کهکشان مارپیچی

از ویکی نجوم
پرش به: ناوبری، جستجو
تعریف و توضیح بازو های کهکشان های مارپیچی

این کهکشان‌‌‌ها، مانند کهکشان ما، ساختمانی مارپیچ و تخت دارند. اولین رصد بازوان مارپیچی در یککهکشان توسط ویلیام پارسون (William Parsons) صورت گرفت. در دهۀ ۱۸۴۰، او آینه و دیگر لوازم مورد نیاز را برای ساخت یک تلسکوپ انعکاسی ۷۲ اینچی، که به مدت سه ربع قرن بزرگ‌‌‌ترین تلسکوپ نوری در جهان بود، فراهم کرد. با این وسیله که در بیرکاسل ایرلند نصب شده بود، او توانست تصاویر زیبایی از اجسام فضایی رسم نماید. شاید برجسته‌‌‌ترین آنها مربوط به جسمی می‌‌‌شد که در فهرست مسیه (Messier’s Catalogue) پنجاه و یکم است و به کهکشان گردابی (Whirlpool) شناخته می‌‌‌شود .

کهکشان‌‌‌های مارپیچ قسمت اعظم کهکشان‌‌‌های روشن‌‌‌تر را تشکیل می‌‌‌دهند. هابل در ابتدا آنها را در چهار رده جای داد: S0، Sa، Sb و Sc. کهکشان‌‌‌های S0، که اغلب کهکشان‌‌‌های عدسی‌‌‌گونه نامیده می‌‌‌شوند، هسته‌‌‌ای بسیار بزرگ دارند. بازوان آنها که به سختی قابل دیدن است، به‌‌‌طور بسیار فشرده درهم پیچیده شده است. با حرکت به سمت Sc، هسته نسبتاً کوچک‌‌‌تر و بازوها بازتر می‌‌‌شود. در بسیاری از کهکشان‌‌‌ها، به نظر می‌‌‌رسد که بازوان مارپیچ از دو طرف یک میلۀ مرکزی امتداد پیدا کرده‌‌‌اند. این کهکشانها، مارپیچ‌‌‌های میله‌‌‌ای (Barred Spirals) نام دارند و به SBa، SBb و SBc مشخص می‌‌‌شوند. تصور می‌‌‌شد که کهکشان راه شیری یک کهکشان Sb یا Sc باشد، اما هم‌‌‌اکنون شواهدی در دست است که نشان می‌‌‌دهد کهکشان یک میله دارد که آن‌‌‌را به SBb یا SBc تبدیل می‌‌‌کند. همچون کهکشان‌‌‌های بیضوی، به نظر می‌‌‌رسد که کهکشان‌‌‌های ردۀ S0 نواحی تشکیل ستاره نداشته باشند؛ ولی با حرکت به سمت ردۀ Sc یا SBc که حاوی گاز بیشتری هستند، نواحی تشکیل ستاره، و بالطبع ستارگان جوان ردۀ O و B، به‌‌‌وفور دیده می‌‌‌شود.

تصاویر رنگی، کنتراست رنگ قابل ملاحظه‌‌‌ای را بین هستۀ مرکزی و بازوهای مارپیچ نشان می‌‌‌دهد. هسته به رنگ زرد - نارنجی است، درحالیکه بازوها رنگ آبی‌‌‌ دارند. رنگ هسته نشان‌‌‌دهندۀ آن است که ستاره ها در آنجا پیر هستند، چرا که ستاره‌‌های قرمز، نارنجی و زرد برای مدت مدیدی زندگی می‌‌‌کنند. در مقابل، بازوهای مارپیچ تعداد زیادی ستارۀ آبی جوان در خود جای داده‌‌‌اند. اگر چه درصد تعداد آنها نسبتاً کم است، اما آنها هزاران بار درخشنده‌‌‌تر از خورشیدند؛ لذا نور آنها رنگ فراگیر دربازوهای مارپیچ است. هرچند مرکز کهکشان M81 تاحدی بیش از معمول نوردهی شده، اما تفاوت رنگ در تصویر کاملاً مشخص است. [۱]



ساختار مارپیچ[ویرایش]

کهکشان‌‌‌های مارپیچ اجسامی نسبتاً روشن هستند. برخی از یک الگوی مارپیچ خوش تعریف با دو بازو در بزرگ‌‌‌مقیاس پیروی می‌‌‌کنند؛ در حالی که در بقیه، ساختار مارپیچ از تعداد زیادی بازوی رشته‌‌‌ای کوتاه به‌‌‌وجود آمده است. چنانچه این الگو درکهکشان قابل دید باشد، از مشاهده‌‌‌ی شکل بازوها می‌‌‌توان به برداشتی از جهت چرخش کهکشان دست یافت.

تصور عمومی بر این است که الگوی مارپیچ، یک موج در چگالی قرص ستاره‌‌ای باشد. زمانی که گاز بین‌‌‌ستاره‌‌ای از میان این موج چگالی عبور می‌‌‌کند، فشرده می‌‌‌شود و یک شوک به‌‌‌وجود می‌‌‌آید که علامت آن، خطوط غبار است. این فرایند به رمبش ابرهای مولکولی و تشکیل ستارگان می‌‌‌انجامد. نظریه‌‌‌ی موج چگالی، حرکت‌‌‌های مشخصه‌‌‌ای را درون بازو پیش‌‌‌بینی می‌‌‌کند. در برخیکهکشانها از مشاهدات خط ۲۱cm هیدروژن، این جریان‌‌‌ها را شناسایی کرده‌‌‌اند.

معلوم نیست که این موج مارپیچ چگونه به‌‌‌وجود آمده است. در کهکشان‌‌‌های چند بازویی، بازوهای مارپیچ ممکن است عمر کوتاهی داشته، پیوسته در حال شکل‌‌‌گیری و ناپدید شدن باشند. اما الگوهایی که دو بازوی منظم و کشیده دارند، به نظر می‌‌‌رسد عمر طولانی‌‌‌تری دارند. در مارپیچ‌‌‌های میله‌‌‌ای، میله می‌‌‌تواند یک موج مارپیچ در گاز راه اندازی کند. شاید تعدادی از مارپیچ‌‌‌های معمولی به‌‌‌وسیله‌‌‌ی نیروی کشندی یک کهکشان دیگر که از کنار آن‌ها عبور ‌‌‌کرده است، تولید شده باشند؛ و در نهایت، ممکن است در برخی‌‌‌ کهکشان‌‌‌ها، یک مارپیچ دوبازویی به‌‌‌صورت خود به خود از یک ناپایداری در قرص به‌‌‌وجود آمده باشد. [۲]

بازوهای مارپیچی[ویرایش]

بیشتر کهکشان های مارپیچی دو بازو دارند و گاه این بازو ها چند شاخه اند ، همچنین برخی از آنها گسترده و برخی پیخورده اند . آنها مقادیر زیادی ستاره جوان و گاز و غبار را شامل می شوند . گاز موجود در بازو ها به شکل ابرهای غول پیکری است به دو شکل آشکار می شوند :

رده بندی هابل برای کهکشان های مارپیچی

آنها یا به طور اپتیکی قابل روئیتند و یا ابرهای غیر قابل روئیت ( جز برای تلسکوپ های رادیویی) هیدروژن خنثی هستند که در تمام ساختار بازو ها گسترده شده اند و امواجی در طول موج ۲۱ سانتی‌متر گسیل می کنند . بدلیل وجود غبار در بازو های کهکشان مارپیچی ، بازو ها مکانی برای شکل گیری ستارگان هستند . ستاگان موجود در آنها بیش از یک میلیون سال عمر ندارند و در مقایسه با عمر این کهکشان ها که مجموعا حدود ۱۰ میلیارد سال است ، بسیار جوان به نظر می رسند.

در گذشته به اشتباه تصور می شد که امواج الکترومغناطیسی در پیدایش بازو ها موثرند ، ولی مطالعات دقیق نشان می‌دهد که میدان مغناطیسی کهکشان مارپیچی بسیار ضعیف هستند و نمی‌توانند بر ساختار آنها تاثیر گذارند . برای مثال میدان مغناطیسی کهکشان راه شیری صد هزار بار کم توان تر از میدان مغناطیسی زمین است .

هابل کهکشان های مارپیچ را به هشت زیر رده مختلف تقسیم کرده است در زیر رده نخست کهکشان های So قرار دارند . این کهکشان ها شامل مولفه های مسطح و بیضی وار و فاقد بازو های مارپیچی هستند .ساختار بیرونی برخی از آنها به طور نامعلوم و نا مشخص ، مارپیچی به نظر می رسد در کهکشان های So غالبا غبار نیز وجود دارد .

سه زیر رده بعدی بر مبنای گونه پیچخوردگی بازو ها تعریف می شوند در یک کهکشان Sa بازو ها کاملا به دور هسته پیچ خورده اند . در کهکشان Sb ، بازو ها بسیار آزاد و گسترده اند . کهکشان Sa ناحیه ی هسته ای ( مولفه بیضیوار) بسیار نورانی و بازو های نورانی هموار دارند . در کهکشان Sb ناحیه بیضیوار مرکزی کوچکتر و کم نورتر است و بازو ها تکه تکه به نظر می رسند .کهکشان های Sc هسته بسیار کوچک دارند و تکه تکه بودن بازو هایشان بیشتر است . [۳]

کهکشان‌های مارپیچی میله‌ای[ویرایش]

وجه مشخصه نوع دیگری از کهکشان های مارپیچی ، میله ای شکل بودن نواحی مرکزی آنهاست . هسته این کهکشان های کمیاب به کهکشان های بیضوی 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 . کهکشان های مارپیچی میله ای در رده بندی هابل با درجه حرف B بین S و حرفهای o,a,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 زیر رده SBo است ، با بازو های پیچ خورده در زیر رده SBa . الی آخر . میله این کهکشان ها هنوز معمای بزرگی است . دانسته نیست که آنها چگونه بوجود آمده اند و یا چگونه شکل گرفته اند . امروزه پژوهش های زیادی برای حل این معما انجام می گیرد . [۳]

منابع[ویرایش]

۱. کتاب درآمدی بر نجوم و کیهان‌شناسی/ نوشته ایان موریسون/ ترجمه غلامرضا شاه‌علی/ [۱]

۲. کتاب مبانی ستاره‌شناسی/هانو کارتونن و همکاران/ مترجم: غلامرضا شاه‌علی [۲] [۳]

۳. کتاب ساختار ستار گان و کهکشان ها / نوشته پاول هاج/مترجم: توفیق حیدرزاده