دانستنی کهکشان ها | نحوه به وجود آمدن، انواع، تعداد و هر آنچه باید بدانید-پارت1

[seon-ho]

کهکشان‌ها را می‌توان بزرگ‌ترین عناصر سازنده‌ی جهان درنظر گرفت. که مجموعه‌ای از عجایب مثل ستاره‌ها، منظومه‌ها، ماده‌تاریک و سحابی‌های گاز و غبار و سیاهچاله‌های کلان‌جرم هستند.
اگر با تلسکوپ به آسمان شب نگاه کنید تعداد زیادی نقطه‌ی روشن می‌بینید که درواقع بسیاری از این نقاط کهکشان‌ها هستند. کهکشان‌ها انواع و اندازه‌های مختلفی هستند و تقریبا هر کدام حاوی میلیاردها ستاره و سیاهچاله‌ای کلان جرم در مرکز خود هستند.

عناوین این مقاله​

کهکشان چیست؟
کهکشان‌ها چگونه به وجود آمدند؟
انواع کهکشان
تکامل کهکشان‌ها
برخورد کهکشان‌ها
کهکشان‌های فعال
تعداد کهکشان‌ها در جهان
کهکشان‌ها و ماده تاریک
عجیب‌ترین کهکشان ‌ها
نزدیک‌ترین کهکشان ‌به راه شیری
کهکشان راه شیری
رصد کهکشان‌ها

کهکشان چیست؟​

کهکشان‌ به مجموعه‌هایی از میلیون‌ها و حتی تریلیون‌ها ستاره‌، گاز و غبار و ماده‌ی تاریک گفته می‌شود که بر اثر جاذبه کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. کهکشان‌های کوچک موسوم به کهکشان کوتوله تنها دارای چند صد میلیون ستاره هستند درحالی‌که کهکشان‌های عظیم تا یک صد تریلیون ستاره هم دارند که همه حول مرکز جرمی کهکشان می‌چرخند. کهکشان‌ها در گروه‌هایی به نام خوشه‌های کهکشانی گرد هم می‌آیند که از صدها تا هزاران کهکشان متغیر هستند.

کهکشان ها چگونه به وجود آمدند؟​

ستاره‌شناسان درباره‌ی چگونگی شکل‌گیری کهکشان‌ها اطمینان ندارند. پس از بیگ‌بنگ فضا ترکیبی از دو عنصر هیدروژن و هلیوم بود. برخی ستاره‌شناسان معتقدند گرانش باعث جذب‌شدن گازها و غبارها به سمت یکدیگر شد و اولین ستاره‌ها به وجود آمدند؛ سپس این ستاره‌ها مجموعه‌هایی به نام کهکشان‌ها را تشکیل دادند. گروهی دیگر هم تصور می‌کنند جرم کهکشان‌ها قبل از شکل‌گیری ستاره‌های داخل آن‌ها گرد هم آمدند. تقریبا تمام کهکشان‌های بزرگ حاوی سیاهچاله‌هایی کلان‌جرم در مرکز خود هستند.
دانشمندان با بررسی گذشته می‌توانند نحوه‌ی شکل‌گیری کهکشان‌ها در جهان آغازین و رشد آن‌ها را شبیه‌سازی کنند. ستاره‌شناسی به نام ادوین هابل با رصدهای خود به ایده‌ی جهان در حال انبساط رسید. براساس تخمین‌ها و سرعت انبساط، ۱۳/۸ میلیارد سال از عمر جهان می‌گذرد. با اینکه اغلب کهکشان‌ها در آغاز جهان شکل گرفتند داده‌ها نشان می‌دهند برخی کهکشان‌ها در فاصله‌ی چند میلیارد سال گذشته و در فاصله با بیگ‌بنگ شکل گرفتند.
با اینکه تلسکوپ هابل قادر به دیدن اولین کهکشان‌ها نیست؛ اما می‌تواند رشد کهکشان‌ها را در مقیاس‌های زمانی کیهانی ردیابی کند. مجموعه‌ تصاویر هابل و دیگر نقشه‌های آسمان نشان می‌دهند کهکشان‌ها در فواصل بسیار مختلفی از جهان قرار دارند و بنابراین در مراحل مختلفی از رشد خود هستند.


این شبیه‌سازی ابرکامپیوتری شکل‌گیری کهکشان‌های مشابه راه شیری را در حدود ۱۳/۷ میلیارد سال پیش نشان می‌دهد

انواع کهکشان​

هابل و پژوهشگرهای دیگر پس از کشف کهکشان‌ها به‌صورت دقیق‌تر به بررسی آن‌ها پرداختند. این کار برای دهه‌ی ۱۹۲۰ بسیار دشوار بود. در آن زمان تنها ثبت یک عکس یا طیف کهکشانی به یک شب کامل رصد بی‌وقفه نیاز داشت. امروزه تلسکوپ‌های بزرگ و آشکارسازهای الکترونیکی این وظیفه‌ی دشوار را ساده‌تر ساخته‌اند گرچه رصد کهکشان‌های دوردست نیاز به تلاش چشمگیری دارد.
اولین گام برای درک نوع یک جرم، تعریف آن است. بزرگ‌ترین و پیچیده‌ترین کهکشان‌ها معمولا دارای یکی از دو شکل اولیه هستند: یا مانند راه شیری مسطح هستند و بازوی مارپیچی دارند یا به شکل بیضی‌شکل ظاهر می‌شوند. از طرفی بسیاری از کهکشان‌های کوچک‌تر شکل نامنظمی دارند. در جدول ذیل به فهرست برخی از معروف‌ترین کهکشان‌ها و انواعشان اشاره شده است:
معرفی معروف‌ترین کهکشان‌ها

نام کهکشان	نوع کهکشان	قطر	فاصله تا راه شیری
راه شیری	مارپیچی میله‌ای	۱۰۵،۷۰۰ سال نوری	-
آندرومدا (M31)	مارپیچی میله‌ای	۲۲۰،۰۰۰ سال نوری	۲/۵ میلیون سال نوری
فرفره (M101)	مارپیچی	۱۷۰،۰۰۰ سال نوری	۲۱ میلیون سال نوری
گرداب (M51a)	مارپیچی	۶۰،۰۰۰ سال نوری	۲۳/۱۶ میلیون سال نوری
سومبررو	مارپیچی	۵۰،۰۰۰ سال نوری	۲۹/۳۵ میلیون سال نوری
ابر ماژلانی بزرگ	نامنظم	۱۴،۰۰۰ سال نوری	۱۵۸،۲۰۰ سال نوری
ابر ماژلانی کوچک	نامنظم	۷،۰۰۰ سال نوری	۱۹۹،۰۰۰ سال نوری
IC ۲۰۰۶	بیضی‌شکل	۳۵،۰۰۰ سال نوری	۶۵ میلیون سال نوری
M49	بیضی‌شکل	۱۶۰،۰۰۰ سال نوری	۵۵/۹ میلیون سال نوری
M87	بیضی‌شکل	۱۲۰،۰۰۰ سال نوری	۵۳/۴۹ میلیون سال نوری

کهکشان های مارپیچی​

کهکشان راه شیری و آندرومدا هر دو از نوع کهکشان‌های بزرگ مارپیچی هستند. این کهکشان‌ها دارای یک هاله‌ی مرکزی متورم، یک دیسک و بازوهای مارپیچی هستند. مواد بین‌ستاره‌ای بین دیسک‌های کهکشان‌های مارپیچی پخش شده‌اند. سحابی‌های درخشان و ستاره‌های داغ جوان در بازوهای مارپیچی قرار دارند و نشان می‌دهند تولد ستاره‌ها همچنان ادامه دارد. دیسک‌ها معمولا غبارآلود هستند.
خوشه‌های ستاره‌ای باز را می‌توان در بازوهای مارپیچ‌های نزدیک‌تر و خوشه‌های سراسری را می‌توان در هاله مشاهده کرد. کهکشان‌های مارپیچی ترکیبی از ستاره‌های پیر و جوان هستند تقریبا دو سوم کهکشان‌های مارپیچی نزدیک دارای میله‌های ستاره‌ای به شکال جعبه و بادام‌زمینی هستند که دورتادور مرکز می‌چرخند. کهکشان راه شیری هم دارای یک میله است. بازوهای مارپیچی از انتهای میله شروع به چرخش می‌کنند. در کهکشان‌های مارپیچی بدون میله و دارای میله شاهد طیف متنوعی از شکل‌ها هستیم.

تصویر کهکشان مارپیچی میله‌ای NGC 1300 که توسط تلسکوپ فضایی هابل به ثبت رسیده است
قطر بخش‌های درخشان کهکشان‌های مارپیچی بین ۲۰ هزار تا بیش از ۱۰۰ هزار سال نوری متغیر است. پژوهش‌های جدید نشان می‌دهند احتمالا مواد کهکشانی فراتر از لبه‌های کهکشان جریان می‌یابند. این مواد گازهای سرد و رقیقی هستند که کشف آن‌ها در رصدها کار دشواری است.
براساس داده‌های موجود، جرم بخش‌های قابل دید کهکشان‌های مارپیچی بین ۱ میلیارد تا یک تریلیون جرم خورشیدی متغیر است. درخشندگی کل اغلب کهکشان‌های مارپیچی بین ۱۰۰ میلیون تا ۱۰۰ میلیارد برابر خورشید است. کهکشان راه شیری و کهکشان M31 (آندرومدا) از کهکشان‌های مارپیچی بزرگ و کلان‌جرم به شمار می‌روند. همچنین مقدار قابل توجهی ماده‌ی تاریک داخل و اطراف کهکشان‌ها وجود دارند؛ می‌توان براساس سرعت حرکت ستاره‌ها در بخش‌های خارجی کهکشان به وجود ماده‌ی تاریک پی برد.

کهکشان مارپیچی غیرمیله‌ای گرداب و کهکشان ماهواره‌ای همراه آن

کهکشان بیضی‌شکل​

کهکشا‌ن‌های بیضی‌شکل تقریبا به‌طور کامل از ستاره‌های کهن‌سال تشکیل شده‌اند و به شکال کره یا بیضی هستند (کره‌های فشرده) این کهکشان‌ها فاقد بازوی مارپیچی هستند. نور آن‌ها حاصل ستاره‌های مایل به قرمز قدیمی یا ستاره‌های جمعیت ۲ است. در کهکشان‌های بیضی‌شکل بزرگ‌تر، تعداد زیادی خوشه‌‌ی سراسری دیده می‌شود. سحابی‌ها و غبارها در کهکشان‌های بیضی‌شکل چشمگیر نیستند؛ اما مقدار کمی ماده‌ی بین‌ستاره‌ای دارند.
درجه‌ی پهنی کهکشان‌های بیضی‌شکل با یکدیگر متفاوت است. برخی از آن‌ها سیستم‌هایی تقریبا کروی و مانند کهکشان‌های مارپیچی مسطح هستند. قطر کهکشان‌های بیضی‌شکل غول‌آسا به بیش از چند صدهزار سال نوری می‌رسد و به شکال چشمگیری بزرگ‌تر از کهکشان‌های مارپیچی هستند. گرچه ستاره‌ها به صورت مستقل حول مرکز کهکشان بیضی‌شکل می‌چرخند، مدار آن‌ها مانند کهکشان مارپیچی در یک جهت قرار ندارد. در نتیجه کهکشان‌های بیضی‌شکل به صورت منظم نمی‌چرخند و به همین دلیل تخمین ماده‌ی تاریک آن‌ها دشوار است.
ابعاد کهکشان‌های بیضی‌شکل از کهکشان‌هایی غول‌آسا تا کوتوله‌های کهکشانی متغیرند. Leo I یک نمونه کهکشان بیضی‌شکل کوتوله است. درخشش این نوع کوتوله‌ تقریبا برابر با درخشان‌ترین خوشه‌های سراسری است. کهکشان متوسط بین کهکشان غول‌آسا و کوتوله سیستم‌هایی مثل M32 و M110، دو کهکشان همراه آندرومدا هستند. با اینکه این کهکشان‌ها در دسته‌بندی کوتوله‌های بیضی‌شکل قرار می‌گیرند، به شکال چشمگیری بزرگ‌تر از کهکشان‌هایی مثل Leo I هستند.

کهکشان بیضی‌شکل غول‌آسای ESO 325-G004

کهکشان نامنظم​

هابل کهکشان‌هایی را که شکل منظمی ندارند در گروه کهکشان‌ نامنظم دسته‌بندی کرد. کهکشان‌های نامنظم معمولا جرم و درخشش کمتری نسبت به کهکشان‌های مارپیچی دارند و سازمان‌نیافته هستند. این کهکشان‌ها حاوی ستاره‌های جوان جمعیت ۱ و ستاره‌های پیر جمعیت ۲ هستند.

کهکشان NGC 1427A نمونه‌ای از کهکشان نامنظم در فاصله‌ی ۵۲ میلیون سال نوری
دو نمونه‌ از شناخته‌شده‌ترین کهکشان‌های نامنظم ابر ماژلانی کوچک و ابر ماژلانی بزرگ هستند که در فاصله‌ی اندکی بیش تر از ۱۶۰ هزار سال نوری قرار دارند و از نزدیک‌ترین همسایگان فراکهکشانی به شمار می‌روند. اسامی این کهکشان‌ها نمادی از سفر فردینان ماژلان و خدمه‌ی او به دور دنیا هستند. آن‌ها اولین اروپایی‌هایی بودند که توانستند ابر ماژلانی را در آسمان شب ببینند. گرچه این دو منظومه از اروپا و ایالات متحده قابل دیدن نیستند، از نیم‌کره‌ی جنوبی به‌راحتی در آسمان شب دیده می‌شوند. ابرهای ماژلانی فرصت بسیار خوبی را برای بررسی سحابی‌ها، خوشه‌های ستاره‌ای، ستاره‌های متغیر و دیگر اجرام کلیدی کهکشان در اختیار ستاره‌شناسان قرار می‌دهند.