خانه کیهانی ما | چرا ساختار راه‌شیری مارپیچی است؟

کهکشان‌ها به طور کلی به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند: کهکشان‌های مارپیچی، بیضوی و بی‌قاعده. 70 درصد کهکشا‌ن‌هایی که تاکنون شناخته‌شده‌اند مارپیچی هستند. در حالی‌که در آغاز شکل‌گیری کهکشان‌ها، کهکشان‌های مارپیچی وجود نداشتند. کهکشان راه‌شیری در دسته‌بندی کهکشان‌های مارپیچی میله‌ای قرار می‌گیرد. علت این مسئله، وجود یک میله مستطیل شکل از ستارگان در مرکز راه‌شیری است.
این مسئله که راه‌شیری ساختاری مارپیچی دارد، 150 سال پیش مطرح شد. اما تا سال 1950 چندان توجهی به آن نشده‌ بود. پس از آن مدل‌های زیادی برای راه‌شیری پیشنهاد شد. بیشتر این مدل‌ها ساختارهایی با دو یا چهار بازو بودند(ساختارهایی مانند کهکشان‌های M51 و NGC1232).
واقعیت این است که تاکنون، یک موافقت جمعی درباره تعداد، مکان، چرخش و فاصله بازو‌های راه‌شیری به دست نیامده‌ است. اما آن‌چه به طور معمول بیان می‌شود این است که راه‌شیری چهار بازوی مارپیچی اصلی دارد:

1) بازوی نورما و ماکیان
2) قوس
3) سپر-چلیپا
4) برساوش
محل قرارگیری خورشید یک بازوی کوچک ( یا سیخ کهکشانی) به نام جبار( بازوی محلی) است.

اما چرا راه‌شیری مارپیچی است؟

مارپیچی بودن راه‌شیری بر اثر گرانش آن اتفاق افتاده‌ است. اگر دقیق‌تر بخواهیم بگوییم، گردش ماده به دور مرکز کهشان باعث این مسئله شده‌ است. البته توجه‌ داشته باشید که قضیه به این شکل نیست که از ابتدا ستارگان در این بازو‌ها قرار گرفته‌ باشند و به دور مرکز کهکشان بچرخند.

بیایید مسئله را جور دیگری بررسی کنیم. بازوهای کهکشان در حقیقت امواج ایستاده هستند. برای درک این مساله به این مثال توجه کنید: فرض کنید تعدادی اتومبیل در یک بزرگ‌راه با سرعت زیاد در حرکت هستند و ناگهان با یک بشقاب پرنده سقوط کرده مواجه می‌شوند! این اتومبیل‌ها سرعت خود را پایین می‌آورند تا بشقاب‌پرنده را تماشا کنند، بعد از چند دقیقه توده‌ای از اتومبیل‌ در آن محل تشکیل خواهد‌شد. سپس اتومبیلی که در جلوی این جمعیت قرار داشته شتاب می‌گیرد و به مسیر خود ادامه می‌دهد و دیگر اتومبیل‌ها نیز همین کار را انجام می‌دهند . این بهترین توصیفی است که می‌توان درباره حرکت ستارگان در کهکشان بیان‌کرد.

وقتی یک موج ایستاده نزدیک می‌شود، ستاره‌ها به سمت آن شتاب می‌گیرند. سپس همان‌طور که از آن دور می‌شوند سرعتشان کاهش می‌یابد. مانند دنباله‌داری که به دام گرانش خورشید می‌افتد. هنگامی که موج ایستاده از یک منطقه عبور می‌کند ستاره‌زایی در آن منطقه سرعت می‌یابد. بنابراین ماده موجود در کهکشان دائما حرکت می‌کند و ستارگانی که بر اثر وجود موج ایستاده به‌وجود آمده‌اند مسیر آن را به جلو باز می‌کنند.
البته به خاطر داشته باشید که سرعت ستارگان کهکشان در نزدیکی مرکز آن بیشتر است. ستارگانی که در فواصل دور قرار دارند با سرعت بسیار کمتری می‌‌چرخند. 240 میلیون سال طول می‌کشد تا کهکشان راه‌شیری یک دور کامل به‌ دور‌ خود بچرخد. اما این سرعت برای تمامی ستارگان و بازوها یکسان نیست.
منجمان به تازگی توانسته‌اند کشف کنند که اصلاً چرا بازوها شکل می‌گیرند.

spiral-galaxies

تصویر 6 کهکشان مارپیچی که توسط تلسکوپ VLT در شیلی به‌دست آمده‌است

چرا کهکشان‌ها بازوهای مارپیچی دارند؟

در حقیقت منجمان، فرآیند تشکیل بازوها را، مانند یک آب‌پاش باغبانی در نظر می‌گیرند که سرشار از موادی است که از مرکز کهکشان به بیرون می‌پاشند؛ یا به‌وسیله میدان‌های مغناطیسی هدایت می‌شوند. آن‌ها معتقدند بازوها خصوصیات دائمی نیستند و ممکن است در طول زمان ناپدید یا پدیدار شوند. اما شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که بازوها، در طولانی مدت پایدار هستند. گروهی از دانشمندان معتقدند که این بازوها از بقایای ابرهای غول‌پیکر هیدروژن به‌وجود آمده‌اند. این  ابرها بازوها را شکل داده‌اند و شکل آن‌ها را برای میلیون‌ها سال حفظ می‌کنند. بحث بر سر این موضوع همچنان ادامه‌ دارد. نظر شما درباره این مسئله چیست؟

برای کسب اطلاعات بیشتر می‌توانید به این لینک مراجعه کنید: science advance

منبع: universetoday, universetoday, space

سوگند متقی

سوگند متقی، نجوم آماتوری را به طور جدی از دوره راهنمایی آغاز کرد و هم اکنون دانشجوی مقطع کارشناسی رشته فیزیک در دانشگاه صنعتی خواجه نصیر است. او با مجموعه‌های مختلفی از جمله ماهنامه نجوم، آوا استار و ... تا کنون همکاری داشته و تدریس و ترویج نجوم از فعالیت‌های مورد علاقه اوست.

مطالب مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *