ای در بخشی از دیسک پنکیک شکل کهکشان آندرومدا وجود دارد. اگرچه کهکشان ما بیش از 2 میلیون سال نوری از آندرومدا فاصله دارد، ولی تلسکوپ هابل به اندازه کافی قدرت دارد تا بتواند تصاویر ستارگان را به صورت جداگانه در این بخش از دیسک که 61,000 سال نوری طول دارد، نشان دهد؛ همانند عکس گرفتن از یک ساحل و مشخص کردن ماسه‌ها به صورت جداگانه.

همان‌طور که از تصویر مشخص است، در کهکشان آندرومدا ستاره‌های سردتر و زرد رنگ در مرکز کهکشان و متمایل به سمت چپ قرار گرفته‌اند.

ناحیه آبی رنگ و حلقه‌ای مانند که از بالا و سمت چپ به سمت راست پایین کشیده شده است، یک بازوی مارپیچ است که دارای خوشه‌های بیشماری از ستاره‌های جوان و آبی رنگ است. همچنین مناطق شکل‌گیری ستاره‌ای نیز در این ناحیه قرار دارند. همچنین منطقه مرئی تاریک در این کهکشان اثر ساختارهای پیچیده گرد و غبار است.

کهکشان راه شیری و کهکشان آندرومدا.
تصویر 10: نمایی از شب درست قبل از ادغام پیش‌بینی شده بین کهکشان راه شیری و کهکشان آندرومدا. این تصویر در 31 ماه می سال 2012 منتشر شد (برای بزرگ‌نمایی روی تصویر کلیک کنید).

این کهکشان در صورت فلکی آندرومدا واقع شده است. کهکشان آندرومدا با داشتن قدر ظاهری ۳٫۱ حتی در مناطقی که دارای آلودگی متوسطی از نور هستند، با چشم غیرمسلح قابل مشاهده است، به همین دلیل نمی‌توان گفت چه کسی کهکشان آندرومدا را کشف کرده است. با این حال، کتاب «ستاره های ثابت» اثر عبدالرحمان ‌الصوفی در سال 964 شامل اولین گزارش شناخت آندرومدا است.

اندازه و ویژگی‌های کهکشان راه شیری چه هستند؟

برای درک بهتر اندازه کهکشان راه شیری بهتر است به طور مختصر به توضیح مفهوم سال نوری بپردازیم. به صورت کلی «زمان نوری» (Light Time) کمیتی از جنس فاصله‌ است، فاصله‌ای که نور در یک زمان مشخص طی می‌کند. در جدول زیر به توضیح مقیاس‌های مختلف سال نوری می‌پردازیم.

فاصله بر حسب سال نوری فاصله بر حسب کیلومتر فاصله بر حسب مایل تعریف
یک ثاینه نوری 300000 کیلومتر 186000 مایل فاصله طی ‌شده توسط نور در یک ثانیه
یک دقیقه نوری 18000000 کیلومتر 11160000 مایل فاصله طی ‌شده توسط نور در یک دقیقه
یک ساعت نوری ۱٫۰۸ میلیارد کیلومتر 671 میلیون مایل فاصله طی ‌شده توسط نور در یک ساعت
یک روز نوری ۲۵٫۹ میلیارد کیلومتر 16٫۱ میلیارد مایل فاصله طی ‌شده توسط نور در یک روز
یک سال نوری ۹٫۴ تریلیون کیلومتر 5٫۸ تریلیون مایل فاصله طی‌ شده توسط نور در یک سال
صد سال نوری ۹۴۶ تریلیون کیلومتر 588 تریلیون مایل فاصله طی‌ شده توسط نور در صد سال
صدهزار سال نوری 946 کادریلیون کیلومتر 588 کادریلیون مایل فاصله طی‌ شده توسط نور در صدهزار سال

قطر کهکشان راه شیری چه قدر است؟

قطر قسمت درخشان راه شیری بین 100,000 تا 120,000 سال نوری است، اما اگر ماده تاریک را در نظر بگیریم، این مقدار بسیار بزرگتر خواهد بود. در حقیقت قطر کهکشان راه شیری به این موضوع بستگی دارد که لبه‌های کهکشان راه شیری را کجا قرار دهیم.

اگر فقط ماده معمولی که قابل مشاهده است را در نظر بگیریم (نور مرئی، مادون قرمز، اشعه ایکس و فرابنفش) قطر کهکشان راه شیری حداقل 100,000 سال نوری است. با در نظر گرفتن جریان‌های جزر و مدی قطر کمی بزرگتر و برابر با 120,000 سال نوری می‌شود.

برای مطالعه در مورد جرم کهکشان راه شیری و روش تعیین جرم کهکشان‌ها این مطلب را مطالعه کنید.

شکل کهکشان راه شیری چگونه است؟

همان طور که گفته شد مجموعه ستاره‌ها، گرد و غبار و گازهای دیگر کهکشان نامیده می‌شود. 100 میلیارد کهکشان در جهان وجود دارد. کهکشانی که زمین در آن قرار دارد به عنوان راه شیری شناخته می‌شود، البته راه شیری با نام Akash Ganga نیز در بین مردم معروف است و چون مکان اسکان زمین و سیاره ما است بیشترین اهمیت را برای انسان دارد. شکل این کهکشان یک کهکشان از نوع مارپیچ معمولی است که بالاتر در همین مطلب در مورد کهکشان‌های مارپیچ و مشخصات آن‌ها توضیح دادیم.

مرکز کهکشان راه شیری کجاست؟

مرکز کهکشان راه شیری با فاصله حدود 26,000 سال نوری از ما و در «صورت‌فلکی قوس» (Constellation of Sagittarius) واقع شده است. این فاصله حتی در مقیاس کیهانی نیز بسیار بزرگ است. سیاره ما و منظومه شمسی در کهکشان اندازه بسیار کوچکی دارد و می‌توان آن را نقطه‌ای در دریای بیکران ستارگان و سیارات دیگر در نظر گرفت.

وسط کهکشان راه شیری چه چیزی است؟

ستاره شناسان بیان می‌کنند که یک سیاهچاله بسیار عظیم در مرکز کهکشان راه شیری قرار دارد که آن را $$Sagittarius\ A^{*}$$ می‌نامند.

یکی از پیچیده‌ترین و مبهم‌ترین اجرام آسمانی سیاه چاله‌ها هستند. سیاه چاله‌ها قسمتی از فضا هستند که در آن نقطه تمام نور و انرژی الکترومغناطیسی توسط یک جرم با چگالی کم و جرم بسیار زیاد مکیده می‌شود.

علت نامگذاری کهکشان راه شیری

در نجوم اسامی غیررسمی زیادی برای پدیده‌های دیدنی آسمان داریم، مانند سحابی سراسب که از نحوه شکل‌گیری آن نشات گرفته یا کهکشان آندرومدا که نام خود را از صورت فلکی‌اش کسب کرده است. اما در مورد کهکشان خودمان یعنی کهکشان راه شیری، چرا این گروه از ستاره‌ها در سراسر آسمان دارای اسمی هستند که با غذا ارتباط دارد؟

سحابی سر اسب
تصویر ۱۱: سحابی سر اسب (برای بزرگ‌نمایی روی تصویر کلیک کنید)

نگاهی به آسمان شب در فضایی که از آلودگی‌های نوری دور باشد مسیر سفیدی از نور را نشان می‌دهد. این مسیر از گذشته به عنوان رودخانه یا مسیر شیری توصیف شده است.

در مورد چگونگی نامگذاری کهکشان راه شیری حقیقتاً این امر به دلیل ظاهر مسیر شیری شکلی اتفاق افتاده است که این کهکشان در آسمان شب به وجود می‌آورد. رومیان باستان کهکشان ما را Via Lactea می‌نامیدند که به معنی «جاده شیر» است.

بر اساس وب سایت Astronomy Picture of Day، واژه یونانی «کهکشان» (Galaxy) نیز از کلمه «شیر» (Milk) گرفته شده است. بیان اینکه این هم‌معنایی تصادفی است، دشوار است و از طرف دیگر برخی منابع نیز بیان می‌کنند که نام کهکشان الهام گرفته از ظاهر راه شیری است.

در حقیقت، ظاهر کهکشان راه شیری سبب نام‌گذاری این کهکشان به این نام و شاید سبب به وجود آمدن کلمه‌ای به نام کهکشان شده است.

کهکشان راه شیری چند ستاره دارد؟

کهکشان راه شیری حاوی بیش از 200 میلیارد ستاره است. گرد و غبار و گاز درون این کهکشان به گونه‌ای است که می‌تواند میلیاردها ستاره دیگر نیز تولید کند.

بیش از نیمی از ستاره‌های موجود در کهکشان راه شیری پیرتر از خورشید ۴٫۵ میلیارد ساله هستند. بیشترین ستاره‌های کهکشان ما را کوتوله‌های قرمز تشکیل داده اند. کوتوله قرمز ستاره‌ای خنک در حدود یک دهم جرم خورشید است. همچنین این ستاره‌ها یکی از مظنونین اصلی برای غیرقابل زندگی شدن سیارات دیگر هستند.

تا اواخر دهه 1920، ستاره‌شناسان تصور می‌کردند که تمام ستارگان جهان درون کهکشان راه ‌شیری قرار دارند، تا اینکه «ادوین هابل» (Edwin Hubble) ستاره‌ای با نام Cepheid را کشف کرد که به او اجازه می‌داد فاصله‌ها را به صورت دقیق اندازه‌گیری کند. بدین ترتیب اخترشناسان متوجه شدند تکه‌های تیره رنگ که سحابی طبقه‌بندی می‌کردند در واقع کهکشان‌های جداگانه‌ای هستند. اطلاعات بیشتر در مورد ستارگان راه شیری را می‌توانید در اینجا بخوانید.

بزرگترین ستاره کهکشان راه شیری

VY Canis Majoris یک ابرشیء است که در صورت فلکی Canis Major قرار دارد. اندازه آن ۱,۰۰۰ برابر بزرگتر از خورشید است و از بزرگترین ستاره‌های شناخته شده در کهکشان راه شیری است. قدر ظاهری این ستاره بین ۶٫۵ تا ۹٫۶ متغیر است و قدر مطلق آن ۹٫۴ اندازه‌گیری شده است.

کهکشان راه شیری چند سیاره دارد؟

مطالعات جدید نشان می‌دهد کهکشان راه شیری حداقل 100 میلیارد و یا شاید تعداد بیشتری سیاره دارد. «جاناتان سوئیفت» (Jonathan Swift)، سرپرست نویسندگان این مطالعات در موسسه فناوری کالیفرنیا در پاسادنا اظهار می‌کند که «اگر در این رقم دقیق شوید، رقمی حیرت‌انگیز است. اساساً برای هر یک از این سیارات یک ستاره وجود دارد که سیارات دور آن می‌چرخند.» سوئیفت و همکارانش پس از مطالعه یک سیستم پنج سیاره‌ای به نام کپلر 32 که حدود 915 سال نوری از زمین فاصله دارد، به این تخمین از تعداد سیارات کهکشان راه شیری رسیدند. این پنج سیاره توسط تلسکوپ فضایی کپلر ناسا کشف شد.

تیم سوئیفت مشاهده کردند که سیارات کپلر ۳۲ دور کوتوله M که نوعی ستاره کوچکتر و سردتر از خورشید ما است، می‌چرخند. محققان می‌گویند کوتوله‌‌های M شایع‌ترین ستاره در کهکشان راه شیری هستند و حدود 75 درصد از 100 میلیارد ستاره‌های کهکشان راه شیری را به خود اختصاص می‌دهند.

پنج سیاره کپلر 32 از نظر اندازه شبیه به زمین هستند و مدارشان نزدیک به ستاره والدشان است. این تشابهات سبب می‌شود این مجموعه شبیه سیاره‌های معمولی دیگر کپلر که دور کوتوله‌های M می‌چرخند، باشد. بدین ترتیب دانشمندان معتقدند که سیستم کپلر 32 نماینده بسیاری از سیارات کهکشان راه شیری است.

اینک سوال این است که این عدد بزرگ برای تعداد سیارات راه شیری از کجا آمده است؟ تلسکوپ کپلر می‌تواند سیستم‌های سیاره‌ای را تا زمانی که در لبه‌های تلسکوپ نیز ظاهر شوند تشخیص دهد، ولی در غیر این صورت چیزی توسط تلسکوپ تشخیص داده نمی‌شود. بنابراین، محققان برای محاسبه تعداد سیارات در کهکشان راه شیری، احتمال تعداد کوتوله‌های M را که دارای ساختاری شبیه ساختار کپلر ۳۲ باشند محاسبه کردند، سپس این تخمین را با تعداد سیستم‌هایی که تلسکوپ کپلر قادر به شناسایی آن‌ها است مقایسه کردند و به تخمین ۱۰۰ میلیارد سیاره در کهکشان راه شیری رسیدند.

کهکشان راه شیری چند منظومه دارد؟

سیستم سیاره‌ای ما تنها سیستمی است که به طور رسمی منظومه شمسی نامیده می‌شود اما ستاره شناسان بیش از 2500 ستاره دیگر را کشف کرده‌اند که سیارات در مدار آن‌ها می‌چرخند و در کهکشان راه شیری قرار دارند.

با این حال انتظار می‌رود که سیستم‌های سیاره‌ای بیشتری وجود داشته باشند که در آینده‌ای نزدیک کشف شوند، زیرا خورشید تنها یکی از حدود 200 میلیارد ستاره کهکشان راه شیری است.

کهکشان راه شیری و منظومه شمسی

خورشید یکی از حداقل 100 میلیارد ستاره در کهکشان راه شیری است. در کهکشان راه ‌شیری ستارگان در دو بازوی اصلی قرار گرفته‌اند و منظومه شمسی در یکی از این بازوها قرار دارد، یعنی در حدود دو سوم از مرکز کهکشان دور هستیم. تصور می‌شود بیشتر ستاره‌های کهکشان ما میزبان گروهی از سیارات شبیه به خود باشند.

منظومه شمسی حدود 25,000 سال نوری از مرکز کهکشان راه شیری فاصله دارد. در حقیقت ما در لبه‌های کناری کهکشان زندگی می‌کنیم. درست همانطور که زمین به دور خورشید می‌چرخد، خورشید نیز به دور مرکز راه شیری حرکت دورانی انجام می‌دهد. حدود 250 میلیون سال طول می‌کشد تا خورشید یک دور کامل حول کهکشان راه شیری بچرخد.

زمین کجای کهکشان راه شیری است؟

هزاران سال ستاره‌شناسان و اخترشناسان اعتقاد داشتند زمین در مرکز جهان قرار دارد. این برداشت غیر از اعتقادات مذهبی آن زمان به این دلیل بود که مشاهدات مبتنی بر زمین با در نظر گرفتن این واقعیت که زمین در منظومه شمسی قرار دارد پیچیده می‌شد. با گذشت قرن‌ها مشاهده و محاسبات مداوم، متوجه شدیم که زمین (و تمام اجسام دیگر در منظومه شمسی) در واقع در مدار خورشید هستند.

در مورد موقعیت منظومه شمسی در راه شیری نیز همین مسئله صادق است. در حقیقت، ما تنها از این واقعیت آگاه بودیم که بخشی از دیسک بسیار بزرگتر ستاره‌ها هستیم که حدود یک قرن است در یک مرکز مشترک می‌چرخند و تعیین موقعیت دقیق ما دشوار بوده است. اما به لطف تلاش‌های مداوم، اخترشناسان اکنون مکان خورشید در کهکشان راه‌شیری را می‌دانند. در تصویر زیر می‌توانید مکان منظومه شمسی و زمین در کهکشان راه ‌شیری را ببینید.

زمین در کهکشان راه شیری
تصویر 12: جایگاه زمین و منظومه شمسی در کهکشان راه شیری.

تصویر کهکشان راه شیری

در سال ۲۰۱۳، تلسکوپ هابل تصاویری از کهکشان راه شیری در زمان‌های نزدیک‌تر به ابتدای عالم را منتشر کرد و آن را با تصویر حال حاضر کهکشان راه شیری مقایسه کرد که می‌توانید این دو تصویر را در زیر مشاهده کنید.

راه شیری در گذر زمان
تصویر 13: تغییرات کهکشان راه شیری در گذر زمان.

در این تحقیقات، اخترشناسان از بررسی‌های هابل برای مطالعه تکامل 400 کهکشان مشابه کهکشان راه شیری استفاده کردند و توانستند دوره‌های مختلف تغییر آن‌ها را در یک بازه زمانی 11 میلیارد ساله بررسی کنند. با بررسی این دوره‌ها و تصاویر مربوط به آن‌ها، محققان دریافتند که احتمالاً راه شیری در ابتدا جسمی کم‌رنگ، آبی و دارای توده گازی با جرم کم بوده، این گاز سوخت لازم برای تولد ستارگان را فراهم می‌کرده و رنگ آبی نشانه تشکیل سریع ستارگان بوده است.

آن‌ها همچنین متوجه شدند که کهکشان راه شیری احتمالاً در ابتدا یک دیسک مسطح با یک برآمدگی در وسط بوده که هر دو سمت به طور همزمان به بازوهای مارپیچی که امروزه دیده می‌شود، تغییر کرده‌اند. خورشید و زمین در دیسک قرار دارند و این برآمدگی پر از ستارگان قدیمی و دارای یک ابَر سیاه چاله است که احتمالاً به همراه کهکشان رشد کرده است.

«پیتر جی ون دوکوم» (Pieter G. van Dokkum) سرپرست این تحقیقات می‌گوید: «برای اولین بار تصاویری داریم که نشان می‌دهد راه شیری در گذشته به چه شکل بوده است. البته ما نمی‌توانیم گذشته راه شیری را ببینیم. به همین دلیل کهکشان‌هایی که میلیاردها سال نوری از ما دور هستند را انتخاب کردیم که تکامل و تغییرات آن‌ها شبیه کهکشان راه شیری است. با بررسی این کهکشان‌ها  متوجه شدیم که کهکشان ما بین 11 تا 7 میلیارد سال پیش 90 درصد از ستاره‌های خود را ساخته است، این چیزی است که قبلاً به طور مستقیم اندازه‌گیری نشده است.»

قدرت و دقت تلسکوپ هابل این شرایط را فراهم کرده است که با آن بتوان جزئیات بسیاری مشاهده کرد، به همین دلیل محققان توانستند تغییرات ساختار راه شیری با گذشت زمان را بررسی کنند. این تحقیقات نشان داد که در اوج دوره تشکیل ستاره‌ای، هنگامی که جهان حدود 4 میلیارد سال قدمت داشت، کهکشان‌هایی شبیه به کهکشان راه شیری حدود 15 ستاره در سال تولید می‌کردند، در حالی که امروزه راه شیری فقط یک ستاره در سال ایجاد می‌کند.

اگر بعد از خواندن همه این مطالب هنوز در ذهن خود به دنبال جایگاه زمین در عالم هستید، باید این واقعیت را قبول کنید که زمین مانند یک نقطه بسیار کوچک در هستی واقع شده است و وجود موجوداتی مانند ما در کهکشان‌های دیگر امری محتمل به نظر می‌رسد. شاید در همین لحظه کسانی در کهکشان آندرومدا نیز در حال نگارش مطالبی در مورد کهکشان خودشان هستند.

اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

«سارا داستان»، دکتری فیزیک نظری از دانشگاه گیلان دارد. او به فیزیک بسیار علاقه‌مند است و در زمینه‌ متون فیزیک در مجله فرادرس می‌نویسد.

بر اساس رای 77 نفر

آیا این مطلب برای شما مفید بود؟

6 نظر در “کهکشان راه شیری چیست — پاسخ تمام پرسش های شما

  • سلام من سال دوازدهمم هست و موضوع مقاله ام هم درباره کهکشان راه شیری و یا کهکشان های دیگر و سیارات هستش و باید تمام نکات مقاله رو رعایت کنم و کلی مطلب می خوام تا بتونم دسته بندی بکنم و بنویسم می تونید کمکم کنید و راهنمایی ام کنید؟ و چطور می تونم مطالب رو جمع آوری و دانلود کنم و بخونم ممنون میشم بهم بگید

    1. سلام، وقت شما بخیر؛

      همان‌طور که در مطلب هم بیان شده است ما تصویر خارجی از راه شیری نداریم ولی با تفسیر:

      ۱. باند ستاره‌ای روشن
      ۲. بررسی نقشه دیسک‌های کهکشان‌های دیگر
      ۳. میزان گرد و غبار موجود در کهکشان راه شیری

      و غیره، تصور ما این است که در یک کهکشان مارپیچ بسته با دو بازو زندگی می‌کنیم.

      از اینکه با مجله فرادرس همراه هستید از شما بسیار سپاسگزاریم.

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *