کهکشان چیست و چگونه تشکیل می‌شود و چند گونه است؟
کهکشان چیست؟
کهکشان چیست: کهکشان مجموعه بزرگی متشکل از ماده تاریک، گاز، پلاسما، غبار و ستاره‌هاست که به‌وسیله نیروی جاذبه به هم پیوند خورده‌اند. عالم پر از کهکشان‌هایی است که عمدتا به‌صورت خوشه‌ها یا گروه‌هایی در آسمان پراکنده‌اند. کهکشانی که زمین و منظومه شمسی در آن جای گرفته است، کهکشان راه شیری نام دارد. هر کهکشان بسته به وسعت خود شاید حاوی چندین سحابی و صدها میلیارد ستاره باشد. تعداد کهکشان‌هایی که در گستره دید انسان هستند، تا بدینجا بیش از ۲ تریلیون کهکشان برآورد شده است. اما اینکه خدای متعال فراتر از گستره دید انسان چه تعداد کهکشان دیگر آفریده است، مشخص نیست. اخترشناسان هنوز به‌درستی نمی‌دانند علت تشکیل کهکشان چیست. اما چند فرآیند را در این خصوص مطرح کرده‌اند که شاید بتواند تا حدی نحوه تشکیل کهکشان‌ها را توضیح دهد.
مطلب مرتبط: پلاسما چیست و با گاز چه تفاوتی دارد – نجوم و فیزیک
فرآیند پیدایش و شکل‌گیری کهکشان‌ها؛ علت تشکیل کهکشان چیست؟
نحوه پیدایش و شکل‌گیری کهکشان‌ها هنوز برای دانشمندان کاملا مشخص نیست. لذا در حال حاضر نمی‌توان دقیقا توضیح داد که علت پیدایش کهکشان چیست و نحوه تشکیل کهکشان چگونه است. اما اخترشناسان سه فرآیند مهم را در تشکیل کهکشان‌ها موثر می‌دانند:
- فروپاشی آغازین (primordial collapse): فروپاشیدن ابرهای گازی در اوایل تاریخ آفرینش عالم
- خوشه‌سازی سلسله‌مراتبی (hierarchical clustering): ادغام کهکشان‌های کوچک پرشمار و شکل‌گیری کهکشان‌های بزرگ
- تکامل تدریجی و بلندمدت (secular evolution): شکل‌گیری کهکشان‌ها درنتیجه تعامل بلندمدت آن‌ها با یکدیگر و با محیط‌شان یا از طریق فرآیندهای درونی
کهکشان‌های عالم پیوسته در اثر سه فرآیند عمده یعنی تکامل تدریجی، ادغام و تعامل در حال تغییرند. دانش فعلی انسان به او می‌گوید که در اوایل خلقت عالم، کهکشان‌ها هنوز هیچ ستاره‌ای نداشتند. کهکشان‌ها را در این مرحله، پیش‌کهکشان (proto-galaxy) می‌نامند. پیش‌کهکشان‌ها معمولا فقط حاوی گاز و ماده تاریک بودند. شاید هنوز هم پیش‌کهکشان‌هایی در این عالم باشند که در این‌صورت در دسته ویژه‌ای موسوم به کهکشان‌های تاریک جای می‌گیرند؛ یعنی کهکشان‌هایی که از شرایط لازم برای تشکیل ستارگان برخوردار نیستند. کهکشان‌های تاریک فقط از ماده تاریک و شاید گاز ساخته شده‌اند. البته اخترشناسان و فیزیک‌اخترشناسان هنوز درباره نظریه تشکیل کهکشان‌ها در حال بحث و مطالعه هستند.
مطلب مرتبط: ستاره چیست و چگونه تشکیل می‌شود؟
اندازه و جرم کهکشان‌ها
جرم اکثر کهکشان‌ها حدود ۱۰۷ تا ۱۰۱۲ جرم خورشیدی یعنی ۱۰۷ تا ۱۰۱۲ برابر جرم خورشید است. قطر کهکشان‌ها نیز از چند کیلوپارسک تا بیش از صد کیلوپارسک است. هر پارسک برابر با ۳.۲۶ سال نوری یا ۳۰.۹ تریلیون کیلومتر است. قطر حلقه ستارگانی کهکشان راه شیری حدود ۵۰ کیلوپارسک است.
عکسی از کهکشان مارپیچی راه شیری؛ ما چون خود بخشی از این کهکشان هستیم، نمی‌توانیم از تمام آن عکس یا تصویر بگیریم.
مطلب مرتبط: ستاره فراغول چیست و چه ویژگی‌هایی دارد
انواع کهکشان و ویژگی هر نوع کهکشان چیست
کهکشان‌ها را برحسب ویژگی‌های مختلفی دسته‌بندی می‌کنند. یکی از رایج‌ترین دسته‌بندی‌‌ها را ادوین هابل پیشنهاد داده بود که بعدها جرارد وکولور آن را بازتعریف کرد. طبق این تعریف، کهکشان‌ها به سه نوع عمده تقسیم می‌شوند:
- مارپیچی (Spiral galaxies)
- بیضوی (Elliptical galaxies)
- نامنظم (Irregular galaxies)
این سه گونه کهکشان را سپس می‌توان طبق ویژگی‌های دیگری همچون میزان گشودگی مارپیچ‌ها، اندازه و گستره رشته‌ها و اندازه برآمدگی کهکشانی به زیرگونه‌های کوچکتری تقسیم کرد. علاوه بر این سه گونه کهکشان، گونه دیگری از کهکشان‌ها موسوم به کهکشان‌های کوتوله (Dwarf galaxies) نیز تعریف شده‌اند که توضیح داده خواهدشد.
کهکشان‌های مارپیچی
بیشترین کهکشان‌هایی که تاکنون در عالم کشف شده‌اند، از نوع کهکشان‌های مارپیچی بوده‌اند. کهکشان خود ما موسوم به کهکشان راه شیری، کهکشان مجاور ما موسوم به آندرومدا و همچنین کهکشان فرفره، کهکشان گرداب و کهکشان نهنگ از نوع کهکشان‌های مارپیچی هستند. مارپیچ‌ها قرص‌های چرخانی از ستاره‌ها و سحابی‌ها هستند که با پوسته‌ای از ماده تاریک احاطه شده‌اند. منطقه مرکزی درخشنده در هسته یک کهکشان را برآمدگی کهکشانی (galactic bulge) می‌نامند. بسیاری از کهکشان‌های مارپیچی در بخش فوقانی و زیرین قرص خود، هاله‌ای از ستارگان و خوشه‌های ستاره‌ای دارند.
عکسی از کهکشان مارپیچی شبح
مارپیچ‌هایی که رشته‌‌های ستاره‌ای بزرگ و درخشان و موادی دارند که از بخش‌های مرکزی‌شان می‌گذرند را مارپیچ‌های رشته‌ای (barred spirals) می‌نامند. اکثریت عمده کهکشان‌ها سه رشته دارند و ستاره‌شناسان در حال بررسی آن‌ها هستند تا کارکرد آن‌ها درون کهکشان را دریابند. علاوه بر رشته‌ها، بسیاری از کهکشان‌های مارپیچی در هسته خود سیاه‌چاله‌های بسیار پرجرمی دارند. زیرگونه‌های کهکشان‌های مارپیچی بسته به خصوصیات برآمدگی‌ها، بازوهای مارپیچی و میزان درهم‌پیچیدگی بازوها تعریف می‌شوند.
مطلب مرتبط: سحابی چیست و چگونه تشکیل می‌شود؟ انواع سحابی‌ها
کهکشان‌های بیضوی
کهکشان‌های دوار یا بیضوی معمولا به‌شکل تخم‌مرغ (دوار یا بیضوی) هستند و عمدتا در خوشه‌های کهکشانی و گروه‌های کهکشانی فشرده و کوچکتر یافت می‌شوند. اکثر کهکشان‌های بیضوی حاوی ستاره‌های پیرتر و کم‌جرم‌تر هستند زیرا از گازها و ابرهای غباری ستاره‌ساز بی‌بهره‌اند. لذا ستاره‌های جدید کمتری در این کهکشان‌ها ساخته می‌شود. برخی از کهکشان‌های بیضوی حاوی تنها چندصد میلیون ستاره و برخی دیگر شاید دارای یکصد تریلیون ستاره باشند. اندازه کهکشان‌های دوار نیز از چندصد سال نوری تا بیش از چندصدهزار سال نوری متفاوت است. ستاره‌شناسان اکنون احتمال می‌دهند که هر کهکشان بیضوی یک سیاه‌چاله مرکزی بسیار پرجرم دارد که با جرم خود کهکشان مرتبط است. جرم آسمانی Messier 87 نمونه‌ای از کهکشان‌های بیضوی است. کهکشان‌های بیضوی زیرگونه‌هایی نیز دارند. مثلا کهکشان‌های بیضوی کوتوله ویژگی‌هایی دارند که سبب می‌شود هم نوعی کهکشان بیضوی نامنظم محسوب شوند و هم در گروه‌های ستاره‌ای خاصی موسوم به خوشه‌های کروی جای بگیرند.
مطلب مرتبط: کهکشان چرخ گاری چیست و چگونه تشکیل شده است؟
کهکشان‌های نامنظم
کهکشان‌های نامنظم همانگونه که از نام‌شان پیداست، شکل نامنظمی دارند. بهترین نمونه از یک کهکشان نامنظم که از زمین نیز دیده می‌شود، ابر ماژلانی کوچک (Small Magellanic Cloud) است. کهکشان گرازماهی یا پنگوئن نیز کهکشانی نامنظم است که احتمالا ابتدا مارپیچی بوده است. کهکشان‌های نامنظم معمولا آنقدرها ساختارمند نیستند فلذا آن‌ها را نه می‌توان جزو کهکشان‌های مارپیچی و نه جزو کهکشان‌های بیضوی دسته‌بندی کرد. آن‌ها ممکن است ساختاری رشته‌‌مانند داشته باشند و یا نواحی فعال ستاره‌ساز داشته باشند و برخی نیز کوچکترند که آن‌ها را جزو کهکشان‌های نامنظم کوتوله دسته‌بندی می‌کنند. اولین کهکشانی که حدود ۱۳.۵ میلیارد سال پیش آفریده شده است، جزو کهکشان‌های نامنظم کوتوله است. این کهکشان‌های نامنظم طبق ساختارشان (یا بی‌ساختار بودن‌شان) مشخص می‌شوند.
کهکشان‌های کوتوله
کهکشان‌های کوتوله فراوان‌ترین گونه کهکشان در عالم هستند اما به‌خاطر درخشندگی ضعیف، جرم اندک و اندازه کوچک‌شان، شناسایی آن‌ها سخت است. این کهکشان‌ها معمولا در خوشه‌های کهکشانی و در کنار کهکشان‌های بزرگ‌تر یافت و به سه زیرگونه تقسیم می‌شوند که عبارتند از کوتوله بیضوی، کوتوله شبه‌کره و کوتوله نامنظم.
مطلب مرتبط: تلسکوپ جیمز وب چیست و کجاست و چگونه کار می‌کند؟
ویژگی‌های سه نوع اصلی کهکشان چیست (قدر مطلق، جرم و قطر)
| نوع کهکشان | قدر مطلق (میزان درخشندگی ذاتی) | جرم (برحسب جرم خورشیدی) | قطر (برحسب کیلوپارسک) |
| کهکشان بیضوی | ۸- تا ۲۳- | ۱۰۷ تا ۱۰۱۲ | حدود ۰.۳ تا چندصد |
| کهکشان مارپیچی | ۱۶- تا ۲۳- | ۱۰۹ تا ۱۰۱۲ | ۵ تا ۱۰۰ |
| کهکشان نامنظم | ۱۳- تا ۲۰- | ۱۰۸ تا ۱۰۱۰ | ۱ تا ۱۰ |