۱۰ نکته خواندنی درباره کهکشان راه شیری

هنگامی که ما به تمام کیهان و اینکه در کجای آن قرار داریم، فکر کنیم متوجه می‌شویم که سیاره ما فقط یک ذره کوچک است. منظومه شمسی ما یکی از هزاران سیستم ستاره‌ای کهکشان راه شیری بوده و حتی کهکشان خود ما یکی از میلیاردها کهکشان جهان است. تصور اینکه جهان چقدر بزرگ است بسیار دشوار است، اما امروزه با تکنولوژی‌های پیشرفته ما درک بهتری از عمیق‌ترین بخش‌های فضا داریم. فقط در کهکشان راه شیری خودمان تعداد زیادی خورشید، سیاره، سیستم ستاره‌ای، دنباله‌دارها، سیاه‌چاله و سایر اشیاء فضایی را داریم.^[۱]

۱۰- ساختار و اندازه کهکشان راه شیری

کهکشان راه شیری یک کهکشان مارپیچی با برآمدگی در وسط بوده و دارای چهار بازوی اصلی است که آن را احاطه کرده‌اند. حدود ۲ سوم از کهکشان‌های جهان، مارپیچی هستند. کهکشان ما همانند منظومه شمسی همیشه در حال چرخش است. منظومه شمسی ما با سرعت ۸۳۰ هزار کیلومتر در ساعت به دور کهکشان راه شیری می‌چرخد و با این سرعت ۲۳۰ میلیون سال طول می‌کشد تا به دور کهکشان یک دور کامل بزند.

قطر کهکشان ما ۲۰۰ هزار سال نوری بوده و جرمی برابر با ۴۰۰ میلیارد تا ۷۸۰ میلیارد برابر جرم خورشید دارد که به اعتقاد دانشمندان ۹۰ درصد از این جرم مربوط به ماده تاریک است.

در اطراف کهکشان یک هاله عظیم گاز گرم وجود دارد که صدها هزار سال نوری امتداد دارد. با وجود اینکه این هاله به بزرگی مجموع تمام ستارگان کهکشان است اما فقط ۲ درصد کهکشان، ستاره دارد. و در قلب کهکشان یک تحدب یا برآمدگی وجود دارد که حاوی گاز، ستاره‌ها و گرد و غبار چنان غلیظی است که نمی‌توان آن را دید چه رسد به آنکه بخواهیم آن طرف این برآمدگی را ببینیم. 

۹- کهکشان آندرومدا و راه شیری سرانجام به همدیگر برخورد می‌کنند

یک نبرد عظیم بین کهکشان آندرومدا (Andromeda Galaxy) و کهکشان راه شیری در حال وقوع است. این دو کهکشان با سرعت ۲۸۸۰۰۰ کیلومتر در ساعت به سمت همدیگر حرکت می‌کنند و طبق آخرین پیش‌بینی‌ها کهکشان آندرومدا و کهکشان راه شیری ۴٫۵ میلیارد سال دیگر به همدیگر برخورد خواهند نمود.

پیش‌بینی‌های قبلی نشان داده بود که ۲ کهکشان ۳.۹ میلیارد سال آینده با یکدیگر برخورد خواهند کرد اما در حال حاضر پژوهشگران با تجزیه و تحلیل داده‌های جمع آوری شده توسط تلسکوپ فضایی گایا به این نتیجه رسیده‌اند که این برخورد احتمالاً ۴.۵ میلیارد سال آینده رخ خواهد داد.

ممکن است برخورد دو کهکشان به آن شدتی که قبلاً تصور می‌شد نباشد زیرا تحقیقات جدید حاکی از آن است که این یک برخورد با شدت نبوده و بلکه نوعی اثرمتقابل جزر و مدی (tidal interaction) خواهد بود، بدین معنی که هیچ سیاره یا ستاره‌ای با یکدیگر برخورد نخواهند کرد.

هر دو کهکشان راه شیری و آندرومدا جزئی از ۵۴ کهشانی هستند که به گروه محلی (Local Group) معروف هستند. این دو کهکشان به همراه کهکشان مثلث (Triangulum Galaxy) بزرگ‌ترین کهکشان‌های این گروه هستند. آندرومدا عظیم‌ترین کهکشان است در حالی که راه شیری در رتبه بعدی و کهکشان مثلث در رتبه سوم قرار دارد. آندرومدا و مثلث هر دو کهکشان‌های مارپیچی هستند و بین ۲٫۵ تا ۳ میلیون سال نوری از راه شیری فاصله دارند.

بیشتر بخوانید: ۱۰ نکته خواندنی درباره کهکشان آندرومدا

۸- کهکشان ما به جای اینکه تخت باشد پیچ و تاب دارد

همیشه گفته می‌شد که کهکشان ما همانند یک پنکیک صاف است، اما مطالعه جدید نشان داد که راه شیری در واقع پیچ خورده و تاب‌دار است. هر چه ستاره‌ها از مرکز کهکشان دورتر می‌شوند، بیشتر پیچ و تاب خورده و شکل S به خود می‌گیرند.

در جدیدترین مطالعه که توسط ستاره شناسان دانشگاه مک‌کواری استرالیا و محققان موسسه علوم چین به صورت جداگانه انجام شد، دانشمندان ۱۳۳۹ ستاره متغیر قیفاووسی (Cepheid variable stars) را بررسی نمودند. این ستاره‌ها به گونه‌ای کم رنگ و روشن می‌شدند که درخشندگی آنها تغیییر می‌کرد. داده‌های جمع‌آوری شده توسط تلسکوپ فضایی فروسرخ WISE ناسا به دانشمندان اجازه داد تا یک نقشه سه‌بعدی از کهکشان راه شیری تهیه کنند.

باوجود این که تایید شده است که کهکشان راه شیری پیچ و تاب خورده اما تنها کهکشان جهان نیست که این گونه است. در حالی که چنین الگویی برای کهکشان‌ها رایج نیست اما ستاره شناسان تایید کرده‌اند که ده‌ها کهکشان در جهان دارای الگوی مارپیچی پیچ و تاب‌دار هستند.

۷- ده‌ها میلیارد ستاره در کهکشان ما وجود دارد

دشوار است که بدانیم دقیقاً چقدر ستاره در کهکشان ما وجود دارد، زیرا هاله اطراف کهکشان راه شیری نیز تعداد زیادی ستاره دارد. علاوه بر آن مرکز کهکشان نیز دارای یک برآمدگی کهکشانی است که پر از گرد و غبار، ستاره‌ها و گاز است و همچنین یک سیاه‌چاله فوق سنگین نیز در آنجا وجود دارد که سبب ضخیم شدن آن ناحیه شده است به همین علت تلسکوپ‌ها قادر به دیدن آن منطقه نیستند.

در حالی که حدود ۹۰ درصد از جرم کهکشان ما را ماده تاریک تشکیل می‌دهد، مقدار زیادی از ۱۰ درصد باقیمانده مربوط به غبار و گاز است، اعتقاد بر این است که تنها حدود ۳ درصد جرم کهکشان راه شیری از ستاره‌ها تشکیل شده است. برخی محققان بر این باورند که حدود ۱۰۰ میلیارد ستاره در کهکشان ما وجود دارد، در حالی که برخی دیگر می‌گویند تعداد ستاره‌ها بین ۴۰۰ تا ۷۰۰ میلیارد است. 

۶- یک سیاه‌چاله کلان جرم در قلب کهکشان وجود دارد

اعتقاد بر این است که بیشتر کهکشان‌ها البته نه همه آنها، در مرکز خود دارای یک سیاه‌چاله کلان جرم هستند. کهکشان راه شیری نیز یکی از آنهاست که یک سیاه‌چاله کلان جرم با جرمی به اندازه ۴ میلیون خورشید در مرکز آن قرار دارد. سیاه‌چاله ساگیتاریوس ای (Sagittarius A) که در مرکز کهکشان ما قرار دارد در چند سال گذشته مورد مطالعه قرار گرفته است. اگرچه سیاه‌چاله‌ها دیده نمی‌شوند اما دانشمندان با مشاهده موادی که در حال گردش در اطراف آنها هستند، آنها را مورد مطالعه قرار می‌دهند.

دانشمندان می‌خواستند آثار گرانش در نزدیکی سیاه‌چاله را اندازه بگیرند، بنابراین آنها تصمیم گرفتند یک ستاره کوچک به نام S2 را که در اطراف سیاه‌چاله قرار داشته و هر ۱۶ سال یکبار به دور آن گردش می‌کند را مطالعه کنند. دانشمندان متوجه شدند که سه شعله روشن با سرعت حدود ۳۴۰ میلیون کیلومتر در ساعت (۳۰ درصد سرعت نور) در اطراف افق رویداد سیاه‌چاله حرکت می‌کنند.

بیشتر بخوانید: ۱۰ واقعیت عجیب درباره سیاهچاله‌ها که اخیرا کشف شده است

۵- سیاه‌چاله‌ای به اندازه سیاره مشتری که در کهکشان سرگردان است

تحقیقات جدید نشان می‌دهند که یک سیاه‌چاله نادر و به اندازه سیاره مشتری در اطراف کهکشان ما سرگردان است. این داده‌ها از رصدخانه آرایه میلی‌متری بزرگ آتاکاما (یا ALMA) که شامل ۶۶ تلسکوپ است و در صحرای آتاکاما واقع در شمال شیلی قرار گرفته‌اند، تهیه شده است. در سال ۲۰۱۸ دانشمندان دو ابر گازی را که بالون و جریان نام داشتند را مشاهده کردند که با یک الگوی عجیب در حرکت بودند. آنها در روز دوم مشاهدات خود دریافتند که این ابر گازی به دور یک مکان نامرئی که از آن هیچ نوری خارج نمی‌شد در چرخش بود.

دانشمندان دریافتند که این شیء یک سیاه‌چاله به اندازه متوسط است که حدود ۳۰۰۰۰ برابر جرم خورشید، جرم داشته و تقریباً به اندازه سیاره مشتری است. دانشمندان قبلاً اعتقاد داشتند که سیاه‌چاله‌ها فقط دو دسته کوچک و کلان جرم هستند اما در حقیقت سیاه‌چاله‌هایی با اندازه متوسط نیز وجود دارند که نادرند اما وجود دارند.

۴- زمین در مرکز کمربند حیات کهکشان راه شیری قرار دارد

در طول دو دهه گذشته اخترشناسان برای درک نحوه تکامل کهکشان برپایه چهار اصل اساسی برای تشکیل حیات پیشرفته، مدل‌سازی‌هایی انجام داده‌اند. این اصول عبارت از وجود یک ستاره میزبان، وجود مقدار کافی عناصر سنگین برای ایجاد سیارات خاکی (مانند زمین)، زمان کافی برای تکامل زیست شناختی و محیطی بدون پرتوهای گاما یا ابرنواخترهای تهدید کننده زندگی هستند.

وجود تقریباً ۴۰۰۰ سیاره شبه زمین و نزدیک به ۳۰۰۰ سیستم ستاره‌ای در کهکشان ما تأیید شده است. بیش از صدها مورد از این سیستم‌های ستاره‌ای دارای بیش از یک سیاره هستند که در کمربند حیات کهکشانی (Galactic Habitable Zone) قرار داشته و شکی نیست که بسیاری دیگر از آنها هنوز کشف نشده‌اند.

 البته زمین در یک مکان عالی در نزدیکی مرکز کمربند حیات کهکشانی واقع شده است. جالب‌تر از همه این است که طبق گفته اخترفیزیکدانان دانشگاه ملی استرالیا، کمربند حیات کهکشانی تنها دارای ۱۰ درصد از کل ستاره‌های راه شیری است.

بیشتر بخوانید: کهکشان راه شیری ۱۰ میلیارد سیاره شبه زمین دارد

۳- کهکشان ما بیش از ۴۰۰۰ سیاره فراخورشیدی دارد

سیارات خارج از منظومه شمسی، سیارات فراخورشیدی نامیده می‌شوند و هزاران مورد از آنها در چند سال گذشته توسط تلسکوپ فضایی کپلر ناسا کشف شده‌اند. این سیارات فراخورشیدی می‌توانند به هر اندازه‌ای باشند، برخی از آنها سنگی بوده و برخی دیگر دارای سطح یخی هستند.

تلسکوپ فضایی کپلر برای یافتن این سیارات از سال ۲۰۰۹ تا سال ۲۰۱۸ کار کرد. در طی این مدت کپلر ۲۶۸۲ سیاره فراخورشیدی را کشف کرد و به لطف مشاهدات این تلسکوپ بیش از ۲۹۰۰ سیاره احتمالی کشف شده که در انتظار تایید هستند. و براساس اطلاعات موجود در وب سایت NASA در کل  وجود ۴۰۵۷ سیاره فراخورشیدی از جمله آنهایی که توسط کپلر پیدا شده‌اند، تأیید شده است.

با اتمام سوخت کپلر در سال ۲۰۱۸ این تلسکوپ خاموش شده و به جای آن ماهواره نقشه‌بردار فراخورشیدی گذران (TESS) یا تس در آوریل ۲۰۱۸ به فضا فرستاده شده تا در ماموریت ۲ ساله ۸۵ درصد از آسمان را رصد کند.

بیشتر بخوانید: ۱۰ مورد از خطرناک‌ترین سیارات کهکشان راه شیری

۲- تاکنون بیش از ۳۰۰۰ سیستم سیاره‌ای در کهکشان ما کشف شده‌ 

از جمله اطلاعات مهم دیگری که در وب سایت NASA ارائه شده این است که تاکنون ۳۰۱۶ سیستم سیاره‌ای در کهکشان ما کشف شده‌ است. یکی از این سیستم‌های سیاره‌ای که شباهت بسیاری به منظومه شمسی دارد، Kepler-90 نام دارد که با فاصله حدود ۲۵۰۰ سال نوری و در صورت فلکی اژدها قرار دارد.

Kepler-90 دارای هشت سیاره است که با تعداد سیارات واقع در منظومه شمسی ما برابر است. از شباهت‌های دیگر بین دو سیستم ستاره‌ای این است که Kepler-90 دارای یک ستاره از نوع G بوده که با خورشید خود ما قابل مقایسه است. در این سیستم همانند منظومه ما سیارات سنگی وجود دارد، علاوه بر آن سیارات بزرگ دیگری نیز دارد که از نظر اندازه شبیه زحل و مشتری هستند.

یک تفاوت اساسی بین دو سیستم ستاره‌ای این است که سیارات Kepler-90 همه در مدار بسیار نزدیک به ستاره میزبان خود قرار دارند و این نشان می‌دهد که آنها ممکن است برای داشتن حیات خیلی گرم باشند. با تحقیقات بیشتر، به طور بالقوه می‌توان سیارات بیشتری را در مدارهای دورتر کشف کرد. 

۱- راه شیری تنها یکی از صدها میلیارد کهکشان جهان است

براساس داده‌های جمع‌آوری شده از تلسکوپ فضایی هابل، پیش از این تصور می‌شد که حدود ۲۰۰ میلیارد کهکشان در جهان وجود دارد. اما اکنون اعتقاد بر این است که حداقل ده برابر این مقدار کهکشان در فضا وجود دارد.

برخی از کارشناسان معتقدند که حدود ۹۰ درصد از کهکشان‌های جهان قابل مشاهده بسیار دور هستند و حتی برای مشاهده توسط تلسکوپ‌های ما بسیار کم نور هستند. خوشبختانه تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) قرار است در اوایل سال ۲۰۲۱ به فضا پرتاب شود که به دیدن کهکشان‌های ضعیف و شاید کشف تعداد بیشتری از کهکشان‌ها کمک خواهد کرد.

برخی از وظایفی که تلسکوپ جیمز وب انجام خواهد داد به این شرح است: درک این که پس از تشکیل اولین ستارگان جهان پس از بیگ بنگ چه اتفاقی افتاد، فهمیدن چگونگی شکل‌گیری کهکشان‌ها، تولد ستاره‌ها در سیستم‌های پروتوپلانتری (Protoplanetary) و کشف اتمسفر در سیارات دوردست برای تشخیص این که آیا آنها قابل سکونت هستند و آیا می‌توانند زندگی را در خود حفظ کنند. 

.

بیشتر بخوانید: آیا جهان لبه‌ دارد؟ آیا انسان قادر به مشاهده آن خواهد