نوشته‌ها

همسایه‌های راه شیری

همسایه‌های راه شیری

راه شیری و ابرهای ماژلانی

تصویر پانوراما از راه شیری و ابرهای ماژلانی برفراز رصدخانه VLT ـ امتیاز از: ESO

راه شیری به همراه دو کهکشان بزرگ دیگر و چند ده کهکشان کوچک و کوتوله، تشکیل گروهی از کهکشان‌ها را می‌دهند که به نام «گروه محلی» معروف هستند: Local Group

از معروف ترین اعضای این گروه باید به کهکشان‌های آندرومدا، مثلث و ابرهای ماژلانی اشاره کرد.

 

گروه محلی کهکشان‌ها

آندرومدا که با اندازه‌ای حدود دو برابر راه شیری، بزرگترین کهکشانِ موجود در این گروه است. این کهکشان یک مارپیچی غول پیکر است که در فاصله ۲٫۵ میلیون سال نوری از ما قرار دارد.

آندرومدا دورترین جسمی است که می‌توان آن را با چشم غیرمسلح دید. البته باید در مکانی باشید که شرایط دیدِ مناسبی داشته باشد و مکان آن در صورت فلکی آندرومدا را هم بدانید. هرگاه آن را دیدید، از این‌که در حال تماشای سیمای این کهکشان در ۲٫۵ میلیون سال قبل هستید، چه احساسی دارید؟

کهکشان آندرومدا

کهکشان آندرومدا

کهکشان‌های راه شیری و آندرومدا به علت بزرگی و جرم زیادی که دارند، اثر گرانشی قوی‌ای بر دیگرف در اعضای این گروه دارند. در واقع بیشتر اعضای گروه محلی که کهکشان‌های کوتوله و کوچکی هستند در اطراف این دو کهکشان بزرگ تجمع کرده‌اند. البته تعدادی هم هستند که در فاصله‌های دورتری قرار گرفته‌اند.

اگر به کتاب‌ها مراجعه کنیم، تعداد اعضای گروه محلی را حدود ۵۰ کهکشان معرفی کرده‌اند. اما اگر به سراغ جدیدترن پژوهش‌هایی که تاکنون (تابستان ۱۳۹۸) انجام شده‌اند برویم، خواهیم دید که مجموع آن‌ها به ۹۰ کهکشان هم رسیده است. البته تعداد زیادی از کهکشان‌های تاز کشف شده، اندازه‌های بسیار کوچکی دارند و اطلاعات دقیق‌شان به دست نیامده است.

کهکشان آندرومدا به همراه کهکشان‌های اقماری‌اش حدود ۱۸ عدد هستند؛ که این مقدار برای راه شیری و کوتوله‌هایی که همراهش هستند به ۶۰ عدد می‌رسد. یکی هم کهکشان مثلث و ۱۱ تای دیگر هم شامل برخی کهکشان‌های دیگر هستند که در فاصله‌های دورتری از آندرومدا و راه شیری هستند.

گروه محلی کهکشان ها

گروه محلی ـ امتیاز و مسئولیت عکس از: Andrew Z.Colvin

البته احتمال دارد که در آینده باز هم کهکشان‌های بسیار کوچک دیگری هم در این خانواده کشف شوند.

همسایه‌های راه شیری

در هر حال کهکشان راه شیری حدود ۵۹ کهکشان ریز و درشت را در اطراف خود نگه داشته است؛ که بزرگترین آن‌ها ابرهای ماژلانی است و مابقی هم کهکشان‌های کوتوله‌ای هستند که برخی از کوچکترین‌شان فقط اندکی از خوشه‌های ستاره‌ای کروی پرجمعیت‌تر و بزرگتر هستند.

برخی از معروف‌ترین همسایه‌های راه شیری عبارتند از:

 

کهکشان کوتوله قوس  Sagittarius Dwarf Galaxy

کهکشان کوتوله سگ بزرگ Canis Major Dwarf Galaxy

ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک  Large Magellanic Cloud & Small Magellanic Cloud

کهکشان کوتوله دب اصغر  Ursa Minor Dwarf Galaxy

کهکشان کوتوله اژدها Draco Dwarf Galaxy

کهکشان کوتوله شاه‌تخته  Carina Dwarf Galaxy

کهکشان کوتوله سکستانت Sextans Dwarf Galaxy

کهکشان کوتوله حجّار  Sculptor Dwarf Galaxy

کهکشان کوتوله کوره  Fornax Dwarf Galaxy

کوتوله‌های شیر۱ و شیر۲ Leo I & Leo II dwarf galaxy

کوتوله‌های دب اکبر ۱ و دب اکبر۲  Ursa Major I & Ursa Major II Dwarf Galaxy

 

نزدیکترین کهکشان‌ها

اما در این خانواده، نزدیکترین‌شان به ما کوتوله سگ بزرگ است که یک کهکشان نامنظم کوتوله با قطر حدود ۴۵۰۰ سال نوری است که در فاصله ۲۶٫۰۰۰ سال نوری از ما در امتداد صورت فلکی سگ بزرگ قرار گرفته است. البته فاصله‌اش از مرکز راه شیری ۴۲٫۰۰۰ سال نوری است. تعداد ستاره‌هایش یک میلیارد تخمین زده شده است.

همسایه بعدی، کهکشان کوتوله قوس است که در امتداد صورت فلکی قوس و در فاصله ۷۰٫۰۰۰ سال نوری از خورشید قرار دارد. فاصله‌اش تا مرکز راه شیری در حدود ۵۰٫۰۰۰ سال نوری است. این کهکشان از نوع بیضوی است و قطر ۱۰٫۰۰۰ سال نوری دارد که شامل ۴ خوشه ستاره‌ای کروی هم هست. کوتوله قوس در یک مدار قطبی به دور راه شیری می‌گردد، یعنی مدارش از فراز قطب‌های شمال و جنوب کهکشان عبور می‌کند.

ابرهای ماژلانی

اما ابرهای ماژلانی در فاصله‌های دورتری از ما قرار دارند. ابر ماژلانی بزرگ در فاصله ۱۶۳٫۰۰۰ و ابر کوچک در ۲۰۰٫۰۰۰ سال نوری از ما قرار گرفته‌اند. این دو کهکشان را از نیمکره جنوبی زمین می‌توانید به راحتی همچون توده‌های ابرمانند در آسمان ببینید. این دو در بین همسایه‌های راه شیری، از همه بزرگتر هستند.

ابر ماژلانی بزرگ

ابر ماژلانی بزرگ ـ عکس از: Zdeněk Bardon/ESO

ابر ماژلانی بزرگ را قبلا در نوع نامنظم دسته بندی کرده بودند. ولی چند سالی است که شواهدی به دست آمده از وجود ساختاری مارپیچی با یک بازو به همراه میله‌ای که ساختار آن احتمالا در اثر کشش گرانشی ناشی از ابر کوچک و راه شیری در هم ریخته است. جرم آن ۱۰ میلیارد برابر جرم خورشیدی است و قطر آن ۱۴٫۰۰۰ سال نوری تخمین زده شده است.

ابر ماژلانی کوچک

ابر ماژلانی کوچک ـ عکس از ESA/HUBLLE

اما ابر ماژلانی کوچک کهکشانی نامنظم است که قطر آن ۷۰۰۰ سال نوری است. تعداد ستاره‌های آن چند صدمیلیون است ولی جرم آن در حدود ۷ میلیارد برابر جرم خورشیدی است. یک میله مرکزی از ستارگان در آن مشاهده شده است ولی حدس زده می‌شود که ابر کوچک، یک کهکشان مارپیچی کوتوله بوده است که در اثر نیروهای گرانشیِ ناشی از ابر بزرگ و راه شیری، بازوهایش از هم گسیخته شده‌اند.

 

نویسنده: 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

 

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 راه شیری

کیهان شناسی: ایستگاه اول!

راه شیری

تصویر هنری از راه شیری

کهکشان راه شیری ، کهکشان محلی ماست. از آن به عنوان دروازه‌ای برای ورود به عالم کیهان شناسی استفاده می‌کنیم، تا جایگاه خودمان را در آن تجسم کنیم.

برگزاری کلاس آموزشی مقدمات کیهان شناسی در خانه نجوم نجف آباد

تاریخ برگزاری: سه شنبه ۱۸ اسفند ۱۳۹۴

معمولا در کتاب ها و دوره های آموزش کیهان شناسی، صحبتی از راه شیری نمی شود؛ ولی به نظرم آمد به عنوان یک پیش نیاز و جهت ورود به مباحث کیهان شناسی، داشتن تصور درست و تجسم کاملی از جایگاه خودمان در عالم و مهمترین کهکشانِ عالم یعنی راه شیری، بسیار مهم و ضروری است. از این رو با چنین رویکردی محتوای این جلسه ی دوره ی تکمیلی خانه نجوم را آماده و ارائه کردم.

استفاده از جدیدترین ره آوردهای تلسکوپ اسپیتزر به همراه تمرین های تجسمی، به نجوم آموزان کمک کرد که بتوانند دید کاملی از ساختار راه شیری و جایگاه ما در آن بدست آورند. البته معتقدم نقطه ی عطف این کلاس، یک جلسه ی عملی زیر آسمان پرستاره ای است که نجوم آموزان با مشاهده ی راه شیری و نقشه های ساختار آن، به یک درک جامع از جایگاه مان در آن برسند.

راه شیری

موقعیت خورشید در راه شیری

سرفصل های ارائه شده عبارتند از:

فصل ۱: راه شیری در گذر زمان

فصل ۲: راه شیری را چگونه می بینیم؟

فصل ۳: شناسنامه ی راه شیری

فصل ۴: ساختار آن

فصل ۵: جایگاه ما

خاتمه: همسایگان راه شیری

محمد همایونی