چرا کهکشان ها بازو دارند؟

* کهکشان های مارپیچی به دلیل داشتن ساختار زیبای مارپیچ-مانند و بازوهای آشکارا مارپیچشان به این نام خوانده می‌شوند. ولی چرا کهکشان ها چنین ساختارهای مارپیچی پیدا می کنند، و چه چیزی به پیدایش بازوان آن ها می انجامد؟
فرگشت کهکشان ها از آغاز تا امروز. چنان که می بینید، کهکشان های آغازین بیشتر پیکره هایی به هم ریخته از ستارگان بودند و میلیاردها سال گذشت تا آشفتگیشان فرو بنشیند و امواج چگالی، بازوهایشان را شکل دهند. منبع عکس
کهکشان ها از زیباترین و الهام بخش ترین ساختارهای گیتی‌اند. چنان چه می دانید، این اجرام قرص هایی سخت‌پای و یک تکه نیستند بلکه توده هایی غول آسا از تک ستارگانی هستند که نیروی گرانش آن ها را گرد هم آورده. کهکشان ها از نظر ساختار بنیادین به چند دسته بخش می شوند که بیشتر آن ها گونه های مارپیچی هستند. این گونه های مارپیچی، دارای بازوانی پیچان و سرشار از ستاره اند که از هسته ی کهکشان بیرون زده و تا ده ها هزار سال نوری در یک صفحه کشیده شده اند.

خوب چه چیزی این ساختار ویژه ی مارپیچی را به آن ها می دهد؟
کهن ترین کهکشان ها بازوهای مارپیچی چندان آشکاری نداشتند. آن ها یا دو-بازویی بودند، یا بازوان زمخت آشفته و نامنظمی با توده های ستاره زایی داشتند؛ گرچه آن ها هم پس از گذشت ۳.۶ میلیارد سال از آغاز کیهان، دیگر هرج و مرجشان فرونشسته بود و ساختارهایی که امروزه از آن ها می بینیم کم کم شکل گرفتند. ولی ۸ میلیارد سال از آغاز کیهان باید می گذشت تا کهکشان های مارپیچی چند-بازویی کنونی مانند راه شیری و آندرومدا (زن بر زنجیر) پدید آیند. تصویر بالا را ببینید.

این ویدیو یک همانندسازی از چرخش کهکشان و جابجایی موج چگالی درون آن را نشان می دهد. توجه داشته باشید که بازوها نمی چرخند، بلکه این کهکشان است که می چرخد و امواج چگالی را نیز جابجا می کند. این ویدیو را در یوتیوب هم می توانید ببینید. نگارش دیگری از آن را هم اینجا ببینید.

خوب این بازوها از کجا آمدند؟ این بازوها در واقع "امواج چگالی" هستند که از درون کهکشان می گذرند، و با گذر آن ها از درون کهکشان، ستارگان واردشان شده و از آن ها بیرون می آیند. خود بازوها ساختارهای همیشگی و پایداری که از یک دسته ی ثابت ستارگان و توده های ستاره زایی ساخته شده باشند نیستند. ویدیوی بالا را ببینید.


شش کهکشان مارپیچی زیبا در تصاویری که
تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) در رصدخانه ی
جنوبی اروپا (ESO) در پارانال شیلی گرفته.
تصور کنید در حال رانندگی در بزرگراهی هستید که یک بشقاب پرنده در کنار آن سقوط کرده و همه ی راننده ها با رسیدن به آن، از سرعت خود می کاهند و با دهان باز به آن نگاه می کنند. هر خودرویی که به نزدیک صحنه می رسد سرعتش کند می شود و در نتیجه ترافیکی از انبوه خودروها درست می شود. سپس خودرویی که جلوتر از همه است دوباره بر سرعتش می افزاید و به راهش ادامه می دهد، و در همین حال، خودروهای دیگر جلوتر می آیند تا جای خودروی قبلی را بگیرند.

این بسیار همانند حرکت و جابجایی در یک کهکشان است. ستارگان به سرعت به موج چگالی نزدیک می شوند. سپس با رسیدن به آن، سرعتشان کم می شود و پس از آن هم دوباره سرعت می گیرند و دور می شوند. درست مانند یک دنباله‌دار که به درون چاه گرانشی خورشید فرو می افتد [و از آن در می آید]. و هنگامی که موج چگالی از منطقه ای می‌گذرد، دوره ای ستاره زایی را هم به راه می اندازد. بنابراین با جابجایی موج چگالی در یک کهکشان، مواد آن کهکشان به گونه ای پیوسته به هم زده می شوند و ستارگان تازه ای به دنیا می آیند.

این تصویر هابل کهکشان مارپیچی غول پیکر
فرفره (M۱۰۱) را نشان می دهد، یکی از
بهترین نمونه های شناخته شده از یک کهکشان
با ساختاری آشکارا مارپیچ است.
هنگامی که این را پیش چشم می آورید، یادتان باشد که ستارگان نزدیک تر به مرکز کهکشان، با سرعت بیشتری می چرخند تا ستارگان دورتر در بازوها. یک دور چرخش کامل کهکشان ما، راه شیری، حدود ۲۴۰ میلیون سال به درازا می کشد. ولی ۱۰۰ و اندی میلیون سال طول می کشد تا ما از درون یک بازوی اصلی رد شویم و حدود ۱۰ میلیون سال در مناطق چگال تر می مانیم.

ولی این که اصولا این بازوها از همان آغاز از چه ساخته می شوند نکته ایست که اخترشناسان تازه به آن پی برده اند.

آن ها در آغاز چنین گمان کردند که این بازوها شاید چیزی همانند آب پاش های چرخان باغچه ها باشند و مانند آن ها، مواد از مرکز کهکشان بیرون می زند؛ گمان دیگر این بود که شاید این بازوها کانال هایی از میدان مغناطیسی باشند. آن ها همچنین پنداشتند که شاید این بازوها ویژگی هایی گذرا باشند که با گذشت زمان، پدیدار شده و ناپدید می شوند. ولی شواهد و همانندسازی های تازه نشان می دهد که بازوها ویژگی هایی دیرپا هستند. [بنابراین] دانشمندان به این نتیجه رسیدند که بازوها خود دستاورد ابرهای غول پیکر هیدروژن مولکولی هستند. این ابرها بازوها را پدید می آورند و ساختار آن ها را تا میلیاردها سال پایدار نگه می دارند.

واژه نامه:
galaxy - spiral galaxy - star - galactic core - spiral arm - Milky Way - Andromeda - density wave - alien saucer - gravity well - Sun - star formation - garden sprinkler - magnetic field - molecular cloud - hydrogen - Hubble - Pinwheel Galaxy - M101 - grand design spiral - ESO - Very Large Telescope - VLT - Paranal Observatory

منبع: universetoday

0 دیدگاه شما:

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه