اطلاعاتی جامع در مورد کهکشان راه شیری

[Interstellar]

کهکشان راه شیری متشکل از 200-400 میلیارد ستاره است که خورشید ما نیز یکی از این ستاره هاست که در بازوی جبار قرار دارد . راه شیری دارای 100-150 هزار سال نوری است .ضخامت 1000 سال نوری است و همچنین فاصله ستاره ما یعنی خورشید تا مرکز راه شیری تقریبا 29000 سال نوری میباشد .

خورشید هر 250 میلیون سال یک بار به دور مرکز راه شیری میچرخد . {به این سال کیهانی میگوییم }

کهکشان ما نیز با سرعت بین 552-630 کیلومتر بر ثانیه در فضا حرکت میکند . نزدیک ترین کهکشان به راه شیری کهکشان "اندرومدا " نام دارد که اولین بار عبدالرحمن صوفی دانشمند قرن 11 ایرانی ان را حدس زد ولی تا قرن 20 وجود ان به عنوان کهکشان مستقل تایید نشد . هابل این کهکشان را در دهه 20 میلادی کشف کرد

به نظر میرسد که نوار مات راه شیری از قوس به سمت غرب و از صورتهای فلکی کژدم –ارا- گونیا- مثلث جنوبی – دو پرگار – قنطورس – مگس جنوبی –چلیپا- شاه تخته – بادبان – کشتیدم – سگ بزرگ – تک شاخ – شکارچی و دو پیکر – ثور و ارابه ران – برساووش – اندرومدا – ذات الکرسی –قیفاووس – دجاجه –چلپاسه – روباهک –پیکان و عقاب و مارافسای و سپر

گذر کرده و دوباره به سمت قوس بر میگردد . صفحه کهکشانی در حدود 60 درجه نسبت به دایره البروج {صفحه مدار زمین } انحراف دارد . راه شیریبه استوای سماوی در شمالی ترین نقطه خود از صورت فلکی ذات الکرسی و در جنوبی ترین نقطه خود از صورت فلکی چلیپا گذر میکند این موضوع نشان دهنده انحراف صفحه استوای زمین و صفحه دایر ه البروج نسبت به صفحه کهکشانی است .

به طور کلی ستاره های راه شیری را میتوان با توجه به عمر و مواد سازنده شان در دو جمعیت دسته بندی کرد . دسته اول ستارگان شامل ستارگان جوان است که اغلب در بر گیرنده عناصر سنگین تری هستند این عناصر در اغاز از ستاره های قبلی وجود امده اند . بیشتر ستاره های کهکشان راه شیری در این دسته هستند .

جایی که مواد لازم برای شکل گیری ستارگان به وفور وجود داشته باشد ستاره های جمعیت دسته دوم و دارای فلز کمتر شکل میگیرد و عمدتا در هاله قرار میگیرند اما در برامدگی مرکز راه شیری نیز وجود دارند . بیشتر انها در خوشه های کروی یعنی جایی که تمامی موادلازم برای ساخت ستاره استفاده و دیگر ستاره ای تشکیل نمیشوند جای گرفته اند ...

اما با وجود اینکه راه شیری مملو از ستاره و خانواده ای از ستارگان است ولی فضاهای عظیمی در بین ستارگان از گاز و غبار کیهانی است که در سرتاسر راه شیری جولان میدهند . ویژگی این فضای بین ستاره ای و این غبارها چیست و چه اهمیتی برای شناخت دارند ؟

فضای بین ستارگان درون و اطراف قرص ستاره ای را قرصی از گاز پر کرده است که محیط بین ستاره ای نام دارد . این قرص گاز گستره شعاعی قابل مقایسه ای با قرص ستارگان دارد . ضخامت این لایه گازی از صدها سال نوری برای گازهای سردتر تا هزاران سال نوری برای گازهای گرمتر متغیر است .

-----------------------------------------

"محیط بین ستاره ای " که عمدتا متشکل از هیدروژن و غبار است – چیزی در حدود 10 درصد جرم عادی راه شیری را به خود اختصاص داده است ستاره ها در محیط بین ستاره ای شکل میگیرند. محیط بین ستاره ای به طور یکنواختی گسترده نشده است . در محل تشکیل ستاره ها ابرهایی با مواد چگال تر و در برخی نواحی که پر ستاره هستند – فضای کم تراکمی وجود دارد – در محیط بین ستاره ای هر ناحیه دمای ویژه ای دارد . در نواحی سردتر در دمای حدود منفی 260 در جه سانتی گراد هیدروژن به صورت ابرهای مولکولی موجود دارد .

در این ابرهای مولکولی سرد به جز هیدروژن مولکولهای دیگری نیز وجود دارند . و با رمبش چنین ابرهایی ستاره ها شکل میگیرند .

علاوه بر این در این محیط ابرهایی از جنس هیدروژن خنثی با دماهایی از منفی 170 تا 730 در جه سانتی گراد و مناطقی با هیدروژن یونیذه شده که از ستاره ها گرما گرفته اند با دمای حدود 10000 سانتی گراد وجود دارند .

انها معمولا ذره های جامد کوچکی هستند که بیند 0.01 تا 0.1 میکرومتر قطر داشته و از کربن ..سیلیکات یا اهن به همراه پوششی از اب و یخ امونیاکی یا در نواحی سردتر دی اکسید کربن جامد تشکیل شده اند . ذرات غبار با جذب نور ستارگان شکلی که از انها میبینیم را تحت تاثیر قرار میدهند .

مرکز راه شیری از بخش های دیکر راه شیری متفاوت تر است . این برامدگی میله ای شکل از ستارگان زر و قرمز پیر و مقداری گاز تشکیل شده است . حجم زیاد گاز و غبار این ناحیه را از دید تلسکوپ های مرئی پنهان کرده است و تنها با تلسکوپ های رادیویی و فروسرخ میتوان به این ناحیه نفوذ یافت .

فوران های بزرگ و بسیار پرسرعت گاز و میدان های مغناطیسی قوی از ویژگیهای این ناحیه هستند از برامدگی مرکزی به جسمی چگال پناه داده است که به نظر میرسد جرم بسیار عظیمی داشته باشد . این جرم زیاد به نظر میرسد یک سیاه چاله مرکزی باشد . مطالعات نشان میده ابر سیاه چاله ها در مرکز اکثر کهکشان ها موجود است .

در داخلی ترین ناحیه راه شیری با گستره صد سال نوری ... میدان مغناطیسی با شدت هزار برابر میدانهای دیگر موجود در راه شیری وجود دارد . این میدانها ساختاری قوسی شکل در محیط بین ستاره ای به وجود میاورند . و بدین صورت قابل تشخیصند . منشا این میدان خیلی مشخص نیست .

---------------------------------------------

الکساندر در سال 1852 اولین فردی بود که دارای ساختاری مارپیچی شکل است . ولی هنوز روی تعداد بازوهای راه شیری و ماهیت انها بحث زیاد است . بازوهای راه شیری از داخلی ترین تا بیرونی ترین عبارتند از :

بازوی برساووش – بازوی گونیا و بیرونی – بازوی سپر یا قنطورس – بازوی دجاجه یا جبار- بازوی شاه تخته یا قوس .

که خورشید ستاره ما روی بازوی جبار است .

هر یک از این بازوها بر اساس نزدیک ترین صورت فلکی به ان نامگذاری شده اند . درخشان ترین بازو در واقع بازوی قوس است – تمامی بازوها بر روی سطحی هموار که محدوده صفحه کهکشانی قرار دارد جای گرفته اند . در مرکز هسته حجمی از ستاره ها تشکیل و خوشه های کروی در پایین و بالای صفحه کهکشانی در هاله قرار گرفتند .

--------------------------------------------------

*بررسی بازوهای کهکشان راه شیری:

1)بازوی جبار = یا بازوی محلی در برگیرنده خورشید و منظومه شمسی نیز هست این بازو محل تولد ستارگان بسیار است – ستارگان در جای جای این بازو دیده میشود بازماندگان ستارگانی که به پایان عمر خود رسیده اند نیز در این بازو دیده میشوند .

2)بازوی قوس = این بازوی به عنوان یکی از دو بازوی اصلی راه شیری در میان بازوی جبار و مرکز راه شیری واقع شده است . این بازو بسیار بزرگ است و به طور کامل کهکشان را دور میزند . به توجه به موقعیت خورشیدِ ما و منظومه شمسی مان در بازوی جبار مشاهده بازوی قوس اسان به نظر نمیاید زیرا ابرهای غبار مانع دیدن این بازو میگردد . ستاره شناسان با مشاهده اسمان در طول موج های رادیویی و فروسرخ میتوانند انچه در پشت ابرهای غبار قرار دارد را ببینند زیرا این امواج از برهای غبار عبور میکنند . مرکز راه شیری نیز در پشت همین بازو از دید ما پنهان است .

3)بازوی برساووش = بیرونی ترین بازوی اصلی راه شیری است و به دور کهکشان پیچیده شده است و نواحی در بردارند ه ستارگان جوان و سحابی ها در ان دیده میشود . بقایای ابرنواختری فراوانی نیز در این بازو مشاهده میشود که ان را مبدل به جایگاه دفن ستارگان نمودند .

------------------------------------------------

قرص کهکشانی توسط "هاله ای کروی " از ستارگان پیر و خوشه های کروی ستاره ای احاطه شده است که 90 درصد انها درون فاصله ای 100 هزار سال نوری یا همان 30 پارسکی قرار میگیرند و این هاله ای ستاره ای به قطر 200 هزار سال نوری است . قرص کهکشانی از گاز و غباری تشکیل شده که چشم انداز را در برخی طول موج ها خراب میکند شکل گیری ستارگان در قرص اتفاق میافتد نه در هاله

خوشه های کروی بین 50000 تا 1 میلیون ستاره در خود جای داده است . این خوشه بیشتر در بردارنده ستارگان پیر رشته اصلی ستارگان هستند . بیشتر این خوشه ها در هاله کهکشانی هستند .

تحقیقات اخیر نشان میدهد که دو حباب کروی عظیم حاصل از انفجار انرژی در سمت شمال و جنوب مرکز راه شیری است . قطر هر یک از این حباب ها در حدود 25 هزار سال نوری است . این حباب ها در نیمکره جنوبی تا صورت فلکی سنبله و کرکی کشیده میشوند .



---------------------------------

به طور کلی توزیع جرم در کهکشان شیری به گونه ای است که سرعت مداری بیشتر ستارگان در راه شیری به فاصله ان از مرکز بستگی ندارد . ستارگان واقع در مرکز با همان برامدگی مرکزی راه شیری بیشترین اهنگ های مداری هستند و میتوانند تا صدها سال نوری بالا پایین صفحه راه شیری مسافرت کنند – ستارگان در واقع در صفحه کهکشانی در طی حرکت عمدتا در این صفحه باقی میمانند در فاصله ای به دور از برامدگی مرکزی یا لبه بیرونی سرعت خطی ستارگان معمولا بین 210-240 کیلومتر بر ثانیه است . ستارگانی که در هاله کهکشانی قرار دارند معمولا داخل صفحه فرو رفتند و مجددا از ان بیرون میایند .

--------------------------------------

فاصله بین بازوی محلی و بازوی بعدی یعنی برساووش چیزی حدود 6500 سال نوری است . جهت حرکت خورشید و منظومه ما به سمت ستاره نسر واقع در صورت فلکی جانی است . مدار خورشید به دور مرکز راه شیری انتظار میرود بیضوی باشد . البته اختلالاتی در مسیر نیز موجود است و در هر دوره تقریبا خورشید 2.7بار نسبت به صفحه کهکشانی به سمت بالا پایین وسان میکنند . و چیزی حدود 230-250 میلیون سال طول میکشد تا یک دور در مداری به دور راه شیری بزند . {سال کهکشانی }

تا کنون گمان میرود خورشید 18-20 بار این مدار را دور زده است . سرعت خورشید در این مدار کهکشانی چیزی حدود 220 کیلومتر بر ثانیه است .

-------------------------------------------



سن یکایک ستارگان راه شیری را میتوان با اندازه گیری فراوانی عناصر رادیواکتیو با طول عمر بالایی همچون توریم 232 و اورانیوم 238 تخمین زد . انگاه با مقایسه نتایج میتوان به فراوانی خاستگاه انان پی برد . این روش "گاه شماری کیهانی هسته ای " نام دارد .

بر مبنای این روش عددی در حد 14 میلیارد سال برای سن قدیمیترین ستارگان مربوط در راه شیری به دست میاید .

هنگامیکه که یک ستاره کوتوله سفید شکل میگیرد وارد فرایند سرد شدن رادیو اکتیو میشود و دمای سطحی ان به تدریج افت میکند با اندازه گیری دماهای سردترین کوتوله های سفید و مقایسه انها با دماهای مورد انتظار اولیه میتوان تخمینی در مورد سن انها زد . با این روش خوشه های کروی چیزی حدود 12.7 میلیارد سال سن دارد .

اندازه گیری سن ستارگان قرص نازک کهکشانی نشان میدهد که این قرص تقریبا در 8.8 میلیارد سال قبل شکل گرفته است . این اندازه گیری ها نشان میدهد که وقفه ای تقریبا 5 میلیارد ساله در شکل گیری هاله کهکشانی و قرص نازک وجود داشته است .

-------------------------------

در پایان این بحث نگاهی میاندازیم به تاریخچه کشف راه شیری :

یونانیان باستان کهکشان راه شیری را به عنوان نواری از شیر میپنداشتند که بر اسمان جاری شده است . اما دانشمندان یچون ارسطو و دموکریتوس توجیحی ارائه دادند که این ابر شیری مجموعه ای از خانواده ستارگان است . ابن هیثم {965-1037 } میلادی دریافت راه شیری باید بسیار دورتر از سیاره زمین باشد .

ابوریحان بیرونی {937-1048} بیان کرد راه شیری مجموعه ای از بخشهای بی شمار طبیعت ستارگان سحابی گونه است

ستاره شناس اسپانیایی به نام اومپیس 1138 میلادی پیشنهاد کرد راه شیری متشکل از ستارگان زیاد که به دلیل شکست نور در جو زمین شکل میگیرد .

خواحه نصیر الدین طوسی 1201-1274 راه شیری را مجموعه از از ستارگان به دور هم توصیف . اثبات اصلی راه شیری در 1610 میلادی توسط گالیله شکل گرفت . در 1755 کانت در رساله ای به درستی حدس زد راه شیری دیسکی چرخان از ستارگان است .

موقعیت منظومه شمسی در راه شیری نیز در سال 1785 توسط ویلیام هرشل انجام شد . او نمداری تقریبا دقیق از ستارگان تهیه کرد .

در 1917 هبر کرتیس نواختر s اندرومدا را درون سحابی بزرگ اندرومدا مشاهده کرده است . 11 تای دیگر را نیز پیدا کرد . او در نتیجه به فاصله 150 هزار پارسکی نیز دست یافت . در 1920 مناظره بزرگ بین هارلو شپلی و هبر کرتیس اتفاق افتاد که در ان بحث زیادی در مورد ماهیت راه شیری و سحابی های مارپیچی و ابعاد عالم صورت گرفت . کرتیس برای اثبات ادعایش که سحابی بزرگ اندرومدا یک کهکشان بیرونی است بعلاوه اثر مشخص دوپلر به شکل ظاهری نوارهای تاریک اندرومدا اشاره کرد . ....

این مساله تا دهه 20 ادامه داشت . تا این که توسط مشاهدات ادوین هابل حل و فصل شد . و مشخص شد اندرومدا یک کهکشان دیگر است و همچنین هابل متوجه شد کهکشانهای دور تر در حال دور شدن از ما هستند همین مساله پایه گذار این شد بفهمیم کیهان در حال انبساط است و نظریه بیگ بنگ متولد شد .

{از کتاب در ماورای راه شیری – نوشته مارتین ریس – تهیه هوش فرازمینی }