کهکشان‌هایی که دنیای ما را می‌سازند

هر آنچه با چشم غیر مسلح یا با تلسکوپ در آسمان می‌بینیم یا یک کهکشان است و یا بخش و جزئی از یک کهکشان. ستاره‌ها، سیاره‌ها، سحابی‌ها، خوشه‌های ستاره‌ای و به طور خلاصه همه‌ی اجرام آسمانی مرئی در داخل کهکشان‌ها قرار دارند. تمام این اجرام در اثر نیروی گرانش متقابل در کنار هم در مجموعه‌ای به نام کهکشان قرار گرفته‌اند. اما بحث کهکشان از چه زمانی با مفهوم امروزی خود مطرح شد؟ برای پاسخ به این سوال باید از راه شیری شروع کنیم.

راه شیری

اگر شبی به دور از آلودگی و نورهای مزاحم شهرها در محلی تاریک به تماشای آسمان بنشینید، در طول شب نواری مه آلود و شیری رنگ در آسمان خواهید دید که آن را راه شیری می‌نامیم. راه شیری از زمان‌های گذشته توجه انسان‌ها را به خود جلب کرده بود و در تمدن‌های مختلف، افسانه‌ها و داستان‌ها زیادی درباره ماهیت آن وجود داشت.

اولین فردی که تا حدی به ماهیت واقعی راه شیری پی برد اخترشناس معروف ایتالیایی، گالیله بود. او در اوایل قرن ۱۷ میلادی با تلسکوپ کوچکی که اختراع کرده بود به این نوار مه آلود نگریست و دریافت که از تعداد بسیار زیادی ستاره‌ تشکیل شده است که به صورت فشرده در کنار هم قرار گرفته‌اند و با چشم غیرمسلح به شکل ابری کم‌نور دیده می‌شوند.

اولین فردی که سعی کرد توضیحی برای دلیل این تجمع پیدا کند توماس رایت بود. او نور راه شیری را یک اثر اپتیکی ناشی از قرار داشتن ناظر زمینی در میان لایه‌هایی تخت از ستاره‌ها در کنار هم دانست. پس از آن در سال ۱۷۵۵ امانوئل کانت، فیلسوف معروف، ایده‌ی رایت را دنبال کرد و کهکشان راه شیری را قرص (دیسک) تختی از ستاره‌ها دانست که یک برآمدگی مرکزی بزرگ دارد. او کهکشان راه شیری را یکی از تجمعات ستاره‌ای فرض کرد که از نظر او جهان‌های جزیره‌ای خوانده می‌شدند. بدون داشتن شواهد رصدی، تصویر کانت از کهکشان‌ها بسیار به واقعیت نزدیک و شروع شکل‌گیری بینش عمیق ما درباره شکل واقعی کهکشان‌ها در جهان بود.

کهکشان گرداب و همدم آن

در تصویر بالا طراحی ویلیام پارسونز از مسیه ۵۱ به همراه همدم آن در نیمه‌ی قرن ۱۹ میلادی را مشاهده می‌کنید. این کهکشان به کهکشان گرداب معروف است و با کهکشان همدم خود برهم‌کنش گرانشی دارد که در اثر آن پلی از مواد میان این دو کهکشان کشیده شده است. تصویر پایین را تلسکوپ فضایی هابل از این زوج کهکشانی در فاصله‌ی تقریبی ۲۳ میلیون سال نوری از ما گرفته است.

ویلیام هرشل، کاشف سیاره‌ی اورانوس، اخترشناسی بود که اولین بار اندازه‌گیری‌های دقیق علمی از راه شیری انجام داد. وی با شمارش تعداد ستاره‌ها و پراکندگی آن‌ها در نقاط مختلف راه شیری در آسمان به این نتیجه رسید که این مجموعه از ستاره‌ها به شکل یک قرص تخت است. در طول ۲۰۰ سال پس از آن، دانش ما نسبت به راه شیری به تدریج تکمیل شد.

راه‌ شیری یک سامانه‌ی مارپیچی ستاره‌ای است که بین ۲۰۰ تا ۴۰۰ میلیارد ستاره دارد. از این تعداد فقط ۶۰۰۰ از پرنورترین آن‌ها در آسمان شب با چشم غیر مسلح به تفکیک دیده می‌شوند. جرم ستاره‌های کهکشان راه شیری ۴۰۰ میلیارد برابر جرم خورشید تخمین زده می‌شود. البته احتمالا جرم بسیار بیشتری در حدود ۶۰۰ میلیارد برابر جرم خورشید از جنس ماده‌ی تاریک در هاله‌ی اطراف کهکشان وجود دارد.

عرض بخش مرئی کهکشان ماه صد هزار سال نوری و ضخامت آن حدود هزار سال نوری است. همچنین راه شیری یک برآمدگی مرکزی با قطر بین ۱۰ تا ۱۲ هزار سال نوری دارد. کل ستاره‌های کهکشان به دور مرکز آن می‌چرخند. خورشید به همراه تمام اجرام منظومه‌ی شمسی در بازوی شکارچی کهکشان و در فاصله ۲۶۰۰۰ سال نوری از مرکز قرار دارد.

کهکشان‌ ما مثل سایر کهکشان‌ها از نظر تعداد ستاره در واحد حجم تقریبا خالی است. اگر قطر خورشید را به اندازه‌ی ضخامت یک دانه‌ی برنج در نظر بگیریم، در این مقیاس زمین ذره‌ی غباری است که در فاصله‌ی ۱۵ سانتی‌متری به دور آن می‌گردد و قطر کل منظومه‌ی شمسی ۱۲ متر است اما نزدیک‌ترین ستاره به خورشید در فاصله‌ی حدود ۴۰ کیلومتری آن قرار دارد! دو دانه‌ی کوچک در فاصله‌ی ۴۰ کیلومتر از هم و تقریبا کل فضای بین آن‌ها خالی است. فاصله‌ی بقیه‌ی ستاره‌ها در بازوهای کهکشان نیز تقریبا مانند این مثال است.

سایر جهان‌های جزیره‌ای

تا قرن بیستم، تصور می‌شد که کل جهان در کهکشان راه شیری خلاصه می‌شود. منجمان اجرام مه‌آلودی شبیه به سحابی‌ها را رصد می‌کردند و آن‌ها را به دلیل شکل ظاهری‌شان سحابی‌های مارپیچی می‌نامیدند. آن‌ها تصور می‌کردند که این اجرام تنها نوع دیگری از ابرهای گاز در کهکشان راه شیری هستند. اوایل قرن بیستم مناظره‌ درباره‌ی این موضوع بین دانشگران بالا گرفته بود. عده‌ای کهکشان ما را تنها کهکشان جهان می‌دانستند و عده‌ای نیز بر مبنای برخی شواهد رصدی از جمله تعداد نواخترهای رصد شده در سحابی‌های مارپیچی استدلال می‌کردند که آن‌ها تعداد زیادی ستاره دارند و در واقع کهکشان‌های مستقل از راه شیری هستند.

اولین شواهد از وجود کهکشان‌های مستقل را اخترشناسی به نام وستو ملوین اسلیپر به دست آورد. او که سحابی‌های مارپیچی را رصد می‌کرد پی برد که اولا طیف نور دریافتی از آن‌ها مشابه طیف سحابی‌های نشری شناخته شده نیست و همچنین در طیف این سحابی‌ها انتقال به سرخ زیادی دیده‌ می‌شد که نشان‌دهنده‌ی دور شدن سریع آنها از ماست.

کشف قطعی کهکشان بودن سحابی‌های مارپیچی به اخترشناس مشهور، ادوین هابل منسوب می‌شود. او که در سال‌های ۱۹۲۳-۱۹۲۲ با بزرگ‌ترین تلسکوپ‌ زمان خود آسمان را رصد می‌کرد موفق شد عکس‌هایی از سحابی‌های مارپیچی بگیرد که در آن ستاره‌های پرنور داخل کهکشان‌ها قابل تفکیک بودند. سپس او از ستاره‌های متغییر قیفاووسی داخل کهکشان‌ها برای اندازه‌گیری فاصله‌ی آن‌ها استفاده کرد. این نوع از ستاره‌های متغییر به عنوان شمع‌های استانداردی برای اندازه‌گیری فاصله استفاده می‌شوند و به کمک آن‌ها هابل فاصله‌ی سحابی‌های مارپیچی را از محدوده‌ی چند میلیون سال نوری به بالا به دست آورد که بسیار بیش از قطر کهکشان راه شیری است. به این صورت برای اولین بار معلوم شد که سحابی‌های مارپیچی در واقع کهکشان‌هایی مستقل هستند و کهکشان راه شیری فقط یکی از کهکشان‌های جهان است.

امروزه می‌دانیم نزدیک به ۱۰۰ میلیارد کهکشان در جهان وجود دارد. هر یک از آن‌ها میلیاردها ستاره را در دل خود جای داده‌اند. آیا احتمال دارد در یکی از سیاره‌هایی که به دور بسیاری از این ستاره‌ها می‌گردند موجوداتی زندگی کنند؟ این سوالی ایست که در آینده بیشتر و بیشتر به دنبال جواب آن خواهیم بود.

 

برگرفته از مقاله‌ای که در شماره ۲۳۷ ماهنامه نجوم نوشتم با عنوان هم نوع خواری از نوع کهکشانی (با موضوع برخورد کهکشان‌ها)

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *