مهمترین رویداد علمی سال 2019

بسیاری از صاحب نظران بر این امر اتفاق دارند که مهمترین رویداد علمی سال 2019، تهیه اولین تصویر مستقیم از یک سیاهچاله و افق رویداد آن بوده است. برای تهیه این تصویر پژوهشگران شبکه وسیعی از رادیوتلسکوپها را به خدمت گرفتند تا از نقاط مختلف کره زمین بطور همزمان اقدام به تصویر برداری کنند.

یک سیاهچاله جسمی است با چگالی بی نهایت بالا که به واسطه کشش گرانشی اش هیچ چیز حتی نور نمی تواند از سطح آن بگریزد. بنابراین مشاهده مستقیم سیاهچاله با نور مرئی امکان پذیر نیست. لیکن چنین جسم بی نهایت چگالی را می توان از اثر گرانشی آن بر مواد اطراف آشکارسازی کرد. سیاهچاله مواد ستارگان اطراف را می بلعد و این مواد با سقوط به مرکز سیاهچاله شتاب یافته و اقدام به تشعشع امواج الکترومغناطیسی با انرژی بسیار بالا می کنند. مواد در حال سقوط هنگامی که به مرز سیاهچاله به نام افق رویداد می رسند دیگر قادر به فرار از تله گرانشی سیاهچاله نیستند.

سیاهچاله ها از پیش بینی های نظریه نسبیت عام اینشتاین هستند. در مرکز هر کهکشان بزرگ، یک ابرسیاهچاله وجود دارد. تصویر بالا از سیاهچاله موجود در مرکز کهکشان  Messier 87 گرفته شده است.

منبع عکس: نشریه Nature

کهکشان شگفت انگیز آندرومدا

کهکشان آندرومدا، نزدیکترین کهکشان بزرگ مارپیچی به ما

کهکشان آندرومدا که به نامهای امراةالمسلسله یا زن در زنجیر نیز موسوم است، نزدیکترین کهکشان بزرگ مارپیچی به ماست. قطر آن در حدود 220 هزار سال نوری و تقریبا دو برابر قطر کهکشان راه شیری است. همچنین با فاصله 2.5 میلیون سال نوری از ما، دورترین شیئی است که در آسمان صاف شب و به دور از نورهای مزاحم شهری، با چشم غیرمسلح دیده می شود.

گرچه تعداد زیادی کهکشان کوچکتر مانند   ابرهای ماژلانی   وجود دارند که به ما نزدیکترند، آندرومدا نزدیکترین کهکشان مارپیچی بزرگ به ماست. برای چشمان غیرمسلح مانند لکه ای از نور به نظر می رسد که در نیمکره شمالی حتی از یک ماه کامل بزرگتر دیده می شود.

از ارتفاعات نیمه-شمالی می توان این کهکشان را که به M31 نیز موسوم است دید. اما در خلال پاییز نیمکره شمالی بیشتر مردم این ناحیه قادر به دیدن آن هستند. در نیمکره شمالی زمین به دور از نور شهری و در یک شب بدون ماه، براحتی می توان لکه بزرگ نوری در آسمان را جستجو کرد که پهنای آن با یک ماه کامل قابل مقایسه است.

این کهکشان اولین بار در کتاب ستاره شناس ایرانی، زاده شهر ری به نام عبدالرحمان عمر الصوفی به سال 965 میلادی به عنوان یک ستاره ثابت یاد شد. سپس مدت زمان کوتاهی پس از ابدال تلسکوپ در سال 1612 توسط ستاره شناس آلمانی سیمون ماریوس دوباره کشف گردید که آنرا مانند نور شمعی که از درون لوله یک شیپور دیده می شود توصیف کرد.  

در گذشته های نه چندان دور این کهکشان به سحابی بزرگ آندرومدا معروف بود. ستاره شناسان گمان می کردند این لکه نور از گازهای داغ تشکیل شده یا یک دستگاه خورشیدی در حال شکل گیری است.

تنها در قرن بیستم میلادی دانشمندان توانستند ستارگان مجزای تشکیل دهنده آندرومدا را با تلسکوپ ببینند. این امر به مباحثاتی در این رابطه منجر شد که آیا آندرومدا درون یا بیرون کهکشان راه شیری قرار دارد.

در دهه 1920 ادوین هابل بالاخره پایانی به این مباحثات گذاشت. او از ستاره های متغیر قیفاووسی درون آندرومدا برای تعیین فاصله ندرومدا استفاده کرد و ثابت نمود که آندرومدا جهانی جزیره ای فراسوی مرزهای کهکشان راه شیری است.

کهکشان راه شیری و آندرومدا دوتا از بزرگترین کهکشان های خوشه محلی کهکشان ها هستند که حدود 30 کهکشان بزرگ را شامل می شوند. خود این خوشه بخشی از ابرخوشه بسیار عظیم ویرگو است که هزاران کهکشان را شامل می شود. این ابرخوشه قطری حدود 100 میلیون سال نوری دارد.

در حالی که راه شیری حدود 100 تا 400 میلیارد ستاره در خود دارد، تعداد ستارگان آندرومدا به یک تریلیون عدد بالغ می شود.

ویژگی جالب دیگر این کهکشان این است که دارای دو هسته می باشد. هرکدام از این هسته ها در حقیقت مجموعه فشرده ای از ستارگان هستند که فاصله میان آنها تنها به 5 سال نوری بالغ می شود.

کهکشان آندرومدا با سرعت 400 هزار کیلومتر در ساعت به سمت ما در حرکت است (اگر زمین با این سرعت به دور خود می چرخید طول روز به شش دقیقه بالغ می شد!). بدین ترتیب در 3.5 میلیارد سال آینده برخوردی عظیم میان کهکشان آندرومدا و کهکشان راه شیری روی خواهد داد. البته به علت فضای خالی زیاد میان ستارگان برای کره زمین و در مجموه دستگاه خورشیدی اتفاق خاصی نخواهد افتاد. اگر به علت تبدیل خورشید به یک غول قرمز در چند میلیارد سال آینده، کره زمین از بین نرفته باشد، پس از برخورد دو کهکشان و ترکیب هسته های آنها با هم یک کهکشان بزرگ بیضوی تشکیل می شود  آسمان کره زمین حتی در شب نیز روشن خواهد بود.

در کهکشان آندرومدا حدود 35 سیاهچاله (اجسام بسیار پرجرم و فشرده ای که حتی نور نمی تواند از سطح آنها بگریزد) در خود دارد که هرکدام جرمی بین 5 تا 10 برابر خورشید ما دارند.

واضحترین عکس تهسه شده توسط ناسا از آندرومدا

منابع: EarthSky ، Britannica، ListVerse

بزرگترین کهکشان های شناخته شده

بزرگترین کهکشان گیتی کدام است؟

منبع:‌نشریه Forbes

نمای کهکشان راه شیری در حالی که لنز تلسکوپ فضایی به سوی عمق مرکز آن نشانه رفته است. کهکشان راه شیری ما حدود 400 میلیارد ستاره در خود دارد که پهنه یس حدود 100 هزار سال نوری را در بر می گیرند.

کهکشان ها به صورتهای مختلفی وجود دارند. کهکشان راه شیری ما به زحمت در میان فهرست کهکشان‌های بزرگ جای می گیرد.

کهکشان آندرومدا (امراة المسلسله) در گروه محلی کهکشان های ما قرار دارد و احتمالا قطری دو برابر راه شیری دارد. در گروه خوشه کهکشانی محلی ماٰ آندرومدا از همه بزرگتر بوده و قطری حدود 220 هزار سال نوری دارد.

کهکشان مالین 1 یکی از بزرگترین کهکشان های مارپیچی کشف شده با 650 هزار سال نوری قطر است.

کهکشان هایی که بشدت دچار اغتشاش گرانشی هستند مانند UCG 2885 می توانند بسیار بزرگ شوند. این کهکشان با 832 هزار سال نوری قطر بزرگترین کهکشان مارپیچی کشف شده تاکنون است.

 

کهکشان NGC 262 در مرکز این تصویر تقریبا هم اندازه راه شیری است. لیکن هاله هیدروِژن و ماده تاریک آن چنانچه به رنگ آبی در این تصویر دیده می شود تا 1 میلیون سال نوری امتداد می یابد.

خوشه غول پیکر کهکشانی Abell 2029 مکان کهکشان IC 1101 در مرکز خود است. این کهکشان بیضی شکل با 5.5 میلیون سال نوری قطر و جرمی معادل یک کوآدریلیون خورشید (1000 تریلیون برابر جرم خورشید) بزرگترین کهکشان شناخته شده تاکنون است.

کوآزارها، اجرام شگفت آسمان

ترجمه و توضیح: اصغر ناصری [e-mail]

برگرفته از space.com

کوآزارها اشیایی بسیار دوردست و نورانی هستند، آنچنان نورانی که نور کهکشان خود را تحت الشعاع قرار می دهند. کوازارها توان بی مانند خودرا از سیاهچاله هایی می گیرند که تا یک میلیارد برابر خورشید ما جرم دارند و این موتورهای نیرومند از ابتدای کشف خود در حدود یک قرن پیش، ستاره شناسان را در بهت و حیرت فروبرده اند.

در سالهای دهه 1930 کارل یانسکی، یک فیزیکدان از آزمایشگاه های تلفن بل تداخلات ایستایی در خطوط تلفن فرااقیانوس کشف کرد که از کهکشان راه شیری می آمدند. تا سالهای دهه 1950 ستاره شناسان از رادیوتلسکوپ برای کاوش در آسمانها استفاده کرده و در تلاش بودند منابع سیگنالهای آسمانی را به اجرام قابل مشاهده نسبت دهند.

لیکن برخی منابع کوچکتر فعالیت های رادیویی قابل انتساب به هیچ شی آسمانی قابل مشاهده ای نبودند. ستاره شناسان این ها را "منابع رادیویی شبه ستاره ای" یا "کوازار" (quasar) نامیدند زیرا  سیگنالهای آنها از یک نقطه مانند ستاره می آمدند. سالها طول کشید تا دانشمندان دریافتند که این سیگنالهای دوردست توسط ذراتی شتاب یافته با سرعتهایی نزدیک به  سرعت نور تولید می شوند.

جت هایی با سرعت نور

دانشمندان اکنون احتمال می دهند که این منابع سیگنالهای نقطه ای در اصل در هسته کهکشانها واقعند. کوآزارها تنها در کهکشانهایی با سیاهچاله های بسیار پرجرم یافت می شوند – سیاهچاله‌هایی که جرمی میلیاردها برابر خورشید ما دارند. گرچه نور نمی تواند از خود سیاهچاله بگریزد، از لبه‌های آن برخی از سیگنالها قادر به فرار می شوند. سیاهچاله ها در اطراف خود دارای فضایی به نام شعاع شوارتزشیلد هستند که هر جرمی یا نوری که وارد این فضا شود دیگر قادر به گریختن از میدان گرانشی پرتوان سیاهچاله نخواهد بود. در حالی که بخشی از غبار و گاز کهکشانی به داخل سیاهچاله فرو می افتد، پیش از ورود به شعاع شوارتزشیلد با اصطکاک با مواد پیرامونی خود آنها را بشدت گرم و انرژی دار می کند. این ذرات پیرامونی در اثر انرژی کسب کرده شتاب بزرگی کسب نموده و دارای سرعتهایی در حدود سرعت نور می شوند. بدین ترتیب ذرات شتاب یافته بصورت دو جت پرقدرت از بالا و پایین دیسک سیاهچاله به خارج جریان می یابند. از این رو چنین سیاهچاله ای را می‌توان پرقدرت ترین شتاب دهنده ذرات در عالم دانست.

بیشتر کوآزارهای یافت شده میلیاردها سال نوری از ما فاصله دارند. از آنجایی که میلیاردها سال طول کشیده تا نور آنها به ما برسد، مطالعه این اشیای دوردست مانند یک ماشین زمان می ماند: ما این اشیا را در وضعیتی نظاره می کنیم که میلیاردها سال قبل داشته اند. بنابراین می توانیم وقایع میلیاردها سال قبل را به چشم ببینیم. بیشتر از 2000 کوازار در کیهان یافت شده اند.کهکشانی مانند راه شیری احتمالا زمانی میزبان یک کوآزار خاموش بوده است.

کوآزارها انرژی معادل میلیونها، میلیاردها و شاید تریلیونها الکترون ولت ساطع می کنند. این انرژی از کل انرژی نورانی ستارگان داخل کهکشان فراتر می رود. نورنی ترین اشیای موجود در کیهان از 10 تا 100 هزار برابر درخشان تر از راه شیری هستند.

درخت خانوادگی

کوآزارها در رده ای از اجرام  آسمانی به نام هسته فعال کهکشانی (AGN=Active Galactic Nuclei) جای می گیرند. سایر رده ها عبارتند از کهکشان های سیفرت و بلیزارها (blazar). تمام این اجرم، توان خود را از سیاهچاله های عظیم در مرکز خود می گیرند.

کهکشانهای سیفرت دارای کمترین انرژی در بین این انواع سه گانه هستند. بیشتر دانشمندان بر این باورند که هر سه نوع کوآزارها، سیفرت ها و بلیزارها درحقیقت یک نوع AGN هستند و  تنها سوی گسیل انرژی آنها به طرف ماست که فرق می کند.

کهکشان راه شیری، حقایقی درباره خانه کهکشانی ما

کهکشان راه شیری، حقایقی درباره خانه کهکشانی ما

ترجمه: اصغر ناصری

منبع:   http://www.space.com/19915-milky-way-galaxy.html

در آسمان صاف شبهای کویر به دور از نور شبانه و آلودگی شهرها، می توان نوار پهن و روشنی از ستارگان در آسمان دید که پیشینیان آن را به رودخانه ای از شیر تشبیه می کردند. در حقیقت این خط مسحور کننده از نور، مرکز کهکشان ماست که از یکی از بازوهای بیرونی آن بدان نگریسته می شود.

(البته این منظره در آسمان شهرهای آلوده ای مانند تهران قابل مشاهده نیست و برای دیدن چنین منظره ای باید کیلومترها در دل کویر پیش رفته و از آلودگی و نور شب شهرها دور شد. مترجم مقاله در سالهای کودکی خود در اوایل دهه 50 شبها می توانست در آسمان پاک تهران آن روزها، دنباله راه شیری را بخوبی مشاهده کند).

کهکشان راه شیری در آسمان صاف و پرستاره

کهکشان راه شیری (The Milky Way) یک کهکشان مارپیچی بسته با عرض 100 هزار سال نوری است. اگر از بالا بدان بنگریم آن را به شکل یک برآمدگی در مرکز می بینیم که چهار بازوی مارپیچی بزرگ آن را احاطه کرده اند. کهکشانهای مارپیچی حدود دوسوم تمام کهکشانهای عالم را می سازند. بازوی کوچکتر اوریون حاوی دستگاه خورشیدی ماست. بازویاوریون بین دو بازوی بزرگتر پرزیوس و ساگیتاریوس قرار دارد.

کهکشان راه شیری بطور مداوم بدور مرکز خود در حال گردش است. بنابراین بازوها درون فضا دوران می‌کنند. در نتیجه دوران بازوی اوریون، دستگاه خورشیدی با سرعت متوسط 828 هزار کیلومتر بر ساعت در فضا در حال حرکت است. حتی با این سرعت فوق العاده زیاد، 230 میلیون سال طول می کشد تا دستگاه خورشیدی یک دور به دور مرکز کهکشان بگردد.

بازوهای مارپیچی که بدور مرکز کهکشان چرخیده اند، حاوی مقادیر عظیمی غبار و گاز هستند. ستارگان جدید درون این بازوها شکل می گیرند. این بازوها حاوی دیسک کهکشانی نیزهستند. این دیسک حدود 1000 سال نوری ضخامت دارد.

در مرکز کهکشان برآمدگی کهکشانی قرار دارد. قلب کهکشان تراکم عظیمی از گاز، غبار و ستارگان است. این غبار و گاز ضخیم و متراکم مانع دیدن درون برآمده کهکشان می شود. بنابراین بیشتر ستارگانی که می بینیم در سمت بیرون کهکشان قرار دارند.

کهکشان  NGC 6744 که بسیار شبیه کهکشان راه شیری است.

در مرکز کهکشان یک سیاهچاله غول آسا قرار دارد. جرم این سیاهچاله میلیاردها برابر خورشید است. ممکن است در ابتدا جرم این سیاهچاله کمتر بوده لیکن با بلعیدن گاز و غبار از فضای اطراف خود رشد کرده و به غولی تبدیل شده است. سیاهچاله چنان گرانش عظیمی دارد که حتی نور نمی تواند از آن بگریزد لیکن اثرات گرانشی آن بر ماده اطراف باعث اشکارسازی آن می شود. سیاهچاله مسیر ماده پیرامون خود را تغییر می دهد. تصور می شود که بیشتر کهکشانها سیاهچاله ای در مرکز خود دارند.

برآمدگی مرکزی و بازوها مشهودترین بخش های کهکشان راه شیری هستند. لیکن کهکشان بخش های اسرارآمیز دیگری نیز دارد. یک هاله از گازهای داغ، ستارگان کهن و خوشه های گلبولی آن را احاطه کرده است. گرچه این هاله صدها هزارسال نوری در فضا کشیده شده است، تنها دو درصد ستارگان کل کهکشان راه شیری را در خود دارد.

غبار، گاز و ستارگان مرئی ترین اجزای کهکشان هستند. لیکن کهکشان راه شیری از ماده تاریک نیز ساخته شده است. دنشمندان نمی توانند مستقیما ماده تاریک را آشکارسازی کنند، لیکن برپایه تاثیر آن بر اشیای پیرامونی می‌توانند میزان آن را اندازه گیری نمایند. سرعت دورانی هر کهکشان به جرم آن بستگی دارد. لیکن سرعت دوران تمامی کهکشانهای شناخته شده بسیار بیشتر از آن چیزی است که از کل جرم ستارگان، غبار و گاز مرئی آنها ایجاد شود. اندازه گیری ها نشان می دهند که ماده تاریک حدود 90 درصد جرم کهکشان را تشکیل می‌دهد.

مسیر برخورد

نه تنها کهکشان راه شیری به دور خود می چرخد، بلکه در فضا نیز سیر می کند. حدود 4 میلیارد سال بعد کهکشان راه شیری با نزدیکترین همسایه خود یعنی کهکسان آندرومدا برخورد خواهد کرد.  آنها با سرعت حدود 112 کیلیومتر بر ثانیه به درون هم فرو خواهند رفت و برخورد آنها جریان تازه ای از مواد به درون ایجاد خواهد کرد. این جریان عظیم مواد شکل گیری ستارگان جدیدی را موجب خواهد شد.

البته ساکنان زمین نباید نگران این برخورد باشند. در آن زمان خورشید به یک غول قرمز منبسط شده و سیاره ما را از حیات خالی ساخته است.

حقایقی درباره کهکشان راه شیری

کهکشان راه شیری حدود 200 میلیارد ستاره دارد و برای ساختن میلیاردها ستاره دیگر نیز غبار و گاز در خود دارد.

دستگاه خورشیدی در فاصله 30 هزار سال نوری از مرکز کهکشان و 20 سال نوری بالاتر از صفحه اصلی کهکشان قرار دارد.

تا حدود دهه 1920 ستاره شناسان تصورمی کردند تمامی ستارگان عالم درون کهکشان راه شیری قرار دارند. لیکن ادوین هابل ستاره شناس بزرگ، ستاره خاصی به نام متغیرهای قیفاووسی کشف کرد که به او اجازه می داد فواصل بین ستاره ای را به دقت اندازه گیری کند. بدین ترتیب بود که ستاره شناسان دانستند تکه های تیره دوردستی که قبلا ابرهای گاز و غبار انگاشته می شدند، در حقیقت کهکشانهای مجزا هستند.