کهکشان راه شیریبسیار باشکوه، زیبا این دنیای عظیم، سرزمین مادری ماست منظومه شمسی. تمام ستارگان و سایر اجرام که در آسمان شب با چشم غیر مسلح قابل مشاهده هستند کهکشان ما هستند. اگرچه برخی از اجرام در سحابی آندرومدا، همسایه راه شیری ما، قرار دارند.

شرح کهکشان راه شیری

کهکشان راه شیری بزرگ است و 100 هزار سال نوری اندازه دارد و همانطور که می دانید یک سال نوری برابر با 9460730472580 کیلومتر است. منظومه شمسی ما در فاصله 27000 سال نوری از مرکز کهکشان و در یکی از بازوهایی به نام بازوی شکارچی قرار دارد.

منظومه شمسی ما به دور مرکز کهکشان راه شیری می چرخد. این به همان شیوه ای اتفاق می افتد که زمین به دور خورشید می چرخد. منظومه شمسی هر 200 میلیون سال یک انقلاب کامل می کند.

تغییر شکل

کهکشان راه شیری به صورت دیسکی با برآمدگی در مرکز ظاهر می شود. شکل کاملی نیست از یک طرف یک خم به سمت شمال مرکز کهکشان وجود دارد و از طرف دیگر به سمت پایین می رود و سپس به سمت راست می چرخد. از نظر ظاهری، این تغییر شکل تا حدودی شبیه یک موج است. خود دیسک تغییر شکل داده است. این به دلیل وجود ابرهای کوچک و بزرگ ماژلانی در این نزدیکی است. آنها خیلی سریع به دور کهکشان راه شیری می چرخند - این توسط تلسکوپ هابل تأیید شد. این دو کهکشان کوتوله اغلب ماهواره های راه شیری نامیده می شوند. ابرها یک سیستم گرانشی ایجاد می کنند که به دلیل وجود عناصر سنگین در جرم، بسیار سنگین و بسیار سنگین است. فرض بر این است که به نظر می رسد آنها در یک کشمکش بین کهکشان ها هستند و ارتعاشاتی ایجاد می کنند. در نتیجه کهکشان راه شیری تغییر شکل می دهد. ساختار کهکشان ما یک هاله خاص است.

دانشمندان بر این باورند که کهکشان راه شیری میلیاردها سال دیگر ابرهای ماژلانی را جذب خواهد کرد و پس از مدتی جذب آندرومدا خواهد شد.

هاله

دانشمندان با تعجب که راه شیری چه نوع کهکشانی است، شروع به مطالعه آن کردند. آنها موفق شدند کشف کنند که 90 درصد جرم آن از ماده تاریک تشکیل شده است، به همین دلیل یک هاله مرموز ظاهر می شود. هر چیزی که با چشم غیرمسلح از زمین قابل مشاهده است، یعنی آن ماده نورانی، تقریباً 10٪ از کهکشان را تشکیل می دهد.

مطالعات متعددی تایید کرده است که کهکشان راه شیری هاله دارد. دانشمندان گردآوری کردند مدل های مختلف، که قسمت نامرئی و بدون آن را در نظر گرفته است. پس از آزمایشات، پیشنهاد شد که اگر هاله وجود نداشته باشد، سرعت حرکت سیارات و سایر عناصر کهکشان راه شیری کمتر از اکنون خواهد بود. به دلیل این ویژگی، فرض بر این بود که بیشتر اجزا از جرم نامرئی یا ماده تاریک تشکیل شده است.

تعداد ستاره ها

کهکشان راه شیری یکی از بی نظیرترین کهکشان ها در نظر گرفته می شود. ساختار کهکشان ما غیرعادی است، بیش از 400 میلیارد ستاره در آن وجود دارد. حدود یک چهارم آنها ستاره های بزرگ هستند. توجه: کهکشان های دیگر ستاره های کمتری دارند. حدود ده میلیارد ستاره در ابر وجود دارد، برخی دیگر شامل یک میلیارد است، و در کهکشان راه شیری بیش از 400 میلیارد ستاره مختلف وجود دارد و فقط بخش کوچکی از زمین قابل مشاهده است، حدود 3000. نمی توان دقیقاً گفت. چه تعداد ستاره در کهکشان راه شیری وجود دارد، بنابراین چگونه کهکشان دائماً اجسامی را به دلیل تبدیل شدن به ابرنواختر از دست می دهد.

گازها و گرد و غبار

تقریباً 15 درصد کهکشان را غبار و گاز تشکیل می دهد. شاید به خاطر آنها کهکشان ما کهکشان راه شیری نامیده می شود؟ با وجود اندازه عظیم آن، ما می توانیم حدود 6000 سال نوری جلوتر را ببینیم، اما اندازه کهکشان 120000 سال نوری است. ممکن است بزرگتر باشد، اما حتی قوی ترین تلسکوپ ها نیز نمی توانند فراتر از آن را ببینند. این به دلیل تجمع گاز و گرد و غبار است.

ضخامت غبار اجازه عبور نور مرئی را نمی دهد، اما نور مادون قرمز از آن عبور می کند و به دانشمندان اجازه می دهد تا نقشه های ستاره ای ایجاد کنند.

اتفاقی که قبلا افتاد

به گفته دانشمندان، کهکشان ما همیشه اینگونه نبوده است. کهکشان راه شیری از ادغام چند کهکشان دیگر ایجاد شد. این غول سیارات و مناطق دیگر را به تصرف خود درآورد که تأثیر زیادی بر اندازه و شکل آنها داشت. حتی در حال حاضر، سیارات توسط کهکشان راه شیری تسخیر می شوند. نمونه ای از آن اشیا هستند Canis Major- یک کهکشان کوتوله که در نزدیکی راه شیری ما قرار دارد. ستارگان Canis به صورت دوره‌ای به جهان ما اضافه می‌شوند و از ما به کهکشان‌های دیگر می‌روند، برای مثال، اجرام با کهکشان کمان مبادله می‌شوند.

نمایی از کهکشان راه شیری

حتی یک دانشمند یا ستاره شناس نمی تواند دقیقاً بگوید کهکشان راه شیری ما از بالا چگونه به نظر می رسد. این به خاطر این واقعیت است که زمین در کهکشان راه شیری و در فاصله 26000 سال نوری از مرکز قرار دارد. به دلیل این موقعیت، امکان گرفتن عکس از کل کهکشان راه شیری وجود ندارد. بنابراین، هر تصویری از یک کهکشان، یا تصاویری از کهکشان های مرئی دیگر است یا تخیل کسی. و ما فقط می توانیم حدس بزنیم که او واقعاً چه شکلی است. حتی این احتمال وجود دارد که ما اکنون به اندازه مردم باستانی که معتقد بودند زمین مسطح است، در مورد آن بدانیم.

مرکز

مرکز کهکشان راه شیری Sagittarius A* نامیده می شود - منبع بزرگی از امواج رادیویی، که نشان می دهد یک سیاهچاله عظیم در قلب آن وجود دارد. طبق فرضیات، اندازه آن کمی بیش از 22 میلیون کیلومتر است و این خود سوراخ است.

تمام موادی که سعی می کنند وارد سوراخ شوند، یک صفحه بزرگ را تشکیل می دهند که تقریباً 5 میلیون برابر بزرگتر از خورشید ما است. اما حتی این نیروی انقباض نیز مانع از تشکیل ستاره های جدید در لبه سیاهچاله نمی شود.

سن

بر اساس تخمین های ترکیب کهکشان راه شیری، می توان سن تخمینی را در حدود 14 میلیارد سال تعیین کرد. قدیمی ترین ستاره کمی بیش از 13 میلیارد سال سن دارد. سن یک کهکشان با تعیین سن قدیمی ترین ستاره و مراحل قبل از تشکیل آن محاسبه می شود. بر اساس داده های موجود، دانشمندان پیشنهاد کرده اند که جهان ما حدود 13.6-13.8 میلیارد سال سن دارد.

ابتدا برآمدگی کهکشان راه شیری تشکیل شد، سپس قسمت میانی آن، که در محل آن یک سیاهچاله متعاقبا تشکیل شد. سه میلیارد سال بعد، دیسکی با آستین ظاهر شد. به تدریج تغییر کرد و فقط حدود ده میلیارد سال پیش به شکل فعلی ظاهر شد.

ما بخشی از چیزی بزرگتر هستیم

تمام ستارگان کهکشان راه شیری بخشی از یک ساختار کهکشانی بزرگتر هستند. ما بخشی از ابرخوشه سنبله هستیم. نزدیک ترین کهکشان ها به کهکشان راه شیری، مانند ابر ماژلان، آندرومدا و پنجاه کهکشان دیگر، یک خوشه، ابرخوشه باکره هستند. ابرخوشه به گروهی از کهکشان ها گفته می شود که منطقه وسیعی را اشغال می کنند. و این تنها بخش کوچکی از محیط ستارگان است.

ابرخوشه Virgo شامل بیش از صد گروه خوشه در منطقه ای به قطر بیش از 110 میلیون سال نوری است. خوشه سنبله خود بخش کوچکی از ابرخوشه Laniakea است و به نوبه خود بخشی از مجموعه ماهی-سیتوس است.

چرخش

زمین ما به دور خورشید حرکت می کند و یک انقلاب کامل را در یک سال انجام می دهد. خورشید ما در کهکشان راه شیری به دور مرکز کهکشان می چرخد. کهکشان ما در ارتباط با یک تشعشع خاص حرکت می کند. تشعشعات CMB یک نقطه مرجع مناسب است که به ما امکان می دهد سرعت طیف گسترده ای از مواد در جهان را تعیین کنیم. مطالعات نشان داده است که کهکشان ما با سرعت 600 کیلومتر در ثانیه می چرخد.

ظاهر نام

این کهکشان نام خود را به دلیل ظاهر خاص خود گرفته است که یادآور شیر ریخته شده در آسمان شب است. نام دوباره به آن داده شد رم باستان. در آن زمان به آن "جاده شیر" می گفتند. هنوز هم به این صورت نامیده می شود - کهکشان راه شیری، که این نام را به طور خاص با آن مرتبط می کند ظاهررگه سفید در آسمان شب، با شیر ریخته شده.

اشاراتی به کهکشان از زمان ارسطو پیدا شده است که می گوید کهکشان راه شیری جایی است که کرات آسمانی با کره زمین تماس می گیرند. تا زمانی که تلسکوپ ساخته شد، هیچ کس چیزی به این نظر اضافه نکرد. و فقط از قرن هفدهم مردم شروع به نگاه متفاوت به جهان کردند.

همسایگان ما

به دلایلی، بسیاری از مردم فکر می کنند که نزدیک ترین کهکشان به کهکشان راه شیری آندرومدا است. اما این نظر کاملاً صحیح نیست. نزدیکترین "همسایه" ما کهکشان Canis Major است که در داخل کهکشان راه شیری قرار دارد. در فاصله 25000 سال نوری از ما و 42000 سال نوری از مرکز قرار دارد. در واقع، ما به Canis Major نزدیکتر هستیم تا به سیاهچاله در مرکز کهکشان.

قبل از کشف Canis Major در فاصله 70 هزار سال نوری، کمان نزدیکترین همسایه و پس از آن ابر ماژلانی بزرگ به حساب می آمد. ستاره های غیرمعمول با چگالی کلاس M بسیار زیاد در Canis کشف شدند.

طبق این نظریه، کهکشان راه شیری Canis Major را به همراه تمام ستارگان، سیارات و سایر اجرام خود بلعید.

برخورد کهکشان ها

اخیراً اطلاعات به طور فزاینده ای رایج شده است که نزدیک ترین کهکشان به راه شیری، سحابی آندرومدا، جهان ما را خواهد بلعید. این دو غول تقریباً در یک زمان - حدود 13.6 میلیارد سال پیش - شکل گرفتند. اعتقاد بر این است که این غول‌ها می‌توانند کهکشان‌ها را متحد کنند، اما به دلیل انبساط کیهان باید از یکدیگر دور شوند. اما برخلاف تمام قوانین، این اشیا به سمت یکدیگر حرکت می کنند. سرعت حرکت 200 کیلومتر در ثانیه است. تخمین زده می شود که در 2-3 میلیارد سال آندرومدا با آن برخورد خواهد کرد راه شیری.

اخترشناس J. Dubinsky مدلی از برخورد را ایجاد کرد که در این ویدئو نشان داده شده است:

این برخورد منجر به فاجعه ای در مقیاس جهانی نخواهد شد. و بعد از چندین میلیارد سال تشکیل خواهد شد سیستم جدید، با اشکال آشنای کهکشانی.

کهکشان های گمشده

دانشمندان مطالعه ای در مقیاس بزرگ روی آسمان پرستاره انجام دادند که تقریباً یک هشتم آن را پوشش می داد. در نتیجه تجزیه و تحلیل منظومه‌های ستاره‌ای کهکشان راه شیری، می‌توان دریافت که جریان‌های ناشناخته‌ای از ستاره‌ها در حومه جهان ما وجود دارد. این تنها چیزی است که از کهکشان های کوچکی که زمانی توسط گرانش نابود شده اند، باقی مانده است.

تلسکوپ نصب شده در شیلی ساخت مقدار زیادیتصاویری که به دانشمندان اجازه داد آسمان را ارزیابی کنند. این تصاویر تخمین می زنند که کهکشان ما توسط هاله ای از ماده تاریک، گاز نازک و چند ستاره احاطه شده است، بقایای کهکشان های کوتوله که زمانی توسط راه شیری بلعیده شده اند. دانشمندان با داشتن مقدار کافی از داده ها توانستند "اسکلتی" از کهکشان های مرده را جمع آوری کنند. این مانند در دیرینه شناسی است - از روی چند استخوان دشوار است که بگوییم یک موجود چگونه به نظر می رسد، اما با داده های کافی، می توانید یک اسکلت جمع کنید و حدس بزنید که مارمولک چگونه بوده است. بنابراین اینجاست: محتوای اطلاعاتی تصاویر امکان بازآفرینی یازده کهکشان را که توسط راه شیری بلعیده شده بودند را ممکن کرد.

دانشمندان مطمئن هستند که با مشاهده و ارزیابی اطلاعاتی که دریافت می‌کنند، می‌توانند چندین کهکشان متلاشی‌شده جدید را پیدا کنند که توسط کهکشان راه شیری "خورده" شده‌اند.

ما زیر آتش هستیم

به گفته دانشمندان، ستارگان پرسرعت واقع در کهکشان ما از آن سرچشمه نمی گیرند، بلکه از ابر ماژلانی بزرگ منشاء می گیرند. نظریه پردازان نمی توانند بسیاری از جنبه های وجود چنین ستاره هایی را توضیح دهند. به عنوان مثال، نمی توان دقیقاً گفت که چرا متمرکز شده است تعداد زیادی ازستاره های پرسرعت در Sextant و Leo. پس از تجدید نظر در این نظریه، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که چنین سرعتی تنها به دلیل نفوذ یک سیاهچاله واقع در مرکز کهکشان راه شیری می تواند توسعه یابد.

اخیراً ستاره های بیشتری کشف شده اند که از مرکز کهکشان ما حرکت نمی کنند. پس از تجزیه و تحلیل مسیر ستارگان فوق سریع، دانشمندان توانستند دریابند که ما در معرض حمله ابر ماژلانی بزرگ هستیم.

مرگ سیاره

با مشاهده سیارات موجود در کهکشان ما، دانشمندان توانستند چگونگی مرگ این سیاره را ببینند. او توسط ستاره سالخورده مصرف شد. در طول انبساط و تبدیل به یک غول قرمز، ستاره سیاره خود را جذب کرد. و سیاره دیگری در همان منظومه مدار خود را تغییر داد. دانشمندان با دیدن این و ارزیابی وضعیت خورشید ما به این نتیجه رسیدند که همین اتفاق برای تابش ما نیز خواهد افتاد. در حدود پنج میلیون سال آینده به یک غول سرخ تبدیل خواهد شد.

کهکشان چگونه کار می کند

کهکشان راه شیری ما چندین بازو دارد که به صورت مارپیچی می چرخند. مرکز کل دیسک یک سیاهچاله غول پیکر است.

ما می توانیم بازوهای کهکشانی را در آسمان شب ببینیم. آنها مانند نوارهای سفید به نظر می رسند که یادآور جاده شیری است که پر از ستاره است. اینها شاخه های کهکشان راه شیری هستند. آنها به بهترین وجه در هوای صاف در فصل گرم دیده می شوند غبار کیهانیو بیشتر از همه گازها.

بازوهای زیر در کهکشان ما متمایز هستند:

1. شاخه زاویه.
2. جبار. منظومه شمسی ما در این بازو قرار دارد. این آستین "اتاق" ما در "خانه" است.
3. آستین کارینا – قوس .
4. شاخه پرسئوس.
5. شاخه سپر صلیب جنوبی.

همچنین حاوی یک هسته، یک حلقه گاز و ماده تاریک است. حدود 90 درصد از کل کهکشان را تامین می کند و ده باقیمانده اجرام قابل مشاهده هستند.

منظومه شمسی ما، زمین و سایر سیارات مجموعه واحدی از یک منظومه گرانشی عظیم هستند که هر شب در آسمان صاف قابل مشاهده هستند. در "خانه" ما فرآیندهای مختلفی دائما در حال انجام است: ستاره ها متولد می شوند، آنها پوسیده می شوند، ما توسط کهکشان های دیگر بمباران می شویم، غبار و گاز ظاهر می شوند، ستاره ها تغییر می کنند و خاموش می شوند، دیگران شعله ور می شوند، آنها در اطراف می رقصند... و همه اینها در جایی بیرون، دور از جهان اتفاق می افتد که ما اطلاعات کمی درباره آن داریم. چه کسی می داند، شاید زمانی برسد که مردم بتوانند در عرض چند دقیقه به شاخه ها و سیارات دیگر کهکشان ما برسند و به جهان های دیگر سفر کنند.

راه شیری (MP)یک منظومه گرانشی عظیم است که دارای حداقل 200 میلیارد ستاره، هزاران ابر غول پیکر از گاز و غبار، خوشه ها و سحابی ها است. متعلق به کلاس کهکشان های مارپیچی میله ای است. MP در یک هواپیما فشرده شده است و در نیمرخ شبیه یک بشقاب پرنده است.

کهکشان راه شیری با کهکشان آندرومدا (M31)، کهکشان مثلثی (M33) و بیش از 40 کهکشان ماهواره ای کوتوله - خود و آندرومدا - با هم گروه محلی کهکشان ها را تشکیل می دهند که بخشی از ابرخوشه محلی (ابرخوشه سنبله) است. .

کهکشان ما ساختار زیر را دارد: هسته ای متشکل از میلیاردها ستاره، با یک سیاهچاله در مرکز. قرصی از ستارگان، گاز و غبار با قطر 100000 سال نوری و ضخامت 1000 سال نوری، در قسمت میانی دیسک یک برآمدگی به ضخامت 3000 سال نوری وجود دارد. سال ها؛ آستین؛ یک هاله کروی (تاج) حاوی کهکشان‌های کوتوله، خوشه‌های ستاره‌ای کروی، ستارگان منفرد، گروه‌هایی از ستاره‌ها، غبار و گاز.

مناطق مرکزی کهکشان با مشخصه های تمرکز قویستارگان: هر پارسک مکعبی نزدیک به مرکز حاوی هزاران عدد از آنها است. فاصله بین ستاره ها ده ها و صدها برابر کمتر از فاصله نزدیک به خورشید است.

کهکشان می چرخد، اما نه به طور یکنواخت در کل دیسک. با نزدیک شدن به مرکز، سرعت زاویه ای چرخش ستارگان به دور مرکز کهکشان افزایش می یابد.

در صفحه کهکشانی، علاوه بر افزایش غلظت ستارگان، غلظت غبار و گاز نیز افزایش یافته است. بین مرکز کهکشان و بازوهای مارپیچی (شاخه ها) یک حلقه گاز وجود دارد - مخلوطی از گاز و غبار که به شدت در محدوده رادیویی و مادون قرمز ساطع می شود. عرض این حلقه حدود 6 هزار سال نوری است. در منطقه ای بین 10000 تا 16000 سال نوری از مرکز واقع شده است. حلقه گاز حاوی میلیاردها جرم خورشیدی گاز و غبار است و محل تشکیل ستاره فعال است.

کهکشان تاجی دارد که شامل خوشه های کروی و کهکشان های کوتوله (ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک و خوشه های دیگر) است. تاج کهکشانی همچنین دارای ستارگان و گروه هایی از ستاره ها است. برخی از این گروه ها با خوشه های کروی و کهکشان های کوتوله تعامل دارند.

صفحه کهکشان و صفحه منظومه شمسی بر هم منطبق نیستند، بلکه با یکدیگر زاویه دارند و منظومه سیاره ای خورشید در حدود 180 تا 220 میلیون سال زمینی به دور مرکز کهکشان می چرخد ​​- این یک سال کهکشانی برای ما چقدر طول می کشد.

در مجاورت خورشید می توان بخش هایی از دو بازوی مارپیچی را ردیابی کرد که تقریباً 3 هزار سال نوری از ما فاصله دارند. بر اساس صورت‌های فلکی که این مناطق در آن‌ها مشاهده می‌شوند، نام‌های بازوی کمان و بازوی پرسئوس به آن‌ها داده شد. خورشید تقریباً در وسط بین این شاخه های مارپیچ قرار دارد. اما نسبتاً نزدیک به ما (با استانداردهای کهکشانی)، در صورت فلکی شکارچی، بازوی نه چندان واضح دیگری - بازوی شکارچی که شاخه‌ای از یکی از بازوهای مارپیچی اصلی کهکشان در نظر گرفته می‌شود، عبور می‌کند.

سرعت چرخش خورشید به دور مرکز کهکشان تقریباً با سرعت موج تراکم تشکیل بازوی مارپیچی منطبق است. این وضعیت برای کهکشان به طور کلی غیرمعمول است: بازوهای مارپیچی با سرعت زاویه‌ای ثابت مانند پره‌های چرخ می‌چرخند و حرکت ستارگان بر اساس الگوی متفاوتی اتفاق می‌افتد، بنابراین تقریباً کل جمعیت ستاره‌ای دیسک یا سقوط می‌کند. داخل بازوهای مارپیچی یا از آنها می افتد. تنها جایی که سرعت ستارگان و بازوهای مارپیچی بر هم منطبق است، دایره‌ای است که به آن دایره‌ای می‌گویند و خورشید روی آن قرار دارد.

برای زمین، این شرایط بسیار مهم است، زیرا فرآیندهای خشونت آمیز در بازوهای مارپیچی رخ می دهد و تشعشعات قدرتمندی را تولید می کند که برای همه موجودات زنده مخرب است. و هیچ جوی نمی توانست از آن محافظت کند. اما سیاره ما در یک مکان نسبتا آرام در کهکشان وجود دارد و صدها میلیون (یا حتی میلیاردها) سال تحت تأثیر این فجایع کیهانی قرار نگرفته است. شاید به همین دلیل است که زندگی توانسته است روی زمین متولد شود و زنده بماند.

تجزیه و تحلیل چرخش کهکشان نشان داده است که این کهکشان دارای توده های بزرگی از ماده غیر درخشان (غیر ساطع کننده) است که "جرم پنهان" یا "هاله تاریک" نامیده می شود. جرم کهکشان، با احتساب این جرم پنهان، تقریباً 10 تریلیون جرم خورشیدی تخمین زده می شود. بر اساس یک فرضیه، بخشی از جرم پنهان ممکن است در کوتوله‌های قهوه‌ای، در سیارات غول‌پیکر گازی که موقعیت میانی بین ستاره‌ها و سیارات را اشغال می‌کنند، و در ابرهای مولکولی متراکم و سرد که دارای دمای پایینو برای مشاهدات عادی غیر قابل دسترس هستند. علاوه بر این، در کهکشان‌های ما و سایر کهکشان‌ها، اجرام به اندازه یک سیاره وجود دارند که بخشی از هیچ منظومه‌ای دور ستاره‌ای نیستند و بنابراین از طریق تلسکوپ قابل مشاهده نیستند. بخشی از توده پنهان کهکشان ها ممکن است متعلق به ستاره های "منقرض" باشد. بر اساس فرضیه دیگری، فضای کهکشانی (خلاء) نیز به مقدار ماده تاریک کمک می کند. جرم پنهان تنها در کهکشان ما نیست، بلکه در همه کهکشان ها نیز وجود دارد.

مشکل ماده تاریک در اخترفیزیک زمانی به وجود آمد که مشخص شد که چرخش کهکشان ها (از جمله راه شیری خودمان) را نمی توان به درستی توصیف کرد، اگر فقط ماده مرئی (درخشنده) معمولی آنها را در نظر بگیریم. همه ستارگان کهکشان در این صورت باید از هم جدا شده و در وسعت کیهان پراکنده شوند. برای اینکه این اتفاق نیفتد (و این اتفاق نمی افتد) وجود ماده نامرئی اضافی با جرم بزرگ ضروری است. عمل این جرم نامرئی منحصراً در طول برهمکنش گرانشی با ماده مرئی خود را نشان می دهد. در این مورد، مقدار ماده نامرئی باید تقریباً شش برابر بیشتر از مقدار ماده مرئی باشد (اطلاعات در این مورد در مجله علمی Astrophysical Journal Letters منتشر شده است). ماهیت ماده تاریک، و همچنین انرژی تاریک، که حضور آن در جهان قابل مشاهده فرض می‌شود، نامشخص است.

کهکشان شکل بزرگی از ستارگان، گاز و غبار است که توسط گرانش در کنار هم نگه داشته می شوند. این بزرگترین ترکیبات در کیهان می توانند از نظر شکل و اندازه متفاوت باشند. بیشتر اجرام فضایی بخشی از یک کهکشان خاص هستند. اینها ستارگان، سیارات، ماهواره ها، سحابی ها، سیاهچاله ها و سیارک ها هستند. برخی از کهکشان ها دارای مقادیر زیادی انرژی تاریک نامرئی هستند. زیرا کهکشان ها با فضای خالی از هم جدا شده اند فضا، به طور مجازی به آنها واحه در صحرای کیهانی می گویند.

	کهکشان بیضوی	کهکشان مارپیچی	کهکشان اشتباه
جزء کروی	کل کهکشان	بخور	خیلی ضعیف
دیسک ستاره	هیچ یا ضعیف بیان شده است	جزء اصلی	جزء اصلی
دیسک گاز و گرد و غبار	خیر	بخور	بخور
شاخه های مارپیچ	نه یا فقط در نزدیکی هسته	بخور	خیر
هسته های فعال	ملاقات	ملاقات	خیر
	20%	55%	5%

کهکشان ما

نزدیکترین ستاره به ما، خورشید، یکی از میلیاردها ستاره کهکشان راه شیری است. با نگاه کردن به آسمان پر ستاره شب، سخت است که متوجه یک نوار پهن پر از ستاره نشوید. یونانیان باستان به خوشه این ستاره ها کهکشان می گفتند.

اگر این فرصت را داشتیم که از بیرون به این منظومه ستاره‌ای نگاه کنیم، متوجه یک توپ پهن می‌شویم که در آن بیش از 150 میلیارد ستاره وجود دارد. کهکشان ما ابعادی دارد که تصور آن در تصور شما دشوار است. پرتوی از نور در صدها هزار سال زمینی از یک طرف به طرف دیگر حرکت می کند! مرکز کهکشان ما توسط هسته ای اشغال شده است که از آن شاخه های مارپیچی بزرگ پر از ستاره ها بیرون می زند. فاصله خورشید تا هسته کهکشان 30 هزار سال نوری است. منظومه شمسی در حومه کهکشان راه شیری قرار دارد.

ستارگان در کهکشان، با وجود انباشتگی عظیم اجسام کیهانی، نادر هستند. به عنوان مثال، فاصله بین نزدیکترین ستاره ها ده ها میلیون بار بیشتر از قطر آنها است. نمی توان گفت که ستارگان به طور تصادفی در کیهان پراکنده شده اند. مکان آنها بستگی به نیروهای گرانشی دارد بدن آسمانیدر یک هواپیمای خاص منظومه های ستاره ای با میدان گرانشی خاص خود کهکشان نامیده می شوند. علاوه بر ستارگان، کهکشان شامل گاز و غبار بین ستاره ای نیز می شود.

ترکیب کهکشان ها.

جهان همچنین از کهکشان های بسیاری دیگر تشکیل شده است. نزدیکترین آنها به ما در فاصله 150 هزار سال نوری از ما دور هستند. آنها را می توان در آسمان نیمکره جنوبی به شکل لکه های مه آلود کوچک مشاهده کرد. آنها اولین بار توسط پیگافت، یکی از اعضای اکسپدیشن ماژلانی در سراسر جهان توصیف شدند. آنها با نام ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک وارد علم شدند.

نزدیکترین کهکشان به ما سحابی آندرومدا است. اندازه آن بسیار بزرگ است، بنابراین از زمین با دوربین دوچشمی معمولی و در هوای صاف، حتی با چشم غیر مسلح قابل مشاهده است.

ساختار کهکشان شبیه یک محدب مارپیچی غول پیکر در فضا است. در یکی از بازوهای مارپیچی، ¾ فاصله از مرکز، منظومه شمسی قرار دارد. همه چیز در کهکشان حول هسته مرکزی می چرخد ​​و در معرض نیروی گرانش آن است. در سال 1962، ستاره شناس ادوین هابل کهکشان ها را بسته به شکل آنها طبقه بندی کرد. این دانشمند تمام کهکشان ها را به کهکشان های بیضی، مارپیچی، نامنظم و میله ای تقسیم کرد.

در بخشی از کیهان که برای تحقیقات نجومی قابل دسترسی است، میلیاردها کهکشان وجود دارد. در مجموع، ستاره شناسان آنها را متا کهکشان می نامند.

کهکشان های کیهان

کهکشان ها توسط گروه های بزرگی از ستارگان، گاز و غبار که توسط گرانش در کنار هم نگه داشته شده اند نشان داده می شوند. آنها می توانند به طور قابل توجهی در شکل و اندازه متفاوت باشند. بیشتر اجرام فضایی متعلق به برخی کهکشان ها هستند. اینها سیاهچاله ها، سیارک ها، ستارگان با ماهواره ها و سیارات، سحابی ها، ماهواره های نوترونی هستند.

بیشتر کهکشان‌های کیهان حاوی مقادیر زیادی انرژی تاریک نامرئی هستند. از آنجایی که فضای بین کهکشان های مختلف خالی در نظر گرفته می شود، اغلب آنها را واحه در فضای خالی می نامند. به عنوان مثال، ستاره ای به نام خورشید یکی از میلیاردها ستاره در کهکشان راه شیری است که در جهان ما قرار دارد. منظومه شمسی در ¾ فاصله از مرکز این مارپیچ قرار دارد. در این کهکشان، همه چیز به طور مداوم در اطراف هسته مرکزی حرکت می کند که از گرانش آن اطاعت می کند. با این حال، هسته نیز با کهکشان حرکت می کند. در همان زمان، همه کهکشان ها با سرعت فوق العاده حرکت می کنند.
ستاره شناس ادوین هابل در سال 1962 یک طبقه بندی منطقی از کهکشان های کیهان را با در نظر گرفتن شکل آنها انجام داد. اکنون کهکشان ها به 4 گروه اصلی تقسیم می شوند: کهکشان های بیضی، مارپیچی، میله ای و نامنظم.
بزرگترین کهکشان در کیهان ما چیست؟
بزرگترین کهکشان کیهان یک کهکشان عدسی شکل ابر غول است که در خوشه آبل 2029 قرار دارد.

کهکشان های مارپیچی

آنها کهکشانی هستند که شکل آنها شبیه یک صفحه مارپیچی مسطح با مرکز (هسته) روشن است. کهکشان راه شیری یک کهکشان مارپیچی معمولی است. کهکشان های مارپیچی معمولا با حرف S نامیده می شوند و به 4 زیر گروه تقسیم می شوند: Sa، So، Sc و Sb. کهکشان های متعلق به گروه So با هسته های درخشانی که بازوهای مارپیچی ندارند متمایز می شوند. در مورد کهکشان های Sa، آنها با بازوهای مارپیچی متراکم که به طور محکم در اطراف هسته مرکزی پیچیده شده اند، متمایز می شوند. بازوهای کهکشان های Sc و Sb به ندرت هسته را احاطه کرده اند.

کهکشان های مارپیچی کاتالوگ مسیه

کهکشان های میله ای

کهکشان های میله ای شبیه کهکشان های مارپیچی هستند، اما یک تفاوت دارند. در چنین کهکشانی ها، مارپیچ ها نه از هسته، بلکه از پل ها شروع می شوند. حدود 1/3 از تمام کهکشان ها در این دسته قرار می گیرند. آنها معمولاً با حروف SB مشخص می شوند. به نوبه خود، آنها به 3 زیر گروه Sbc، SBb، SBa تقسیم می شوند. تفاوت این سه گروه با شکل و طول جامپرها مشخص می شود، جایی که در واقع بازوهای مارپیچ ها از آنجا شروع می شوند.

کهکشان های مارپیچی با نوار فهرست مسیه

کهکشان های بیضوی

شکل کهکشان ها می تواند از شکل کاملاً گرد تا بیضی کشیده متفاوت باشد. آنها ویژگی متمایزعدم وجود یک هسته روشن مرکزی است. آنها با حرف E مشخص می شوند و به 6 زیر گروه (بر اساس شکل) تقسیم می شوند. چنین فرم هایی از E0 تا E7 تعیین می شوند. شکل اولی تقریبا گرد است، در حالی که E7 با شکل بسیار کشیده مشخص می شود.

کهکشان های بیضوی کاتالوگ مسیه

کهکشان های نامنظم

آنها هیچ ساختار یا شکل مشخصی ندارند. کهکشان های نامنظم معمولاً به 2 دسته تقسیم می شوند: IO و Im. رایج ترین کهکشان ها کلاس Im است (تنها اشاره ای جزئی به ساختار دارد). در برخی موارد، بقایای مارپیچ قابل مشاهده است. IO متعلق به کلاس کهکشان هایی است که شکل هرج و مرج دارند. ابرهای ماژلانی کوچک و بزرگ - نمونه درخشانمن کلاس هستم

کهکشان های نامنظم کاتالوگ مسیه

جدول مشخصات انواع اصلی کهکشان ها

	کهکشان بیضوی	کهکشان مارپیچی	کهکشان اشتباه
جزء کروی	کل کهکشان	بخور	خیلی ضعیف
دیسک ستاره	هیچ یا ضعیف بیان شده است	جزء اصلی	جزء اصلی
دیسک گاز و گرد و غبار	خیر	بخور	بخور
شاخه های مارپیچ	نه یا فقط در نزدیکی هسته	بخور	خیر
هسته های فعال	ملاقات	ملاقات	خیر
درصد کل کهکشان ها	20%	55%	5%

پرتره بزرگ کهکشان ها

چندی پیش، اخترشناسان شروع به کار بر روی یک پروژه مشترک برای شناسایی مکان کهکشان ها در سراسر جهان کردند. هدف آنها به دست آوردن تصویر دقیق تری از ساختار و شکل کلی کیهان در مقیاس های بزرگ است. متأسفانه درک مقیاس جهان برای بسیاری از مردم دشوار است. کهکشان ما را در نظر بگیرید که از بیش از صد میلیارد ستاره تشکیل شده است. میلیاردها کهکشان دیگر در کیهان وجود دارد. کهکشان‌های دوردست کشف شده‌اند، اما ما نور آن‌ها را تقریباً ۹ میلیارد سال پیش می‌بینیم (ما با فاصله بسیار زیادی از هم فاصله داریم).

ستاره شناسان دریافتند که بیشتر کهکشان ها به یک گروه خاص تعلق دارند (که به "خوشه" معروف شد). کهکشان راه شیری بخشی از یک خوشه است که به نوبه خود از چهل کهکشان شناخته شده تشکیل شده است. به طور معمول، بیشتر این خوشه ها بخشی از یک گروه حتی بزرگتر به نام ابرخوشه هستند.

خوشه ما بخشی از یک ابرخوشه است که معمولاً به آن خوشه سنبله می گویند. چنین خوشه عظیمی از بیش از 2 هزار کهکشان تشکیل شده است. در زمانی که ستاره شناسان نقشه ای از موقعیت این کهکشان ها ایجاد کردند، ابرخوشه ها شروع به شکل گیری بتنی کردند. ابرخوشه های بزرگ در اطراف حباب ها یا حفره های غول پیکر جمع شده اند. این چه نوع ساختاری است، هنوز کسی نمی داند. ما نمی دانیم که چه چیزی ممکن است در داخل این فضاهای خالی باشد. با فرض می توان آنها را پر کرد یک نوع خاصماده تاریک برای دانشمندان ناشناخته است یا فضای خالی در داخل آن وجود دارد. زمان زیادی طول خواهد کشید تا ماهیت چنین فضای خالی را بشناسیم.

محاسبات کهکشانی

ادوین هابل بنیانگذار اکتشافات کهکشانی است. او اولین کسی است که نحوه محاسبه فاصله دقیق تا یک کهکشان را تعیین کرد. او در تحقیقات خود به روش ستارگان تپنده که بیشتر به قیفاووس معروف هستند تکیه کرد. دانشمند توانست متوجه ارتباط بین دوره مورد نیاز برای تکمیل یک تپش روشنایی و انرژی آزاد شده ستاره شود. نتایج تحقیقات او به یک پیشرفت بزرگ در زمینه تحقیقات کهکشانی تبدیل شد. علاوه بر این، او کشف کرد که بین طیف قرمز ساطع شده از یک کهکشان و فاصله آن (ثابت هابل) همبستگی وجود دارد.

امروزه ستاره شناسان می توانند فاصله و سرعت یک کهکشان را با اندازه گیری میزان انتقال به سرخ در طیف اندازه گیری کنند. مشخص است که همه کهکشان های جهان در حال دور شدن از یکدیگر هستند. هر چه کهکشان از زمین دورتر باشد، سرعت حرکت آن بیشتر است.

برای تجسم این نظریه، فقط تصور کنید که در حال رانندگی با ماشینی هستید که با سرعت 50 کیلومتر در ساعت در حال حرکت است. ماشین مقابل شما 50 کیلومتر در ساعت سریعتر رانندگی می کند، یعنی سرعت آن 100 کیلومتر در ساعت است. ماشین دیگری هم جلویش است که 50 کیلومتر در ساعت دیگر سریعتر حرکت می کند. با وجود اینکه سرعت هر 3 خودرو 50 کیلومتر در ساعت متفاوت خواهد بود، اما ماشین اول در واقع 100 کیلومتر در ساعت سریعتر از شما دور می شود. از آنجایی که طیف قرمز در مورد سرعت دور شدن کهکشان از ما صحبت می کند، موارد زیر به دست می آید: هر چه جابجایی قرمز بیشتر باشد، کهکشان سریعتر حرکت می کند و فاصله آن از ما بیشتر می شود.

ما اکنون ابزارهای جدیدی برای کمک به دانشمندان در جستجوی کهکشان های جدید داریم. به لطف تلسکوپ فضایی هابل، دانشمندان توانستند چیزی را ببینند که قبلاً فقط می توانستند رویای آن را داشته باشند. قدرت بالای این تلسکوپ حتی دید خوب را تضمین می کند قطعات کوچکدر کهکشان های نزدیک و به ما امکان می دهد که کهکشان های دورتر را که هنوز برای کسی شناخته نشده اند مطالعه کنیم. در حال حاضر، ابزارهای رصد فضایی جدید در دست توسعه هستند و در آینده نزدیک به درک عمیق تر از ساختار کیهان کمک خواهند کرد.

انواع کهکشان ها

• کهکشان های مارپیچی این شکل شبیه یک دیسک مارپیچی مسطح با یک مرکز برجسته است، به اصطلاح هسته. کهکشان راه شیری ما در این دسته قرار می گیرد. در این بخش از سایت پورتال، مقالات مختلفی را در مورد توصیف اجرام فضایی کهکشان ما خواهید دید.
• کهکشان های میله ای آنها شبیه مارپیچ هستند، فقط در یک تفاوت قابل توجه با آنها تفاوت دارند. مارپیچ ها از هسته گسترش نمی یابند، بلکه از به اصطلاح جامپرها خارج می شوند. یک سوم از کهکشان های جهان را می توان به این دسته نسبت داد.
• کهکشان های بیضی شکل های مختلفی دارند: از کاملاً گرد تا بیضی شکل کشیده. در مقایسه با مارپیچ ها، فاقد یک هسته مرکزی و برجسته هستند.
• کهکشان های نامنظم شکل یا ساختار مشخصی ندارند. آنها را نمی توان به هیچ یک از انواع ذکر شده در بالا طبقه بندی کرد. کهکشان های نامنظم بسیار کمتری در وسعت کیهان وجود دارد.

ستاره شناسان اخیرا پروژه مشترکی را برای شناسایی مکان همه کهکشان های کیهان راه اندازی کرده اند. دانشمندان امیدوارند تصویر واضح تری از ساختار آن در مقیاس بزرگ به دست آورند. تخمین اندازه کیهان دشوار است تفکر انسانو درک. کهکشان ما به تنهایی مجموعه ای از صدها میلیارد ستاره است. و میلیاردها کهکشان از این دست وجود دارد. ما می‌توانیم نور کهکشان‌های دوردست را ببینیم، اما حتی به این معنا نیست که به گذشته نگاه می‌کنیم، زیرا پرتو نور طی ده‌ها میلیارد سال به ما می‌رسد، چنین فاصله‌ای ما را از هم جدا می‌کند.

ستاره شناسان همچنین بیشتر کهکشان ها را با گروه های خاصی به نام خوشه ها مرتبط می دانند. کهکشان راه شیری ما متعلق به خوشه ای است که از 40 کهکشان کاوش شده تشکیل شده است. این گونه خوشه ها در گروه های بزرگی به نام ابرخوشه ها ترکیب می شوند. خوشه با کهکشان ما بخشی از ابرخوشه Virgo است. این خوشه غول پیکر شامل بیش از 2 هزار کهکشان است. پس از اینکه دانشمندان شروع به ترسیم نقشه ای از محل این کهکشان ها کردند، ابرخوشه ها اشکال خاصی پیدا کردند. بیشتر ابرخوشه های کهکشانی توسط حفره های غول پیکر احاطه شده بودند. هیچ کس نمی داند چه چیزی می تواند درون این حفره ها باشد: فضای بیرونی مانند فضای بین سیاره ای یا فرم جدیدموضوع. حل این معما زمان زیادی می برد.

تعامل کهکشان ها

برای دانشمندان موضوع برهم کنش کهکشان ها به عنوان اجزای سیستم های کیهانی کمتر جالب توجه نیست. بر کسی پوشیده نیست که اجسام فضایی در حرکت دائمی هستند. کهکشان ها نیز از این قاعده مستثنی نیستند. برخی از انواع کهکشان ها می توانند باعث برخورد یا ادغام دو سیستم کیهانی شوند. اگر درک کنید که این اجرام فضایی چگونه ظاهر می شوند، تغییرات در مقیاس بزرگ در نتیجه تعامل آنها قابل درک تر می شود. در هنگام برخورد دو سیستم فضایی، مقدار عظیمی از انرژی به بیرون پاشیده می شود. ملاقات دو کهکشان در وسعت کیهان رویدادی حتی محتمل تر از برخورد دو ستاره است. برخورد کهکشان ها همیشه با یک انفجار ختم نمی شود. یک سیستم فضایی کوچک می تواند آزادانه از کنار همتای بزرگتر خود عبور کند و ساختار آن را فقط اندکی تغییر دهد.

بنابراین، تشکیل سازندها، از نظر ظاهری شبیه به راهروهای دراز رخ می دهد. آنها حاوی ستاره ها و مناطق گازی هستند و ستاره های جدید اغلب تشکیل می شوند. زمان هایی وجود دارد که کهکشان ها با هم برخورد نمی کنند، بلکه فقط به آرامی یکدیگر را لمس می کنند. با این حال، حتی چنین فعل و انفعالی زنجیره ای از فرآیندهای برگشت ناپذیر را به وجود می آورد که منجر به تغییرات عظیمی در ساختار هر دو کهکشان می شود.

چه آینده ای در انتظار کهکشان ماست؟

همانطور که دانشمندان پیشنهاد می کنند، این امکان وجود دارد که در آینده ای دور کهکشان راه شیری بتواند یک سیستم ماهواره ای کوچک به اندازه کیهانی را که در فاصله 50 سال نوری از ما قرار دارد، جذب کند. تحقیقات نشان می دهد که این ماهواره دارای پتانسیل عمر طولانی است، اما اگر با همسایه غول پیکر خود برخورد کند، به احتمال زیاد به وجود جداگانه خود پایان خواهد داد. اخترشناسان همچنین یک برخورد بین کهکشان راه شیری و سحابی آندرومدا را پیش بینی می کنند. کهکشان ها با سرعت نور به سمت یکدیگر حرکت می کنند. انتظار برای یک برخورد احتمالی تقریباً سه میلیارد سال زمینی است. با این حال، به دلیل کمبود اطلاعات در مورد حرکت هر دو سیستم فضایی، حدس زدن اینکه آیا واقعاً اکنون اتفاق می افتد یا خیر، دشوار است.

شرح کهکشان ها درکوانت. فضا

سایت پرتال شما را به دنیای فضای جالب و جذاب می برد. با ماهیت ساختار کیهان آشنا می شوید، با ساختار کهکشان های بزرگ معروف و اجزای آنها آشنا می شوید. با خواندن مقالاتی در مورد کهکشان خود، در مورد برخی از پدیده هایی که می توان در آسمان شب مشاهده کرد، واضح تر می شویم.

همه کهکشان ها در فاصله زیادی از زمین قرار دارند. تنها سه کهکشان را می توان با چشم غیر مسلح دید: ابرهای بزرگ و کوچک ماژلانی و سحابی آندرومدا. شمردن همه کهکشان ها غیرممکن است. دانشمندان تعداد آنها را حدود 100 میلیارد تخمین می زنند. توزیع فضایی کهکشان ها ناهموار است - یک منطقه ممکن است دارای تعداد زیادی از آنها باشد، در حالی که منطقه دوم حتی یک کهکشان کوچک را نیز در بر نخواهد داشت. ستاره شناسان تا اوایل دهه 90 قادر به جداسازی تصاویر کهکشان ها از ستارگان جداگانه نبودند. در این زمان حدود 30 کهکشان با ستاره های مجزا وجود داشت. همه آنها به گروه محلی اختصاص داده شدند. در سال 1990، یک رویداد باشکوه در توسعه نجوم به عنوان یک علم رخ داد - تلسکوپ هابل به مدار زمین پرتاب شد. این تکنیک و همچنین تلسکوپ های 10 متری زمینی جدید بود که امکان مشاهده تعداد قابل توجهی از کهکشان های حل شده را فراهم کرد.

امروزه "ذهن های نجومی" جهان در مورد نقش ماده تاریک در ساخت کهکشان ها سر می خراشند که فقط در تعامل گرانشی خود را نشان می دهد. مثلاً در برخی کهکشان های بزرگحدود 90 درصد است جرم کل، در حالی که کهکشان های کوتوله ممکن است اصلاً آن را نداشته باشند.

تکامل کهکشان ها

دانشمندان بر این باورند که پیدایش کهکشان ها یک مرحله طبیعی در تکامل کیهان است که تحت تأثیر نیروهای گرانشی رخ داده است. تقریباً 14 میلیارد سال پیش، تشکیل پروتوکلاسترها در ماده اولیه آغاز شد. علاوه بر این، تحت تأثیر فرآیندهای دینامیکی مختلف، جداسازی گروه های کهکشانی صورت گرفت. فراوانی اشکال کهکشان ها با تنوع شرایط اولیه در شکل گیری آنها توضیح داده می شود.

انقباض کهکشان حدود 3 میلیارد سال طول می کشد. در طی یک دوره زمانی معین، ابر گازی به یک منظومه ستاره ای تبدیل می شود. تشکیل ستاره تحت تأثیر فشرده سازی گرانشی ابرهای گازی رخ می دهد. پس از رسیدن به دما و تراکم معینی در مرکز ابر برای شروع کافی است واکنش های گرما هسته ای، یک ستاره جدید تشکیل می شود. ستارگان پرجرم از عناصر شیمیایی گرما هسته ای تشکیل شده اند که از هلیوم جرم ترند. این عناصر محیط هلیم-هیدروژن اولیه را ایجاد می کنند. در جریان انفجارهای عظیم ابرنواخترها، عناصر سنگین‌تر از آهن تشکیل می‌شوند. از این نتیجه می شود که کهکشان از دو نسل ستاره تشکیل شده است. نسل اول قدیمی ترین ستارگان است که از هلیوم، هیدروژن و مقادیر بسیار کمی از عناصر سنگین تشکیل شده است. ستارگان نسل دوم ترکیب قابل توجهی از عناصر سنگین دارند زیرا از گاز اولیه غنی شده با عناصر سنگین تشکیل می شوند.

در نجوم مدرن، کهکشان ها به عنوان ساختارهای کیهانی جایگاه ویژه ای دارند. انواع کهکشان‌ها، ویژگی‌های تعامل، شباهت‌ها و تفاوت‌های آن‌ها به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته و آینده آنها پیش‌بینی می‌شود. این منطقه هنوز حاوی مجهولات زیادی است که نیاز به مطالعه بیشتر دارد. علم مدرنبسیاری از سوالات مربوط به انواع ساخت کهکشان ها را حل کرد، اما نقاط خالی زیادی نیز در ارتباط با شکل گیری این سیستم های کیهانی وجود داشت. سرعت فعلی نوسازی تجهیزات تحقیقاتی و توسعه روش‌های جدید برای مطالعه اجرام کیهانی، امید به پیشرفت قابل توجهی در آینده را ایجاد می‌کند. به هر حال کهکشان ها همیشه در مرکز تحقیقات علمی خواهند بود. و این نه تنها بر اساس کنجکاوی انسان است. با دریافت داده‌های مربوط به الگوهای توسعه سیستم‌های کیهانی، می‌توانیم آینده کهکشان خود به نام راه شیری را پیش‌بینی کنیم.

بیشترین خبر جالب، مقالات علمی، اصیل در مورد مطالعه کهکشان ها توسط وب سایت پرتال در اختیار شما قرار می گیرد. در اینجا می توانید ویدیوهای هیجان انگیز، تصاویر باکیفیت از ماهواره ها و تلسکوپ ها را بیابید که شما را بی تفاوت نخواهند گذاشت. با ما به دنیای فضای ناشناخته شیرجه بزنید!

3. اجرام کهکشان.
4. تکامل کهکشان.
5. مشکل ماده تاریک.

1. کهکشان راه شیری خانه پر ستاره ماست.

در یک شب صاف بدون ماه، آسمان پر ستاره منظره بسیار زیبایی است. یک نوار نورانی گسترده در سراسر آسمان کشیده شده است. یونانیان باستان به این نوار galaxias می گفتند که به معنی دایره شیری رنگ است. ما آن را راه شیری می نامیم. قبلاً اولین مشاهدات تلسکوپ انجام شده توسط گالیله نشان داد که کهکشان راه شیری خوشه ای از ستارگان بسیار دور و کم نور است که تعداد کل آنها حدود 100 میلیارد است. این انبوه ستارگان و سحابی های گاز-غبار که این ستاره ها در آنها غوطه ور شده اند، یک سیستم غول پیکر - کهکشان را تشکیل می دهند. ستارگانی که با چشم غیرمسلح در آسمان می بینیم، به سادگی اجرام این منظومه هستند که به ما نزدیک هستند.
منظومه شمسی نیز به طور طبیعی بخشی از کهکشان است. با این حال، مکان خورشید در کهکشان ما از نقطه نظر مطالعه این منظومه به طور کلی تاسف بار است: ما در جایی هستیم که تشخیص ساختار کهکشان از روی زمین دشوار است. علاوه بر این، در منطقه ای که خورشید در آن قرار دارد، ماده بین ستاره ای بسیار زیادی وجود دارد که نور را جذب می کند و برخی جهات را نسبت به نور مرئی تقریباً مبهم می کند، به ویژه به سمت مرکز کهکشان. موافق باشید که قضاوت در مورد ظاهر یک ساختمان مشکل است اگر در داخل آن باشید و هرگز بیرون از آن نبوده اید. در مورد کهکشان ما هم همین‌طور است: بحث‌های بسیار طولانی درباره اندازه، جرم، ساختار و محل قرارگیری ستارگان وجود داشت. فقط اخیراً، در قرن بیستم، انواع تحقیقات به شخص اجازه می‌دهد تا درباره ظاهر ما از بیرون قضاوت کند. این واقعیت که کهکشان ما در کیهان تنها نیست به ما کمک زیادی کرد.
هنگام مطالعه آسمان با تلسکوپ، علاوه بر ستاره ها، نقاط مبهم مه آلود نیز کشف شد. آنها به این ترتیب نامیده می شدند - "سحابی". با این حال، برخی از سحابی ها به طور قابل توجهی متفاوت از بقیه بودند. هنگام اندازه گیری سرعت حرکت آنها با استفاده از اثر داپلر، مشخص شد که آنها با سرعتی بزرگتر از سایر سحابی ها حرکت می کنند. یک بار، ادوین هابل در حین کاوش در یکی از آنها، سحابی آندرومدا، توانست ستارگان منفرد را در آن ببیند و ثابت کند که خوشه ای غول پیکر از آنهاست که از نظر مقیاس از کهکشان راه شیری پایین تر نیست. معلوم شد که سیستم های ستاره ای مشابه کهکشان وجود دارد! اکنون مشخص شده است که آنها میلیون ها و میلیاردها سال نوری از ما فاصله دارند، تعداد آنها به میلیاردها اندازه گیری می شود و تنوع اشکال ذهن انسان را شگفت زده می کند. این گونه سحابی ها، بدون هیچ مقدمه ای، کهکشان نامیده می شدند، اما با حرف کوچک. مطالعات دیگر کهکشان‌ها نقش بزرگی در درک ماهیت کهکشان ما دارند. در آغاز قرن بیستم، آشکار شد که تقریباً تمام مواد قابل مشاهده در جهان در جزایر گاز ستاره غول پیکر با اندازه مشخص از چند کیلوپارسک تا چند ده کیلوپارسک متمرکز شده است.
بنابراین، کهکشان یک منظومه ستاره ای پیچیده است که از اجرام مختلف زیادی تشکیل شده است که توسط فعل و انفعالات گرانشی به هم متصل شده اند. جرم کهکشان 200 میلیارد جرم خورشیدی تخمین زده می شود. 100 میلیارد ستاره در کهکشان زندگی می کنند، با این حال، تنها دو میلیارد از آنها برای مشاهدات فعلی ما قابل دسترسی هستند.

#y5_direct1 .y5_ad div a ( color: rgb(0, 0, 204) !important; )#y5_direct1 .y5_ad div ( color: rgb(0, 0, 0) !important; )#y5_direct1 .y5_ad span, #y5_direct y5_ad span a ( color: rgb(0, 102, 0) !important; )#y5_direct1 .y5_all a, #y5_direct1 .y5_how a ( color: rgb(0, 0, 204) !important; )#y5_direct1 em.y5_i پس‌زمینه رنگ: rgb(0, 102, 0)#y5_direct1 (اندازه قلم: 0.9em! مهم؛)

2. ساختار کهکشان - شکل، اندازه، پویایی.

کهکشان از دو زیر سیستم اصلی تشکیل شده است دیسک و هاله، یکی در داخل دیگری تودرتو شده و از نظر گرانشی به یکدیگر متصل شده اند. اولی کروی است هاله ستارگان آن به سمت مرکز کهکشان متمرکز شده اند و چگالی ماده در مرکز کهکشان بسیار سریع با فاصله از آن کاهش می یابد. مرکز و متراکم ترین قسمت هاله در فاصله چند هزار سال نوری از مرکز کهکشان نامیده می شود برآمدگی . زیرسیستم دوم یک سیستم عظیم است دیسک ستاره . جرم آن برابر با 150 میلیارد جرم خورشید است. به نظر می رسد که دو صفحه در لبه ها تا شده اند. غلظت ستارگان در قرص بسیار بیشتر از هاله است.
مرکز و فشرده ترین منطقه کهکشان نامیده می شود هسته . اگر ما در سیاره ای نزدیک ستاره ای نزدیک به هسته کهکشان زندگی می کردیم، ده ها ستاره در آسمان قابل مشاهده بودند که از نظر روشنایی با ماه قابل مقایسه هستند. با این حال، خورشید بسیار دور از هسته کهکشانی - در فاصله 8 کیلو بر ثانیه (حدود 26000 سال نوری) قرار دارد. بنابراین، اگر در مجاورت خورشید، در قرص، یک ستاره در هر 8 پارسک مکعبی وجود داشته باشد، در مرکز کهکشان 10000 ستاره در یک پارسک مکعبی وجود دارد. مرکز کهکشان در جهت صورت فلکی قوس است. در سال 2004 سرانجام ثابت شد که در مرکز کهکشان سیاهچاله ای با جرم حدود سه میلیون خورشید وجود دارد.
تقریباً تمام مواد مولکولی محیط بین ستاره‌ای (ابرهای غبار و گاز) در ناحیه حلقوی قرص کهکشانی از 3 تا 7 کیلو بر ثانیه متمرکز شده است. دارای بیشترین تعداد تپ اخترها و منابع تابش فروسرخ است. تابش مرئی از نواحی مرکزی کهکشان توسط لایه های ضخیم ماده جذب کننده کاملاً از ما پنهان است، زیرا خورشید در صفحه قرص کهکشانی قرار دارد. ابعاد کهکشان: قطر دیسک - 30 kpc (100000 سال نوری)، ضخامت دیسک - 1000 سال نوری.
مطالعه حرکات مناسب ستارگان در کهکشان نشان می دهد که قرص کهکشانی در حال چرخش است. چرخش کهکشان هنگام نگاه کردن به کهکشان از سمت آن در جهت عقربه های ساعت اتفاق می افتد. قطب شمال، واقع در صورت فلکی کما برنیکس. مطالعات نشان داده است که کهکشان ساختار مارپیچی کاملاً مشخصی دارد. مارپیچ ها امواج چگالی هستند که به سمت چرخش قرص کهکشان با سرعت زاویه ای ثابت منتشر می شوند. و ستارگان داخل دیسک در مدارهای دایره ای در اطراف مرکز کهکشان با یک ثابت حرکت می کنند سرعت خطی. و در نتیجه، سرعت زاویه ای چرخش به فاصله تا مرکز بستگی دارد و با فاصله از مرکز کاهش می یابد، یعنی کهکشان مانند یک جسم صلب نمی چرخد. بنابراین، امواج چگالی نزدیک‌تر به مرکز کهکشان از اجرام کهکشانی عقب می‌مانند، و نزدیک‌تر به حومه‌هایی که جلوتر از آنها هستند. بنابراین، تقریباً تمام ستارگان دیسک یا داخل شاخه های مارپیچی می افتند یا آنها را ترک می کنند. امواج چگالی با عبور از ابرهای غول پیکر هیدروژن مولکولی، گاز را فشرده می کنند و فرآیند تشکیل ستاره در ابر آغاز می شود. بنابراین، بازوی مارپیچی کهکشانی با افزایش تراکم ابرهای گاز خنثی و مولکولی در سمتی که از آن به این ابرها می رود، مشخص می شود. تعداد زیادیستاره های جوان، در طرف مقابل.
چرخش ستارگان کهکشان از قانون نیوتن پیروی نمی کند. این واقعیت غیرقابل توضیح منجر به اکتشافات شگفت انگیز جدیدی در رابطه با مفهوم ماده تاریک شده است.
خورشید ما بین بازوهای مارپیچی قوس و پرسئوس قرار دارد، با سرعتی در حدود 220 کیلومتر بر ثانیه حرکت می کند و هر 200 میلیون سال یک بار یک انقلاب کامل در اطراف مرکز کهکشان ایجاد می کند. خورشید در طول عمر خود تقریباً 30 بار دور کهکشان چرخید. سرعت چرخش خورشید به دور مرکز کهکشان عملاً با سرعت حرکت بازوهای مارپیچی در این منطقه مطابقت دارد. این وضعیت برای کهکشان غیرعادی است. تنها جایی که سرعت ستارگان و بازوهای مارپیچی بر هم منطبق است چرخشیدایره و نزدیک آن است که خورشید قرار دارد. شاید همین شرایط باعث شد تا حیات روی زمین به وجود بیاید و بقای خود را ادامه دهد. به هر حال، فرآیندهای خشونت آمیزی در بازوهای مارپیچی اتفاق می افتد، تشعشعات قدرتمندی که از آن ها تمام حیات روی زمین را از بین می برد. بنابراین موقعیت پیرامونی ما در رابطه با "پایتخت" کهکشانی حتی می تواند ممتاز در نظر گرفته شود.
ستاره های قرص کهکشانی نامگذاری شده اند جمعیت نوع I , ستاره هاله – جمعیت نوع II . به عنوان یک قاعده، دیسک شامل ستاره هایی از انواع طیفی اولیه O و B است، یعنی. ستاره های جوان برعکس، هاله ها شامل اجرامی هستند که در مراحل اولیه تکامل کهکشان پدید آمده اند. سن جمعیت نوع دوم حدود 10 تا 12 میلیارد سال است. جمعیت نوع اول با جمعیت نوع دوم در محتوای بالای عناصر سنگین متفاوت است.

3. اجرام کهکشان.

#y5_direct2 .y5_ad div a ( color: rgb(0, 0, 204) !important; )#y5_direct2 .y5_ad div ( color: rgb(0, 0, 0) !important; )#y5_direct2 .y5_ad span, #.y5_direct y5_ad span a ( color: rgb(0, 102, 0) !important; )#y5_direct2 .y5_all a, #y5_direct2 .y5_how a ( color: rgb(0, 0, 204) !important; )#y5_direct2 .y5_i پس‌زمینه رنگ: rgb(0, 102, 0) مهم #y5_direct2 (اندازه قلم: 0.9em! مهم;)

خوشه های ستاره ای . هر سومین ستاره در کهکشان دو برابر است. اما اجرام پیچیده تری نیز شناخته شده اند - خوشه های ستاره ای. آنها به خوشه های باز و کروی و انجمن های ستاره ای تقسیم می شوند. باز کردن خوشه های ستاره ای در نزدیکی صفحه کهکشانی، جایی که تجمع غبار و گاز بین ستاره ای در آن متمرکز شده است. اکنون بیش از 1200 خوشه باز شناخته شده است که 500 مورد از آنها به تفصیل مورد مطالعه قرار گرفته است Pleiadesو هیادس در صورت فلکی ثور تعداد کل خوشه های باز در کهکشان ممکن است به صد هزار برسد.
خوشه های باز حاوی صدها تا چند هزار ستاره هستند. جرم آنها کوچک است (100-1000). م¤)، و میدان گرانشی نمی تواند آنها را برای مدت طولانی در حجم کمی از فضا نگه دارد، بنابراین خوشه های باز در طول میلیاردها سال متلاشی می شوند. در میان خوشه های ستاره ای باز تعداد ستارگان جوان بسیار بیشتر از خوشه های قدیمی است. همه ستارگانی که این خوشه را تشکیل می دهند حرکت مشترکی دارند. در دهه بیست قرن بیستم، هارلو شپلی خوشه های باز را مطالعه کرد و ستارگان آنها را طبقه بندی کرد. نمودار هرتزسپرونگ-راسل برای هفت خوشه باز نشان داد که تقریباً همه ستارگان آنها روی دنباله اصلی قرار دارند. اندازه خوشه های باز بین 2 تا 20 پارسک است.
خوشه های ستاره ای کروی به دلیل وجود تعداد قابل توجهی از ستاره ها و شکل کروی شفاف به شدت در برابر پس زمینه پرستاره برجسته می شود. قطر خوشه های کروی بین 20 تا 100 عدد و جرم آنها 104-106 است. م¤. کل کره یک خوشه کروی به طور متراکم پر از ستارگان است و غلظت آنها به سمت مرکز افزایش می یابد. خوشه های کروی زمانی بر کهکشان راه شیری تسلط داشتند. روزی روزگاری، زمانی که کهکشان ما تازه شکل گرفته بود، هزاران خوشه کروی در اطراف آن سرگردان بودند. امروزه حدود 200 خوشه کروی در نتیجه برخوردهای مرگبار با یکدیگر یا با مرکز کهکشانی از بین رفته اند. ستارگان موجود در آنها در مدار خود به دور مرکز خوشه حرکت می کنند. این خوشه به نوبه خود در مداری به دور مرکز کهکشان حرکت می کند. تا به امروز، حدود 160 خوشه کروی واقع در هاله کروی کهکشان ما کشف شده است.
خوشه های کروی قدیمی ترین تشکیلات در کهکشان ما هستند، سن آنها از 10 تا 12 میلیارد سال با سن خود کیهان قابل مقایسه است. فقیر ترکیب شیمیاییو مدارهای کشیده ای که در امتداد آنها در کهکشان حرکت می کنند نشان می دهد که خوشه های کروی در طول شکل گیری خود کهکشان تشکیل شده اند. سن ستارگانی که خوشه های کروی را تشکیل می دهند قابل توجه است، بنابراین همه ستارگان پرجرم یک مسیر تکاملی طولانی را طی کرده و به ستاره های نوترونی یا کوتوله های سفید تبدیل شده اند. در نتیجه، نواها، منابع اشعه ایکس و تپ اخترها در خوشه های کروی مشاهده می شوند. به سمت خوشه کروی M13 در هرکول بود که اولین پیام رادیویی زمین از رصدخانه آرسیبو در سال 1974 در جستجوی تمدن های فرازمینی ارسال شد.
نوع سوم خوشه ها هستند انجمن های ستاره اینها گروهی از ستاره های جوان هستند. مطالعه آنها در دهه بیست قرن بیستم آغاز شد. باصطلاح انجمن های OB، دارای گستره ای از 15 تا 300 عدد و حاوی از چند ده تا چند صد غول و ابرغول آبی داغ است. از آنجایی که غول های طیفی اولیه به سرعت مسیر تکامل را طی می کنند، همه ستارگان در یک زمان تشکیل شده اند و سن کمی دارند. انجمن های T شامل ستارگان متغیر T Tauri است که هنوز به دنباله اصلی نرسیده اند و در نهایت قرار دارند مراحل اولیهتکامل ستاره ای
ماده بین ستاره ای فضای بین ستاره ها پر از ماده کمیاب، تابش و میدان مغناطیسی. در محیط بین ستاره ای، مناطق سرد عظیم (ابرهای مولکولی) با دمای 5-50 کلوین و گاز بسیار داغ با دمای 106 کلوین کشف شده است. گاز تاج . بر اساس دما و چگالی، ابرهای بین ستاره ای به چهار نوع مختلف تقسیم می شوند.

در میان ابرهای مولکولی، ابرهای مولکولی غول پیکر (GMCs) با جرم 105-106 خودنمایی می کنند. M¤. دمای چنین ابرهایی از 5 تا 30 کلوین است. تقریباً 6000 ابر از این قبیل در قرص کهکشانی وجود دارد و 90 درصد از کل گاز مولکولی کهکشان را شامل می شود. اینها مراکز فوری تشکیل ستاره هستند.
در کهکشان، به خصوص در دیسک، تعداد زیادی نیز وجود دارد غبار بین ستاره ای ، با دمای 15-25 کلوین که در نتیجه حیات ستارگان به وجود آمده است. شعاع متوسط ​​دانه های غبار کسری از میکرومتر است. در حال حاضر اعتقاد بر این است که دانه های گرد و غبار از مخلوطی از ذرات آهن و سیلیکات پوشیده شده با پوسته مولکول های آلی و یخ تشکیل شده است. جرم کل غبار تنها 0.03 درصد از جرم کل کهکشان است، اما درخشندگی کل آن 30 درصد درخشندگی ستارگان است و تابش کهکشان را در محدوده مادون قرمز کاملاً تعیین می کند.

4. تکامل کهکشان.

بر اساس ایده های مدرن، کهکشان از یک ابر گازی به آرامی در حال چرخش تشکیل شد که اندازه آن ده ها برابر بزرگتر بود. در اصل از مخلوطی از 75 درصد هیدروژن و 25 درصد هلیوم تشکیل شده بود و تقریباً هیچ عنصر سنگینی در آن وجود نداشت. برای حدود یک میلیارد سال، این ابر آزادانه تحت تأثیر گرانش فشرده می شد. این فروپاشی به ناچار منجر به تکه تکه شدن و شروع تشکیل ستاره شد. در ابتدا گاز زیادی وجود داشت و در فواصل زیادی از صفحه چرخش قرار داشت. ستارگان نسل اول از جمله ستارگان بسیار پرجرم و همچنین خوشه های کروی پدیدار شدند. توزیع فضایی مدرن آنها با توزیع گاز اصلی، نزدیک به کروی مطابقت دارد.
پرجرم ترین ستارگان نسل اول به سرعت تکامل یافتند و محیط بین ستاره ای را با عناصر سنگین غنی کردند، عمدتاً به دلیل انفجارهای ابرنواختر. آن قسمت از گاز که به ستاره تبدیل نشد، روند فشرده سازی خود را به سمت مرکز کهکشان ادامه داد. به دلیل حفظ تکانه زاویه ای، چرخش آن سریعتر شد، یک دیسک تشکیل شد و روند تشکیل ستاره دوباره در آن آغاز شد. معلوم شد که این نسل دوم از ستارگان سرشار از عناصر سنگین هستند. گاز باقیمانده به یک لایه نازک تر فشرده شد و یک جزء مسطح ایجاد کرد - عرصه اصلی تشکیل ستاره های مدرن. البته، تشخیص دو یا سه نسل از ستارگان بسیار دلخواه است: به احتمال زیاد، تشکیل ستاره یک فرآیند پیوسته واحد بوده است، اگرچه مراحل جداگانه کاهش سرعت در آن امکان پذیر بود.

5. مشکل ماده تاریک.

تجزیه و تحلیل چرخش اجسام در کهکشان نشان داد که جرم آن باید ده برابر بیشتر از آن چیزی باشد که ما از اجرام مرئی تعیین می کنیم. این بدان معناست که علاوه بر هاله، برآمدگی و دیسک، همراه با ستارگان قابل مشاهده و گاز واقع در آنها، مقادیر عظیمی از ماده نامرئی وجود دارد که فقط در برهمکنش گرانشی خود را نشان می دهد، اما توسط هیچ ابزاری شناسایی نمی شود. او نامگذاری شد ماده تاریک دیسک و هاله کهکشان در آن غوطه ور هستند تاج پادشاهی ماده تاریک که اندازه و جرم آن 10 برابر بزرگتر از اندازه دیسک و جرم ماده مرئی کهکشان است.
طبیعت یک چالش واقعی برای دانش بشری ایجاد کرده است: در آغاز قرن بیست و یکم، ما نمی دانیم ماده ای که اساساً جهان را پر می کند از چه چیزی تشکیل شده است! بر اساس یک فرضیه، بخشی از ماده تاریک ممکن است در کوتوله‌های قهوه‌ای، در ابرهای مولکولی متراکم و سرد، که اندازه کوچکی دارند و برای مشاهدات معمولی غیرقابل دسترس هستند، و همچنین در تعداد زیادی نوترینو وجود داشته باشد، که دارای غیره هستند. جرم استراحت را صفر کنید و اطراف کهکشان را پر کنید. ماده تاریک را می توان در ستارگان مرده نیز یافت. با این حال، اکثر کیهان شناسان فرض می کنند که ماده تاریک از باریون ها تشکیل نمی شود، بلکه از ذرات عجیب و غریب باقی مانده پس از آن تشکیل شده است. مهبانگ.
جرم تاریک نه تنها در کهکشان ما وجود دارد. بنابراین، در اواسط دهه هشتاد مشخص شد که گروه محلی کهکشان ها با سرعت بیش از 600 کیلومتر بر ثانیه به سمت یک ابرخوشه بزرگ از کهکشان ها حرکت می کنند. این سرعت خیلی زیاد است که نمی توان آن را با اثر گرانشی کهکشان های مشاهده شده توضیح داد. وجود توده تاریک بین کهکشان ها را نشان می دهد. آخرین مشاهدات کهکشان‌های ضعیف با استفاده از ماتریس‌های حساس CCD، نه تنها تأیید حضور جرم پنهان در خوشه‌های کهکشانی، بلکه «نقشه‌برداری» از توزیع آن در خوشه‌ها را ممکن ساخته است. در این مورد، گرانش خوشه به عنوان یک عدسی جمع‌آوری کننده تصاویر کهکشان‌های آبی کم‌رنگ واقع در دورتر از خود خوشه عمل می‌کند. در همان زمان، تصاویر کهکشان های دور تحریف می شوند و به صورت کمان "کشیده می شوند" طول های مختلفبا مرکز منطبق بر مرکز خوشه.
خود طبیعت بر اساس این اثر یک تلسکوپ فضایی غول پیکر تمام موجی برای اخترفیزیکدانان ارائه کرد عدسی گرانشی . این پدیده بر اساس نظریه نسبیت عام، به صورت نظری در دهه سی قرن بیستم توسط آلبرت اینشتین پیش بینی شد. اگر هر جرم عظیمی مانند کهکشان در مسیر نور از یک منبع دور به ما وجود داشته باشد، آنگاه پرتوهای نور در میدان گرانشی آن خم می شوند و کهکشان مانند عدسی جمع آوری نور عمل می کند. نتیجه، به ویژه، ممکن است شامل ظاهر شدن یک تصویر چندگانه (دو، سه‌گانه، و غیره) از یک جسم باشد، یا اگر زمین در فاصله لازم از عدسی گرانشی قرار داشته باشد، درخشندگی آن افزایش یابد. اولین لنز گرانشی در سال 1979 کشف شد. این یک اختروش بود. اکنون بیش از 25 لنز گرانشی شناخته شده است. در بین عدسی های گرانشی سازندهایی وجود دارد اشکال مختلف، و چشمگیرترین به نظر می رسند صلیب ها و حلقه های اینشتین . ماهیت توده پنهان در کیهان تا به امروز نامشخص است.

کهکشان ما اسرار کهکشان راه شیری

تا حدودی، ما در مورد منظومه های ستاره ای دور بیشتر از کهکشان خانه خود - کهکشان راه شیری - می دانیم. بررسی ساختار آن از هر کهکشان دیگری دشوارتر است، زیرا باید از درون آن را مطالعه کرد و بسیاری از چیزها به این راحتی قابل مشاهده نیستند. ابرهای غبار میان ستاره ای نور ساطع شده از بی شمار ستاره های دور را جذب می کنند.

تنها با توسعه ستاره شناسی رادیویی و ظهور تلسکوپ های فروسرخ، دانشمندان توانستند نحوه عملکرد کهکشان ما را درک کنند. اما بسیاری از جزئیات تا به امروز نامشخص است. حتی تعداد ستاره های کهکشان راه شیری تقریباً تخمین زده می شود. آخرین کتاب های مرجع الکترونیکی ارقام 100 تا 300 میلیارد ستاره را ارائه می دهند.

چندی پیش، اعتقاد بر این بود که کهکشان ما 4 بازوی بزرگ دارد. اما در سال 2008، ستاره شناسان دانشگاه ویسکانسین نتایج پردازش حدود 800000 تصویر مادون قرمز گرفته شده توسط تلسکوپ فضایی اسپیتزر را منتشر کردند. تجزیه و تحلیل آنها نشان داد که کهکشان راه شیری تنها دو بازو دارد. در مورد سایر شاخه ها، آنها فقط شاخه های جانبی باریک هستند. بنابراین، کهکشان راه شیری یک کهکشان مارپیچی با دو بازو است. لازم به ذکر است که اکثر کهکشان های مارپیچی که برای ما شناخته شده اند نیز تنها دو بازو دارند.

رابرت بنجامین، ستاره شناس از دانشگاه ویسکانسین که در کنفرانسی از انجمن نجوم آمریکا صحبت می کرد، گفت: به لطف تلسکوپ اسپیتزر، ما این فرصت را داریم که ساختار کهکشان راه شیری را بازنگری کنیم. "ما در حال اصلاح درک خود از کهکشان هستیم به همان روشی که قرن ها پیش، پیشگامان، در سفر به سراسر جهان، ایده های قبلی را در مورد شکل ظاهری زمین اصلاح کردند و تجدید نظر کردند."

از اوایل دهه 90 قرن بیستم، مشاهدات انجام شده در محدوده مادون قرمز به طور فزاینده ای دانش ما را در مورد ساختار کهکشان راه شیری تغییر داده است، زیرا تلسکوپ های فروسرخ این امکان را فراهم می کند که از میان ابرهای گاز و غبار نگاه کنیم و آنچه را که برای تلسکوپ های معمولی غیرقابل دسترس است مشاهده کنیم. .

2004 - سن کهکشان ما 13.6 میلیارد سال تخمین زده شد. اندکی بعد بوجود آمد. در ابتدا یک حباب گازی پراکنده حاوی هیدروژن و هلیوم بود. با گذشت زمان، به کهکشان مارپیچی عظیمی تبدیل شد که اکنون در آن زندگی می کنیم.

ویژگی های عمومی

اما تکامل کهکشان ما چگونه پیش رفت؟ چگونه شکل گرفت - به آرامی یا برعکس، خیلی سریع؟ چگونه از عناصر سنگین اشباع شد؟ شکل کهکشان راه شیری و ترکیب شیمیایی آن در طول میلیاردها سال چگونه تغییر کرده است؟ دانشمندان هنوز پاسخ دقیقی به این سوالات ارائه نکرده اند.

وسعت کهکشان ما حدود 100000 سال نوری است و ضخامت متوسط ​​قرص کهکشانی حدود 3000 سال نوری است (ضخامت قسمت محدب آن، برآمدگی، به 16000 سال نوری می رسد). با این حال، در سال 2008، برایان گنسلر، ستاره شناس استرالیایی، پس از تجزیه و تحلیل نتایج مشاهدات تپ اخترها، پیشنهاد کرد که قرص کهکشانی احتمالاً دو برابر ضخامتی است که معمولاً تصور می شود.

آیا کهکشان ما بر اساس استانداردهای کیهانی بزرگ است یا کوچک؟ در مقایسه، سحابی آندرومدا، نزدیکترین کهکشان بزرگ ما، تقریباً 150000 سال نوری وسعت دارد.

در پایان سال 2008، محققان با استفاده از روش های نجوم رادیویی دریافتند که کهکشان راه شیری سریعتر از آنچه قبلا تصور می شد در حال چرخش است. با قضاوت بر اساس این شاخص، جرم آن تقریباً یک و نیم برابر بیشتر از چیزی است که معمولاً تصور می شد. طبق برآوردهای مختلف، جرم آن از 1.0 تا 1.9 تریلیون خورشید متغیر است. باز هم برای مقایسه: جرم سحابی آندرومدا حداقل 1.2 تریلیون جرم خورشیدی تخمین زده می شود.

ساختار کهکشان ها

سیاه چاله

بنابراین، کهکشان راه شیری از نظر اندازه کمتر از سحابی آندرومدا نیست. مارک رید، ستاره شناس از مرکز اخترفیزیک اسمیتسونین در دانشگاه هاروارد، گفت: ما دیگر نباید کهکشان خود را خواهر کوچک سحابی آندرومدا بدانیم. در عین حال، از آنجایی که جرم کهکشان ما بیشتر از حد انتظار است، نیروی گرانشی آن نیز بیشتر است، به این معنی که احتمال برخورد آن با کهکشان های دیگر در مجاورت ما افزایش می یابد.

کهکشان ما توسط هاله ای کروی احاطه شده است که قطر آن به 165000 سال نوری می رسد. ستاره شناسان گاهی اوقات هاله را "جو کهکشانی" می نامند. تقریباً شامل 150 خوشه کروی و همچنین تعداد کمی از ستاره های باستانی است. بقیه فضای هاله با گاز کمیاب و همچنین ماده تاریک پر شده است. جرم دومی تقریباً یک تریلیون جرم خورشیدی تخمین زده می شود.

بازوهای مارپیچی کهکشان راه شیری حاوی مقادیر زیادی هیدروژن هستند. اینجاست که ستارگان همچنان به دنیا می آیند. با گذشت زمان، ستارگان جوان بازوهای کهکشان ها را ترک می کنند و به سمت قرص کهکشانی حرکت می کنند. با این حال، پرجرم ترین و درخشان ترین ستارگان به اندازه کافی عمر نمی کنند، بنابراین زمانی برای دور شدن از محل تولد خود ندارند. تصادفی نیست که بازوهای کهکشان ما تا این حد درخشان می درخشند. بیشتر کهکشان راه شیری از ستارگان کوچک و نه چندان پرجرم تشکیل شده است.

بخش مرکزی کهکشان راه شیری در صورت فلکی قوس واقع شده است. این منطقه توسط ابرهای تیره گاز و گرد و غبار احاطه شده است که در پشت آنها چیزی دیده نمی شود. تنها از دهه 1950، دانشمندان با استفاده از نجوم رادیویی توانستند به تدریج آنچه را که در آنجا نهفته است، تشخیص دهند. در این قسمت از کهکشان، یک منبع رادیویی قدرتمند به نام کمان A کشف شد. همانطور که مشاهدات نشان داده است، جرمی در اینجا متمرکز شده است که چندین میلیون بار از جرم خورشید بیشتر است. قابل قبول ترین توضیح برای این واقعیت تنها یک است: در مرکز کهکشان ما قرار دارد.

حالا بنا به دلایلی برای خودش استراحت کرده و فعالیت خاصی ندارد. جریان ماده در اینجا بسیار ضعیف است. شاید با گذشت زمان سیاهچاله اشتها پیدا کند. سپس دوباره شروع به جذب پرده گاز و غباری می کند که آن را احاطه کرده است و کهکشان راه شیری به لیست کهکشان های فعال می پیوندد. این امکان وجود دارد که قبل از این، ستارگان به سرعت در مرکز کهکشان شروع به شکل گیری کنند. فرآیندهای مشابه احتمالاً به طور منظم تکرار می شوند.

2010 - ستاره شناسان آمریکایی با استفاده از تلسکوپ فضایی فرمی که برای مشاهده منابع تابش گاما طراحی شده بود، دو ساختار مرموز را در کهکشان ما کشف کردند - دو حباب بزرگ که تابش گاما ساطع می کنند. قطر هر یک از آنها به طور متوسط ​​25000 سال نوری است. آنها از مرکز کهکشان در جهات شمالی و جنوبی پرواز می کنند. شاید، ما در مورددر مورد جریان ذراتی که زمانی توسط یک سیاهچاله واقع در وسط کهکشان منتشر می شد. سایر محققان معتقدند که ما در مورد ابرهای گازی صحبت می کنیم که در هنگام تولد ستاره ها منفجر شده اند.

چندین کهکشان کوتوله در اطراف کهکشان راه شیری وجود دارد. معروف ترین آنها ابرهای بزرگ و کوچک ماژلانی هستند که توسط نوعی پل هیدروژنی به راه شیری متصل می شوند، ستون عظیمی از گاز که در پشت این کهکشان ها کشیده شده است. نام آن جریان ماژلانی بود. وسعت آن حدود 300000 سال نوری است. کهکشان ما دائماً کهکشان های کوتوله نزدیک به خود را جذب می کند، به ویژه کهکشان Sagitarius که در فاصله 50000 سال نوری از مرکز کهکشان قرار دارد.

باید اضافه کرد که کهکشان راه شیری و سحابی آندرومدا به سمت یکدیگر حرکت می کنند. احتمالاً پس از 3 میلیارد سال، هر دو کهکشان با هم ادغام می شوند و یک کهکشان بیضی شکل بزرگتر را تشکیل می دهند که قبلاً شیری هونی نامیده می شد.

خاستگاه کهکشان راه شیری

سحابی آندرومدا

برای مدت طولانی اعتقاد بر این بود که کهکشان راه شیری به تدریج شکل گرفته است. 1962 - اولین اگن، دونالد لیندن-بل و آلن سندیج فرضیه ای را ارائه کردند که به مدل ELS معروف شد (نامگذاری شده از حروف اولیه نام خانوادگی آنها). بر اساس آن، یک ابر گازی همگن زمانی به آرامی در جای کهکشان راه شیری می چرخید. این توپ شبیه یک توپ بود و قطر آن تقریباً 300000 سال نوری بود و عمدتاً از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده بود. تحت تأثیر گرانش، پیش کهکشان کوچک شد و مسطح شد. در همان زمان، چرخش آن به طور قابل توجهی شتاب گرفت.

برای تقریبا دو دهه، این مدل برای دانشمندان مناسب بود. اما نتایج رصدی جدید نشان می‌دهد که راه شیری نمی‌توانست آنطور که نظریه‌پردازان پیش‌بینی می‌کردند پدید آمده باشد.

طبق این مدل ابتدا هاله و سپس یک قرص کهکشانی تشکیل می شود. اما این دیسک همچنین حاوی ستارگان بسیار باستانی است، به عنوان مثال، غول سرخ Arcturus، که سن آن بیش از 10 میلیارد سال است، یا کوتوله های سفید متعدد هم سن.

خوشه های کروی هم در دیسک کهکشانی و هم در هاله کشف شده اند که جوان تر از مدل ELS هستند. بدیهی است که آنها توسط کهکشان متاخر ما جذب شده اند.

بسیاری از ستاره های هاله در جهتی متفاوت از کهکشان راه شیری می چرخند. شاید آنها نیز زمانی خارج از کهکشان بودند، اما سپس به این "گرداب ستاره ای" کشیده شدند - مانند یک شناگر تصادفی در یک گرداب.

1978 - لئونارد سرل و رابرت زین مدل خود را از تشکیل کهکشان راه شیری ارائه کردند. به عنوان "Model SZ" تعیین شد. اکنون تاریخچه کهکشان به طرز محسوسی پیچیده تر شده است. نه چندان دور، جوانی آن، به عقیده اخترشناسان، به سادگی به نظر فیزیکدانان توصیف شد - حرکت انتقالی مستقیم. مکانیک آنچه در حال رخ دادن بود به وضوح قابل مشاهده بود: یک ابر همگن وجود داشت. فقط از گاز به طور مساوی تشکیل شده بود. هیچ چیز با حضور آن محاسبات نظریه پردازان را پیچیده نمی کرد.

اکنون، به جای یک ابر عظیم در بینش دانشمندان، چندین ابر کوچک و پراکنده به طور همزمان ظاهر شدند. ستارگان در میان آنها نمایان بودند. با این حال، آنها فقط در هاله قرار داشتند. در داخل هاله همه چیز در حال جوشیدن بود: ابرها به هم برخورد کردند. توده های گاز مخلوط و متراکم شدند. با گذشت زمان، یک قرص کهکشانی از این مخلوط تشکیل شد. ستاره های جدیدی در آن ظاهر شدند. اما این مدل متعاقبا مورد انتقاد قرار گرفت.

درک اینکه چه چیزی هاله و دیسک کهکشانی را به هم متصل می کند غیرممکن بود. این دیسک متراکم و پوشش ستاره ای پراکنده اطراف آن اشتراکات کمی داشتند. پس از اینکه سرل و زین مدل خود را گردآوری کردند، معلوم شد که هاله به آرامی می چرخد ​​و نمی تواند یک قرص کهکشانی را تشکیل دهد. با قضاوت بر اساس توزیع عناصر شیمیایی، دومی از گاز پیش کهکشانی به وجود آمد. در نهایت، تکانه زاویه ای دیسک 10 برابر بیشتر از هاله بود.

تمام راز این است که هر دو مدل حاوی ذره ای از حقیقت هستند. مشکل این است که آنها بیش از حد ساده و یک طرفه هستند. اکنون به نظر می رسد که هر دو تکه هایی از همان دستور العملی هستند که راه شیری را ایجاد کرد. اگن و همکارانش چند خط از این دستور غذا را خواندند، سرل و زین چند خط دیگر را خواندند. بنابراین، در تلاش برای تجسم مجدد تاریخ کهکشان خود، گاه و بیگاه متوجه خطوط آشنایی می شویم که قبلاً یک بار خوانده ایم.

راه شیری. مدل کامپیوتری

بنابراین همه چیز کمی پس از انفجار بزرگ آغاز شد. امروزه به طور کلی پذیرفته شده است که نوسانات در چگالی ماده تاریک باعث پیدایش اولین ساختارها - به اصطلاح هاله های تاریک - شده است. آندریاس بورکرت، ستاره شناس آلمانی، نویسنده مدل جدیدی از تولد کهکشان، خاطرنشان می کند که به لطف نیروی گرانش، این ساختارها متلاشی نشدند.

هاله های تاریک به جنین - هسته - کهکشان های آینده تبدیل شدند. گاز تحت تأثیر گرانش در اطراف آنها جمع شده است. همانطور که توسط مدل ELS توضیح داده شد، یک فروپاشی همگن رخ داد. در حال حاضر 500-1000 میلیون سال پس از انفجار بزرگ، انباشت گاز در اطراف هاله های تاریک به "جوجه کشی" ستاره ها تبدیل شد. پیش کهکشان های کوچک در اینجا ظاهر شدند. اولین خوشه های کروی در ابرهای متراکم گاز به وجود آمدند، زیرا ستاره ها در اینجا صدها بار بیشتر از هر جای دیگری متولد شدند. پیش کهکشان ها با یکدیگر برخورد کردند و با یکدیگر ادغام شدند - اینگونه شکل گرفتند کهکشان های بزرگاز جمله راه شیری ما. امروزه توسط ماده تاریک و هاله ای از ستارگان منفرد و خوشه های کروی آنها احاطه شده است، ویرانه های یک جهان با بیش از 12 میلیارد سال قدمت.

ستارگان بسیار پرجرم زیادی در پیش کهکشان ها وجود داشت. کمتر از چند ده میلیون سال گذشت تا بیشتر آنها منفجر شوند. این انفجارها ابرهای گازی را با سنگینی غنی کردند عناصر شیمیایی. بنابراین، ستارگانی که در قرص کهکشانی متولد شدند مانند هاله نبودند - آنها صدها برابر فلزات بیشتری داشتند. علاوه بر این، این انفجارها گرداب های کهکشانی قدرتمندی ایجاد کردند که گاز را گرم کرده و آن را فراتر از پیش کهکشان ها برد. جدایی توده های گاز و ماده تاریک رخ داد. این مهمترین مرحله در شکل گیری کهکشان ها بود که قبلاً در هیچ مدلی به آن توجه نشده بود.

در همان زمان هاله های تاریک به طور فزاینده ای با یکدیگر برخورد می کردند. علاوه بر این، پیش کهکشان‌ها گسترش یافتند یا از هم پاشیدند. این فجایع یادآور زنجیره‌ای از ستارگان است که از دوران «جوانی» در هاله راه شیری حفظ شده‌اند. با مطالعه مکان آنها می توان وقایع رخ داده در آن دوران را ارزیابی کرد. به تدریج، این ستاره ها یک کره وسیع را تشکیل دادند - هاله ای که ما می بینیم. با سرد شدن، ابرهای گازی به داخل آن نفوذ کردند. تکانه زاویه ای آنها حفظ شد، بنابراین آنها در یک نقطه جمع نشدند، بلکه یک دیسک چرخان را تشکیل دادند. همه اینها بیش از 12 میلیارد سال پیش رخ داده است. اکنون گاز همانطور که در مدل ELS توضیح داده شد فشرده شد.

در این زمان، "برآمدگی" راه شیری شکل می گیرد - قسمت میانی آن، یادآور یک بیضی است. برآمدگی از ستاره های بسیار قدیمی تشکیل شده است. احتمالاً در طی ادغام بزرگ‌ترین پیش کهکشان‌هایی که ابرهای گازی را برای طولانی‌ترین زمان نگهداری می‌کردند، پدید آمد. در وسط آن ستارگان نوترونی و سیاهچاله های ریز وجود داشت - یادگاری از ابرنواخترهای در حال انفجار. آنها با یکدیگر ادغام شدند و به طور همزمان جریان گاز را جذب کردند. شاید اینگونه بود که سیاهچاله عظیمی که اکنون در مرکز کهکشان ما قرار دارد متولد شد.

تاریخچه راه شیری بسیار آشفته تر از آن چیزی است که قبلا تصور می شد. کهکشان بومی ما که حتی بر اساس استانداردهای کیهانی چشمگیر است، پس از یک سری تأثیرات و ادغام - پس از یک سری بلایای کیهانی شکل گرفت. آثاری از آن وقایع باستانی هنوز هم امروزه یافت می شود.

برای مثال، همه ستارگان کهکشان راه شیری به دور مرکز کهکشان نمی چرخند. احتمالاً، در طی میلیاردها سال وجود خود، کهکشان ما بسیاری از همسفران را "جذب" کرده است. هر دهمین ستاره در هاله کهکشانی کمتر از 10 میلیارد سال سن دارد. در آن زمان کهکشان راه شیری شکل گرفته بود. شاید اینها بقایای کهکشان های کوتوله ای باشند که زمانی دستگیر شده بودند. گروهی از دانشمندان انگلیسی از موسسه نجوم (کمبریج)، به رهبری جرارد گیلمور، محاسبه کردند که کهکشان راه شیری ظاهراً می تواند 40 تا 60 کهکشان کوتوله از نوع کارینا را جذب کند.

علاوه بر این، کهکشان راه شیری توده های عظیمی از گاز را به خود جذب می کند. بنابراین، در سال 1958، ستاره شناسان هلندی متوجه نقاط کوچک بسیاری در هاله شدند. در واقع، معلوم شد که آنها ابرهای گازی هستند که عمدتاً از اتم های هیدروژن تشکیل شده و به سمت دیسک کهکشانی می شتابند.

کهکشان ما در آینده جلوی اشتهای خود را نخواهد گرفت. شاید کهکشان های کوتوله نزدیک به ما - فورناکس، کارینا و احتمالاً سکستان ها را جذب کند و سپس با سحابی آندرومدا ادغام شود. در اطراف کهکشان راه شیری - این "آدمخوار ستاره ای" سیری ناپذیر - حتی متروک تر خواهد شد.