کهکشان گروهی از اجرام نجومی است که به صورت گرانشی به هم متصل هستند. خب با این تعریف، چند نوع کهکشان وجود دارد؟
به سیارات و ماهواره های طبیعی آنها، دنباله دارها و سیارک ها، ستارگان و بقایای ستاره ای (مانند ستاره های نوترونی یا کوتوله های سفید)، گازهای بین ستاره ای بین آنها، غبار کیهانی، پرتوهای کیهانی، ماده تاریک و غیره فکر کنید. همه این اقلام توسط نیروی گرانش در کنار هم نگه داشته می شوند که آنها را به سمت یکدیگر جذب می کند تا یک سیستم را تشکیل دهند. به این منظومه کهکشان می گویند.
جهان پر از کهکشان است. دانشمندان به لطف داده های جمع آوری شده توسط تلسکوپ ها و کاوشگرهای فضایی بین سیاره ای، مانند تلسکوپ هابل ناسا و فضاپیمای نیوهورایزن ناسا، تعداد متفاوتی از کهکشان ها را تخمین زده اند. در سال ۲۰۲۰، آنها محاسبه کردند که حدود دو تریلیون کهکشان در جهان قابل مشاهده وجود دارد.
همانطور که می توانید تصور کنید، همه این کهکشان ها ویژگی های یکسانی ندارند و قطعاً یکسان به نظر نمی رسند. اخترشناسان چندین نوع کهکشان را بر اساس ظاهر بصری آنها شناسایی کرده اند. این سیستم طبقه بندی مورفولوژیکی کهکشان ها که به دنباله هابل یا چنگال تنظیم هابل معروف است، توسط ستاره شناس آمریکایی ادوین هابل در سال ۱۹۲۶ اختراع شد و بخش مهمی از مطالعه تکامل کهکشان ها است.
این طرح کهکشان ها را بر اساس شکل آنها به دسته هایی تقسیم می کند. تقریباً به کهکشان های بیضوی و کهکشان های مارپیچی تقسیم می شود.
هابل به کهکشان های بیضوی اعداد از صفر تا هفت داد، کهکشان های E0 شکل تقریبا گرد و E7 بسیار کشیده و بیضوی دارند.
به کهکشان های مارپیچی حروفی از “a” تا “c” داده شد که در آن کهکشان های “Sa” محکم تر و کهکشان های “Sc” با پیچش شل تر ظاهر می شدند.
کهکشانهای مارپیچی بیشتر به مارپیچهای معمولی و مارپیچهای میلهای (که دارای علامت B هستند)، با مارپیچهای میلهای حاوی نواری از ستارهها که از برآمدگی مرکزی عبور میکنند، تقسیم شدند. کهکشان های عدسی شکل، با نام S0، انتقال بین بیضوی و مارپیچی را نشان می دهند.
هابل همچنین دریافت که برخی از کهکشان ها در این سیستم طبقه بندی نمی گنجند. آنها اشکال عجیب و غریب داشتند، بسیار کوچک یا بسیار بزرگ بودند، و غیره. این کهکشان ها نامنظم نامیده می شوند.
منظومه هابل بعداً توسط جرارد دو واکولورز گسترش یافت، او استدلال کرد که حلقهها و عدسیها نیز اجزای ساختاری مهم کهکشانهای مارپیچی هستند. سیستم De Vaucouleurs تقسیمبندی اساسی کهکشانها توسط هابل را حفظ میکند، اما سیستم طبقهبندی پیچیدهتری را برای کهکشانهای مارپیچی بر اساس وجود و انواع میلهها، حلقهها و بازوهای مارپیچی معرفی میکند.
کهکشان بیضوی
کهکشان های بیضوی فراوان ترین نوع کهکشان هستند. آنها شکل کروی یا بیضی دارند. آنها خیلی فعال نیستند زیرا گاز و غبار کیهانی زیادی برای تشکیل ستاره های جدید ندارند. در نتیجه، کهکشانهای بیضوی عمدتاً از ستارگان قدیمی با جرم کم ساخته شدهاند و به روشنی دیگر انواع کهکشانها نیستند. آنها تمایل دارند گاز و غبار کمتری نسبت به کهکشان های مارپیچی داشته باشند. به این معنی که ستاره های کمتری متولد می شوند و ستاره های موجود پیرتر هستند و نور قرمز بیشتری از خود ساطع می کنند.
اما در مرکز آنها به نوعی درخشانتر هستند. جایی که چگالی ستارهها بیشتر است و به احتمال زیاد سیاهچالهای بسیار پرجرم وجود دارد. احتمالاً، این سیاهچاله نیروی گرانشی لازم برای کهکشانهای بیضوی را برای کنار هم نگه داشتن منظومه تامین میکند.
کهکشانهای بیضوی تقریباً یک سوم کل کهکشانهای شناخته شده و بین ۱۰ تا ۲۷ درصد کهکشانهای ابرخوشه باکره را تشکیل میدهند. تجمع جرمی از کهکشانها که شامل خوشه ویرجو و گروه محلی، دو گروه کهکشانی که شامل کهکشان راه شیری (کهکشان زمین) و کهکشان آندرومدا، یکی از نزدیکترین “همسایگان” ما.
بر اساس اندازه کهکشان های بیضوی دو نوع فرعی وجود دارد:
- کهکشانهای بیضوی غولپیکر میتوانند تا یک تریلیون ستاره را در خود جای دهند و دو میلیون سال نوری وسعت داشته باشند. به این معنی که برای عبور از آنها باید یک میلیون سال با سرعت نور طی کنید. ستاره شناسان بر این باورند که کهکشان های بیضوی غول پیکر از ادغام یا برخورد با دیگر کهکشان های بیضوی شکل می گیرند.طبق مطالعه ای که توسط دانیل پی ویتمیر، اخترفیزیکدان انجام شد، کهکشان های بیضوی غول پیکر بار دیگر فشرده بودند. در این مرحله، آنها ممکن است دوزهای کشنده تابش را به سیارات جوان درون خود ساطع کرده باشند. بنابراین، او این نظریه را مطرح میکند که کهکشانهای بیضوی غولپیکر به احتمال زیاد سیارات بالقوه قابل سکونت را در خود جای نمیدهند.
- کهکشان های بیضوی کوتوله بسیار کوچکتر از کهکشان های بیضوی معمولی هستند. آنها به طور کلی حاوی گاز بسیار کمی هستند و شواهد کمی از شکل گیری ستاره های اخیر دارند. با این حال، کهکشان های بیضوی کوتوله بیشتر از کهکشان های بیضی غول پیکر هستند. یکی از شناخته شده ترین کهکشان های بیضوی کوتوله، کهکشان بیضوی کوتوله کمان است که حدود ۱۰۰۰۰ سال نوری عرض دارد و یک کهکشان اقماری است که در فاصله ۵۰۰۰۰ سال نوری از مرکز کهکشان راه شیری به دور آن می چرخد. (حدود ۷۰۰۰۰ سال نوری از زمین)
کهکشان مارپیچی
تصور می شود کهکشان های مارپیچی تکرار شونده ترین نوع کهکشان ها در جهان ما هستند. تصور می شود که حدود ۶۰ درصد از تمام کهکشان ها کهکشان های مارپیچی هستند.
همانطور که از نام آنها مشخص است، این کهکشان ها مارپیچی شکل هستند. آنها از یک صفحه چرخان تخت از ستارگان، غبار کیهانی و گاز بین ستاره ای تشکیل شده اند که به دور یک برآمدگی مرکزی تشکیل شده از ستاره های قدیمی تر و کم نورتر می چرخد. اعتقاد بر این است که این برآمدگی حاوی یک سیاهچاله فوق العاده است.
قرص ستارگانی که به دور برآمدگی می چرخند به بازوهایی که دور کهکشان می چرخند جدا می شود. این بازوهای مارپیچی حاوی انبوهی از گاز و غبار و ستارگان جوانتر هستند که قبل از مرگ اغلب سریعشان به خوبی میدرخشند. این برآمدگی توسط هاله ای کهکشانی ساخته شده از ستاره های قدیمی تر و کم نورتر احاطه شده است که از طریق چندین خوشه کروی (گروه های کروی از ستارگان) پخش شده اند.
به طور کامل درک نشده است که چه فرآیندی بازوهای مارپیچی را ایجاد و حفظ می کند. این کهکشان ها به طور متفاوتی می چرخند. همه چیز با سرعت یکسانی به دور آن می چرخد، بنابراین زمان لازم برای تکمیل یک چرخش کامل با فاصله از مرکز افزایش می یابد. این چرخش دیفرانسیل همچنین باعث می شود که هر گونه اختلال در دیسک به شکل مارپیچی تبدیل شود. اگر این تنها فرآیندی بود که در ایجاد مارپیچ دخیل بود، احتمالاً کهکشان هایی با تعداد زیادی بازوهای مارپیچی محکم پیچیده شده می دیدیم. اما بیشتر کهکشان های مارپیچی بین دو تا چهار بازوی اصلی دارند.
محققان بر این باورند که شکل مارپیچی نیز تحت تأثیر امواج چگالی قرار میگیرد که از طریق دیسک حرکت میکنند و باعث میشوند ستارهها و گاز در تاج “انباشته شوند”.
کهکشان ما، کهکشان راه شیری، دارای چهار بازوی مارپیچی است. دو بازوی اصلی به نامهای اسکوتوم-قنطورس و پرسئوس و دو بازوی فرعی به نامهای نورما و قوس. همچنین دارای تعدادی شاخه است که از قطعات بازوهای اصلی ساخته شده است. خورشید در یکی از این شاخه های بازوی کمان به نام جبار قرار دارد.
کهکشان مارپیچی میله ای
کهکشان های مارپیچی میله ای، کهکشان های مارپیچی هستند که در آنها بازوها تا مرکز کشیده نمی شوند، بلکه با انتهای یک مرکز میله ای شکل که از ستاره های درخشان و جوان ساخته شده است، متصل می شوند. بر اساس مطالعهای در سال ۲۰۰۸ توسط ناسا، میلهها زمانی شکل میگیرند که مدارهای ستارهای در یک کهکشان مارپیچی پس از یک فرآیند بیثباتی که معمولاً به سن و تکامل کهکشان مرتبط است، از مسیر خود منحرف میشوند.
ستارگان آسیبدیده در مارپیچها شروع به توصیف مداری درازتر میکنند که مرکز کهکشان را «امتداد مییابد»، بنابراین مانند میلهای کشیده به نظر میرسد. این ساختار میله ای جریان گاز بین ستاره ای را به سمت مرکز کهکشان مارپیچی هدایت می کند که به شکل گیری ستاره ها کمک می کند.
تقریباً نیمی از کهکشان های مارپیچی شناخته شده دارای میله هستند. در واقع کهکشان راه شیری به طور رسمی به عنوان یک کهکشان مارپیچی میله ای طبقه بندی می شود.
کهکشان عدسی شکل
کهکشان های عدسی شکل اغلب با کهکشان های بیضوی و مارپیچی مشترک هستند. به آنها “عدسی” می گویند زیرا به شکل عدسی هستند. آنها را میتوان با کهکشانهای مارپیچی تشبیه کرد زیرا دارای یک برآمدگی کهکشانی و یک قرص صاف در اطراف آنهاست. با این حال، آنها بازوهای حلزونی یا بازوهای مارپیچی کاملاً مشخص ندارند. بنابراین، آنها به شکل مارپیچی به نظر نمی رسند.
شکل گیری کهکشان های عدسی شکل به وضوح درک نشده است. یک نظریه این است که کهکشانهای عدسی شکل قبلاً کهکشانهای مارپیچی بودهاند که «پیر شدهاند» و بیشتر گاز و غبار کیهانی خود را مصرف کردهاند. در واقع، کهکشان های عدسی شکل، تعداد مهمی از ستاره های جدید تولید نمی کنند، زیرا برای انجام این کار، ماده آنها تمام شده است.
در نتیجه، آنها عمدتاً از ستاره های قدیمی مانند کهکشان های بیضی شکل ساخته شده اند. یکی دیگر از نظریه های برجسته این است که کهکشان های عدسی شکل زمانی تشکیل می شوند که دو کهکشان مارپیچی با هم برخورد کنند. پس این نوع کهکشان ترکیبی از کهکشانی دیگر است.
کهکشان نامنظم
دلیل نامگذاری کهکشانهای نامنظم این است که شکل منظم مشخصی ندارند. بنابراین در هیچ یک از دستههای هابل و نوع کهکشان قرار نمیگیرند.
آنها فاقد بازوهای مارپیچی و برآمدگی کهکشانی هسته ای هستند و در مجموع، تمایل به ظاهر بسیار آشفته دارند. برخی از ستاره شناسان بر این باورند که کهکشان های نامنظم در اصل کهکشان های بیضی یا مارپیچی بوده اند که به دلیل ادغام و/یا برهم کنش با کهکشان های دیگر دچار تغییرات ساختاری شده اند.
احتمالاً این مورد در مورد ابرهای ماژلانی است، دو کهکشان کوتوله نامنظم که به دور راه شیری می چرخند و احتمالاً تحت تأثیر نیروی گرانشی آن قرار گرفته اند، که آنها را به شکل نامنظم فعلی خود منحرف کرده است. به نظر می رسد بسیاری از کهکشان های نامنظم مسن تر از مارپیچی ها، اما جوان تر از بیضوی ها هستند، که برخی از ستاره شناسان را به این فرضیه می رساند که کهکشان های نامنظم ممکن است در مرحله “در بین” باشند.
کهکشانهای نامنظم را میتوان بهعنوان نامنظم(Irr I)I که دارای ساختاری هستند، اما به اندازهای نیست که به عنوان نوع دیگری از کهکشانها طبقهبندی شوند و نامنظم II (Irr II)، که اصلاً ساختار قابل تشخیصی ندارد، طبقهبندی کرد. کهکشان های dIrr (کوتوله نامنظم) نیز وجود دارند.
کهکشان های نامنظم اغلب کوچک هستند و می توانند حاوی گاز و غبار کیهانی و همچنین ستاره های پیر و جوان باشند.
کهکشان عجیب و غریب
کهکشانهای عجیب و غریب آنهایی هستند که در هیچ دسته دیگری از طرح طبقهبندی هابل قرار نمیگیرند. زیرا از نظر شکل، اندازه و/یا ترکیب غیرعادی هستند و در بین این چند نوع کهکشان که نام بردیم، قرار نمی گیرند.
معتقدند که این کهکشان ها از برخورد دو یا چند کهکشان تشکیل شده اند که نیروهای گرانشی آنها دائماً با یکدیگر در تعامل هستند. به همین دلیل است که بسیاری از کهکشانهای عجیب و غریب را میتوان کهکشانهای متقابل نامید. همچنین به همین دلیل است که آنها دارای اشکال بسیار غیرعادی، سرعت بالای تشکیل ستاره و بیش از یک هسته مرکزی فعال هستند.
شاید برخی از معروف ترین کهکشان های عجیب و غریب کهکشان های دوشاخک باشند که در صورت فلکی کلاغ با یکدیگر تعامل دارند و انتظار می رود در حدود ۴۰۰ میلیون سال به طور کامل با هم برخورد کنند. (و تبدیل به یک کهکشان شوند)