کهکشان راه شیری چیست و چند ستاره و چند سیاره دارد؟
کهکشان راه شیری چیست و کجاست؟
در مطلب پیش رو بررسی می‌کنیم که کهکشان راه شیری چیست و کجاست: کهکشان راه شیری کهکشانی بزرگ متشکل از ۱۰۰ میلیارد تا ۴۰۰ میلیارد ستاره و همین تعداد سیاره و دیگر اجرام آسمانی از جمله گاز و غبار است که زمین و منظومه شمسی جزء کوچکی از آن به شمار می‌روند. از نظر شکل، کهکشان راه شیری (به‌انگلیسی Milky Way galaxy) شبیه رشته‌ای مارپیچ است که چهار بازوی بزرگ دارد. بیرونی‌ترین بازو تازه کشف شده است. مرکز کهکشان راه شیری حدود ۲۶,۰۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارد و دست‌کم یک سیاه‌چاله بسیار بزرگ دارد که به کمان آ* (به انگلیسی *Sagittarius A) معروف است. شکل‌گیری کهکشان راه شیری حدود ۱۲ میلیارد سال پیش آغاز شد.
کهکشان راه شیری یکی از حدود ۵۰ کهکشانی است که به گروه کهکشان‌های محلی معروفند. کهکشان آندرومدا و کهکشان‌های کوچکتری مثل ابرهای ماژلانی نیز عضو این گروهند. گروه کهکشان‌های محلی نیز خود بخشی از مجموعه کهکشانی بزرگتری موسوم به کهکشان‌های ابرخوشه سنبله (Virgo Supercluster) هستند. در ادامه مطلب، با جزییات بیشتر توضیح می‌دهیم که کهکشان راه شیری چیست و کجاست و چه مشخصاتی دارد.
(توضیح عکس ابتدای مقاله: عکسی واقعی از بخشی از کهکشان راه شیری)
عجایب کهکشان راه شیری
در ادامه بشماری از شگفتی‌های کهکشان راه شیری را خلاصه‌وار بیان می‌کنیم و سپس بعضی از آنها را بیشتر توضیح می‌دهیم. بعضی از عجایب کهکشان راه شیری چنین است:
- کهکشان راه شیری در ابتدای آفرینش عالم و اندکی پس از مهبانگ تشکیل شد و ابتدا نواحی متراکمی داشت. اولین ستاره‌هایی که در کهکشان راه شیری تشکیل شدند در خوشه‌های کروی بودند که هنوز هم پابرجا هستند. آنها در زمره قدیمی‌ترین ستاره‌هایی هستند که در ناحیه کهکشان راه شیری آفریده شده‌اند.
- کهکشان راه شیری از ادغام تدریجی چند کهکشان پدید آمده است. لذا برخی از ستاره‌های کهکشان‌های دیگر نیز به‌مرور جذب آن شده‌اند.
- کهکشان راه شیری با سرعت ۵۵۲ کیلومتر در ثانیه در فضا حرکت می‌کند!
- هسته مرکزی کهکشان راه شیری حاوی سیاه‌چاله بسیار بزرگی است که کمان آ* (به انگلیسی *Sagittarius A) نام دارد. وسعت سیاه‌چاله چنان است که می‌توان حدودا جرمی به بزرگی ۴.۳ میلیون خورشید را در آن جای دارد.
- ستاره‌ها، گازها و غبارهای کهکشان راه شیری همگی با سرعت حدود ۲۲۰ کیلومتر در ثانیه دور مرکز کهکشان در گردشند. همه ستاره‌ها اعم از ستاره‌های دور و نزدیک با همین سرعت یکسان به دور مرکز کهکشان می‌چرخند.
- کهکشان آندرومدا با سرعت تقریبی ۱۰۰ تا ۱۴۰ کیلومتر در ثانیه به کهکشان راه شیری نزدیک می‌شود. لذا با تداوم روند فعلی، دو کهکشان احتمالا حدود ۴.۵ میلیارد سال بعد با هم برخورد خواهند کرد. برخی ستاره‌شناسان این دو کهکشان را سامانه دوتایی مارپیچ‌های غول‌آسا (binary system of giant spirals) می‌نامند.
در ادامه، بعضی از شگفتی‌های کهکشان‌مان را بیشتر توضیح می‌دهیم.
عکس ۱. ما چون خود بخشی از کهکشان راه شیری هستیم، فقط بخشی از آن را (نظیر همین عکس) می‌بینیم.
کهکشان راه شیری چند ستاره دارد؟
کهکشان راه شیری حدود ۱۰۰ میلیارد تا ۴۰۰ میلیارد ستاره دارد. البته برآورد فعلی دانشمندان چنین است و ممکن است در تحقیقات آتی به برآوردهای دقیق‌تر یا متفاوتی برسیم.
کهکشان راه شیری چند سیاره دارد؟
طبق برآوردها کهکشان راه شیری حدود ۱۰۰ میلیارد تا ۴۰۰ میلیارد سیاره دارد. باز یادآوری می‌کنیم که ممکن است نتایج پژوهش‌های آتی به برآوردهای دقیق‌تر یا متفاوتی منتهی شوند.
بزرگترین ستاره کهکشان راه شیری چیست؟
بزرگترین ستاره کهکشان راه شیری سپر یو وای (به‌انگلیسی، یو وای اسکوتی – UY Scuti) است. «سپر یو وای» در حال حاضر ابرغول سرخ است. مطالعات جدید نشان می‌دهد که شعاع ستاره ۷۵۵ الی ۹۰۹ برابر شعاع خورشید و فاصله آن از ما حدود ۴۹۰۰ الی ۵۸۷۰ سال نوری است. اخترشناسان قبلا شعاع و فاصله سپر یو وای (یو وای اسکوتی) را بیشتر تخمین زده بودند و گمان می‌کردند که شعاع آن ۱۷۰۸ برابر شعاع خورشید و فاصله آن ۹۵۰۰ سال نوری باشد.
پس، طبق اطلاعات فعلی، سپر یو وای بزرگترین ستاره کهکشان راه شیری است اما بزرگترین ستاره کیهان نیست. طبق جدیدترین یافته‌ها بزرگترین ستاره‌ای که بشر تاکنون کشف کرده است استفنسون ۲-۱۸ (به انگلیسی Stephenson 2-18) نام دارد که برآورد می‌شود شعاعش حدود ۲۱۵۰ برابر شعاع خورشید باشد. البته اخترشناسان هنوز درباره عدد مذکور مطمئن نیستند زیرا چنین عددی بسیار بزرگتر از محدوده پیش‌بینی شده در نظریه تکامل ستاره‌ها است. طبق نظریه تکامل ستاره‌ها شعاع تقریبی ستاره نمی‌تواند از ۱۵۰۰ شعاع خورشیدی بیشتر باشد.
عکس ۲. طبق کشفیات فعلی دانشمندان، سپر یو وای (به انگلیسی: یو وای اسکوتی – UY Scuti) که در مرکز عکس می‌بینید، بزرگترین ستاره کهکشان راه شیری است.
اندازه کهکشان راه شیری
قطر کهکشان راه شیری ۱۰۵,۷۰۰ سال نوری است. یا به عبارت دیگر، شعاع کهکشان راه شیری ۵۲,۸۵۰ سال نوری است. بررسی‌ها نشان می‌دهند که راه شیری در گذشته‌های دور کهکشان‌های دیگر را در خود ادغام کرده تا نهایتا به اندازه فعلی برسد. در حال حاضر نیز کهکشان ما ستارگان کهکشان کوتوله سگ بزرگ (Canis Major) را به حلقه‌های مارپیچ خود اضافه می‌کند.
خوب است بدانیم که کهکشان راه شیری بخشی از ابرخوشه سنبله (Virgo supercluster) است. ابرخوشه سنبله مجموعه‌ای متشکل از دست‌کم ۱۰۰ گروه و خوشه کهکشانی است و قطر کل مجموعه مذکور حدود ۱۱۰ میلیون سال نوری است. در سال ۲۰۱۴ میلادی تحقیقی صورت گرفت که نشان می‌داد خود ابرخوشه سنبله نیز صرفاً بخش کوچکی از یک ابرخوشه بزرگتر موسوم به لانیاکیا (Laniakea) است.
ما نمی‌توانیم تمام کهکشان‌مان را ببینیم
بدیهی است که وقتی شما داخل خانه خودتان هستید، نمی‌توانید از منظره خارجی خانه‌تان عکس بگیرید، درست است؟ زمین و منظومه شمسی نیز جزئی از کهکشان راه شیری هستند. پس طبیعتاً نمی‌توانیم از تمام کهکشان راه شیری عکس بگیریم. همه عکس‌هایی که تاکنون از کهکشان‌مان دیده‌ایم، در واقع همان بخشی است که از روی زمین می‌توان دید. اگر ما روزی بتوانیم از کهکشان راه شیری خارج شویم و به‌اندازه کافی از آن فاصله بگیریم، آن‌گاه می‌توانیم از منظره بیرونی کهکشان‌مان هم عکس بگیریم. اما مشکلی وجود دارد: فاصله منظومه شمسی از لبه خارجی کهکشان راه شیری حدود ۲۶,۰۰۰ سال نوری است. پیمودن چنین مسافتی با دانش و فناوری فعلی تقریبا غیرممکن است، زیرا حتی اگر با سرعت نور (حدود ۳۰۰,۰۰۰ کیلومتر در ثانیه) نیز حرکت کنیم، حدود ۲۶,۰۰۰ سال طول می‌کشد تا تازه به مرز خارجی کهکشان راه شیری برسیم!
اما اگر می‌توانستیم از کهکشان‌مان خارج شویم و از آن فاصله بگیریم و از پهلو به آن نگاه کنیم، چیزی که می‌دیدیم چیزی شبیه تصویر ۳ می‌بود.
تصویر ۳. تصویرسازی گرافیکی از شکل تقریبی کهکشان راه شیری از پهلو: ما اگر می‌توانستیم از کهکشان‌مان خارج شویم و از آن فاصله بگیریم و از پهلو به آن نگاه کنیم، چنین چیزی می‌دیدیم. به هاله روشن، برجستگی مرکزی کهکشان (central bulge) می‌گوییم.
جرم کهکشان راه شیری
جرم کهکشان راه شیری ۱.۲ تا ۱.۹ تریلیون جرم خورشیدی برآورد می‌شود. یعنی جرم کهکشان ما ۱.۲ الی ۱.۹ برابر جرم خورشید است و می‌داننیم که منظور از جرم، مقدار ماده تشکیل‌دهنده جسم است.
بازوهای کهکشان راه شیری
کهکشان راه شیری چهار بازوی مارپیچ دارد:
- گونیا – ماکیان (Norma-Cygnus)
- برساووش (Perseus)
- سپر چلیپا یا سپر قنطورس (Scutum-Crux)
- کمان – شاه‌تخته (Sagittarius-Carina)
دو بازوی نخست بازوهای اصلی هستند که به انتهای نوار مرکزی کهکشان متصلند. اما دو بازوی بعدی کم‌فروغ‌ترند و بین بازهای اصلی جای دارند.
تصویر ۴. نام چهار بازوی کهکشان راه شیری؛ همچنین موقعیت ما در کهکشان راه شیری با نشانه ضربدر زرد مشخص شده است.
سن کهکشان راه شیری
دانشمندان سن کیهان را حدود ۱۳.۷ میلیارد سال و سن کهکشان راه شیری را حدود ۱۳.۶ میلیارد سال تخمین می‌زنند. اگر واقعا چنین باشد، عمر کهکشان ما تقریبا هم‌اندازه عمر کیهان است. البته شاید بخش‌های اصلی کهکشان در روزهای اولیه آفرینش کیهان شکل گرفته باشد اما قرص و برآمدگی کهکشان راه شیری تا قبل از ۱۰ تا ۱۲ میلیارد سال پیش هنوز کاملاً شکل نگرفته بود.
تولد ستاره‌های جدید
کهکشان راه شیری مناطق ستاره‌زا دارد. مناطق ستاره‌زا که در امتداد بازوهای مارپیچی کهکشان قرار دارند، پر از ستاره‌های آبی درخشانی هستند که تنها چندمیلیون سال از تولدشان می‌گذرد. چند میلیون سال در مقیاس کیهانی زمان کوتاهی است!
سیاه‌چاله مرکز کهکشان راه شیری
در مرکز کهکشان راه شیری سیاه‌چاله بسیار بزرگی قرار دارد. ما نمی‌توانیم با نور عادی مرکز کهکشان راه شیری را ببینیم زیرا ابرهای انبوهی از غبارهای فضایی جلوی دید ما را گرفته‌اند. اما با کمک پرتوهایی با طول‌موج خاص مثل اشعه ایکس یا مادون قرمز می‌توانیم مرکز کهکشان را رصد کنیم زیرا پرتوهای مذکور می‌توانند از میان غبارهای فضایی بگذرند. اخترشناسان مرکز کهکشان ما را با کمک گیرنده‌های اشعه ایکس رصد کردند و متوجه شدند که در مرکز کهکشان ما سیاه‌چاله بسیار بزرگ و پرجرمی وجود دارد. آنها سیاه‌چاله مرکز کهکشان راه شیری را کمان آ* (به‌نگلیسی *Sagittarius A یا به‌طور خلاصه *Sgr A) نامیدند.
جرم سیاه‌چاله مذکور بیش از ۲.۶ میلیون برابر جرم خورشید است. اطراف سیاه‌چاله قرص ضخیمی متشکل از خوشه‌های ستاره‌ای و ابرهای بسیار داغ گاز و غبار در گردشند. نیروی گرانش سیاه‌چاله چنان قوی است که مواد مذکور را تدریجاً به‌درون خود می‌کشد و اصطلاحا آنها را می‌بلعد. سیاه‌چاله‌ها دیده نمی‌شوند زیرا هیچ نوری از آنها منتشر نمی‌شود. در واقع، شدت جاذبه سیاه‌چاله نمی‌گذارد که حتی نور نیز از آن بگریزد و به چشم ما برسد. ما سیاه‌چاله‌ها را از روی تاثیری که بر اطراف‌شان می‌گذارند شناسایی می‌کنیم. برای مثال، مواد داغ اطراف سیاه‌چاله *Sgr A در آستانه ورود به سیاه‌چاله گرما و اشعه ایکس منتشر می‌کنند و سپس به درون سیاه‌چاله فرومی‌روند و ناپدید می‌شوند. ما با رؤیت همین پدیده‌ها به محل سیاه‌چاله پی می‌بریم.
ستارگان اطراف سیاه‌چاله با سرعت به‌دور آن در گردش هستند. لذا سیاه‌چاله مرکزی احتمالا باید بسیار عظیم باشد که چنین نیروی گرانش قدرتمندی دارد. طبق برآورد آنها جرم سیاه‌چاله ما حداقل ۳.۷ میلیون برابر جرم خورشید است اما طبیعتا بسیار فشرده است. در واقع، قطر آن تنها حدود ۲۶ میلیون کیلومتر است.
عکس ۵. عکس مادون قرمز از سیاه‌چاله مرکزی کهکشان راه شیری: نقطه درخشان در مرکز تصویر که با علامت مشخص شده است، سیاه‌چاله مرکزی کهکشان ما است.
کهکشان راه شیری حرکت می‌کند
همه‌چیز در این عالم در حال حرکت است و کهکشان راه شیری نیز حرکت می‌کند. زمین به دور خورشید و خورشید حول مرکز کهکشان راه شیری در گردشند و خود کهکشان ما نیز در فضا پیش می‌رود. می‌دانید سرعت حرکت کهکشان راه شیری چقدر است؟ سرعت حرکت کهکشان راه شیری حدود ۵۵۲ کیلومتر در ثانیه است.
شاید بپرسید که سرعت حرکت کهکشان را چگونه اندازه درمی‌گیریم. تابش پس‌زمینه کیهانی (Cosmic Microwave Background) یعنی تشعشات به‌جای مانده از مهبانگ، نقطه مرجع اندازه‌گیری سرعت حرکت اشیاء در فضا است. گروه محلی کهکشان‌ها که کهکشان راه شیری نیز بخشی از آن است، با سرعت تقریبا ۵۵۲ کیلومتر در ثانیه یا ۲.۲ میلیون کیلومتر در ساعت فضا را درمی‌نوردد و لذا سرعت حرکت کهکشان ما نیز چنین است.
همسایه‌های ما
در همسایگی کهکشان راه شیری دو کهکشان کوچکتر با شکل نامنظم نیز وجود دارد که یکی ابر ماژلانی بزرگ و دیگری ابر ماژلانی کوچک است. آنها بیش از ۱۶۰,۰۰۰ سال نوری از ما فاصله دارند که در مقیاس کهکشانی فاصله بسیار کمی است. ابرهای ماژلانی را می‌توان در آسمان نیمکره جنوبی زمین دید. آنها عضو گروهی از کهکشان‌های کوتوله هستند که کهکشان ما را احاطه کرده‌اند. کهکشان ما و همه این کهکشان‌های کوتوله و البته کهکشان غول‌پیکر آندرومدا نیز عضو خوشه‌ای بزرگتر هستند که گروه محلی نام دارد.
ابرهای ماژلانی حول کهکشان ما در گردش هستند. اما تقریبا ۱.۵ میلیارد سال طول می‌کشد تا کهکشان ما را یک‌بار دور بزنند. شکل ابرهای ماژلانی نه مارپیچی و نه بیضوی است و به همین علت ستاره‌شناسان آنها را در زمره کهکشان‌های نامنظم قرار داده‌اند. ابر ماژلانی بزرگ مناطق ستاره‌زای فعال دارد. ابر ماژلانی کوچک در اثر برهم‌کنش گرانشی با کهکشان ما در حال فاصله گرفتن از ما است.
تصویر ۶. موقعیت ما روی کهکشان راه شیری و همچنین مقایسه اندازه ابر ماژلانی بزرگ و ابر ماژلانی کوچک نسبت به کهکشان راه شیری
ماده تاریک
ماده تاریک در کهکشان راه شیری چیست؟ حدود ۹۰ درصد جرم کهکشان راه شیری ماده ناشناخته‌ای است که به آن ماده تاریک (dark matter) می‌گویند، زیرا قابل مشاهده نیست. حدود ۱۰ درصد نیز جرم کهکشان نیز از مواد مرئی است. شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای نشان می‌دهند که کهکشان راه شیری با سرعت چشمگیری در حال چرخش است و علتش جرم زیاد کهکشان است. از طرفی، ۱۰ ماده مرئی نمی‌تواند چنین سرعتی را سبب شود. پس می‌توان نتیجه گرفت که کهکشان ما و تقریبا همه دیگر کهکشان‌های عالم غیر از مواد مرئی مواد دیگری هم دارند که دیده نمی‌شوند و آن، همان ماده تاریک است. اگر ماده تاریک وجود نداشت، ستارگان کهکشان راه شیری بسیار کندتر از سرعت فعلی در گردش می‌بودند.
حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد مواد مرئی کهکشان ما گاز و غبار است و مابقی ستارگان هستند. در شب‌های صاف می‌توان حلقه غبار کهکشان راه شیری را در آسمان دید.
عکس واقعی کهکشان راه شیری
عکس‌های واقعی زیادی از کهکشان راه شیری ثبت شده است. اما همانطور که قبلا نیز گفتیم، چون ما خود جزئی از کهکشان راه شیری هستیم، نمی‌توانیم از تمام کهکشان عکس کاملی بگیریم. لذا آنچه در عکس‌های واقعی کهکشان راه شیری می‌بینیم عمدتا بخشی از بازوی کهکشان است. برای مثال، عکس زیر، عکس واقعی از کهکشان راه شیری است.
عکس ۷. عکس واقعی کهکشان راه شیری (طاق روشن در عکس)
جدول مشخصات کهکشان راه شیری
| نوع کهکشان راه شیری | رشته‌های مارپیج |
| قطر کهکشان راه شیری | ۱۰۰,۰۰۰ تا ۱۸۰,۰۰۰ سال نوری |
| فاصله کهکشان راه شیری تا مرکز کهکشان | ۲۷,۰۰۰ سال نوری |
| جرم کهکشان راه شیری | ۸۰۰ تا ۱۵۰۰ |
| سن کهکشان راه شیری | ۱۳.۶ میلیارد سال |
| تعداد ستاره‌های کهکشان راه شیری | ۱۰۰ تا ۴۰۰ میلیارد |
| صورت فلکی | کمان |
| گروه | گروه محلی |
جمع‌بندی
در مطلبی که خواندیم، توضیح دادیم که کهکشان راه شیری چیست و کجاست و چه ویژگی‌هایی دارد. گفتیم که زمین و تمام منظومه شمسی تنها جزء کوچکی از کهکشان راه شیری هستند و افزودیم که طبق برآوردها کهکشان ما صدها میلیارد ستاره دارد و هنوز هم ستارگانی جدیدی در آن در حال تولد هستند. ضمنا به ابرسیاه‌چاله مرکزی کهکشان راه شیری اشاره کردیم و گفتیم که جرم آن حداقل معادل ۳.۷ جرم خورشیدی است.
مطالب مرتبط: ویژگی سایر کهکشان‌ها
| ابرهای ماژلانی | آفتابگردان | آندرومدا | چرخ گاری | چشم گربه (کهکشان) |
| شبح | گرازماهی (پنگوئن) | گرداب | مثلث | نهنگ |
