مقالات مربوط به کهکشان ها

تصویر میراث هابل: کتاب تاریخ کیهان

تصویر میراث هابل: کتاب تاریخ کیهان

تصویر میراث هابل: کتاب تاریخ کیهان

تصویر میراث هابل ـ امتیاز تصویر: Hubble

اخترشناسان توانستند با استفاده از مجموعه عکس‌هایی که در مدت ۱۶ سال گذشته توسط تلسکوپ فضایی هابل از قسمت کوچکی از آسمان ثبت شده است، یک تصویر موزائیکی بسیار ژرف از گوشه‌ای از صورت فلکی کوره منتشر کنند که ما را تا اعماق دوردست کیهان هدایت می‌کند. این عکس که تصویر «میراث هابل» نامیده شده است، شامل حدود ۲۶۵۰۰۰ کهکشانی است که دورترینِ آن‌ها مربوط به ۵۰۰ میلیون سال پس از مهبانگ می‌شوند!

نفوذ به اعماق کیهان در ۴ مرحله

این عکس حاصل تلفیق عکس‌های بسیاری در همه طول موج‌های مختلفی است که دوربین‌های هابل توانایی ثبت آن‌ها را دارند: از امواج کوتاهِ فرابنفش گرفته تا نور مرئی و در نهایت بخشِ فروسرخ نزدیک. کم نورترین و تاریک‌ترین کهکشان‌هایی که در این عکس آشکار شده‌اند، معادل یک ده میلیاردیمِ توانِ چشم انسان در دیدن اجسام کم نور است.

به گفته گارث ایلینگوُرث مدیر گروهی که این عکس را آماده کرده‌اند: «اکنون می‌توانیم بسیار وسیع‌تر (و عمیق‌تر) از آن‌چه تاکنون از کهکشان‌های دوردست نقشه‌برداری شده بود را نگاه کنیم. و تا زمانی که تلسکوپ «جیمزوب» شروع به کار کنفد هیچ تصویر دیگری از لحاظ عمق و میدانِ دید، نمی‌تواند با این عکس رقابت کند.»

عکس میراث هابل، ترکیبی است از تجربه و داده‌های چندین مشاهده عمیقی که تلسکوپ هابل در سال‌های گذشته از اعماق کیهان داشته است: در سال ۱۹۹۵ عکس ژرف هابل چند هزار کهکشان دیده نشده را در صورت فکی دب اکبر آشکار کرد. در مرحله بعد در سال ۲۰۰۴ در عکس فراژرف هابل حدود ۱۰٫۰۰۰ کهکشان در یک تک عکس ظاهر شدند. و در سال ۲۰۱۲ که عکس فوق فراژرف هابل منتشر شد، ترکیبی از عکس‌هایی که هابل در مدت ۱۰ سال از داخل منطقه‌ای که عکس فراژرف گرفته شده بود، به دست آمد. دو عکس فراژرف و فوق فراژرف به همراه عکس میراث هابل، از ناحیه مشترکی در صورت فلکی جنوبی کوره ثبت شده است.

این عکس چگونه تهیه شده است؟

اکنون عکس میراث هابل از ترکیب ۷۵۰۰ عکس مجزا تشکیل شده است. این تعداد زیاد عکس دستاوردی است از پژوهش‌هایی که گروه‌های مختلف اخترشناسان در ۳۱ برنامه رصدی مختلف اقدام به رصد و جمع‌آوری اطلاعاتِ مخصوص به خود کرده‌اند. از آن جهت که تلسکوپ هابل زمان بیشتری را برای بررسی این قسمت کوچک از آسمان نسبت به ناحیه‌های دیگر کرده است تعدادِ عکس‌های به کار رفته در میراث هابل هم بیشتر از بقیه مناطق است. هابل در جمع معادل ۲۵۰ روز بر این قسمت کوچکِ آسمان متمرکز بوده است. گروهی که این عکس جدید را منتشر کرده‌اند، در حال کار روی مجموعه دیگری از عکس‌ها هستند که شامل ۵۲۰۰ عکس مجزا می‌باشد.

ریچارد پاوِنز یکی از اعضای این گروه می‌گوید: «یکی از جنبه‌های شگفت عکس جدید این است که تعداد زیادی از کانال‌های رنگیِ طیف الکترومغناطیس در این عکس در مقابل ماست تا کهکشان‌های دوردست را در چهره‌های مختلف مشاهده کنیم؛ به ویژه بخش فرابنفش طیف. به کمک فرکانس‌ها یا طول موج‌های متنوعی که در این عکس هستند، یک نتیجه ساده این است که می‌توانیم کهکشان‌های موجود را به دسته‌بندی‌های مختلف و مهمی نظیر ستارگان پیر و جوان و هسته‌های فعال کهکشانی تجزیه کنیم.

تصویر میراث هابل کتاب تاریخ کیهان

تصویر ژرف میراث هابل ـ امتیاز تصویر از: Hubble

سفری از اکنون تا ژرفای تاریخ کیهان

تا قبل از پرتاب تلسکوپ فضایی هابل، اخترشناسان توانسته بودند تا فاصله ۷ میلیارد سال نوری را مشاهده کنند، یعنی فقط نیمی از مسیر رسیدن تا مهبانگ. از این رو رصدهای انجام شده توسط رصدخانه‌های زمینی قادر به مشخص کردن چگونگی تشکیل و تحول کهکشان‌ها در عالمِ آغازین نبودند. همانند نگاه کردن مجزا به تک عکس‌هایی که در یک مجموعه عکسِ متحرک (انیمیشن یا فیلم) قرار دارند؛ تصویربرداری‌های عمیق تلسکوپ هابل هم می‌تواند ظهور ساختار در جهانِ نوباوه و مراحل پویای بعد از تحول کهکشان‌ها را مرحله به مرحله آشکار می‌کند.

می‌دانیم که کیهان از لحظه تولدش در مهبانگ، در حال انبساط بوده است، و کهکشان‌ها سوار بر این انبساط کیهان، پیام آوران بسیار خوبی هستند که جزئیات این انبساط را به ما نشان می‌دهند. بنابراین چنین نماهای ژرفی از کهکشان‌های دوردست به اخترشناسان کمک می‌کند که انبساط و توسعه کیهان را پیگیری کنند تا فهم ما را از فیزیک بنیادی در کیهان توسعه دهند.

از طرفی با تجزیه و تحلیل نور این کهکشان‌های گوناگون می‌توانیم به زمان ایجاد عناصر شیمیایی مختلف در عالم پی بریم و به اخترشناسان کمک کند تا بتوانند شرایط ضروری برای تشکیل حیات را با دقت بیشتر بررسی کنند.

ویژگی منحصر به فرد چنین تصویرهای ژرفی این است که مجموعه عظیمی از کهکشان‌های مختلف را که در فاصله‌های بسیار متفاوتی از ما قرار دارند در خود جای داده‌اند. کهکشان‌هایی که در فاصله‌های ۵۵۰ میلیون سال نوری تا آن‌هایی که در فاصله ۱۳٫۳ میلیارد سال نوری از ما قرار دارند. و این یعنی همزمان می‌توانیم به کلکسیونی از کهشکان‌ها نگاه کنیم که هر کدام در مرحله خاصی از سیر تحول کهکشانی هستند. از کهکشان‌های کهنسالی که در فاصله‌های نزدیک قرار دارند تا آن‌هایی که در مراحل آغازینِ تشکیل و تحول‌شان قرار دارند و ما آن‌ها را در فاصله‌های دورِ ۱۰ تا ۱۳ میلیارد سال نوری مشاهده می‌کنیم.

از این روست که یکی از اعضای گروه تهیه کننده این تصویر گفته است چنین تصویرِ با جزئیات بسیار بالا، همچون کاتالوگی است از تعداد بسیار زیادی کهکشان‌های دوردست که ما را قادر می‌سازد به مطالعات بنیادین در مورد کهکشان‌ها و نحوه شکل‌گیری و تحول آن‌ها بپردازیم. به عبارتی دیگر «کتاب تاریخ کیهان» را در این عکس ورق می‌زنیم.

و در نهایت منتظر شروع به کار تلسکوپ فضایی جیمزوب خواهیم ماند تا با شگفتی‌های که آن می‌آفریند، بتوانیم نفوذی عمیق‌تر از دستاوردهای هابل به ژرفای کیهان تجربه کنیم.

منبع: spacetelescope.org و hubblesite.org

ترجمه و اضافات: محمد همایونی

وزن کردن راه شیری

کهکشان راه شیری در ترازوی اخترشناسان!

تعداد بازدید: 228

خوشه‌های کروی در اطراف راه شیری

امتیاز تصویر: NASA. STScI

کهکشان راه شیری یعنی جزیره کیهانی غول پیکری که ما در آن زندگی می‌کنیم. ، در حدود ۲۰۰ میلیارد ستاره را در خود جای داده است. البته این عدد، فقط نوکِ کوه یخی است که حقیقت راه شیری را می‌سازد. چرا که راه شیری توسط مقادیر عظیمی از ماده‌ای ناشناخته و غیرقابل مشاهده احاطه شده است که به «ماده تاریک» مشهور شده است.

توزیع و حرکت خوشه‌های کروی در اطراف کهکشان راه شیری، رمز اصلی یافتن جرم کهکشانِ خودمان است.

ماده تاریک در کهکشان راه شیری

در حقیقت درصد زیادی از جرم راه شیری را «ماده تاریک» تشکیل می‌دهد که تاکنون هیچ اثر مرئی از آن مشاهده نشده است. این «ماده تاریک» یا به عبارت دیگر ماده مجهول، از آن جهت که هیچ تابشی ندارد هنوز به صورت مستقیم دیده نشده است، اما آثار قطعی از وجود آن، هم در کهکشان خودمان و هم در کهکشان‌های دیگر و هم در خوشه‌های کهکشانی مشاهده و رصد شده است.

اطراف بخش مرئی کهکشان راه شیری را هاله‌ای از ماده تاریک پوشانده است که مهمترین اثر حضور و وجود آن را می‌توانیم در سرعت ستارگان راه شیری و پایداری سیستم کهکشان مشاهده کنیم. با توجه به سرعت‌هایی که ستارگان در کهکشان دارند، اگر هاله ماده تاریک در اطراف راه شیری وجود نداشت، ستارگان از کهکشان جدا می‌شدند و آرام آرام کهکشان تکه تکه می‌شد. ولی نیروی گرانشی ماده تاریکِ هاله، همچون چسبی گرانشی ستاره‌ها را در کهکشان نگه داشته است.

اثر مهمی که از جرم و گرانش ماده تاریک می‌توان مشاهده کرد و برای محاسبه جرم کهکشان راه‌گشاست، سرعت حرکت خوشه‌های کروی است. هرچه مقدار ماده تاریک بیشتری موجود باشد، باعث سریعتر شدن حرکت این خوشه‌ها می‌شود.

خوشه‌های کروی: ترازوی کهکشانی!

اخترشناسان همچنان در تلاشند که اندازه دقیقی از جرم کهکشان به دست آورند، تا به درک بهتر و دقیق‌تری از سیر تحولِ بی‌شمار کهکشان موجود در عالم برسند. کهکشان‌هایی که تاکنون در کیهان رصد شده‌اند، جرم‌های متفاوتی دارند و در محدوده‌ای از حداقل چند میلیارد برابر جرم خورشید تا حداکثر ۳۰٫۰۰۰ میلیارد برابر جرم خورشید را ـ که سنگین‌ترین کهکشان‌ها هستند ـ شامل می‌شوند. اما جایگاه کهکشان خودمان ، راه شیری در این مقیاس کجاست؟ و مهمتر این‌که چگونه می‌توان کهکشان را وزن کرد؟!

مسلما ترازویی برای این کار وجود ندارد، اما پژوشگرانِ ستاره شناس، از دهه‌ها قبل با بررسی توزیع و سرعت حرکت خوشه‌های کروی در کهکشان راه شیری، راهی یافته‌اند که می‌تواند هم اندازه و هم جرم راه شیری را برای آن‌ها مشخص کند.

به تازگی (۱۶ اسفند ۱۳۹۷) گروهی از اخترشناسان کنجکاو اعلام کرده‌اند که توانسته‌اند با ترکیب داده‌های دقیق تلسکوپ فضایی «هابل» و ماهواره «گایا» و مطالعات دقیقی از حرکت خوشه‌های کروی در اطراف راه شیری، یکی از دقیق‌ترین اندازه‌گیری‌های جرم کهکشان راه شیری را به نمایش بگذارند.

خوشه‌های کروی: گروه‌های متراکم از چند صدهزار ستاره هستند که تحت اثر نیروی گرانش‌شان در محدوده کوچکی از فضا در کنار هم قرار دارند. در کهکشان راه شیری حدود ۱۵۰ خوشه کروی رصد شده است.

خوشه کروی NGC5466

خوشه کروی NGC 5466 امتیاز تصویر از: www.capella-observatory.com

خوشه‌های کروی ستاره‌های کهنسالی درون خود دارند که نشان از آن دارد که این خوشه‌ها جزء اولین ساکنین راه شیری هستند؛ که فقط چند صد میلیون سال پس از مهبانگ ایجاد شده‌اند. زمانی که هنوز نه خورشیدی وجود داشته و نه ساختار قرص و مارپیچی‌ای در کهکشان راه شیری شکل گرفته بوده است!

این خوشه‌های کروی همچون زنبورهایی که در اطراف کندوی‌شان در حال پرواز هستند، پیرامون راه شیری در حرکتند. هرقدر که کهکشان سنگین‌تر باشد، این خوشه‌های کروی سریع‌تر حرکت می‌کنند. بنابراین با بررسی سرعت حرکت آن‌ها به دور کهکشان می‌توان جرم آن را با دقت خوبی اندازه‌گیری کرد.

پژوهش‌هایی که در دهه‌های گذشته انجام شده بود، جرم راه شیری را بین ۵۰۰ تا ۳۰۰۰ میلیارد جرم خورشیدی تخمین زده بودند. اما این پژوهش جدید که با داده‌های دقیق تلسکوپ فضایی هابل و ماهواره گایا، بسیار بهبود یافته است؛ مقدار میانیِ این محدوده را برای جرم کهکشان‌مان به دست آورده است.

در این اندازه‌گیری، جرم راه شیری حدود ۱۵۰۰ میلیارد جرم خورشیدی به دست آمده است. البته از این عدد نهایتا مقدار ۲۰۰ میلیاردش متعلق به اجرامی است که می‌توانیم در کهکشان به صورت مستقیم مشاهده کنیم که شامل ستاره‌ها، سحابی‌ها، ابرها و غبارهای میان ستاره‌ای و آن سیاه‌چاله ابرسنگین مرکزی می‌باشد.

جرم خورشیدی: جرم خورشید، یعنی مقدار ماده‌ای که در خورشید وجود دارد؛ معیار استانداردی است که در نجوم و ستاره شناسی برای بیان جرمِ اجرام کیهانی نظیر ستارگان، سحابی‌ها، خوشه‌های ستاره‌ای و کهکشان‌ها استفاده می‌شود.

جرم خورشید تقریبا برابر است با: ۲۰۰۰ میلیارد میلیارد میلیارد کیلوگرم؛ که معادل ۳۳۳٫۰۰۰ برابر جرم زمین است!

 

همکاری هابل و گایا

در بیشتر تحقیقاتی که قبلا انجام شده بود، اندازه‌گیری سرعت حرکت خوشه‌ها فقط در امتداد خط دید آن خوشه‌ها بوده است. بنابراین فقط می‌توانستند سرعت نزدیک یا دورشدن خوشه (که به آن سرعت شعاعی گفته می‌شود) را از زمین محاسبه کنند. از این رو خطا و عدم اطمینان زیادی در نتایج ایجاد می‌شد. اما در اطلاعاتی که از تلسکوپ هابل و ماهواره گایا برای ۴۶ خوشه کروی رصد شده، دریافت شده است، سرعت عرضیِ (یعنی حرکت جانبی) آن‌ها هم علاوه بر سرعت شعاعی استخراج شده است. این امر موجب افزایش دقت این محاسبات است.

گایا به علت دقت زیادی که دارد می‌تواند موقعیت سه بعدی خوشه‌ها را در اطراف کهکشان مشخص کند و در عوض تلسکوپ هابل به علت نفوذ بیشتر به عمق آسمان می‌تواند ستارگان و خوشه‌های کم‌نورتر و دورتر را رصد کند. در این پژوهش، گایا ۳۴ خوشه‌ای که تا فاصله ۶۵٫۰۰۰ سال نوری قرار داشتند را بررسی کرده و تلسکوپ هابل ۱۲ خوشه دوردست را که تا ۱۳۴٫۰۰۰ سال نوری بودند، بررسی کرد.

هنگامی که اندازه‌گیری‌های هابل و گایا همچون نقاط پایه بر روی نقشه‌های کهکشانی با هم ترکیب شوند، می‌توان توزیع جرم کهکشان را تا شعاع یک میلیون سال نوری از زمین بررسی کرد.

جابه‌جایی خوشه‌ها:

تصاویر دقیق تلسکوپ فضایی هابل از جابه‌جایی خوشه کروی NGC5466

امتیاز عکس از: NASA, ESA, STScI

عکس سمت چپ: قسمتی از خوشه کروی NGC5466 که توسط تلسکوپ فضایی هابل تهیه شده، در این عکس ثبت شده است. این خوشه یکی از ۱۵۰ خوشه کروی در کهکشان راه شیری است که همچون زنبورهایی به دور کندویِ راه شیری در حرکت و چرخش هستند. با مطالعه سرعتِ چرخش آن‌ها به دور راه شیری می‌توان جرم کهکشان را با دقت خوبی محاسبه کرد.

عکس سمت راست: قسمت کوچکی از همان خوشه NGC5466 که جزئیات زیادی از ستارگان خوشه را در مقابل کهکشان‌های دوردست نشان می‌دهد. (از جمله شاهکارهای تلسکوپ هابل که از عهده تلسکوپ‌های دیگر برنمی‌آید!)

برای سنجیدن سرعت خوشه، تصویر بسیار دقیق هابل از این خوشه، در یک بازه زمانی ۱۰ ساله با هم مقایسه شده‌اند. ستارگانی را که در این کادرِ شبکه بندی می‌بینید، مربوط به خوشه کروی است و شبکه قرمز رنگ در واقع به آن کهکشان‌های دوردست چسبیده است و می‌توانیم جابه‌جایی خوشه را نسبت به آن‌ها تشخیص دهیم. خوشه NGC5466 در فاصله ۵۲٫۰۰۰ سال نوری از ماست، اما آن کهکشان‌ها میلیون‌ها سال نوری دورتر هستند، بنابراین در یک مدتِ ۱۰ ساله می‌توان جابه‌جایی ستارگان خوشه را به دور راه شیری تشخیص داد و مقدار آن را اندازه‌گیری کرد. چنین اندازه‌گیری‌های دقیق، وقتی با دیگر داده‌ها (احتمالا از سایر خوشه‌های رصد شده) ترکیب شدند، اندازه ۱۵۰۰ میلیارد برابر جرم خورشیدی را به ما داده‌اند.

 

منبع: تلسکوپ فضایی + هابل + گایا

تهیه و تنظیم: محمد همایونی

 

تشکیل سیاه چاله های ابرسنگین اولیه

شبیه سازی تشکیل سیاه‌چاله‌های ابرسنگین در آغاز عالم

ایجاد سیاه چاله های ابرسنگین در عالم آغازین

ایجاد سیاه چاله های ابرسنگین در عالم اولیه

زمانی که کیهان هنوز در دوران کودکی خود بود، یعنی در کمتر از یک میلیارد سالگی‌اش؛ برخی از ستارگان فوقِ سنگینش به سیاه‌چاله‌هایی بسیار عظیم و بزرگ تبدیل شدند. یکی از رازهای کلیدی در اخترشناسی این است که:‌ «چرا در کیهانِ آغازین سیاه‌چاله‌های ابَرسنگین به تعداد زیاد وجود داشته‌اند؟»

مطالعات جدید که توسط بنیاد ملی علم انجام شده است (این مطالعات تحت حمایت مالی ناسا و کمک‌های کمیسیون اروپا انجام شده) پیشنهاد می‌کند که سیاه‌چاله‌های سنگین هنگامی رشد کرده و بزرگ می‌شوند، که کهکشان‌ها به سرعت تشکیل شوند. یعنی سرعت تشکیل کهکشان‌ها در آن عالمِ آغازین بالا باشد. این پژوهش و یافته‌ها بر اساس «شبیه‌سازی رنسانس» انجام شده است.

تأثیر سرعت تشکیل کهکشان‌ها:

شبیه‌سازی‌های رنسانس جامع‌ترین شبیه‌سازی‌هایی است که ابتدایی‌ترین مراحلِ گردهم‌آوری و برهمکنش گرانشیِ گاز اولیه‌ای را نشان می‌دهد که پس از مهبانگ، منجر به تشکیل اولین ستاره‌ها و کهکشان‌ها شده است. این گاز ابتدایی، ترکیبی از هیدروژن، هلیوم و ماده تاریک سرد است.

این مطالعاتِ مبنی بر شبیه‌سازی، که در ۲۳ ژانویه ۲۰۱۹ در نشریه نیچر منتشر شد؛ همچنین بیان می‌کند که وجود سیاه‌چاله‌های ابرسنگین خیلی بیش از آن‌چه که قبلا تصور می‌شد، رایج هستند.

بر اساس سناریویی که به تازگی در این شبیه‌سازی کشف شده این معیار کلیدی که: «تعیین مکان سیاه‌چاله‌های سنگینی که در دوران کودکی کیهان شکل گرفته‌اند، وابسته به رشد سریع ابرهای گازیِ پیش ـ کهکشانی‌ای است که پیشگام تشکیل کهکشان‌های امروزی هستند» بدین معنی است که سیاه‌چاله‌های ابرسنگین در عالم آغازین، منشأ یکسانی داشته‌اند.

برای تشکیل یک کهکشان به ستاره‌ها نیاز است، که این ستاره‌ها از درون ابرهای گازی متولد می‌شوند. اما به ماده‌ای نامرئی که همانند چسبی این ستاره‌ها را نگاه می‌دارد تا از کهکشانِ خودشان فرار نکنند هم نیاز است: آری، ماده تاریک! در این شبیه‌سازی جدید مشخص شده است که اگر ساختار «هاله»ی ماده تاریک در ابتدای عمر خودش به سرعت رشد کند، جریان تشکیل ستارگان فروخواهد نشست. در عوض سیاه‌چاله‌های سنگین می‌توانند قبل از آن‌که کهکشان به تکامل برسد، تشکیل شوند. این سیاه‌چاله‌های سنگین در رقابتِ مصرف گازهای اولیه‌ای که می‌توانند به ستارگان زیادی تبدیل شوند، برنده می‌شوند و به راحتی و با سرعت، گازهای فراوانی را که در آن فضاها وجود دارند، فرو می‌بلعند و بزرگ و بزرگ‌تر می‌شوند.

قسمتی از شبیه ساز رنسانس

امتیاز تصویر:Advanced Visualization Lab, National Center for Supercomputing Applications 

این تصویر ناحیه‌ای به وسعت ۳۰٫۰۰۰ سال نوری را از شبیه‌ساز رنسانس نشان می‌دهد. ناحیه‌ای که مرکز آن خوشه‌ای از کهکشان‌های جوان، تابش‌ها (سفید) و فلزات (سبز) را تولید کرده‌اند. و همین تابش‌ها موجب گرم شدن گازهای اطراف آن‌ها شده است. هاله ماده تاریکِ خارج از این ناحیه گرم شده توانسته سه ستاره ابَرسنگین را تولید کند (داخل کادر) که هرکدام ۱۰۰۰ برابر خورشید جرم دارند. این ستاره‌ها به سرعت به سیاه‌چاله‌های سنگین فرومی‌رمبند و در نهایت پس از چند میلیارد سال به سیاه‌چاله‌های ابرسنگین تبدیل می‌شوند.

تئوری‌های پیشین دانشمندان می‌گفت که تابش‌های قدرتمند کهکشان‌های دیگر موجب توقف جریان ستاره‌سازی در این ناحیه‌های جوان که شامل سیاه‌چاله‌های سنگین هستند، می‌شده است و همین امر به رشد و توسعه بیشتر آن سیاه‌چاله‌ها کمک می‌کرده است. اما پژوهش و شبیه سازی جدید، مکانیزم کاملا جدیدی را آشکار کرده است که  منجر به شروع شکل‌گیری سیاه‌چاله‌های عظیم در هاله‌های ماده تاریک در اطراف کهکشان‌ها می‌شود. این مکانیزم نشان می‌دهد که سرعت زیاد در توسعه کهکشان‌ها نکته کلیدی در رشد سیاه‌چاله‌های ابرسنگینِ آغازین هستند.

ایجاد سیاه چاله های ابرسنگین در عالم آغازین

امتیاز تصویر: John Wise, Georgia Institute of Technology

این تصویر قسمت کوچکی به ابعاد ۳۰ سال نوری از هاله ماده تاریک را در این خوشه کهکشانی جوان نشان می‌دهد. قرص چرخان گازها به سه توده تقسیم شده که هر کدام تحت اثر نیروی گرانشِ خودش به یک ستاره فوق سنگین تبدیل می‌شوند.

 

سیاه‌چاله‌ها:

سیاه‌چاله فشرده‌ترین و چگال‌ترین جسم نجومی است که هیچ چیزی حتی نور هم قدرت فرار از آن را ندارد! هنگامی که ستاره سنگینی در یک انفجار ابرنواختری منفجر شود، می‌تواند سیاه‌چاله‌ای را از خود به جای بگذارد. به این دسته از سیاه‌چاله‌ها، سیاه‌چاله کوچک و ستاره‌گون گفته می‌شود. از طرف دیگر یک ستاره فوق سنگین می‌تواند به سرعت، تمام سوخت خود را بسوزاند و بدون هیچ انفجاری، به علت شدت زیاد نیروی گرانش مستقیما به یک سیاه‌چاله تبدیل شود. دانشمندان می‌گویند این حالت دوم است که چگونگی تشکیل تعداد زیادِ سیاه‌چاله‌های بسیار سنگین در پیش ـ کهکشان‌هایی که به سرعت در حال تشکیل هستند، را توجیه می‌کند.

 

نقش ماده تاریک:

ماده تاریک، قسمت زیادی از ماده موجود در عالم است که با وجودی که هنوز به صورت مستقیم مشاهده نشده است؛ اما آثار گرانشیِ کاملا مشخص و مهمی را از آن  در ساختار کهکشان‌ها (به خصوص کهکشان‌های مارپیچی) و خوشه‌های کهکشانی، مشاهده می‌کنیم. این ماده در تحول کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی نقشی کلیدی دارد. براساس مدل‌ها و شبیه‌سازی‌های انجام شده در مورد سیر تحول کیهان در آن دوران‌های اولیه، آثار بسیار مهمی هم از این ماده تاریک مشاهده می‌شود. به عنوان مثال کهکشان‌های اولیه در مراحل آغازین تشکیل‌شان حتما نیاز به هاله‌ای از ماده تاریک در اطرافشان دارند تا هم گازهای داغِ اولیه را در ساختار کهکشان نگه دارند و هم مانع فرار ستاره‌هایی که در آن‌ها ساخته می‌شوند، بشوند. ماده تاریک بر روی هاله‌های کهکشان‌ها فرومی‌ریزد و همچون یک چسب گرانشی برای همه کهکشان‌ها عمل می‌کند.

بر اساس تئوری‌های موجود، توده‌های عظیمی از گازهای اولیه که منشأ تشکیل کهکشان‌های آغازین بوده‌اند، دمای‌شان به قدری بالا بوده که نمی‌توانسته‌اند به خودی خود در اثر نیروی گرانش خودشان به اجسام پایداری یعنی کهکشان‌ها تبدیل شوند. ولی گرانشِ ناشی از ماده تاریک که به صورت هاله‌ای اطراف آن توده‌های گازی را احاطه کرده‌اند، باعث شده تا ستاره‌هایی که در این کهکشان‌های اولیه شکل یافته‌اند، در کنار هم باقی بمانند و فرصتِ شکل یافتن یک کهکشان را داشته باشند.

محققان این پژوهش برای زوم کردن روی توده‌های متراکمی که ستاره‌ها و سیاه‌چاله‌ها را در این شبیه‌سازی می‌سازند، از تکنیکی به نام پالایش شبکه تطبیقی استفاده می‌کنند. به علاوه آن‌ها در این شبیه‌سازی، منطقه‌ای به قدر کافی بزرگ از کیهان اولیه را برای تشکیل هزاران جرم کیهانی پوشش می‌دهند؛ که این الزامی برای مطالعه اجرام نادری همچون سیاه‌چاله‌های ابرسنگین اولیه است. در واقع برای رسیدن به چنین نتیجه‌ای، تفکیک بالا، فیزیک غنی و نمونه‌های بزرگی از هاله‌های فروریزنده نیاز است.

 

تهیه و تنظیم: محمد همایونی

منابع: nasa.gov و sciencedaily.com

 

دنیای کهکشان‌ها

سفر به دنیای کهکشان‌ها

کشف کهکشان جدید

اخیرا (: بهمن ۱۳۹۷) اخترشناسان توانسته‌اند در یکی از عکس‌های با جزئیات تلسکوپ فضایی هابل، کهکشان جدیدی را کشف کنند. این کهکشان جدید یک کهکشان کوتوله بضوی است که در فاصله ۳۰ میلیون سال نوری از زمین قرار دارد. نام بدین ۱ (Bedin 1) بر این کهکشان گذاشته شده است.

↓ ویدئوی این کشف را در پایین همین مقاله مشاهده کنید ↓

کشف این کهکشان، ماجرای جالبی دارد: در واقع این کهکشان کوتوله با ستارگانی بسیار کم‌فروغ، در پسِ ستارگانِ درخشان یک خوشه ستاره‌ای کروی به نام NGC 6752 قرار گرفته است. همین موقعیت باعث شده که تاکنون از دید اخترشناسان پنهان بماند.

در این تصویرِ بسیار واضح و سرشارِ از جزئیاتی که تلسکوپ فضایی هابل از قسمتی از خوشه کروی NGC 6752 ثبت کرده است، این کهکشان همچون توده‌ای (کُپّه‌ای) از ستارگانِ بسیار کم‌نور مشاهده می‌شود که می‌توانید آن‌ها را در گوشه بالایی و سمت چپ این تصویر مشاهده کنید.

 

کهکشان جدید در پشت خوشه کروی

امتیاز عکس از spacetelescope.org

اما ماجرای این عکس زیبای هابل، به کشف این کهکشان ختم نمی‌شود. کافی است شما عکسِ با کیفیت و جزئیات تلسکوپ هابل را دانلود کنید و آن را در بزرگنمایی بالا مشاهده کنید و در آن کاوش کنید. مطمئن هستم که شما هم همچون من از مشاهده تعدادِ بی‌شمار کهکشان‌هایی که در فراسوی ستارگان آن خوشه ستاره‌ای قرار دارند و همچون توده‌هایی مه‌آلود، خودنمایی می‌کنند؛ به وجد خواهید آمد.

شگفتی من به قدری زیاد بود که مرا واداشت تا ویدئویی برای توضیح این عکس و آن کهکشان‌های دور دست تهیه کرده و آن را به همه علاقه‌مندانِ دیدنِ شگفتی‌های کیهان تقدیم کنم. در ویدئوی زیر علاوه بر بیان کشف جدید هابل، به بررسی اعماق این تصویرِ فوق العاده زیبا و حیرت‌انگیز تلسکوپ فضایی هابل پرداخته‌ام. امیدوارم از دیدن آن لذت برید و شما هم تصدیق کنید که:

«یک ستاره شناس این جهان را مکانی زیباتر برای زندگی می‌بیند»

از آن جهت که مشاهده‌ی آن همه کهکشانِ دوردست و جزئیاتِ زیبای این عکس، نیاز به کیفیت بالای ویدئو دارد، حجم این ویدئو کمی از حد معمول بالاست.

ویدئوی کشف کهکشان جدید و سیری در دنیای کهکشان‌ها

دانلود ویدئو:

 

منبع: spacetelescope.org

تهیه و تنظیم: محمد همایونی

 

کهکشان راه شیری

تحول راه شیری در آینه کهکشان‌های دیگر

 

کهکشان راه شیری

کهکشان راه شیری و موقعیت خورشید در آن

چگونه می‌توان تحول راه شیری را بررسی کرد؟

یکی از چالش‌های بزرگ اخترشناسان کشف سیر تحولی کهکشان خودی یعنی راه شیری می‌باشد. یک روش برای بررسی این تحول کهکشانی، آن است که در بین کهکشان‌های قابل مشاهده در عالم جستجو کنیم و آن‌هایی را که هم جرم راه شیری هستند بیابیم. سپس اگر آن‌ها را به ترتیب فاصله‌شان از خودمان مرتب کنیم، از آن جهت که سیمای آن‌ها را با توجه به فاصله‌شان در زمان‌های گذشته مشاهده می‌کنیم، می‌توانیم با تقریب خوبی ادعا کنیم که به وضعیت راه شیری در دوران‌های قبل نگاه می‌کنیم. یا به عبارتی می‌توانیم فیلم زندگی راه شیری را در آینه کهکشان‌های دوردست به سمت عقب و گذشته برگردانیم تا مراحل تحول و شکل‌گیری آن را مشاهده کنیم.

تحول راه شیری

 

۶ کهکشان کلیدی

شش عکسی که مشاهده می‌کنیم بخشی از جامع‌ترین پیمایش کهکشان‌هاست که تاکنون توسط پژوهش‌های چندرصدخانه‌ای جمع آوری شده است. دورترین آن‌ها (یعنی جوان‌ترین‌شان) مربوط به حدود ۱۱ میلیارد سال قبل و  نزدیک‌ترین‌شان در ۳ میلیارد سال قبل می‌باشد. الگویی را که می‌توان برای تحول راه شیری از بین این ۶ عکس یافت، حاصل سرشماری و بررسی عکس‌های نزدیک به ۲۰۰۰ کهکشانِ همانند راه شیری بوده است!

وضعیت راه شیری در قدیم

این تصاویر نشان می‌دهند که کهکشان‌های شبه راه شیری در گذر میلیاردها سال گذشته، در اندازه و جرمِ ستاره‌ایشان رشد کرده‌اند. تصویر اول کهکشانی فشرده و جوان است در فاصله ۱۱٫۳ میلیارد سال نوری از ما و به همین دلیل وضعیت آن را در  ۱۱٫۳ میلیارد سال قبل مشاهده می‌کنیم؛ یعنی زمانی که فقط ۲٫۵ میلیارد سال از عمر عالم سپری شده است. همزمان با تراکم گرانشیِ منابع عظیم گازهای کهکشان، ستارگان بی‌شماری در حال شکل‌گیری هستند و درخشش آبی ـ سفید آن هم آشکار می‌کند که این کهکشان جوان در حال گذراندن موجی از ستاره‌زایی در خود است.

کهکشان راه شیری در گذشته

این جریان ستاره‌سازی همین طور در کهکشان‌ها ادامه دارد تا همانطور که می‌بینیم در ۱۰٫۳ میلیارد سال قبل (تصویر سوم) طوفان ستاره‌زایی به اوج خود رسیده است. در این کهکشان «رونق کودکی‌زایی» ستاره‌ها در آن ۳۰ مرتبه سریع‌تر و بیشتر از وضعیت فعلی راه شیری است. رنگ زردفام کهکشان هم به احتمال خیلی زیاد حکایت از جریان تولد ستاره‌ای است که توسط گاز و غبار موجود در کهکشان محو و مات شده‌اند.

کهکشان راه شیری در گذشته

این جریان ستاره‌سازی در نهایت باعث می‌شود که گازهای ستاره‌ساز کهکشان‌ها به اتمام برسند. کهکشانی که در ۸٫۹ میلیارد سال قبل است (شماره ۴) به شکل یک کهکشان مارپیچی درآمده است و ستارگان قدیمی‌تر خود را در قسمت مرکزی جای داده است. حدود ۳ میلیارد سال بعد (شماره ۵) کهکشان مشابهی را می‌بینیم که نه تنها بزرگتر شده است، بلکه رنگ سرخ‌فام آن حکایت از این دارد که این کهکشان قلمرو ستارگان کهنسالی است که بیشتر قسمت‌های کهکشان را فراگرفته‌اند.

راه شیری در گذشته

یک رصد چندرصدخانه‌ای!

این ۶ عکس توسط دوربین‌های میدان دید باز۳ و نقشه‌بردار پیشرفته تلسکوپ فضایی هابل، بین سال‌های ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۲ میلادی گرفته شده‌اند و قسمتی از پروژه عظیم «مأموریت کیهانی پیمایش میراث فراکهکشانیِ اعماق فضا در محدوده فرورسرخ نزدیک» (CANDELS) هستند.

البته در این مأموریت، از چهار رصدخانه و تلسکوپ‌های آن‌ها کمک گرفته شده است: تلسکوپ فضایی هابل، تلسکوپ فضایی اسپیتزر، رصدخانه فضایی هرشل و تلسکوپ زمینی ماژلان بادا در شیلی.

 

منبع: spacetelescope.org

تهیه و تنظیم: محمد همایونی

 

کهکشان های برخوردی زیبای Arp256

کهکشان‌ها نه تنها جزیره‌هایی ساکن از ستاره‌ها نیستند، بلکه مجموعه‌هایی پویا و در حال تغییرند که علاوه بر این، پیوسته در حال حرکت و جابه‌جایی در سیاهی و تاریکی کیهان بی‌انتها هستند. همان‌طور که در این تصویر تماشاییِ هابل از کهکشان های برخوردی Arp 256 می‌بینیم؛ گاهی اوقات کهکشان‌ها می‌توانند در تصادفی عظیم در ابعاد کیهانی با هم برخورد کنند و ما را مسحور چنین صحنه‌های زیبایی کنند.

کهکشان Arp256

کهکشان های برخوردی Arp256

دو کهکشان مارپیچی میله‌ای زیبا در امتداد صورت فلکی نهنگ (قِیطُس) و البته ۳۵۰ میلیون سال نوری دورتر از ما، این برخورد باشکوه و دیدنی خود را شروع کرده‌اند. این تصویر، عکسی است از جریان نامنظم گازها، ذرات غبار و ستاره‌ها در بین این دو کهکشان؛ که منشأ همه آن‌ها نیروهایی گرانشی است که دو کهکشان را به سمت همدیگر می‌کشانند.

ساختار به هم ریخته و مناطق پرتلاطم

اگرچه هسته‌های آن‌ دو هنوز از هم خیلی دورند، ولی تعامل گرانشی بین آن‌ها به قدری قوی بوده که ساختار آن‌ها را به شدت در هم ریخته است. کهکشان بزرگ‌تر شامل دنباله‌های کِشندیِ برجسته‌ای است که رشته‌ها و رگه‌هایی گسترده از گاز و غبار و ستاره‌ها را به دنبال خود کشیده‌اند.

مناطق آبیِ روشنی که همچون گوی‌های آتش‌بازی این دو کهکشان را نورافشان کرده‌اند، نواحی ستاره‌زایی هستند که در آن‌ها پرورشگاه‌هایی از ستارگان نوزاد و داغ خودنمایی می‌کند. جرقه این جریان‌های عظیم ستاره‌زاییِ جدید به وسیله برهمکنش‌های قدرتمند گرانشی بین دو کهکشان ایجاد می‌شود. این نیروها باعث به هم زدن و جنبشی قوی در گاز و غبار میان ستاره‌ای این کهکشان‌ها شده و ستارگان جدیدِ بسیاری را از بین آن‌ها متولد کرده است.

مقاله مرتبط: «کهکشان‌های ستاره فشان»

Arp 256  اولین بار توسط هالتون آرپ در سال ۱۹۶۶ به عنوان یکی از ۳۲۸ کهکشان موجود در «اطلس کهکشان‌های شگفت» فهرست‌بندی شد. هدف این فهرست کهکشانی به تصویر کشیدن نمونه‌هایی از ساختارهای عجیب و شگفتی بود که در بین کهکشان‌های نزدیک یافته بودند؛ تا نماهایی از مراحل مختلف تحول کهکشانی را آشکار سازند. این کهکشان‌های عجیب همچون آزمایشگاهی طبیعی در مقیاس کیهانی هستند که اخترشناسان با فهرست‌بندی آن‌ها می‌توانند درک بهتری از فرآیندهای فیزیکی‌ای که باعث شده کهکشان‌های مارپیچی و بیضوی را به شکل فعلی مشاهده کنیم، برای ما فراهم کنند.

در ویدئوی کوتاه زیر می‌توانیم موقعیت این کهکشان را در صورت فلکی نهنگ مشاهده کنیم. به ستارگان و فضای اطراف آن که حین زوم کردن می‌توان دید، دقت کنید:


تحول کهکشان‌ها در گذر تاریخ کیهان

تعداد زیادی از اعضای این فهرست، کهکشان‌های کوتوله با ساختاری نامشخص هستند که به آن‌ها کهکشان‌های فعال با فوران‌های قدرتمند را هم باید اضافه کرد. اما تعداد زیادی هم نظیر M51 و کهکشان آنتن، کهکشان‌هایی برخوردی هستند که همین Arp256  هم از این دسته است. چنین برهمکنش‌هایی معمولا باعث ایجاد دنباله‌های کشندی نوارمانندی می‌شوند که نمونه بارز آن را در Arp256 همچون پلی از گاز، غبار و ستاره‌ها بین دو کهکشان شاهدیم.

مدت‌ها قبل، زمانی که کیهانِ در حال گسترش ما کوچکتر از اکنون بود، برخورد و ترکیب کهکشان‌ها با هم‌دیگر بسیار متداول بوده است. در حقیقت به نظر می‌رسد کهکشان‌های حاضر چنین مراحلِ تحولی را تا به امروز پشت سر گذاشته‌اند تا به وضعیت فعلی خود رسیده‌اند. این دو کهکشانی که در تصویر Arp256 مشاهده می‌شوند، تا چند میلیون سال آینده را به چرخش گرانشی خود سپری خواهند کرد و پس از گردش‌های رقص‌گونه به دور هم؛ نهایتا در سیمای یک کهکشان متحد آرام خواهند گرفت!

کهکشان‌هایی در آن سوی کیهان

در این کادر زیبایی که تلسکوپ فضایی هابل آن را به روی ما گشوده است، علاوه بر این دو کهکشان به هم پیچیده و چند ستاره درخشانی که مربوط به کهکشان خودمان یعنی راه شیری هستند؛ می‌توانیم اجرام دیگری را در دوردست‌های کیهان مشاهده کنیم. اگر عکس را در اندازه اصلی دانلود کنید و در بزرگنمایی (زوم) بالا و با دقت در آن کاوش کنید، توده‌هایی محو و مه‌آلود می‌بینید که در واقع کهکشان‌هایی دیگر در آن دوردست‌ها هستند. برای تجسم فاصله آن‌ها کافی است دقت کنیم که این دو کهکشان اصلی تصویر در فاصله ۳۵۰ میلیون سال نوری از ما قرار دارند! حتما آن اجرام کم فروغ در میلیاردها سال نوری از ما قرار گرفته‌اند؛ یعنی نور آن‌ها صدها میلیون سال و حتی میلیاردها سال در راه بوده است تا اکنون بر آینه‌های تلسکوپ فضایی هابل نقش بسته‌اند!!

 

منبع: spacetelescope.org

تهیه و تنظیم: محمد همایونی

 

بزم‌گاه ستارگان: کهکشان IC 4710

کهکشان نامنظم

کهکشان IC 4710 ـ امتیاز تصویر: تلسکوپ فضایی هابل

کهکشان IC 4710 در سال  ۱۹۰۰ میلادی توسط اخترشناس امریکایی دلیزلی استوارت کشف شد و در این عکس زیبا توسط تلسکوپ فضایی هابل به تصویر کشیده شده است. این کهکشان بدون شک یکی از چشم‌اندازهای تماشایی کیهانی است. کهکشانی سرشار از ستارگان روشن، به همراه دسته‌هایی درخشان از ستارگان که ـ نشانه‌ای از جریان سیلاب‌گونه تولد ستاره‌ای است ـ در لبه‌های آن پراکنده شده‌اند. توده‌های آبی رنگی که به جز قسمت مرکزی در نواحی اطراف کهکشان مشاهده می‌شوند، همین دسته‌هایی هستند که مملو از ستارگان تازه متولد شده‌اند.

ویدئوی معرفی کهکشان زیبای IC 4710 :


کوتوله‌ای نامنظم

IC 4710 یک کهکشان کوتوله نامنظم است و همان‌طور که از نامش برمی‌آید، ساختار ظاهری نامنظمی دارد و فاقد هرگونه برآمدگی مرکزی یا بازوهای مارپیچی است. کهکشان‌های نامنظم به طور واضح با بیضوی‌ها و مارپیچی‌ها متفاوت هستند. این طور تصور می‌شود که این کهکشان‌ها در ابتدا به صورت مارپیچی یا بیضوی بوده‌اند؛ ولی در گذر زمان و در اثر اختلالاتی گرانشی نظیر اثر گرانشی متقابل با کهکشان‌های مجاور یا برخورد و ترکیب با کهکشان‌های همسایه‌اش دچار چنین دگرگونی در ساختار خود شده‌اند. کهکشان‌های کوتوله نامنظم نقش به سزایی در فهم کلی ما از سیرِ تحول کهکشانی دارند؛ از آن جهت که به نظر می‌رسد آن‌ها به اولین کهکشان‌هایی که در عالم شکل یافته‌اند شبیه هستند.

جایگاه این کهکشان

برای دیدن این کهکشان زیبا باید به سرزمین‌های جنوبی سفر کنیم. IC 4710 در فاصله ۲۵ میلیون سال نوری از ما و در امتداد صورت فلکی طاووس در نیمکره جنوبی آسمان قرار دارد. صورت فلکی طاووس شامل چندین جرم جالب توجه دیگر هم هست؛ از جمله: NGC 6732 سومین خوشه کروی درخشان در آسمان، کهکشان مارپیچی NGC 6744 و همچنین شش منظومه سیاره‌ای که شامل HD 181433 میزبان یک سیاره اَبَرزمینی است.

تصویر اصلی را در اندازه بزرگ از اینجا دانلود کنید. (حجم آن ۶ مگابایت)

نگاهی دقیق‌تر

  • اگر عکس این کهکشان را در اندازه بزرگ دانلود کنید، می‌توانید با زوم کردن روی آن، علاوه بر جزئیات بسیار زیاد از ستارگان این کهکشان؛ تعدادی از کهکشان‌های بسیار دوردست را هم در ورای IC 4710 مشاهده کنید. برخی از آن‌ها در تصویر زیر مشخص شده‌اند.
  • ستارگانی را که با درخشش زیاد و به صورت چهارپَر می‌بینیم، مربوط به کهکشان راه شیری هستند، یعنی در همین نزدیکی ما و در فاصله چند هزار سال نوری قرار دارند.

توجه به این موضوع که در این قاب عکس در حال تماشای قسمتی از این عالم بیکران هستیم که از ستارگانی در کهکشان خودمان شروع می‌شود، تا کهکشانی شگفت‌انگیز در فاصله ۲۵ میلیون سال نوری از ما ادامه می‌یابد و به کهکشان‌هایی در فاصله‌های چند صد میلیون و چه بسا چند میلیارد سال نوری ادامه می‌یابد؛ بسیار لذت بخش و تأمل انگیز است.

و این یکی از مناظری است که نشان می‌دهد یک ستاره شناس این جهان را مکانی زیباتر برای زندگی می‌بیند!

کهکشان کوتوله نامنظم

محل کهکشان‌های دوردست

 

منبع: spacetelescope.org

تهیه و تنظیم: محمد همایونی

 

کهکشان مارپیچی NGC3344

زیبای تنها: کهکشان مارپیچی NGC 3344

زیبا، باشکوه، رازآلود: سه ویژگی‌ این کهکشان مارپیچی منحصر بفرد!

کهکشان مارپیچی NGC3344

کهکشان NGC 3344

این عکس فوق العاده که زیبایی، شکوه و رازآلودی کهکشان NGC 3344 را نشان می‌دهد، توسط تلسکوپ فضایی هابل گرفته اشده است. این کهکشان مارپیچی که سیمای خود را از روبه‌رو به ما نشان داده؛ اجازه می‌دهد تا ستاره شناسان به ساختار ظریف و پیچیده آن نگاهی دقیق اندازند. توانایی هابل در ثبت تصویرهایی که در گستره وسیعی از طول موج‌هاست باعث می‌شود تا ویژگی‌هایی از این کهکشان آشکار شوند که قبل از آن از دیده‌ها پنهان بوده است.

کهکشان‌های مارپیچی

کهکشان های مارپیچی از جمله تماشایی‌ترین مناظر کیهانی هستند، اما هر کدام آن‌ها از زاویه‌ای خاص خودشان را به ما نشان می‌دهند. برخی از آن‌ها را از لبه می‌بینیم و برای اخترشناسان فرصتی مناسب را فراهم می‌کنند تا ساختار عمود بر صفحه کهکشانی آن‌ها را مطالعه کنند. تعدادی را هم مایل می‌بینیم و اندازه و ساختار بازوهای مارپیچی خودشان را به دانشمندان نشان می‌دهند. مابقی هم چهره رودر روی خود را به ما نشان می‌دهند تا فرصتی باشد برای بررسی جزئیات بازوها و ساختار هسته آن‌ها.

کهکشان NGC 3344

در حدود ۲۰ میلیون سال نوری دورتر از ما، در امتداد صورت فلکی «شیر کوچک» کهکشانی به اندازه نصف راه شیری، با دورنمای هیجان انگیزش قرار گرفته است. این کهشکان با ساختار میله‌ای ظریفی که در مرکز خود دارد، از جمله کهکشان‌های مارپیچی میله‌ای است. البته ساختار میله مرکزی آن فقط با کمک دوربین میدان دیدِ باز۳ تلسکوپ فضایی هابل دیده می‌شود: راهرویی کشیده شده از ستارگان که از میان هسته کهکشان عبور می‌کند. ستاره شناسان معتقدند حدود دوسوم کهکشان‌های مارپیچی، میله‌ای هم هستند.

قابلیت دیدِ چندگانه‌ای که تلسکوپ فضایی هابل در طول موج‌های مختلف دارد باعث می‌شود که ما چیزی بیش از چند بازوی پیچیده به دور مرکز کهکشان را در این تصویر مشاهده کنیم. این عکس ترکیبی است از عکس‌هایی با فیلترهای مختلف که شامل پرتوهایی از فرابنفش نزدیک تا نور مرئی و حتی فروسرخ نزدیک می‌باشد. بدین ترتیب، جزئیاتی در تصویر کهکشان ظاهر می‌شوند که چشم انسان به تنهایی قادر به آشکارسازی آن‌ها نیست.

بازوهای مارپیچی مکان مناسبی هستند برای تولد و زایش ستارگان جدید، آن‌هم ستارگان داغی که به رنگ آبی می‌درخشند و باعث می‌شود به راحتی در این عکس دیده شوند. ابرهای گاز و غبار به مقدار زیاد در بازوهای کهکشان توزیع شده‌اند که به رنگ قرمز می‌درخشند. این‌‌ها مخازن بزرگی از مواد اولیه تشکیل ستاره‌ای برای تولد ستارگان بیشتر هستند. البته دقت کنیدکه ستارگان بسیار درخشان و جواهرنشانی که در قسمت چپ تصویر می‌بینیم، بسیار به زمین نزدیک‌ترند؛ در واقع آن‌ها متعلق به کهکشان خودمان هستند و به صورت اتفاقی در امتداد دید این کهکشان قرار گرفته‌اند!

کهکشانی رازآلود

در حالی که جهت‌گیری روبه‌روی این کهکشان، جزئیات زیادی را از ساختار آن به ما نشان می‌دهد، ولی این کهکشان همچنان اسرار نهفته و نکات مبهمی در خود دارد. رصدهای ستاره شناسان نشان داده که برخی از ستارگان بیرونی آن حرکت عجیبی دارند. معمولا تراکم زیاد ستارگان در مرکز یک کهکشان می‌تواند بر حرکت‌هایی که ستارگان بیرونی دارند اثرات مشخص و واضحی بگذارند، ولی ظاهرا در مورد این کهکشان چنین تأثیری مشاهده نمی‌شود و حرکتی برخلاف آن‌چه معمول است دارند. ستاره شناسان معتقدند که رفتار غیرعادی این ستاره‌های بیرونی ممکن است از مواجهه نزدیک این کهکشان با کهکشانی دیگر که مدت‌ها قبل اتفاق افتاده است، به دست آمده باشد.

اطراف کهکشان مارپیچی NGC3344

کهکشان مارپیچی NGC 3344 و اطراف آن

موقعیت کهکشان NGC 3344 در آسمان هم جذاب است. کهکشان خودمان یعنی راه شیری در مجموعه‌ای از حدود ۴۰ کهکشان قرار گرفته که به «گروه محلی»‌ معروفند. بزرگ‌ترین عضو این گروه، کهکشان معروف آندرومدا است با اندازه‌ای حدود ۲ برابر راه شیری! اما کهکشان مورد نظر ما در همسایگی ما و در این گروه قرار نگرفته. این کهکشان عضو مجموعه کوچکی است که به اَبَرخوشه کهکشانی سنبله ختم می‌شود. ابرخوشه سنبله مجموعه‌ای عظیم از هزاران کهکشان است که در صورت فلکی سنبله می‌توانیم برخی از آن‌ها را ببینیم. با این حال کهکشان NGC 3344 به علت زیبایی خاصش در مقابل همه آن هزاران کهکشان خودنمایی ویژه‌ای برای خود دارد!

منبع: spacetelescope.org

 تهیه و تنظیم:
محمد همایونی

 

کاوش‌های باستان شناسی هابل در مرکز راه شیری

این مقاله مربوط به خبری است که در دی‌ماه ۱۳۹۶ در مورد وضعیت ستارگان در مرکز راه شیری انتشار یافت و باعث شد دید اخترشناسان در مورد مرکز راه شیری تغییر کند.

خانه سالمندان راه شیری!

هر ستاره‌ای، داستان مخصوصِ خود را برای ما به همراه دارد و مطالعه ستارگان نه تنها اطلاعات زیادی را در مورد ترکیبات و عمر آن‌ها به ما می‌دهد، بلکه نشانه‌هایی هم از مکان شکل‌گیری آن در اختیار ما می‌گذارد.

از این‌رو ستارگانی که در قدیمی‌ترین ساختار کهکشان، یعنی برآمدگی مرکزی آن ساکن هستند، بینش و آگاهی خوبی را از اسرار سر به مُهر تحول کهکشانِ فرفره مانند ما در میلیاردها سال قبل آشکار می‌کنند. کهکشانی که همچون قرصی دایره شکل، بامرکزی برآمده در وسط آن حدود ۱۳ میلیارد سال است در این عالم خودنمایی می‌کند.

برای سالیانی طولانی، باور اخترشناسان بر این بود که برآمدگی مرکزی راه شیری، مکانی است آرام که سرشار از ستارگان کهنسالی است که قدیمی‌ترین ساکنان کهکشان هستند: آرام همچون خانه سالمندانِ کهکشانی!

اما بررسی‌های جدیدی که از حدود ۱۰٫۰۰۰ ستاره معمولیِ خورشید مانند در این قسمت مرکزی راه شیری انجام گرفته است؛ نشان می‌دهند که برخلاف تصور قبلی، برآمدگی مرکزی کهکشان محیطی است پویا و مملوّ از ستارگانی با عمرهای مختلف که با سرعت‌های متفاوت در آن‌جا در تکاپو هستند، چیزی شبیه به مسافرانِ سرگردان در یک فرودگاه شلوغ!

مرکز راه شیری در صورت فلکی قوس

مرکز راه شیری در صورت فلکی قوس

حضور ستارگانی جدید

پژوهشگران متوجه شدند که حرکت این ستارگان با توجه به ترکیبات شیمیایی آن‌ها، متفاوت است. بر این اساس ستارگان این منطقه به دو دسته تقسیم شده‌اند:

۱- ستارگان کهنسالی که عناصر سنگین‌تر از هلیوم در خود ندارند و عمدتا از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده‌اند.

۲- ستارگان خورشید مانندی که کم سن و سال‌تر از گروه اول هستند و مقدار‌ زیادی از عناصر سنگین را در خود دارند.

با توجه به این تقسیم بندی، نحوه حرکت آن‌ها در این پژوهش جدید بدین صورت مشاهده شده است که ستارگانِ غنی از عناصر سنگین (دسته دوم) اختلال کمتری در حرکتشان دارند و سریع‌تر از ستارگانِ کهنسالی که فاقد عناصر سنگین هستند (دسته اول) به دور مرکز کهکشان در گردشند.

این نتیجه‌گیری، برخواسته از اطلاعات ذخیره شده‌ی باارزشی است که در ۹ سال اخیر توسط تلسکوپ فضایی هابل جمع آوری شده است. در تصویر اول می‌توانیم محل و پهنه‌ی مکانی را که در امتداد مرکز راه شیری توسط هابل کاوش شده است را در صورت فلکی قوس مشاهده کنیم. آن تصویر دقیق از ستارگان بی‌شمار هم ترکیبی از عکس‌های گرفته شده در طول موج‌های فروسرخ نزدیک و نور مرئی است که توسط دوربین میدان دید باز ۳  تلسکوپ فضایی هابل گرفته شده است.

ستارگان در مرکز کهکشان راه شیری

ستارگان در مرکز کهکشان از دید تلسکوپ هابل

اطلاعات به کاربرده شده در این پژوهش بخشی از دو پروژه نقشه برداری هابل هستند: ۱- برنامه پویش گنجینه مرکزی کهشکان و ۲- جستجوی سیارات فراخورشیدی از دریچه قوس، که در ۹ سال گذشته جمع‌آوری و بایگانی شده‌اند. البته برای تشخیص دقیق‌تر ترکیبات شیمیایی این ستارگان از تلسکوپ‌های بسیار بزرگ رصدخانه VLT که متعلق به اروپاست و در کشور شیلی قرار دارد، کمک گرفته شده است.

منشأ این ستارگان کجاست؟

چیزی که در این پژوهش مورد توجه است منشأ این ستارگان غنی از عناصر سنگین است که با سرعت‌هایی حدود ۲ برابر سرعت ستارگان قدیمی و ابتدایی کهکشان در بین آن‌ها حرکت می‌کنند. بر اساس مدل‌های قبلیِ شکل‌گیری کهکشان، قسمت برآمده‌ی مرکزی در زمان‌های ابتدایی تشکیل کهکشان شکل گرفته است و از این رو باید ستارگانی یکدست و کهنسال با سرعت‌های تقریبا یکسان داشته باشد. اما حضور این تعداد از ستارگان نسبتا جوان‌تر که با ترکیبات غنی از عناصر سنگین خود حکایت از این می‌کنند که ستارگانِ نسل‌های بعدی هستند؛ این احتمال را ایجاد می‌کند که منشأ آن‌ها جایی غیر از مرکز کهکشان بوده است. یک احتمال این است که منشأ این ستارگان خورشید مانند، کهکشان‌های کوچک‌تری است که  در زمان‌های قبل توسط راه شیری بلعیده شده‌اند و ستارگانش وارد بخش مرکزی راه شیری شده است.

آن‌چه مسلم است این‌که کاوش‌های جدید، آن نظریه ساده و قدیمی را در مورد منشأ ستارگان برآمدگی کهکشان راه شیری به چالش جدی می‌کشاند.

 

تهیه و تنظیم:

محمد همایونی

منبع: hubblesite.org

 

کهکشان آنتن

کهکشان ستاره فشان

هر کهکشان علاوه بر این که در یکی از انواع مارپیچی، بیضوی یا نامنظم دسته‌بندی می‌شود؛ ممکن است یک کهکشان ستاره فشان باشد. کهکشان ستاره فشان (Starburst Galaxy)، کهکشانی است که دوره‌ای از فعالیت شدید ستاره زایی را تجربه می‌کند به نحوی که در هر زمان می‌توان تعداد بسیار زیادی ستاره‌های در حال تولد یا تازه متولد شده را در آن مشاهده کرد. از این‌رو چنین نامی بر آن‌ها گذاشته شده است؛ البته  آن‌ها را کهکشان‌های انفجار ستاره‌ای یا به اشتباه کهکشان‌های انفجاری هم در فارسی گفته‌اند.

آموزش نجوم توسط محمد همایونی

کهکشان آنتن یک ستاره فشان

دوران ستاره فشانی

هرچند ممکن است این دوره پر فعالیت ۱۰ میلیون سال یا بیشتر به طول انجامد، ولی در مقابل عمر ۱۰ میلیارد ساله‌ی یک کهکشان، چیزی بیش از یک ماه حساب نخواهد شد! در مدت ستاره فشانی، سرعت (آهنگ) ستاره‌زایی چه بسا بیش از ده‌ها و حتی صدها برابر سرعت آن در یک کهکشان معمولی است. تعداد زیادی از ستارگانی که در این دوران تشکیل می‌شوند، بسیار سنگین‌تر و درخشان‌تر از معمول هم خواهند بود؛ از این رو کهکشان‌های ستاره فشان در میان دیگر کهکشان‌ها بسیار درخشان‌تر دیده می‌شوند.

پدیده ستاره فشانی در محدوده‌هایی به قطر بیش از هزار سال نوری اتفاق می‌افتد. نظریه رایج در خصوص علت این پدیده این است که جرقه این ستاره‌زایی‌ها در اثر مواجهه نزدیک یا برخورد کهکشان مورد نظر با کهکشان دیگر زده می‌شود.  این برخورد یا مواجهه، موج‌های ضربه فراوانی را  درون کهکشان جاری می‌کند و این امواج ضربه در برخورد با ابرهای عظیم مولکولی از گاز و غبارها باعث فروریزش آن‌ها و تشکیل صدها ستاره جدید می‌شوند. در بین این همه ستاره متولد شده، ستارگان بسیار سنگین با سرعت زیادی سوخت خود را مصرف می‌کنند و در نهایت با یک انفجار ابرنواختری، موجب تولید بیشتر امواج ضربه در محیط کهکشان شده و جرقه تولد ستارگان بیشتری را می‌زنند. بدین ترتیب، زنجیره‌ای از تشکیل ستاره و انفجارهای ابرنواختری قسمت‌های مرکزی کهکشان را که سرشار از گاز و غبار است؛ جارو می‌کند. این روند سریع ستاره‌زایی تا زمانی ادامه دارد که بیشتر گازها در تشکیل ستاره‌ها استفاده شوند یا در اثر انفجارها رانده شوند؛ در این زمان دوران ستاره فشانی به انتها می‌رسد.

آموزش نجوم توسط محمد همایونی

کهکشان M82 یک ستاره فشان

نقش رصدهای خارج از جوّ

یکی از دستاوردهای ماهواره مادون قرمز IRAS کشف هزاران کهکشان از این نوع بود. علت آن هم بسیار ساده است، زیرا به طور معمول در اطراف بیشتر ستارگان جدید پوششی از غبار به مدت یک میلیون سال باقی می‌ماند؛ که این لایه غبار نور ستاره را جذب کرده و در عوض همچون حرارت از خود امواج فروسرخ (مادون قرمز) تابش می‌کند. «تابش گرمایی» ای که در روزهای گرم تابستانی از سطح خیابان‌های داغ دیده می‌شود همان تابش‌های مادون قرمز است.

حضور ستاره فشان‌ها در بین کهکشان‌های نزدیک خیلی نادر است اما، در زمان‌های چند میلیارد سال قبل به تعداد زیاد وجود داشته‌اند. جهان در حال انبساط است، بنابراین کهکشان‌ها در زمان‌های خیلی قدیم و دوره‌های آغازین عالم، بسیار به هم نزدیک‌تر بوده‌اند و از این‌رو امکان رویارویی یا برخورد بین آن‌ها هم بیشتر بوده است؛ از این روست که در فاصله‌های خیلی دور شاهد تعداد زیادی از این کهکشان‌های ستاره فشان هستیم.

مشاهدات رصدخانه پرتو ایکس چاندار، نقش بسیار مهمی را در فهم  و دانش ما از این کهکشان‌های ستاره فشان ایفا می‌کند. سرعت زیاد ایجاد انفجارهای ابرنواختری در این کهکشان‌ها موجب تولید حباب‌های وسیعی از گازهای بسیار داغ با دماهای چندین میلیون درجه‌ای می‌شوند. چندین نمونه از این اَبَرحباب‌های (superbubble) ایجاد شده را می‌توان در تصاویری که تلسکوپ چاندرا از دو کهکشان برخوردی در کهکشان آنتن تهیه کرده است دید.

هنگامی که سرعت ستاره‌زایی به قدر کافی شدید باشد، اَبرحباب‌های بسیار داغ و پرانرژی‌ای به وجود می‌آیند که حتی به خارج از کهکشان هم گسترش پیدا می‌کنند؛ که به آن‌ها اَبَرباد (Superwind) گفته می‌شود. نمونه‌های دیدنی از این اَبربادها را می‌توان در تصاویر چاندرا از کهکشان‌های M82 , Arp220 , NGC253  مشاهده کرد.

آموزش نجوم توسط محمد همایونی ستاره ترکان

کهکشان زیبای آنتن

به نظر می‌رسد این اَبربادها شامل کربن، نیتروژن، آهن و دیگر عناصر سنگینی باشند که در انفجارهای ابرنواختری ایجاد شده و در فضای بین کهکشانی منتشر شده‌اند. ستاره شناسان امیدوارند به کمک تلسکوپ فضایی چاندرا بتوانند مقدار این عناصر موجود در اَبربادها را اندازه‌گیری کنند.

کهکشان M82

این کهکشان در امتداد صورت فلکی دب اکبر و فاصله ۱۱ میلیون سال نوری، از نزدیک‌ترین کهکشان‌های ستاره فشان به ماست. تولید ستارگان بسیار سنگین، با آهنگ ده‌ها برابر نسبت به کهکشان ما در آن اتفاق می‌افتد. نقاط درخشان در مرکز تصویر بقایای انفجارهای ابرنواختری و دوگانه‌های پرتوی ایکس هستند. این‌ها پرنورترین منابعی هستند که از این نوع شناخته شده‌اند و به علت همین درخشش زیادشان، به احتمال زیاد داخل آن‌ها سیاه چاله‌هایی وجود دارد. این کهکشان در اثر مواجهه نزدیکی که با کهکشان M81 از حداقل ۱۰۰ میلیون سال قبل داشته است؛ دچار این فعالیت‌های ستاره فشانی شده است.

آموزش نجوم توسط محمد همایونی ستاره ترکان

مرکز کهکشان M82 از دید چاندرا

کهکشان سنگتراش NGC253

احتمالا نزدیک‌ترین کهکشان ستاره فشان به زمین است که در فاصله ۱۱ میلیون سال نوری از ما در صورت فلکی سنگتراش قرار گرفته است.  چاندرا در مرکز این کهکشان حداقل ۶ نقطه اَبَردرخشان را رصد کرده است که ۴ تای آن‌ها در فاصله حدود ۳۰۰۰ سال نوری از هسته کهکشان قرار دارند.

آموزش نجوم توسط محمد همایونی کهکشان‌های ستاره ترکان

کهکشان سنگتراش یک ستاره فشان

کهکشان آنتن NGC4038/4039

کهکشانی که در میدان دید تلسکوپ‌های آماتوری همچون شاخک‌های حشرات یا آنتن می‌باشد. این کهکشان در واقع صحنه‌ای از برخورد دو کهکشانی است که حداقل ۱۰۰ میلیون سال قبل این برخورد را شروع کرده‌اند و همچنان ادامه دارد. این مجموعه در فاصله ۶۰ میلیون سال نوری از ما در صورت فلکی کلاغ قرار دارد.

در این تصویر از تلسکوپ چاندرا قسمت مرکزی این برخورد کهکشانی، مشاهده می‌شود. تعداد زیادی نقاط روشنی که مشاهده می‌کنیم ستارگان نوترونی یا سیاه چاله‌هایی هستند که گاز ستارگان مجاورشان را به نزدیکی خود کشیده‌اند. توده‌های مه‌آلود نارنجی هم اَبرحباب‌هایی هستند با قطرهای چند هزار سال نوری که به واسطه قدرت عظیم انفجارات هزاران ابرنواختر ایجاد شده‌اند. مابقی ناحیه‌های قرمز تیره هم ناشی از منابع پرتو ایکسی است که همه جا را احاطه کرده‌اند و احتمالا از تعداد زیادی منابع کم فروغ پرتو ایکس یا ابرهای بسیار داغ کهکشانی تابش می‌شوند.

آموزش نجوم توسط محمد همایونی

کهکشان آنتن در دید پرتو X

 

تهیه و تنظیم: محمد همایونی

منبع: chandra.harvard.edu