کهکشان چرخ گاری چیست و چگونه تشکیل شده است؟

کهکشان چرخ گاری چیست

کهکشان چرخ گاری (Cartwheel galaxy) نوعی کهکشان عدسی‌شکل و حلقوی در صورت فلکی سنگ‌تراش است. فاصله کهکشان چرخ گاری از زمین ۴۹۶ میلیون سال نوری است. قطر آن نیز ۱۵۰,۰۰۰ سال نوری است، لذا از کهکشان راه شیری اندکی بزرگتر است. درباره نحوه شکل‌گیری این کهکشان دست‌کم دو نظریه مطرح است. یکی از آن‌ها می‌گوید، چرخ گاری ابتدا کهکشان مارپیچی منظمی بود اما با کهکشان دیگری برخورد کرد. موج ناشی از برخورد، گازها و غبارها را از مرکز به‌سمت بیرون کهکشان جارو کرد و نهایتا ساختاری شبیه چرخ گاری پدید آمد. طبق نظریه دوم، میدان مغناطیسی قدرتمندی که حول هسته کهکشان پدید آمد، ستاره‌های بزرگ را از اطراف هسته دور کرد. نتیجتا حلقه‌ای حول هسته پدید آمد و به‌تدریج ساختار فعلی شکل گرفت. در ادامه با جزییات بیشتری توضیح داده خواهدشد که کهکشان چرخ گاری چیست و کهکشان چرخ گاری چگونه تشکیل شده است.

مطلب مرتبط: کهکشان چیست و چگونه تشکیل‌ می‌شود و چند گونه است؟

کهکشان چرخ گاری چگونه تشکیل شده است

درباره نحوه شکل‌گیری کهکشان چرخ گاری دست‌کم دو نظریه مطرح شده است. یکی از آن‌ها نظریه برخورد با کهکشان کوچکتر و دیگری نظریه مدل ذره گوی نور است که هر دو آن‌ها توضیح داده خواهندشد.

نظریه برخورد کهکشان‌ها

طبق یکی از نظریه‌ها، چرخ گاری در گذشته کهکشان مارپیچی منظمی بود. اما حدود ۲۰۰ میلیون سال پیش با کهکشان کوچکتری برخورد کرد. با عبور کهکشان کوچکتر از درون این کهکشان بزرگتر، موج عظیمی ایجاد شد. موج یادشده با سرعت حدود ۳۲۲,۰۰۰ کیلومتر در ساعت گازها و غبارهای اطراف ناحیه مرکزی کهکشان بزرگتر را جارو کرد، اما هسته کهکشان پابرجا ماند زیرا نواحی ستاره‌فشان قدرتمندی آن را احاطه کرده‌ بودند. نتیجتا، کهکشان بزرگتر به‌‌شکل فعلی خود درآمد که شبیه چرخ گاری است. ساختار مارپیچی این کهکشان هم‌اینک دوباره در حال شکل‌گیری است و بین هسته و حلقه بیرونی کهکشان، بازوهایی در حال پیدایش است.

در مجاورت چرخ گاری، دو کهکشان کوچکتر مشاهده می‌شود که هنوز دقیقا مشخص نیست کدام‌یک از آن ها میلیون‌ها سال پیش از درون چرخ گاری عبور کرده است. یکی از آن‌دو کهکشان ظاهر گسسته‌ای دارد که نشان‌ می‌دهد ستاره جدیدی درونش در حال شکل‌گیری است و ضمنا ستاره‌های آبی جوانی هم در آن حضور دارند. کهکشان کوچک دیگری که در تصاویر مشاهده می‌شود، فاقد گاز است و شاید در اثر برهم‌کنش با همسایه‌اش، تمام گاز خود را از دست داده است.

نظریه ذره گوی نور

نظریه دیگری نیز موسوم به مدل ذره گوی نور (Ball-of-Light Particle Model) مطرح شده است که شکل نامعمول کهکشان چرخ گاری را توضیح می‌دهد. این نظریه می‌گوید، گوی بزرگ نورانی که هسته کهکشان را تشکیل داده است، در گذشته‌های بسیار دور ناپایدار گشت و به دو یا سه بخش تقسیم شد. دست‌کم یکی از این گوی‌های نورانی به کهکشان کوچکتری تبدیل شد که اینک همسایه چرخ گاری است. این نظریه نحوه پیدایش رشته‌های کم‌فروغ گاز هیدروژن خنثی را نیز که چرخ گاری را به کهکشان‌های کوچکتر مجاورش متصل می‌کند، توضیح می‌دهد.

آنچه از هسته کهکشان به جای ماند، بسیار ناپایدار بود. ضمنا میدان مغناطیسی بسیار بزرگی حول آن در گردش بود که ستاره‌های بزرگ را بسیار سریع از اطراف هسته کهکشان پراکنده ‌کرد و نتیجتا حلقه‌ای حول هسته پدید آمد. ستاره‌هایی که از اطراف هسته پراکنده شده بودند به‌سبب شتاب فراوان‌شان پایدار ماندند زیرا نیروهای گرانشی بزرگی درون هسته‌ آن‌ها القا می‌شد. سرانجام و به‌تدریج، سطح هسته چرخ گاری پایدارتر شد اما به دور کردن ستاره‌ها از خود ادامه داد. پره‌های فعلی چرخ گاری در اثر همین پدیده شکل گرفت.

هسته چرخ گاری سپس دوباره ناپایدار شد و حلقه دیگری را حول خودش پدید آورد. این حلقه به هسته نزدیک‌تر و دارای گوی‌های بزرگ نورانی بود. آن گوی‌های بزرگ نورانی هم‌اینک در حال زوال هستند و ردی از گوی‌های نورانی کوچکتر به جای می‌نهند که ساختارهای بزرگی شبیه دنباله‌دارها پدید می‌آورند.

چرخ گاری کهکشان ستاره‌فشان است

چرخ گاری یک کهکشان ستاره‌فشان (starburst) است. در کهکشان‌های ستاره‌فشان، نرخ تولید ستاره‌های جدید بسیار فراتر از حد معمول در سایر کهکشان‌هاست. لذا چرخ گاری نیز چندین ستاره‌ جدید بسیار بزرگ و درخشان دارد. وقتی زندگی ستاره‌های بزرگ با انفجار ابرنواختر پایان می‌یابد، یا به سیاه‌چاله‌ و یا به ستاره نوترونی تبدیل می‌شوند. اگر در مجاورت ستاره‌ نوترونی یا سیاه‌چاله، ستاره‌های دیگری باشند، ستاره نوترونی یا سیاه‌چاله مواد و ذرات آن ستاره‌ها را به‌سمت خود جذب می‌کنند و نتیجتا به منابع قدرتمند پرتو ایکس تبدیل می‌شوند.

ستاره‌های نوترونی و سیاه‌چاله‌ها میدان گرانشی قدرتمندی دارند. آنها پیوسته مواد ستاره‌ها را جذب می‌کنند و حول آن‌ها قرص‌های همواره در حال رشدی پدید می‌آورند. مواد پیوسته رو به افزایش این قرص‌ها پرتوهای ایکس قدرتمندی ایجاد می‌کنند. کهکشان چرخ گاری به خاطر منابع پرتو ایکس متعدد خود که ناشی از سیاه‌چاله‌هایی در منظومه‌های دوتایی است معروف است. تاکنون چندین منبع پرتو ایکس درخشان اینچنینی در کهکشان شناسایی شده است. در اکثر کهکشان‌ها تنها یک یا دو عدد از آن‌ها کشف می‌شود.

مطلب مرتبط: ستاره نوترونی چیست و چگونه پدید می‌آید – ساختار و ویژگی‌ها

ویژگی‌های کهکشان چرخ گاری چیست

• کهکشان چرخ گاری در سال ۱۹۴۱ کشف شد.
• این کهکشان با سرعت ۲۱۷ کیلومتر در ثانیه دور خود می‌چرخد.
• کهکشان چرخ گاری با سرعت ۹۰۵۰ کیلومتر در ثانیه از ما دور می‌شود.
• جرم کهکشان چرخ کاری حدود ۲.۹ تا ۴.۸ میلیارد برابر جرم خورشید برآورد شده است.
• چرخ گاری یکی از درخشان‌ترین منابع انتشار پرتو فرابنفش در عالم اطراف ما است.
• در اثر برخورد چرخ گاری با کهکشان کوچکتر مجاورش ستاره‌های پیرتر در ناحیه درونی‌تر کهکشان جای گرفته‌اند که با تصویربرداری فرابنفش قابل مشاهده هستند.

جدول ویژگی‌های کهکشان چرخ گاری

مطالب مرتبط: ویژگی‌ سایر کهکشان‌ها