در مسیری به سمت ستاره‌ها؛ آشنایی با کهکشان راه شیری

سر که به‌سمت آسمان بلند کنید، سقفی پهناور و بی‌انتها از زیبایی‌های بی‌شمار ستارگان و ماه چشمان شما را نوازش می‌کند. در هر نقطه‌ای از این آسمان پهناور، ستارگان بی‌شماری وجود دارد که تماشا و دسترسی به آن‌ها از دیرباز برای بشر امری جذاب و البته محال به نظر می‌آمد؛ اما در حال حاضر تصاویر جذابی از فضای ناشناخته و تاریک فضا که توسط تلسکوپ‌های مختلف گرفته شدند، وجود دارد. یکی از ملموس ترین عناصر فضا، «کهکشان راه شیری» نام دارد. کهکشانی بزرگ و عظیم که منظومه شمسی ما در آن جای گرفته است. در این نوشتار به گوشه‌ای از رموز این عنصر عجیب آفرینش سفر خواهیم کرد.

هرآنچه درباره کهکشان راه شیری باید بدانید :

• کهکشان راه شیری چیست؟
• علت نام‌گذاری کهکشان راه شیری
• خصوصیات کهکشان راه شیری
• کهکشان راه شیری و منظومه شمسی
• کهکشان راه شیری چند سیاره دارد؟
• سیاه چاله کهکشان راه شیری
• عجایب کهکشان راه شیری

کهکشان راه شیری چیست؟

کهکشان به‌معنای کلی خود گروه بزرگی از ستارگان، گاز و غبار را شامل می‌شود که توسط گرانش به یکدیگر متصل شده‌اند. در پهنای بی‌کران آسمان، میلیون‌ها کهکشان وجود دارد که هنوز بسیاری از آن‌ها برای ما ناشناخته‌اند؛ اما کهکشانی که سیاره زمین جزء کوچکی از آن محسوب می‌شود، کهکشان راه شیری (Milky Way) نام دارد. این کهکشان زیبا که ما آن را خانه‌ای برای خود می‌دانیم، از نوع مارپیچی میله‌ای بزرگ به شمار می‌رود و بازوهای بسیار عظیمش را در امتداد کیهان کشیده است. بشریت همواره به‌دنبال سوالات خود درباره رمز و رازهای این توده گازی عظیم بود.

_{کهکشان راه شیری در کویر؛ منبع عکس: ویکی مدیا؛ عکاس: Chrdoerr}

در حال حاضر دانشمندان با کمک تصاویری که از تلسکوپ فضایی «اسپیتزر» (Spitzer) ناسا گرفتند، پی به وجود چهار بازو در اطراف کهکشان راه شیری بردند. در گذشته تصور بر این بود که کهکشان راه شیری توسط دو بازو تحت سلطه قرار دارد؛ اما دیدگاه‌های جدید به‌همراه یافته‌های ارائه شده در دویست و دوازدهمین نشست انجمن نجوم آمریکا نشان داد که بیشتر از دو بازو کهکشان را احاطه کرده است. دو بازوی اصلی به انتهای نوار ضخیم مرکز کهکشان متصل هستند و دو بازوی فرعی بسیار کوچک‌تر، بین این دو بازوی اصلی قرار دارند.

بازوهای اصلی بالاترین تراکم ستارگان جوان و پیر را دارند و بازوهای فرعی عمدتا پر از گاز هستند. کهکشان راه شیری حدود ۱۳٫۶ میلیارد سال سن دارد و با بازوهای چرخان خود در کیهان حرکت می‌کند. این کهکشان را می‌توان شبیه به یک دیسک در نظر گرفت که قطر آن حدود ۱۰۰,۰۰۰ سال نوری و ضخامت آن ۱,۰۰۰ سال نوری است. تعداد ستاره‌های موجود در کهکشان ما چیزی حدود ۱۰۰ میلیارد تا ۴۰۰ میلیارد تخمین زده می‌شود.

علت نام‌گذاری کهکشان راه شیری

اگر در آسمان تاریک شب و زمانی که هیچ آلودگی نوری وجود ندارد به‌سمت آسمان نگاه کنید، کهکشان راه شیری همچون نواری شیری‌رنگ از یک سو به سوی دیگر آسمان کشیده شده است و ستارگان زیادی در دل آن سو سو می‌زنند. به گفته «متیو استنلی» (Matthew Stanley) استاد تاریخ علم، اولین نام‌گذاری‌هایی که به راه شیری اشاره‌ داشته‌اند را می‌توان در یونانیان باستان جست‌وجو کرد. حتی ستاره‌شناسان غربی در حدود ۲,۵۰۰ سال پیش از این اصطلاح استفاده می‌کردند؛ اما مشخص نیست چه کسی آن را ابداع کرد و آن‌قدر قدیمی بوده که منشا آن در حال حاضر کاملا فراموش شده است.

_{کهکشان راه شیری از روی زمین؛ منبع عکس:space؛ عکاس: getty}

یونانیان باستان برای نام‌گذاری کهکشان راه شیری افسانه و داستانی دارند که توسط نقاش بزرگ «تینتورتو» (Tintoretto) جاودانه شد. طبق این افسانه شیری که «هرا» همسر زئوس خدای باستان به فرزندش می‌دهد به آسمان رفته و جای آن در آسمان، این کهکشان را تشکیل داد. کهکشان راه شیری در زمان‌های گذشته به‌شکل کمربندی زیبا در آسمان دیده می‌شد و دانشمندان دریافته بودند که این کهکشان، خانه ما یعنی زمین را در دل خود دارد؛ به همین منظور این کهکشان معنای مهم و خاصی برای مردم داشت و این‌چنین داستان‌ها و افسانه‌ها درباره آن گفته می‌شد. در حالی که با گذشت زمان و پیشرفت تلسکوپ‌ها و تصاویری که از قسمت‌های دست نیافتنی فضا به دست بشر رسید، متوجه شدند که کهکشان‌های عجیب تر و غول پیکر فراوانی در سراسر گیتی وجود دارد. به این شکل این کهکشان‌ها بعد از کشف به‌شکل حروف یا اعداد اختصاری نام‌گذاری شدند.

خصوصیات کهکشان راه شیری 

اولین اندازه‌گیری قابل‌اعتماد از اندازه کهکشان راه شیری در سال ۱۹۱۷ میلادی توسط ستاره شناس آمریکایی، «هارلو شپلی» (Harlow Shapley)، انجام شد. شپلی در آن زمان دریافته بود که برخلاف تصور قبلی که خورشید در مرکز یک سیستم نسبتا کوچک قرار دارد، کهکشانی که ما در آن زندگی می‌کنیم بسیار بزرگ است و خورشید به‌جای مرکز، نزدیک به لبه آن قرار دارد. شپلی بود که قطر کهکشان را حدود ۱۰۰,۰۰۰ سال نوری تخمین زد و دریافت که خورشید حدود ۳۰,۰۰۰ سال نوری از مرکز کهکشان فاصله دارد. مقادیری که او در آن سال‌های دور تشخیص داده بود به‌شکل شگفت‌انگیزی ثابت مانده‌اند.

_{عکس کهکشان راه شیری از زمین؛ منبع عکس:nasa؛ عکاس: تلسکوپ}

برجسته‌ترین بخش کهکشان راه شیری «دیسک» نام دارد؛ دیسک بین ۷۵,۰۰۰ تا ۱۰۰,۰۰۰ سال نوری امتداد دارد و کهکشان ما همچون دیگر سیستم‌های مارپیچی دارای ساختار روشن و مسطحی از ستارگان و ابرهای گازی است که در سراسر کهکشان پخش شده‌اند. دیسک همان بدنه اصلی ستارگان محسوب می‌شود که بازوهای کهکشان روی آن قرار گرفته‌اند. قسمت‌های مختلف این دیسک ضخامت‌های متفاوتی دارند که قسمت‌های ضخیم‌تر دارای ستارگان قدیمی‌تر و قسمت‌های نازک دارای ستارگان جوان‌تر هستند.

ستاره‌شناسان تا سال ۱۹۵۳ میلادی نمی‌دانستند که کهکشان راه شیری ساختار مارپیچی دارد؛ به‌دلیل اینکه وجود گردوغبار میان ستاره‌ای و موقعیت داخلی منظومه شمسی تشخیص آن را برای مشاهده‌کننده زمینی سخت می‌کرد. این نوع از ساختار مارپیچی توسط نقشه‌های رادیویی تشخیص داده شدند. درک ساختار مارپیچی و بازوهای کهکشان از همان دهه‌ ۵۰ شروع به پیشرفت کرد و تا به امروز رشد قابل‌توجهی داشت؛ اما هنوز هم همه ابعاد آن مشخص نشده‌اند. نکته جالب‌توجه این است که طبق محاسبه‌های انجام شده این الگوی مارپیچی همراه با همه ستاره‌ها نمی‌چرخد بلکه ستاره‌های منفرد می‌توانند در اثر چرخش، به این بازوها وارد و از آن خارج شوند.

کهکشان راه شیری و منظومه شمسی 

کهکشان راه شیری خانه ماست و از این جهت چنین احساسی به آن داریم که منظومه شمسی و خورشید عظیم ما در دل همین کهکشان جای دارد. در صورتی که مرکز کهکشان راه شیری را به یک شهر تشبیه کنیم، منظومه شمسی و سیاره زمین، جایی در حومه شهر، با فاصله حدود ۲۵,۰۰۰ تا ۳۰,۰۰۰ سال نوری از مرکز قرار دارد.

_{منبع عکس:nasa؛ عکاس: نامشخص}

زندگی ما در منظومه شمسی درون یکی از دو بازوی مارپیچی کوچک‌تر جریان دارد که بین بازوهای اصلی «پرسئوس» (Perseus) و «کارینا» (Carina) قرار گرفته است؛ همان جایی که خورشید در عکس پایین دیده می‌شود. در سال ۲۰۱۹ میلادی ستاره‌شناسان دریافتند که منظومه شمسی ما در موجی از گازهای بین ستاره‌ای به طول ۹,۰۰۰ و عرض ۴۰۰ سال نوری غوطه‌ور است.

همان طور که زمین به دور خورشید می‌چرخد، منظومه شمسی نیز به دور مرکز کهکشان راه شیری در حال چرخش است. منظومه شمسی با سرعتی حدود ۸۲۸,۰۰۰ کیلومتر بر ساعت حرکت می‌کند و تقریبا ۲۳۰ میلیون سال طول می‌کشد که یک دور کامل دور مرکز کهکشان راه شیری بزند و این عدد نشان‌دهنده مقدار عظمت و بزرگی کهکشان ماست که در حال حاضر کهکشان خیلی غول‌پیکری هم نسبت به دیگر کهکشان‌های شناخته‌شده نیست.

جهت‌گیری منظومه شمسی نسبت به جهت قرارگیری کهکشان متفاوت است. مانند تصویر زیر، هرچه از خورشید دورتر و به لبه کهکشان نزدیک‌تر شویم و از دور به منظومه شمسی نگاه کنیم،  می‌بینیم که منظومه شمسی در مقابل سحابی‌های هسته کهکشانی قرار گرفته است و استوای کهکشانی نیز به‌شکل افقی در پشت آن دیده می‌شود. طبق این تصویر صفحه منظومه شمسی با زاویه ۶۰ درجه نسبت به صفحه کهکشان کج شده است و با حفظ همین زاویه به دور کهکشان می‌چرخد.

جهت‌گیری منظومه شمسی نسبت به کهکشان کمی متفاوت به نظر می‌رسد. همان طور که در تصویر زیر می‌بینید، کمی از خورشید به‌سمت لبه کهکشان حرکت می‌کند و از دور به موقعیت منظومه شمسی نگاه می‌کنیم که در مقابل سحابی‌های هسته کهکشانی قرار گرفته و استوای کهکشانی نیز به‌شکل افقی پشت تصویر مشخص است. صفحه منظومه شمسی ما با زاویه‌ای حدود ۶۰ درجه نسبت به صفحه کهکشان کج شده است. صفحه منظومه شمسی در حین گردش به دور کهکشان ثابت می‌ماند و با همان زاویه به دور کهکشان می‌چرخد.

_{منبع عکس: oikofuge؛ تصویرگر: Guillermo Abramson}

کهکشان راه شیری چند سیاره دارد؟

سیاره‌ای که ما در آن زندگی می‌کنیم، ذره‌ای کوچک در کهکشان وسیع راه شیری محسوب می‌شود. این کهکشان پهنای وسیع و زیادی برای بررسی دارد. دانشمندان نمی‌توانند هر سیاره را به‌شکل فیزیکی شمارش کنند. از بین ۸۰۰ میلیارد تا سه تریلیون سیاره‌ای که ممکن است در کهکشان راه شیری موجود باشد، تاکنون شاید فقط حدود ۵,۰۰۰ به‌شکل فیزیکی مستند شده است.

حدود یک دهه، پیش ناسا تخمین زد که ۱۰۰ میلیارد ستاره در کهکشان راه شیری وجود دارد و به‌طور متوسط حداقل یک سیاره در مدار هر ستاره وجود دارد. با این حال تحقیقات بیشتر نشان داد تعداد ستاره‌ها می‌تواند دو برابر شود و به همین شکل، تعداد سیارات نیز بیشتر تخمین زده می‌شود؛ با این حال ما می‌دانیم که منظومه شمسی در یک نقطه از این کهکشان بزرگ، ۸ سیاره دارد.

_{منبع عکس: worldatlas؛ تصویرگر: نامشخص}

بزرگترین ستاره کهکشان راه شیری

جهان و فضایی که ما از آن صحبت می‌کنیم، می‌تواند میلیون‌ها میلیون ستاره و سیاره عظیم‌الجثه داشته باشد که حتی تصور آن برای ذهن ما عجیب باشد؛ اما اینجا می‌خواهیم درباره بزرگترین ستاره کهکشان خودمان صحبت کنیم. این ستاره چیزی فراتر از تصور ماست. ستاره «یو وای اسکوتی» (UY Scuti) یکی از بزرگترین ستارگان کشف‌شده در جهان و بزرگترین ستاره کشف شده در کهکشان راه شیری محسوب می‌شود که بیش از ۱,۷۰۰ برابر بزرگ‌تر از خورشید است.

اگر بخواهیم حجم ستاره «یو وای اسکوتی» را طوری توصیف کنیم که برای ذهن ما آسان تر باشد، می‌توانید بیش از پنج میلیارد خورشید را در این ستاره جای دهید. نکته جالبی وجود دارد و آن اینکه این ستاره با وجود این حجم عظیم فقط ۱۰ برابر خورشید ما جرم و ۱۰۰ هزار برابر آن درخشان‌تر است؛ چون این ستاره در سال‌های پایانی عمر خود به سر می‌برد و ستارگان در پایان عمر منبسط می‌شوند و در آخر منفجر خواهند شد. این ستاره نیز پس از انفجار به یک ستاره نوترونی با سیاهچاله تبدیل می‌شود.

سیاه چاله کهکشان راه شیری 

طبق تحقیقات دانشمندان و ستاره‌شناسان، سیاهچاله‌ای بزرگ و عظیم در مرکز کهکشان راه شیری وجود دارد. این سیاه چاله «Sagittarius A» و در زبان فارسی «کمان ای» نام دارد و به‌دلیل اینکه از دید ناظر زمینی در صورت فلکی «قوس» یا همان کمان قرار می‌گیرد، با همین نام نیز شناخته می‌شود. این ابر سیاهچاله حدود چهار میلیون‌ برابر خورشید جرم و حدود ۲۳٫۵ میلیون کیلومتر عرض دارد. بسیاری چیزها درباره این سیاه چاله‌ هنوز هم ناشناخته است؛ مثل چگونگی شکل‌گیری و دلیل چرخش سریع و ناهماهنگ آن نسبت به بقیه کهکشان؛ اما دانشمندان و ستاره شناسان با این سیاهچاله بیگانه نیستند.

_{منبع عکس:space؛ عکاس: هابل}

در سال ۲۰۲۲ میلادی، داده‌های تلسکوپی اولین تصویر از این سیاه چاله را ثبت کرد. این داده‌ها سرنخی نیز به ما داد و آن این بود که «کمان ای» امروزی از ادغام فاجعه‌آمیز با سیاهچاله‌ غول‌پیکر دیگری در میلیاردها سال پیش متولد شد و هنوز اثرات آن دیده می‌شود. دانشمندان فکر می‌کنند که این سیاه‌چاله غول‌پیکر مانند دیگر سیاه‌چاله‌ها از فروپاشی ستاره‌ای غول‌پیکر به وجود آمده است و سپس از هر چیزی که به آن نزدیک می‌شد، تغذیه کرد. سیاه چاله‌ای مثل این سیاه چاله پس از بزرگ شدن، اگر با کهکشان یا سیاه‌چاله‌ای دیگر ادغام شوند، می‌توانند از آن‌ها نیز تغذیه کنند.

طبق مطالعات قدیمی‌تر، برجستگی و پیچ خوردگی‌های کهکشان نشان می‌داد که کمان‌ای احتمالا در طول ۱۲ میلیارد سال گذشته، با حداقل ۱۲ کهکشان برخورد کرده است؛ اما دانشمندان هنوز مطمئن نبودند که آیا سیاه چاله کهکشان نیز از دیگر سیاه چاله‌ها تغذیه می‌کرد یا تنها با مصرف گاز و گردوغبار به این ابعاد رسیده است. پس از شواهدی که از مطالعه داده‌های «تلسکوپ افق رویداد» (Event Horizon Telescope) به دست آمد، محققان دریافتند که سیاه‌چاله کهکشان ما حدود ۹ میلیارد سال پیش و بعد از ادغام با کهکشان «گایا انسلادوس» (Gaia-Enceladus) و سیاه‌چاله آن، به‌شکل امروزی درآمد.

عجایب کهکشان راه شیری 

• تصادفی در مقیاس فضایی: یکی از اتفاقات عجیبی که به سن ما قد نمی‌دهد، ولی حتی دانستن آن نیز هیجان‌انگیز و کمی ترسناک است، برخورد کهکشان ما و کهکشان همسایه «آندرومدا» حدود چهار میلیارد سال دیگر است. در حال حاضر هر دو این کهکشان‌ها با سرعتی حدود ۴۰۰ هزار کیلومتر بر ساعت در حال نزدیک شدن به یکدیگر هستند.
• غول گازی نامرئی: شاید باورش سخت باشد؛ اما همه آنچه تابه‌حال درباره کهکشان راه شیری دیده، شنیده یا خوانده‌ایم در مورد تنها ۱۰ درصد از کهکشان صدق می‌کند و ۹۰ درصد باقی کهکشان ما نامرئی است. یافته‌ها احتمال وجود چگالی و ماده‌ای را می‌دهند که حجم دارد؛ اما اصلا نمی‌درخشد و ما نمی‌توانیم آن را ببینیم؛ به همین دلیل آن را «ماده تاریک» می‌نامند. هنوز هیچکس نمی‌داند که این ماده چیست و چه اجزایی دارد.
• عکس واقعی کهکشان راه شیری: هر عکس یا تصویری که از کلیت بیرونی کهکشان راه شیری می‌بینید، یا ساخته هنرمندان است یا متعلق به کهکشانی دیگر؛ به این دلیل که ما هنوز نتوانسته‌ایم از نمای بیرونی کهکشان خودمان عکس بگیریم چون ما داخل آن قرار گرفته‌ایم. شاید سالیان سال بعد و با پیشرفت روزافزون، تلسکوپ‌هایی بتوانند از کهکشان خارج شده و عکسبرداری کنند.
• ریشه کهکشان راه شیری در فارسی: اسم کهکشان در فارسی از واژه «کاه کشان» گرفته شده و کهکشان را به کاه کشانی تشبیه می‌کند که در حال رفتن است و ستاره‌ها و غبار راه شیری از داخل آن به بیرون ریخته و کهکشان امروزی را شکل داده است.
• غول راه شیری، گوشه‌ای از یک جهان بزرگ‌تر است: کهکشان راه شیری که منظومه شمسی ما در دل آن همچون یک دانه شن در کویری بزرگ و فراخ محسوب می‌شود، خود با همه بزرگی و عظمتش بخشی از ساختاری بزرگ‌تر است که همسایگانی مثل آندرومدا را نیز شامل می‌شود. کهکشان ما به‌همراه ۵۰ کهکشان دیگر بخشی از «ابر خوشه سنبله» (Virgo Supercluster) هستند.

_{منبع عکس:ویکی مدیا؛ عکاس: Y. Beletsky}

تجربه‌های شما از رصد کهکشان و ستاره‌ها برای ما جذاب است. لطفا تجربه‌های خود را در مورد دیدن کهکشان راه شیری با ما به اشتراک بذارید.

_{منبع عکس کاور: britannica؛ عکاس: نامشخص}