راز شکل گیری کهکشان های مارپیچی فاش شد

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

میدونی چی بیشتر از همه من رو غافلگیر میکنه؟ این واقعیت که ما دنیای اطراف خود را بدیهی می دانیم. حیوانات، گیاهان، قوانین فیزیک و فضا توسط بسیاری از مردم به عنوان چیزی پیش پا افتاده و کسل کننده تلقی می شوند که آنها جن، ارواح، هیولاها و جادوگری را اختراع می کنند. موافقم، این شگفت انگیز است، زیرا حقیقت وجود ما جادو است.

به همان زرافه ها نگاه کنید - چگونه چنین چیزهایی با گردن دراز به وجود آمد؟ و در مورد پلاتی پوس، اکیدنا، جوجه تیغی و همه حیوانات دیگر چطور؟ فکر می کنم متوجه منظور من شده اید. در مورد فضا هم همینطور. آیا حقیقت وجود سیارات، ستاره ها و کهکشان ها شگفت انگیز نیست؟ و آیا این عالی نیست که بتوانیم آنها را مطالعه کنیم؟ بنابراین، کهکشان راه شیری (که خورشید و زمین ما در آن قرار دارند) یکی از میلیاردها کهکشان در وسعت جهان بینهایت است، اما ما موفق شدیم بفهمیم که چه شکلی است و اکثر کهکشان های موجود در کیهان قابل مشاهده چه شکلی دارند. دارند. در این مقاله چیز شگفت انگیزی در مورد دنیایی که ما در آن زندگی می کنیم یاد خواهید گرفت، یعنی چرا برخی کهکشان ها مارپیچی هستند؟

کهکشان چیست؟

در فضا، همه چیز توسط نیروی گرانش کنترل می شود. اگر او نبود، در وسعت بی نهایت در حال انبساط - و حتی با شتاب - جهان یک کهکشان واحد نداشت. پس از انفجار بزرگ، که 13.8 میلیارد سال پیش رخ داد، جهان به انبساط ادامه داد و به تدریج سرد شد. پس از پایان قرون تاریک - با شروع تراکم گاز خنثی - توده های ماده به تدریج شروع به تشکیل شدن کردند.

قرون تاریک دوره تکامل کیهان است که در طی آن اولین ستارگان و تشعشعات باقیمانده شکل گرفتند.

در واقع، کهکشان یک سیستم گرانشی بزرگ از خوشه‌های ماده، ستاره‌ها، ابرهای گاز و غبار، ماده تاریک و سیارات است. علاوه بر این، همه اجرام در کهکشان نسبت به مرکز جرم مشترک حرکت می کنند - سیاهچاله ای بسیار پرجرم که در قلب کهکشان ها قرار دارد. عجیب است، اینطور نیست؟ بنابراین، دانشمندان در حال بررسی اعماق فضا هستند و سعی می کنند تا حد امکان در مورد این مکان اسرارآمیز اطلاعات کسب کنند.

تشعشعات پس زمینه (یا تشعشعات پس زمینه مایکروویو کیهانی) تابش گرمایی است که جهان را به طور یکنواخت پر می کند. اعتقاد بر این است که تشعشعات باقی مانده در دوران اولیه کیهان، یعنی اندکی پس از انفجار بزرگ منشأ گرفته است.

کهکشان ها چه شکلی هستند؟

ممکن است تعجب کنید، اما مطالعات دقیق کهکشان ها تا دهه 1920 آغاز نشد. در حالی که ستارگان و سیارات هرگز از توجه انسان بی بهره نبوده اند، دانشمند برجسته ادوین هابل پایه و اساس نجوم برون کهکشانی را بنا نهاد. او ثابت کرد که بسیاری از سحابی های مشاهده شده توسط ستاره شناسان، کهکشان های دیگری هستند که از ستاره های بی شماری تشکیل شده اند. هابل بیش از هزار کهکشان را مطالعه کرده و فاصله برخی از آنها را تعیین کرده است. علاوه بر این، این ادوین هابل بود که برای اولین بار سه نوع کهکشان اصلی را شناسایی کرد: مارپیچی، بیضوی و نامنظم. معلوم شد که کهکشان های مارپیچی در وسعت کیهان از بقیه رایج ترند. خوب، بیش از نیمی از کهکشان ها مارپیچی هستند، از جمله کهکشان راه شیری، کهکشان آندرومدا و کهکشان مثلث. اما چرا؟

میدان های مغناطیسی کلید کشف اسرار کهکشان های مارپیچی هستند

دانشمندان هنوز در مورد کهکشان های مارپیچی و نحوه شکل گیری آنها با بازوهای برازنده پر از ستاره گیج هستند. در واقع، کهکشان های مارپیچی شکل نمادین اکثر کهکشان های جهان هستند.اخترشناسان در تلاش برای درک چرایی کهکشان های مارپیچی متفاوت از کهکشان راه شیری هستند. دانشمندان اخیراً کهکشان M77 را که با نام NGC 1068 نیز شناخته می شود، با استفاده از رصدخانه استراتوسفر SOFIA برای ستاره شناسی فروسرخ رصد کرده و نتایج خود را در مطالعه جدیدی ارائه کردند که به زودی در مجله Astrophysical منتشر خواهد شد.

میدان مغناطیسی نوع خاصی از ماده است که از طریق آن برهمکنش بین ذرات باردار متحرک انجام می شود.

به گفته نویسندگان این اثر در یک بیانیه مطبوعاتی رسمی، میدان های مغناطیسی نقش زیادی در شکل گیری کهکشان های مارپیچی مانند M77 دارند. میدان های مغناطیسی نامرئی هستند، اما می توانند بر تکامل کهکشان ها تأثیر بگذارند. امروزه دانشمندان به خوبی می‌دانند که چگونه نیروی گرانش بر ساختارهای کهکشانی تأثیر می‌گذارد، اما نقش میدان‌های مغناطیسی در این فرآیندها هنوز مشخص نیست.

M77 یک کهکشان مارپیچی است که در فاصله 47 میلیون سال نوری از زمین قرار دارد. محققان به این نتیجه رسیدند که M77 دارای یک هسته کهکشانی فعال است که دارای یک سیاهچاله بسیار پرجرم است که دو برابر بزرگتر از Sagittarius A *، سیاهچاله ای در مرکز کهکشان راه شیری است. M77 از نظر اندازه بزرگتر از کهکشان راه شیری است: شعاع آن حدود 85000 سال نوری و شعاع کهکشان راه شیری حدود 53000 است. با این حال، حدود 300 میلیارد ستاره در کهکشان M77 وجود دارد، در حالی که در کهکشان راه شیری تقریباً وجود دارد. 250 میلیارد تا 400. بازوهای مارپیچی M77 با مناطقی از شکل گیری ستاره های شدید پر شده است که به آنها شعله های ستاره ای می گویند. خطوط میدان مغناطیسی از نزدیک بازوهای مارپیچی را دنبال می کنند، اگرچه با تلسکوپ معمولی نمی توان آنها را دید. خوشبختانه، SOFIA می‌تواند این کار را انجام دهد و ستاره‌شناسان را به این موضوع سوق می‌دهد که وجود میدان‌های مغناطیسی از یک نظریه گسترده پشتیبانی می‌کند که توضیح می‌دهد چگونه بازوهای کهکشان‌های مارپیچی شکل می‌گیرند. به آن «نظریه موج چگالی» می گویند.

نظریه موج چگالی در دهه 1960 برای توضیح ساختار مارپیچی کهکشان های مارپیچی ارائه شد. بر اساس این نظریه، بازوهای کهکشان‌های مارپیچی شکل‌های مادی نیستند، بلکه مناطقی با چگالی افزایش یافته هستند که اساساً شبیه راهبندان‌های ترافیکی هستند.

بنابراین، بازوهای کهکشانی قسمت قابل مشاهده خود امواج چگالی هستند و ستارگان در داخل و خارج آنها حرکت می کنند. بنابراین، بازوهای کهکشان های مارپیچی ساختارهای دائمی ساخته شده از ستاره ها نیستند، اگرچه به نظر می رسند. مشاهدات با SOFIA نشان داده است که خطوط میدان مغناطیسی در امتداد کل بازوی کهکشان M77 در فاصله 24000 سال نوری کشیده شده اند. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده، نیروهای گرانشی که به ایجاد شکل مارپیچی کهکشان کمک کردند، میدان‌های مغناطیسی را فشرده می‌کنند و در نتیجه نظریه امواج چگالی را تأیید می‌کنند. جنون فضایی محض، اینطور نیست؟

با این حال، این مطالعه تنها با یک کهکشان مارپیچی سروکار دارد، بنابراین اخترشناسان هنوز کار زیادی در پیش دارند. هنوز ناشناخته مانده است که خطوط میدان مغناطیسی چه نقشی می توانند در ساختار کهکشان های دیگر، از جمله کهکشان های اشتباه داشته باشند، اما با وجود تعداد زیادی سؤال، ما قبلاً چیزهای زیادی در مورد دنیایی که در آن زندگی می کنیم آموخته ایم و این دانش فقط کنجکاوی را برانگیخته است..