ه‍.ش. ۱۳۹۵ آذر ۳, چهارشنبه

کهکشان

از: دانشنامه‌ی آریانا

کهکشان

اخترشناسی کهکشانیجهان

کهکشان (به انگلیسی: Galaxy، با تلفظ آمریکایی: Galaxy)، سامانه‌ای بزرگ و با اندازه و مرزی مشخّص است که از ستاره‌ها، بقایای ستاره‌ای، ماده تاریک، گازها و گرد و غبارهای میان ستاره‌ای تشکیل یافته‌ است. کهکشان‌ها که مهم‌ترین واحدهای عالم شناخته می‌شوند، در واقع، مجموعه‌ای از ستارگان هستند که با نیروهای گرانشی به گردِ هم آمده‌اند. تخمین‌زده می‌شود که در جهان، حدود یک میلیارد کهکشان وجود دارد که هر یک، از میلیاردها ستاره تشکیل شده است. کوچک‌ترین کهکشان‌ها دارای پهنایی برابر با چند صد سال نوری، شامل نزدیک به ۱۰ میلیون ستاره هستند. بزرگ‌ترین کهکشان‌ها تا ۳ میلیون سال نوری پهنا دارند و شامل بیش از ۱۰۰٬۰۰۰ میلیارد ستاره هستند.

در اطراف هر کهکشان مقداری زیادی گاز و غبار ریز پراکنده است. مطالعات اخیر وجود توده‌های گازی داغ را در اطراف کهکشان آندرومدا ثابت کرده است و به نظر می‌رسد چنین توده‌ای پیرامون سایر کهکشان‌های بزرگ نیز موجود باشد.

کهکشانی که منظومه‌ی شمسی متعلق به آن است به‌نام راه شیری معروف و نزدیک‌ترین کهکشان مجاور آن «ابرهای ماژلان» است که در حدود ۱٦٠ هزار سال نوری از آن فاصله دارد و محتوی ۱٠۱۱ ستاره ستاره است.


واژه‌شناسی

در واژه‌ی فارسی کهکشان، پیشوند «کَه» مخفف «کاه» است و از این‌رو، به کهکشان، «کاه‌کشان» نیز می‌گویند. نواری ابرمانند از تعداد بسیار زیادی ستاره‌های کوچک نزدیک به‌هم در آسمان دیده می‌شود که در گذشته کهکشان نامیده می‌شد. دهخدا در لغتنامه‌ی خود، علت این نامگذاری را چنین بیان می‌کند: «این را کهکشان از آن گویند که مشابه بدان است که کسی کاه را در رسن بسته بر زمین ریگ آلوده کشد و خط‌ها از آن بر زمین پدید آیند.» امروزه این نوار نورانی را بیشتر با نام «راه شیری» یا «راه کاه‌کشان» می‌شناسند و خود واژه‌ی «کهکشان» برای اشاره به‌هر یک از گروه‌های بزرگ ستارگان که مانند جزیره‌های دور از هم در عالم قرار گرفته‌اند به‌کار می‌رود. کهکشانی که که کره‌ی زمین به همراه سایر اجزای منظومه شمسی در آن قرار دارد را نیز کهکشان راه شیری می نامند.

واژه‌ی galaxy از اصطلاح یونانی galaxias (γαλαξίας به‌معنای شیری) یا kyklos galaktikos (به‌معنای دایره‌ی شیری) یا kyklos galaxias (به‌معنای ناحیه‌ی شیری‌رنگ) گرفته شده‌ است. هر دو اصطلاح به‌همان نوار نورانی مزبور اشاره دارد. ریشه‌ی این واژه به یک افسانه‌ی کهن یونانی بر می‌گردد. بر اساس این افسانه، زئوس پسر خود هرکول را که به‌وسیله یک بانوی فناپذیر زاده شده بود در میان سینه‌های همسرش هرا که خواب بود قرار داد تا او شیر خدایی را بنوشد و فناناپذیر شود. هنگامی که هرا بیدار شد، نوزاد ناشناسی را دید که در حال نوشیدن شیر است. هرا نوزاد را پس زد، در نتیجه فواره‌ای از شیر به آسمان پاشیده شد که آنچه راه شیری نامیده می‌شود را پدیدآورد.

در گذشته برخی اجرام آسمانی غیرستاره‌ای (مانند M31)، به‌عنوان سحابی‌های مارپیچی شناخته می‌شدند. بعداً معلوم شد که این اجرام در واقع توده‌هایی عظیم از ستاره‌ها هستند. هنگامی که کم‌کم فاصله‌ی واقعی این اجرام مشخص شد، آن‌ها را island universes (جهان‌های جزیره‌ای) نامیدند. بعد از مدتی واژه‌ی universe برای اشاره به همه‌ی عالم به کار رفت و عبارت فوق کاربردش را از دست داد و اجرام مزبور galaxy نامیده شدند. امروزه در متون اخترشناسی، واژه‌ی Galaxy با حرف G بزرگ برای اشاره به کهکشان راه شیری و واژه‌ی galaxy برای اشاره به کهکشان به‌صورت عام به کار می‌رود.


پیشنینه‌ی مشاهدات

نخستین کهکشانی را که انسان‌ها شاید از ماقبل تاریخ مشاهده کرده‌اند، کهکشانِ راهِ شیری بوده است که منظومه شمسی در آن قرار دارد. این کهکشان، در آسمانی صاف و تاریک و به دور از آلودگی نوری، به‌صورت نوار شیری‌رنگی در پهنه‌ی آسمان دیده می‌شود. این نوار در واقع، کهکشانی از نوع مارپیچی میله‌ای است، که از میلیون‌ها ستاره تشکیل شده است و چشم غیرمسلح قادر به تفکیک آن‌ها نیست.

با این حال، از روزگار بسیار دور، در منطقه‌ی وسیعی از آسیای تا آفریقا و اروپا، به‌ویژه در هند، چین و یونان باستان، اخترشناسان سنتی با کهکشان راه شیری آشنایی داشتند. چنان‌که در تاریخ مشاهده‌ی این کهکشان، ارسطو (Aristotal)، فیلسوف یونان باستان، از آن در هواشناسی آگاهی می‌دهد و او معتقد بود که راه شیری به‌وسیله‌ی «افروزش و بیرون دادن آتش در بسیاری از ستاره‌ها که بزرگ و متعدد و به‌هم نزدیک بودند، سبب شد و این افروزش، در قسمت بالایی اتمسفر در منطقه‌ای از جهان که با حرکت‌های آسمانی پیوسته‌است، رخ داد.» در حالی‌که فیلسوفان دیگر یونان، چون آناکساگوراس (Anaxagoras) و دموکریت (Democritus) در نظر داشتند که ممکن است راه شیری مرکب از دور ستاره‌ها باشد. هم‌چنین ابن هیثم، ستاره‌شناس عرب، از راه شیری نام برده و آن را از زمین بسیار دور می‌دانست که به اتمسفر وابسته نیست. ابوریحان بیرونی، ستاره‌شناس خراسانی، نیز بر اثر مشاهدات خود، پیشنهاد کرد که کهکشان راه شیری یک مجموعه از بی‌شمار ستاره‌های تار است.

اما اثبات واقعی کهکشان راه شیری، در سال ۱٦۱۰ میلادی، زمانی است که گالیله به کمک نخستین تلسکوپ خود دریافت، که راه شیری از تعداد بسیاری از ستاره‌های کم‌رنگ و درشت تشکیل شده‌ است. ویلیام هرشل در ۱۷۸۵، لاش نمود تا به‌‌‌وسیله‌‌‌ی شمارش ستارگان، اندازه و شکل کهکشان را مشخص کند. اما این کار تا اوایل قرن بیستم محقق نشد، یعنی زمانی که ژاکوباس کاپتین (Jacobus Kapteyn)، ستاره‌شناس هلندی، وانست به اولین برآورد اندازه راه شیری دست یابد. اندازه‌‌‌ی واقعی کهکشان و محل خورشید در آن، با مطالعات هارلو شاپلی (Harlow Shapley) بر روی توزیع فضایی خوشه‌‌‌های کروی در دهه‌‌‌ی ۱۹٢٠ مشخص شد.

شارل مسیه (Charles Messier)، در سال ۱۷٦۴ کهکشان آندرومدا (Andromeda Galaxy) را در فهرست خود تحت نام M31 دسته‌بندی کرد و به‌طور غلط کاشف آن‌را سیمون ماریوس (Simon Marius)، نامید؛ در حالی‌که عبدالرحمان صوفی (Abd al-Rahman al-Sufi)، منجم ایرانی، پیش از او به‌وجود این کهکشان پی برد. چنان‌که نخستین رصد ثبت‌شده از این جرم، در سال ۹٦۴ میلادی توسط عبدالرحمان صوفی، انجام گرفت که از آن به‌عنوان «ابر کوچک» (Little Cloud) نام برد و اولین توصیف از کهکشان آندرومدا بر پایه رصد تلسکوپی، توسط منجم آلمانی به‌نام سیمون ماریوس، در سال ۱٦۱۲ صورت گرفت.


شکل‌گیری و فرگشت

دانشمندان دو نظریه درباره‌ی منشأ كهكشان‌ها ارائه داده‌اند. نقطه‌ی شروع هر دو نظریه بیگ بنگ است. بیگ بنگ انفجاری جهانی است كه ۱۳٫۸ میلیارد سال قبل انجام شد. مدت كوتاهی بعد از بیگ بنگ جرم‌های گازی شروع به جمع شدن یا فروریزی در داخل خود كردند. سپس نیروی جاذبه به آهستگی این جرم‌ها را به‌طرف داخل كهكشان‌ها فشرده كرد.

با این حال، دو نظریه متفاوت درباره‌ی این‌که كهكشان‌ها چگونه تكامل پیدا كرده‌اند وجود دارد. یك نظریه می‌گوید كه ابتدا اشیای كوچك‌تر مثل خوشه‌های كروی تشكیل شدند. سپس این اشیأ یكی شدند تا كهكشان‌ها را تشكیل دهند. نظریه دیگر برعكس این را می‌گوید. یعنی ابتدا اشیای بزرگ‌تر مثل كهكشان‌ها و خوشه‌ها تشكیل شدند، سپس گروه‌های كوچك‌تر ستارگان در داخل آن‌ها شكل گرفتند. اما همه‌ نظریه‌های بیگ بنگ در این نكته اشتراك دارند كه هیچ كهكشان جدیدی از زمان‌های اولیه به بعد تشكیل نشده یا اگر هم تشكیل شده خیلی كم بوده است.

در طی یک دوره‌ی زمانی طولانی برخی نواحی از گیتی تقریباً یکنواخت که اندکی چگال‌تر از بقیه بودند به‌تدریج توسط گرانش، ماده موجود در نزدیکی خود را جذب نموده و چگال‌تر شدند و در نتیجه‌ی آن، ابرهای گازی، ستاره‌ها، کهکشان‌ها و سایر ساختارهای نجومی قابل مشاهده امروزی پدید آمدند. جزئیات این فرایند به مقدار و نوع ماده‌ی موجود در گیتی بستگی دارد.

بیشتر مشاهدات ستاره‌شناسی از نظریه‌های بیگ بنگ حمایت می‌كند. بر اساس این مشاهدات، جهان هنوز در حال گسترش است. هنگامی که گیتی بسیار جوان بود از انرژی تاریک آکنده بوده است. البته فضا بسیار کمتر و همه چیز به یکدیگر نزدیک‌تر بود. نیروی گرانش تفوق داشت و به آرامی روند انبساط را کُند می‌کرد. اما در گذر چند میلیارد سال، فراوانی رو به افزایش انرژی تاریک باعث شتاب گرفتن انبساط کیهانی شد.

این مشاهدات به این اشاره دارد كه همه كهكشان‌ها از یكدیگر دور می‌شوند و این‌كه دورترین كهكشان‌ها با بیشترین فاصله از كهكشان راه شیری، با سرعت خیلی بیشتری حركت می‌كنند و از كهكشان‌های دیگر دور می‌شوند.

ارتباط بین سرعت و مسافت به‌وسیله‌ی ادوین پاول هابل، ستاره‌شناس آمریكایی، در سال ١٩٢٩ ارائه شد و به‌نام خود وی نام‌گذاری شد.

دانشمندان فاصله بین كهكشان‌ها را با اندازه‌گیری درخشش همه كهكشان‌ها یا نوع مشخصی از اشیای داخل آن‌ها تخمین می‌زنند. این اشیأ شامل ستارگان متفاوت مثل ابرنواخترها هستند.


نام‌‌گذاری کهکشان‌ها



ویژگی‌ها



دسته‌بندی و ریخت‌شناسی

هرچند کهکشا‌ن‌ها به‌شکل‌های مختلف وجود دارند، ولی بر مبنای مطالعات ادوین هابل از نظر شکل آن‌ها را می‌توان به سه دسته‌ی بیضی (Elliptical galaxy)، مارپیچی (Spiral galaxy) با بازوان منحنی و مارپیچی با قسمت مرکزی مستقیم، تقسیم‌بندی کرد. این سه شکل بیش از نود درصد کهکشان‌های شناخته‌شده‌ را در بر می‌گیرد. ده درصد بقیه دارای شکل منظمی نیستند.


نگارخانه



[] يادداشت‌ها




[] پيوست‌ها


...


[] پی‌نوشت‌ها

...




















[] جُستارهای وابسته






[] سرچشمه‌ها







[] پيوند به بیرون

[۱ ٢ ٣ ۴ ۵ ٦ ٧ ٨ ٩ ۱٠ ۱۱ ۱٢ ۱٣ ۱۴ ۱۵ ۱٦ ۱٧ ۱٨ ۱۹ ٢٠]

رده‌ها │ اخترشناسی │ اخترشناسی کهکشانی │ فیزیک