08-15-2009, 12:27 AM
توده ای بزرگ از تعداد بسیار زیادی ستاره ٬مقداری گاز٬ غبار ومواد تاریک که با کشش گرانشی گرد هم آمده اند یک نمونه بارز آن کهکشان راه شیری است.این اجرام پهنه وسیعی از اندازه ,درخشندگی, جرم , تعداد ستارگان ومقدار مواد غیر ستاره ای اشغال می کنند.اندازه درخشندگی کهکشانهای سی دی حتی میلیونها برابر کهکشانهای کوتوله می باشد.شکل کهکشانها مطابق رده بندی هابل در سه رده کلی جای می گیرد.کهکشانهای بیضوی که به صورت بیضی وبا درخشندگی یکنواخت ومتقارن هستندو بطور معمول شکل گیری ستاره ها در آنها وجود ندارد.کهکشانهای مارپیچی که بدو صورت معمولی و میله ای وجود دارند دارای توده ای مرکزی مانند توده کهکشانهای بیضوی البته در مقیاس کوچکتر بوده وصفحه ای تخت از توده های ستاره ای گاز وغبار اطراف آن قرار دارد که برخلاف کهکشانهای بیضوی در گستره وسیعی از عمرشان فرایند شکل گیری ستاره ها در آنها جریان دارد.کهکشانهای نامنظم که برخلاف دو نوع کهکشان قبلی دارای شکل خاصی نیستند و کهکشانهای کوتوله که دارای ستارگان کم بوده ودرخشندگی آنها نسبت به بقیه کمتر است.
با بررسی دقیق حرکات داخلی کهکشانها آشکار شده است که مجموع جرم اجزاء قابل مشاهده آنها برای توجیه این حرکات کافی نیست وجرم وگستره آنها باید بسیار بیشتر از این باشد این جرم گم شده را به وجود مواد تاریک نسبت می دهند وجرم مواد تاریک در یک کهکشان نوعی حتی به نود درصد جرم کلی مواد قابل مشاهده هم می رسد.بنابراین ماده تاریک در شکل گیری کهکشانها ,جرم واندازه آنها بسیار موثر است.بیشتر کهکشانها طی زمانی نسبتا" کوتاه بعد از شکل گیری کیهان به شکل کنونی خود رسیده اند وشکل گیری ستارگان در آنها آغاز شده است.
درشکل بالا یکی از بهترین رده بندی های کهکشانی ترسیم شده است.تعداد کهکشانهای بزرگ عالم ۳۵۰ میلیارد وتعداد گروههای کهکشانی۲۵ میلیارد وتعداد ابر خوشه ها نیز ۱۰ میلیون عدد تخمین زده شده است.
کهکشانها آنقدر بهم نزدیکند که گهگاه تصادف می کنند وادغام می شوند.
ستاره ها خیلی خیلی بندرت با هم برخورد می کنند.فاصله بین ستاره های همسایه (در موقعیت ما در کهکشان راه شیری )تقریبا"برابر با 10 میلیون برابر قطر ستاره است.در مقابل کهکشانها به صورت خیلی رایج با هم برخورد می کنند.فاصله بین کهکشانهای همسایه تقریبا"20 برابر قطر کهکشان است .
برخورد های سریع السیر بین کهکشانها آنها را دست نخورده می گذارد اما منجر به ایجاد اختلالاتی مانند پل می شود.مانند کهکشان m51 که توسط پلی از ستارگان به کهکشان همسایه کوچک تر راه دارد.
برخورد شاخ به شاخ کهکشانها نسبت به برخورد کنار گذری خیلی کمیاب تر است.اگر یک کهکشان کوچک درست از میانه یک کهکشان مارپیچی بزرگ عبور کند، موج کشندی موجب به راه افتادن جریانی از ستاره وگاز به سمت بیرون از قرص کهکشان مارپیچی می شود. نتیجه یک کهکشان حلقوی است که بارزترین ویژگی آن ، موج کشندی حلقه ای شکل ستاره هاست.
مواجهه کند کهکشانها موجب ادغام(Merger) می شود . در این فرآیند دو کهکشان به هم پیوند می خورند وکهکشان بیضوی یگانه ای را می سازند.فرآیند کامل ادغام، صدها میلیون سال به طول می انجامد. در اين فرآيند دو كهكشان ويژگيهاي اجسام كاملا"غير الاستيك كه با هم تركيب مي شوند را از خود نشان مي دهند ومقداري از انرژي مداري خود را به ستارگانشان منتقل مي كنند.
تصادم كهكشانهايي كه داراي جرم مشابه بوده وسرعت مداريشان نيز در حد قابل مقايسه با سرعت پراکنده دروني شان(در حدود چند صد كيلومتر درثانيه) است مي تواند به اين حالت منجر شود.اگر حداقل يكي از دو كهكشان از گاز غني باشد فشرده سازي گاز درون ديسك كهكشان منجر به توسعه ستاره سازي شده واين مي تواند به افزايش كوتاه مدت درخشندگي كهكشان بيانجامد .
مورفولوژي يك تصادم كهكشاني كه در مراحل نهايي خود بسر مي برد به مقدار بسيار زيادي به كهكشانهاي بيضوي شباهت دارد.اما روشن نيست كه چه درصدي از كهكشانهاي بيضوي از اين روش توليد شده باشند.يك نمونه از كهكشانهاي تصادمي كهكشان NGC7252 معروف به كهكشان "اتمها براي صلح" است.مناطق بيروني اين كهكشان هنوز آثاري از اختلالات ناشي از برخورد بهمراه دارد ولي مناطق داخلي آن نشانه هايي مانند يك كهكشان بيضوي منظم دارد.درخشندگي سطحي شعاعي اين كهكشان از قانون واوكوليور تبعيت مي كند.
کهکشان راه شیری وآندرومدا در حال حاضر با سرعت 300 کیلومتر در ثانیه به سوی هم در حرکتند.اگر مدارشان بسیار کشیده باشد در عرض حدود 3 میلیارد سال با هم برخورد می کنند وکهکشان بیضوی غول آسایی را پدید می آورند.اگر مدارشان دایروی تر باشد از کنار هم می گذرند ونتیجه تنها اختلالات کشندی خواهد بود.
در حالت دیگر از تصادم کهکشانها ،هنگامیکه یک کهکشان بزرگ با کهکشان کوچکتری تصادم آهسته داشته باشد،کهکشان کوچکتر بلعیده خواهد شد.یعنی ستاره های کهکشان کوچک به کهکشان بزرگ تعلق می گیرند ودر ساختار کهکشان بزرگتر کمترین تغییراتی رخ می دهد.این حالت به کانیبالیسم (Cannibalism)معروف است. این پدیده احتمالا"عامل درخشنده بودن وسنگینی بیش از حد بعضی از کهکشانها در مراکز خوشه های کهکشانی می باشد.کانیبالیسم کهکشانهای کوتوله٬ بعنوان یکی از موارد رشد هاله در کهکشانهای بزرگتر ذکر شده است.جریانهای ستاره ای اطراف کهکشان راه شیری و آندرومدا که احتمالا" باقیمانده کهکشانهای همدم بوده اند از مثالهای روشن می باشند .در حال حاضر همچنان به نظر می رسد که کهکشان راه شیری در حال بلعیدن ابر های ماژلانی باشد.
کهکشانهایی که منزوی باشند معدودند.کشش گرانشی متقابل کهکشانها باعث می شود در خوشه ها یا(clusters) اجتماع کنند.یک خوشه فقیر از کهکشان در حد انگشتان دست ،کهکشان دارد(خوشه محلی دارای حدود 40 کهکشان است)در حالیکه خوشه های غنی بیش از یکهزار کهکشان دارند.در حالیکه پهنای یک خوشه فقیر فقط یک مگاپارسک وحتی کمتر است اندازه یک خوشه غنی تا 3 مگاپارسک می رسد.خوشه سنبله مثالی از یک خوشه غنی است که دارای 2500 کهکشان بوده واندازه آن در حدود 17 مگاپارسک است.
مواجهه کهکشانها (Merger) در خوشه های غنی که کهکشانهای متعددی نزدیک هم قرار دارند رواج بسیاری دارد.کهکشانهای بیضوی در خوشه های غنی زیادند ولی تعداد مارپیچی ها کم(بیشتر کهکشانهای مارپیچی در طی برخورد های کند در هم ادغام گردیده اند.)در بین کهکشانها مقادیر بسیار زیادی گاز میان کهکشانی وجود دارد که از کهکشانهای خوشه منفک شده اند.معمولا" در نزدیکی مرکز خوشه های غنی کهکشان بیضوی غول آسایی قرار دارد که در اثر بلع کهکشانی بدفعات تورم فزاینده ای پیدا کرده است.
خوشه های کهکشانی خود خوشه بندی داشته ودر ابرخوشه هایی اجتماع دارند که در میانشان رخنه یا فضاهای خلاء مانندی با وسعت بسیار زیاد وجود دارد.ابر خوشه ها یا خوشه های کهکشانی بزرگترین ساختارهای شناخته شده گیتی هستند.بزرگترین ابرخوشه ها 100 مگاپارسک یا حتی بیشتر طول داشته وجرمشان نیز به حدود ده هزار میلیارد برابر جرم خورشید می رسد.گروه محلی وخوشه سنبله هردو بخشی از ابرخوشه محلی هستند که ساختار تختی است که حدود 50 مگاپارسک قطر دارد.با اندازه گیری سرعتهای شعاعی کهکشانها وبا استفاده از قانون هابل ترسیم نقشه توزیع کهکشانها در فضا تا فواصل چند صد مگاپارسک میسر است.به نظر می رسد که ساختار بزرگ مقیاس گیتی متخلخل است.ابر خوشه ها کروی نیستند بلکه دیواره های تخت یا رشته های بلند می سازند.ابر خوشه ها توسط فضاهای غول پیکرتقریبا" خالی از کهکشان(که سوراخهای اسفنج کیهانی هستند) از هم جدایند. پهنای این فضاهای خالی به یکصد مگاپارسک هم می رسد .
گمان بر این است که گیتی در ابتدای کار (بعد از انفجار بزرگ یا بیگ بنگ)تقریبا" همگن بوده واختلالات چگالشی مختصری داشته است.اما با گذشت زمان نواحی پرچگالی رمبیدند وابر خوشه ها را پدید آورند.نواحی کم چگالی بسط یافتند وفضاهای خالی را پدید آوردند.این فضاها با انبساط خود مثل باد کنک باد کرده وبه کرویت نزدیک شدند.
با بررسی دقیق حرکات داخلی کهکشانها آشکار شده است که مجموع جرم اجزاء قابل مشاهده آنها برای توجیه این حرکات کافی نیست وجرم وگستره آنها باید بسیار بیشتر از این باشد این جرم گم شده را به وجود مواد تاریک نسبت می دهند وجرم مواد تاریک در یک کهکشان نوعی حتی به نود درصد جرم کلی مواد قابل مشاهده هم می رسد.بنابراین ماده تاریک در شکل گیری کهکشانها ,جرم واندازه آنها بسیار موثر است.بیشتر کهکشانها طی زمانی نسبتا" کوتاه بعد از شکل گیری کیهان به شکل کنونی خود رسیده اند وشکل گیری ستارگان در آنها آغاز شده است.
درشکل بالا یکی از بهترین رده بندی های کهکشانی ترسیم شده است.تعداد کهکشانهای بزرگ عالم ۳۵۰ میلیارد وتعداد گروههای کهکشانی۲۵ میلیارد وتعداد ابر خوشه ها نیز ۱۰ میلیون عدد تخمین زده شده است.
کهکشانها آنقدر بهم نزدیکند که گهگاه تصادف می کنند وادغام می شوند.
ستاره ها خیلی خیلی بندرت با هم برخورد می کنند.فاصله بین ستاره های همسایه (در موقعیت ما در کهکشان راه شیری )تقریبا"برابر با 10 میلیون برابر قطر ستاره است.در مقابل کهکشانها به صورت خیلی رایج با هم برخورد می کنند.فاصله بین کهکشانهای همسایه تقریبا"20 برابر قطر کهکشان است .
برخورد های سریع السیر بین کهکشانها آنها را دست نخورده می گذارد اما منجر به ایجاد اختلالاتی مانند پل می شود.مانند کهکشان m51 که توسط پلی از ستارگان به کهکشان همسایه کوچک تر راه دارد.
برخورد شاخ به شاخ کهکشانها نسبت به برخورد کنار گذری خیلی کمیاب تر است.اگر یک کهکشان کوچک درست از میانه یک کهکشان مارپیچی بزرگ عبور کند، موج کشندی موجب به راه افتادن جریانی از ستاره وگاز به سمت بیرون از قرص کهکشان مارپیچی می شود. نتیجه یک کهکشان حلقوی است که بارزترین ویژگی آن ، موج کشندی حلقه ای شکل ستاره هاست.
مواجهه کند کهکشانها موجب ادغام(Merger) می شود . در این فرآیند دو کهکشان به هم پیوند می خورند وکهکشان بیضوی یگانه ای را می سازند.فرآیند کامل ادغام، صدها میلیون سال به طول می انجامد. در اين فرآيند دو كهكشان ويژگيهاي اجسام كاملا"غير الاستيك كه با هم تركيب مي شوند را از خود نشان مي دهند ومقداري از انرژي مداري خود را به ستارگانشان منتقل مي كنند.
تصادم كهكشانهايي كه داراي جرم مشابه بوده وسرعت مداريشان نيز در حد قابل مقايسه با سرعت پراکنده دروني شان(در حدود چند صد كيلومتر درثانيه) است مي تواند به اين حالت منجر شود.اگر حداقل يكي از دو كهكشان از گاز غني باشد فشرده سازي گاز درون ديسك كهكشان منجر به توسعه ستاره سازي شده واين مي تواند به افزايش كوتاه مدت درخشندگي كهكشان بيانجامد .
مورفولوژي يك تصادم كهكشاني كه در مراحل نهايي خود بسر مي برد به مقدار بسيار زيادي به كهكشانهاي بيضوي شباهت دارد.اما روشن نيست كه چه درصدي از كهكشانهاي بيضوي از اين روش توليد شده باشند.يك نمونه از كهكشانهاي تصادمي كهكشان NGC7252 معروف به كهكشان "اتمها براي صلح" است.مناطق بيروني اين كهكشان هنوز آثاري از اختلالات ناشي از برخورد بهمراه دارد ولي مناطق داخلي آن نشانه هايي مانند يك كهكشان بيضوي منظم دارد.درخشندگي سطحي شعاعي اين كهكشان از قانون واوكوليور تبعيت مي كند.
کهکشان راه شیری وآندرومدا در حال حاضر با سرعت 300 کیلومتر در ثانیه به سوی هم در حرکتند.اگر مدارشان بسیار کشیده باشد در عرض حدود 3 میلیارد سال با هم برخورد می کنند وکهکشان بیضوی غول آسایی را پدید می آورند.اگر مدارشان دایروی تر باشد از کنار هم می گذرند ونتیجه تنها اختلالات کشندی خواهد بود.
در حالت دیگر از تصادم کهکشانها ،هنگامیکه یک کهکشان بزرگ با کهکشان کوچکتری تصادم آهسته داشته باشد،کهکشان کوچکتر بلعیده خواهد شد.یعنی ستاره های کهکشان کوچک به کهکشان بزرگ تعلق می گیرند ودر ساختار کهکشان بزرگتر کمترین تغییراتی رخ می دهد.این حالت به کانیبالیسم (Cannibalism)معروف است. این پدیده احتمالا"عامل درخشنده بودن وسنگینی بیش از حد بعضی از کهکشانها در مراکز خوشه های کهکشانی می باشد.کانیبالیسم کهکشانهای کوتوله٬ بعنوان یکی از موارد رشد هاله در کهکشانهای بزرگتر ذکر شده است.جریانهای ستاره ای اطراف کهکشان راه شیری و آندرومدا که احتمالا" باقیمانده کهکشانهای همدم بوده اند از مثالهای روشن می باشند .در حال حاضر همچنان به نظر می رسد که کهکشان راه شیری در حال بلعیدن ابر های ماژلانی باشد.
کهکشانهایی که منزوی باشند معدودند.کشش گرانشی متقابل کهکشانها باعث می شود در خوشه ها یا(clusters) اجتماع کنند.یک خوشه فقیر از کهکشان در حد انگشتان دست ،کهکشان دارد(خوشه محلی دارای حدود 40 کهکشان است)در حالیکه خوشه های غنی بیش از یکهزار کهکشان دارند.در حالیکه پهنای یک خوشه فقیر فقط یک مگاپارسک وحتی کمتر است اندازه یک خوشه غنی تا 3 مگاپارسک می رسد.خوشه سنبله مثالی از یک خوشه غنی است که دارای 2500 کهکشان بوده واندازه آن در حدود 17 مگاپارسک است.
مواجهه کهکشانها (Merger) در خوشه های غنی که کهکشانهای متعددی نزدیک هم قرار دارند رواج بسیاری دارد.کهکشانهای بیضوی در خوشه های غنی زیادند ولی تعداد مارپیچی ها کم(بیشتر کهکشانهای مارپیچی در طی برخورد های کند در هم ادغام گردیده اند.)در بین کهکشانها مقادیر بسیار زیادی گاز میان کهکشانی وجود دارد که از کهکشانهای خوشه منفک شده اند.معمولا" در نزدیکی مرکز خوشه های غنی کهکشان بیضوی غول آسایی قرار دارد که در اثر بلع کهکشانی بدفعات تورم فزاینده ای پیدا کرده است.
خوشه های کهکشانی خود خوشه بندی داشته ودر ابرخوشه هایی اجتماع دارند که در میانشان رخنه یا فضاهای خلاء مانندی با وسعت بسیار زیاد وجود دارد.ابر خوشه ها یا خوشه های کهکشانی بزرگترین ساختارهای شناخته شده گیتی هستند.بزرگترین ابرخوشه ها 100 مگاپارسک یا حتی بیشتر طول داشته وجرمشان نیز به حدود ده هزار میلیارد برابر جرم خورشید می رسد.گروه محلی وخوشه سنبله هردو بخشی از ابرخوشه محلی هستند که ساختار تختی است که حدود 50 مگاپارسک قطر دارد.با اندازه گیری سرعتهای شعاعی کهکشانها وبا استفاده از قانون هابل ترسیم نقشه توزیع کهکشانها در فضا تا فواصل چند صد مگاپارسک میسر است.به نظر می رسد که ساختار بزرگ مقیاس گیتی متخلخل است.ابر خوشه ها کروی نیستند بلکه دیواره های تخت یا رشته های بلند می سازند.ابر خوشه ها توسط فضاهای غول پیکرتقریبا" خالی از کهکشان(که سوراخهای اسفنج کیهانی هستند) از هم جدایند. پهنای این فضاهای خالی به یکصد مگاپارسک هم می رسد .
گمان بر این است که گیتی در ابتدای کار (بعد از انفجار بزرگ یا بیگ بنگ)تقریبا" همگن بوده واختلالات چگالشی مختصری داشته است.اما با گذشت زمان نواحی پرچگالی رمبیدند وابر خوشه ها را پدید آورند.نواحی کم چگالی بسط یافتند وفضاهای خالی را پدید آوردند.این فضاها با انبساط خود مثل باد کنک باد کرده وبه کرویت نزدیک شدند.
هرکجا هستم باشم ، آسمان مال من است!