همه چیز درباره‌ی کهکشان؛ ساختار شگفت‌انگیز و در حال تکامل کیهان
«کهکشان» (Galaxy) یکی از ساختارهای باشکوه کیهانی است که همیشه، حتی پیش از شناسایی و طبقهبندی دقیق، ذهن و نگاه بشر را به خود معطوف کرده است. از گذشته که کهکشانها فقط نقاطی نورانی مانند ستارگان در نظر گرفته می‌شدند تا امروز که تلسکوپ‌های شاخصی مانند هابل و جیمز وب، باشکوه‌ترین تصاویر را از این مجموعه‌های عظیم آسمانی ثبت می‌کنند، همیشه دنیایی از چیستی و چرایی در پس مفهوم کهکشان بوده است.
آشنایی پایه با مفهوم کهکشان می‌تواند درک خوبی از این ساختار نجومی ارائه بدهد و به همین دلیل در این مطلب جامع، همه‌ی آنچه را که باید از کهکشان بدانید مرور می‌کنیم.
کهکشان چیست؟
ستارگان
سیارات
سحابی‌ها
ماده تاریک
سیاهچاله‌ها
خوشه‌های ستارهای
در جهان چند کهکشان وجود دارد؟
سرگذشت کهکشانها از تولد تا مرگ
انواع کهکشانها
کهکشانهای مارپیچی
کهکشانهای بیضوی
کهکشانهای عدسی‌شکل
کهکشانهای نامنظم
کهکشانهای فعال
بزرگترین کهکشان جهان
نزدیک‌ترین کهکشان
مجموعه‌های کهکشانی
اهمیت مطالعه‌ی کهکشانها
جمع‌بندی
کهکشان چیست؟
کهکشانها ساختارهایی عظیم و پیچیده هستند که از مجموعه‌ی گسترده‌ای از ستارگان، گازها، گردوغبار و مادهی تاریک تشکیل شدهاند. این مجموعه‌ها توسط نیروی گرانش در کنار هم قرار گرفته‌اند و در فضا بهصورت گروه‌هایی متشکل از میلیون‌ها یا حتی میلیاردها ستاره حضور دارند. هر کهکشان می‌تواند شامل ستارگان، سیارات، سحابی‌ها و بسیاری دیگر از اجرام آسمانی باشد.
هرچند بخش‌های مختلف یک کهکشان دائما در حال تعامل با یکدیگر هستند و شکلی که می‌بینیم را به کهکشان می‌بخشند اما آنچه به عنوان یک کهکشان در نظر داریم، بیشتر قسمت درخشان یعنی ستارگان آن هستند.
در حقیقت می‌توان گفت که هر کهکشان یک سیستم مستقل و همیشه در حال تکامل با ساختاری زیبا است که توسط نیروی گرانش کنترل می‌شود و تعداد بسیار زیادی از اجرام آسمانی مختلف را دربر می‌گیرد. در زیر به مهم‌ترین آن‌ها اشاره می‌کنیم.
کهکشان مارپیچی M81
Credit: NASA/JPL-Caltech/ESA/Harvard-Smithsonian CfA
ستارگان
ستاره‌ها پیکره‌ی اصلی هر کهکشان را تشکیل می‌دهند. این گوی‌های عظیم گاز داغ معمولا از هیدروژن و هلیوم، در اثر هم‌جوشی هسته‌ای، نور و گرما تولید می‌کنند. ستارگان در مراحل مختلف حیات خود میتوانند از سحابی‌ها شکل بگیرند و سحابی‌ها را تشکیل دهند یا به ستاره‌ی نوترونی و سیاهچاله تبدیل شوند.
کهکشانها میلیون‌ها یا حتی میلیاردها ستاره دارند که هر یک می‌تواند منظومه‌ی سیاره‌ای خود را داشته باشد. گرمای ستاره‌ها هم باعث شکل‌گیری بادهای ستارهای می‌شود که به اطراف می‌وزد و گردوغبار و گاز را در سراسر کهکشان پراکنده می‌سازد.
سیارات
سیاره‌ها اجرام جامد یا گازی هستند که اغلب به دور ستارگان می‌چرخند. هرچند سیارات سرگردان یا سرکش هم در کهکشانها وجود دارند که به دور هیچ ستارهای نمی‌گردند. هر سیاره‌ای که به دور یک ستاره در کهکشان می‌گردد ممکن است قمرهای خود را هم داشته باشد. منظومه‌ی شمسی ما یکی از میلیاردها منظومه در کهکشان راه شیری است که خورشید به عنوان ستاره‌ی مرکزی آن قرار دارد.
سحابی‌ها
سحابی‌ها ابرهای تشکیل شده از گاز و گردوغبار هستند که نقشی اساسی در تشکیل ستارگان جدید دارند. برخی از سحابی‌ها محل تولد ستارگان جدید هستند، در حالی که برخی دیگر بقایای انفجارهای ابرنواختری هستند که پس از مرگ ستارگان عظیم بر جای مانده‌اند.
ماده تاریک
ماده تاریک بخش بزرگی از جرم کهکشانها را تشکیل می‌دهد، اما با ابزارهای فعلی نمی‌توان آن را مستقیما مشاهده کرد. دانشمندان مادهی تاریک را توسط اثرات گرانشی آن بر اجرام مرئی در کهکشانها تشخیص می‌دهند. این ماده هنوز به طور کامل شناخته نشده و موضوع تحقیقاتی مورد توجهی در علم کیهان‌شناسی است.
سیاهچاله‌ها
در مرکز بسیاری از کهکشانها، از جمله کهکشان راه شیری، یک سیاهچاله‌ی کلان‌جرم وجود دارد. از جمله تصاویری واضح از مرکز کهکشان راه شیری این موضوع را تأیید می‌کنند. این سیاهچاله‌ها با جرم فوق‌العاده زیاد خود میتوانند هر چیزی حتی نور را در نزدیکی خود جذب کنند. نقش سیاهچاله‌های مرکزی در کهکشانها هنوز به‌طور کامل مشخص نشده است، اما به نظر می‌رسد که این اجرام غول‌پیکر در تشکیل و تکامل کهکشانها تأثیر زیادی داشته باشند.
خوشه‌های ستارهای
خوشه‌های ستارهای گروهی از ستارگان هستند که بر اثر گرانش در کنار هم قرار گرفته‌اند. این خوشهها به دو نوع تقسیم میشوند: خوشه‌های کروی که شامل ستارگان قدیمی و فشرده هستند و خوشه‌های باز که تراکم کمتری دارند و از ستارگان جوان‌تر تشکیل شدهاند.
خوشه ستارهای M15
Credit: ESA, Hubble, NASA
در جهان چند کهکشان وجود دارد؟
عکس‌های کهکشانها که توسط تلسکوپ‌های مختلف زمینی و فضایی گرفته می‌شود، به ما نشان می‌دهند که کهکشانها در ابعاد و اشکال مختلفی وجود دارند. اما شمارش تمام ستارگان آسمان در یک شبانه‌روز به شدت دشوار خواهد بود، پس ستاره‌شناسان چگونه میتوانند تعداد کهکشانها را در سراسر کیهان محاسبه کنند؟ به طور ساده، تعداد کهکشانهای کیهان برابر با ابعاد کیهان در میانگین چگالی تعداد کهکشانها خواهد بود. در عمل، حتی تخمین دقیق این دو عدد هم دشوار است.
با این حال اخترشناسان توانسته‌اند محاسبات ریاضی بسیار خوبی انجام دهند تا برآوردی از تعداد کهکشانها در کیهان به دست آورند. یکی از این تخمین ها بیان می‌کند که بین ۱۰۰ تا ۲۰۰ میلیارد کهکشان در جهان قابل مشاهده وجود دارد. دیگر ستاره‌شناسان سعی کرده‌اند تعداد کهکشانهای نادیده گرفته شده را هم در مطالعات قبلی تخمین بزنند و به تعداد کل ۲ تریلیون کهکشان در کیهان دست یابند. چیزی که روشن است این است که صدها میلیارد کهکشان وجود دارد و این رقم‌ها با پیشرفت ابزارهای رصدی مانند تلسکوپ‌های فضایی، همچنان در حال افزایش است.
میدان دید فراژرف جیمز وب
Credit: NASA, ESA, and S. Beckwith (STScI) and the HUDF Team
سرگذشت کهکشانها از تولد تا مرگ
بیشتر کهکشانها میلیاردها سال عمر دارند و هنوز دقیقا مشخص نیست که اولین کهکشانها چه زمانی ایجاد شدند، اما مشاهدات تلسکوپی نشان می‌دهد که در اوایل پیدایش کیهان فقط کهکشانهای کوچک و کوتوله وجود داشته‌اند. کهکشانهای بزرگ مانند کهکشان راه شیری و کهکشانهای پرجرم‌تر، در طول زمان از ادغام کهکشانهای کوچک‌تر شکل گرفته‌اند.
در بیان سرگذشت کهکشانها از تولد تا مرگ، باید گفت که کهکشانها از ابرهای عظیم گاز و غبار که تحت نیروی گرانش به هم می‌پیوندند، متولد میشوند. در اوایل کیهان، نوسانات کوچک در چگالی ماده باعث شد که ابرهای مواد شروع به جمع شدن کنار یکدیگر کنند و بدین ترتیب نخستین ستاره‌ها و خوشهها شکل گرفتند. طی میلیون‌ها سال، این خوشهها با هم ادغام شدند تا ساختارهای بزرگ‌تری را که امروزه به‌عنوان کهکشانها می‌شناسیم، تشکیل دهند. فرآیند تشکیل کهکشانها همچنین توسط کشش ماده تاریک پیش می‌رود که به عنوان یک لنگر گرانشی عمل می‌کند و به کهکشانها اجازه می‌دهد در طول زمان رشد و تکامل پیدا کنند.
کهکشانها با حفظ روند شکل‌گیری ستارگان که انرژی خود را از هم‌جوشی گاز موجود در خود تأمین می‌کنند، به چرخه‌ی حیات خود ادامه می‌دهند. در طول عمر خود، کهکشانها میتوانند با کهکشانهای دیگر برخورد کنند و باعث ایجاد انفجارهای ستارهای جدید یا تغییر شکل ساختاری شوند. با گذشت زمان، ذخایر گاز کهکشانها تمام و ستاره‌زایی کند می‌شود. با بالا رفتن سن، پرجرم‌ترین ستارگان می‌سوزند و کوتوله‌های سفید، ستاره‌های نوترونی یا سیاهچاله‌ها را بر جای می‌گذارند. در نهایت، کهکشانها با تمام شدن سوخت، به‌تدریج محو و شکل‌گیری ستاره‌ها متوقف می‌شود و بدین ترتیب «مرگ آهسته» آن‌ها فرا می‌رسد. برخی از کهکشانها ممکن است با دیگر کهکشانها ادغام شوند و کهکشانهای بزرگ‌تری را تشکیل دهند و این چرخه‌ی کیهانی را ادامه دهند.
انواع کهکشانها
کهکشانها با توجه به ویژگی‌های خود، در دسته‌بندی‌های متفاوتی جای می‌گیرند. یکی از مهم‌ترین دسته‌بندی‌ها، تقسیم کهکشانها بر اساس شکل ظاهری است که در حالت کلی شامل سه نوع کهکشانهای مارپیچی، کهکشانهای بیضوی و کهکشانهای نامنظم می‌شود. اما در طبقهبندی دقیق‌تر کهکشانها به صورت زیر دسته‌بندی میشوند.
کهکشانهای مارپیچی (Spiral Galaxies)
همان‌طور که در عکس کهکشان هم مشخص است، کهکشانهای مارپیچی از زیباترین و شناخته‌شده‌ترین انواع کهکشانها به شمار می‌روند و با بازوهای مارپیچی که به دور هسته‌ی مرکزی پیچیده شدهاند، ظاهری خاص و منظم دارند. کهکشان راه شیری، یکی از شاخص‌ترین نمونه‌های کهکشانهای مارپیچی است.
این کهکشانها در طول میلیاردها سال تکامل یافته‌اند. ستارگان جوان‌تر در بازوهای مارپیچی شکل می‌گیرند و در طول زمان به سمت هسته‌ی کهکشان حرکت می‌کنند. شکل مارپیچی این کهکشان ها به دلیل گرانش و حرکت و چرخش ستارگان و گازها ایجاد شده است.
کهکشان مارپیچی
Credit: Getty Images
کهکشانهای مارپیچی سه بخش اصلی دارند. هسته‌ی مرکزی معمولا شامل ستارگان قدیمی‌تر و پرانرژی‌تر است و در بسیاری موارد ممکن است شامل یک ساهچاله‌ی کلان‌جرم باشد که اثر گرانشی قابل توجهی بر محیط اطراف خود دارد. بازوهای مارپیچی از ناحیه‌ی هسته به بیرون پیچیده‌اند و با تراکم بیشتر نسیت به دیگر بخش‌های کهکشان، پر از ستارگان جوان، گازهای هیدروژن و سحابی‌ها به عنوان زایشگاه ستارگان تازه‌اند. هاله‌ی کهکشانی هم ناحیه‌ای اطراف صفحه‌ی اصلی کهکشان را دربر می‌گیرد و شامل خوشه‌های کروی و ستارگان پراکنده است. می‌تواند شامل مادهی تاریک هم باشد که در تمام کهکشان گسترده شده است.
انواع کهکشانهای مارپیچی
کهکشانهای مارپیچی به دو دسته‌ی اصلی کهکشانهای معمولی و میله‌ای تقسیم میشوند. کهکشانهای مارپیچی معمولی (S) بازوهای مارپیچی دارند که به طور مستقیم از مرکز کهکشان بیرون آمده‌اند و از مرکز به سمت بیرون، به‌تدریج پهن‌تر میشوند. در کهکشانهای مارپیچی میله‌ای (SB) مانند راه شیری، یک ساختار میله‌ای شکل در مرکز قرار دارد و بازوهای مارپیچی از دو طرف این میله به بیرون گسترش یافته‌اند.
کهکشانهای مارپیچی معروف
از جمله معروف‌ترین کهکشانهای مارپیچی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
- کهکشان راه شیری: کهکشان ما خانه‌ی منظومه شمسی است و یکی از معروف‌ترین کهکشانهای مارپیچی میله‌ای به شمار می‌رود و همین موضوع پرسه در راه شیری را جذاب می‌کند!
- کهکشان آندرومدا (M31): این کهکشان نزدیک‌ترین کهکشان مارپیچی به راه شیری است و ممکن است در آینده با کهکشان ما ادغام شود.
- کهکشان گرداب (M51): کهکشان گرداب از معروف‌ترین کهکشانهای مارپیچی است که به خاطر شکل زیبای خود شهرت دارد.
کهکشانهای بیضوی (Elliptical Galaxies)
کهکشانهای بیضوی که به شکل ساده و اغلب کروی یا بیضوی خود معروفند، ساختاری متفاوت از کهکشانهای مارپیچی دارند و معمولا از ادغام کهکشانهای دیگر به ویژه کهکشانهای مارپیچی تشکیل میشوند.
این کهکشانها معمولا در مراکز خوشه‌های کهکشانی یافت میشوند که احتمال ادغام کهکشانها با هم بیشتر است. برخلاف کهکشانهای مارپیچی با بازوهای پیچیده و پویا، دارای ظاهری نسبتا همگن و یکنواخت هستند و چگالی ستارگان در مرکز آن‌ها بسیار بیشتر از لبه‌هایشان است.
کهکشان بیضوی NGC 2865
Credit: ESA/Hubble/NASA
کهکشانهای بیضوی معمولا شامل ستارگان قدیمی‌تر هستند و نسبت به کهکشانهای مارپیچی، ستاره‌های کمتری در آن‌ها متولد میشوند. بیشتر ستارگان موجود در این کهکشانها، در مراحل پایانی عمر خود قرار دارند و بدین ترتیب سحابی یا نواحی ستاره‌زایی کمتری دارند.
ابعاد کهکشانهای بیضوی بزرگتر از کهکشانهای مارپیچی است و میتوانند میلیون‌ها یا حتی میلیاردها ستاره را در خود جای دهند. همچنین بر خلاف کهکشانهای مارپیچی، در کهکشانهای بیضوی ستارگان در مدارهایی بسیار تصادفی و غیرمنظم حرکت می‌کنند و بدین ترتیب شکل کهکشان بهصورت کروی یا بیضوی حفظ می‌شود.
انواع کهکشانهای بیضوی
کهکشانهای بیضوی هم بر اساس شکل و ویژگی‌هایشان طبقهبندی میشوند. از جمله معمولا با توجه به درجه‌ی بیضوی یا تخت بودن و دیگر ویژگی‌های ساختاری در طبقهبندی هابل به این صورت تقسیم‌بندی شدهاند که کهکشانهای E0 تقریبا کروی هستند و هر چه به سمت دسته‌ی E7 پیش می‌روند به تدریج فشرده‌تر و بیضوی‌تر میشوند.
کهکشانهای بیضوی معروف
- کهکشان M87: این کهکشان بزرگ در مرکز خوشه‌ی کهکشانی سنبله قرار دارد و یکی از نخستین کهکشان‌هایی است که در آن یک سیاهچاله‌ی عظیم مرکزی کشف شد.
- کهکشان M32: یکی از کوچک‌ترین کهکشانهای بیضوی شناختهشده است و در نزدیکی کهکشان آندرومدا قرار دارد.
کهکشانهای عدسی‌شکل (Lenticular Galaxies)
کهکشانهای عدسی‌شکل نوعی کهکشان ترکیبی بین کهکشانهای مارپیچی و بیضوی هستند. این کهکشانها برآمدگی مرکزی و دیسکی شبیه به کهکشانهای مارپیچی دارند، اما بازوهای مارپیچی مشخص ندارند. از سویی مشابه کهکشانهای بیضوی، جمعیت ستاره‌های آن‌ها عمدتا از ستارگان پیر تشکیل شده و فعالیت ستاره‌زایی بسیار کمی دارند. نظریه‌های گوناگونی درباره‌ی تکامل این کهکشانها هست از جمله یکی پیشنهاد می‌دهد که آن‌ها کهکشانهای مارپیچی‌های قدیمی هستند که بازوهایشان به مرور زمان محو شدهاند. نظریه‌ی دیگر بیان می‌کند که آن‌ها نتیجه‌ی ادغام و برخورد کهکشانهای مارپیچی با یکدیگرند.
کهکشان عدسی شکل NGC 4886
Credit: ESA/Hubble & NASA. Acknowledgement: Gilles Chapdelaine
انواع کهکشانهای عدسی‌شکل
- کهکشانهای عدسی‌شکل بدون میله (S0): این نوع کهکشانها ساختار میله‌ای مرکزی ندارند. شکل آن‌ها بیشتر شبیه کهکشانهای بیضوی است، اما هنوز دیسک تخت و برآمدگی مرکزی کهکشانهای مارپیچی را حفظ کرده‌اند.
- کهکشانهای عدسی‌شکل با میله (SB0): این کهکشانها علاوه بر دیسک و برآمدگی مرکزی، یک ساختار میله‌ای واضح در مرکز خود دارند که شبیه به کهکشانهای مارپیچی میله‌ای است و از مرکز کهکشان به اطراف کشیده شده است.
کهکشانهای میله‌ای معروف
- کهکشان NGC 1023: کهکشان عدسی‌شکل «برساوش» در صورت فلکی برساوش قرار دارد و نوعی کهکشان عدسی‌شکل با میله است.
- کهکشان NGC 821: با قرارگیری در صورت فلکی اژدها، از نوع عدسی‌شکل بدون میله است.
- کهکشان M84: این کهکشان در صورت فلکی سنبله قرار دارد و با توجه به شکل خاص خود شناخته می‌شود.
کهکشانهای نامنظم (Irregular Galaxies)
کهکشانهای نامنظم شکل مشخصی و ساختارهای منظم مانند بازوهای مارپیچی یا هسته‌ی متمرکز ندارند. بیشتر به دلیل برهم‌کنش یا برخورد با کهکشانهای دیگر شکل گرفته‌اند که می‌تواند ساختار کهکشانهای منظم را تخریب کند و آن‌ها را به شکل‌های نامنظم درآورد.
این نوع کهکشانها به طور کلی از کهکشانهای مارپیچی و بیضوی کوچک‌ترند و ترکیبی از ستارگان قدیمی و جدید در آن‌ها وجود دارد. به دلیل فراوانی گاز و غبار، به مناطق فعال ستاره‌زایی معروف هستند و معمولا شامل سحابی‌ها و زایشگاه‌های ستارهای میشوند که عامل درخشش زیاد آن‌هاست.
کهکشان کوتوله‌ی NGC 5477 در صورت فلکی خرس بزرگ؛ یک کهکشان نامنظم
Credit: NASA Goddard
انواع کهکشانهای نامنظم
در طبقهبندی هابل کهکشانهای نامنظم با حرف Irr نشان داده میشوند و به دو دسته‌ی اصلی تقسیم میشوند:
- Irr-I: این کهکشانها هنوز برخی از ساختارهای ضعیف مانند بخش‌های پرستاره یا توده‌های گازی را دارند، اما به طور کلی بدون نظم مشخصی هستند.
- Irr-II: در این نوع کهکشانها حتی کوچک‌ترین نشانه‌ای از ساختار منظم دیده نمی‌شود و کاملا به صورت بی‌قاعده و پراکنده هستند.
کهکشانهای فعال (Active Galaxies)
این نوع کهکشانها میتوانند از نظر شکل به هر یک از انواع بیان شده شباهت داشته باشند اما با توجه به میزان فعالیت خود در طبقهبندی جداگانهای هم قرار می‌گیرند. هسته‌ی مرکزی به شدت پرانرژی دارند و میزان نور گسیل شده از مرکز آن‌ها بسیار بیشتر از نور ترکیبی ستارگان کهکشان است.
این انرژی زیاد از ناحیه‌ای در اطراف سیاهچاله‌ی کلان‌جرم مرکز این کهکشانها می‌آید. در این مناطق، گاز و گردوغبار به داخل سیاهچاله کشیده شده و به قرص برافزایشی تبدیل میشوند. نیروی گرانشی شدید سیاهچاله باعث فشرده و داغ شدن این مواد می‌شود و در نتیجه، این مواد در طیف‌های مختلف نوری از جمله فروسرخ و پرتوهای ایکس به شدت می‌درخشند. برخی از این کهکشانها حتی جت‌های پرانرژی از ذرات را با سرعت نزدیک به نور به بیرون پرتاب می‌کنند.
کهکشان فعال NGC 5728
Credit: ESA/Hubble, A. Riess et al., J. Greene
انواع کهکشانهای فعال
- کهکشانهای سیفرت: این کهکشانها معمولا مارپیچی هستند و هسته‌ای بسیار درخشان و فعال دارند. نور ساطع شده از مرکز آن‌ها بسیار بیشتر از کهکشانهای معمولی است اما نسبت به اختروش‌ها شدت کمتری دارند.
- اختروش‌ها: این کهکشانها پرانرژی‌ترین و درخشان‌ترین کهکشانهای فعال هستند که نور آن‌ها می‌تواند حتی کل کهکشان میزبان را تحت‌الشعاع قرار دهد. اختروش‌ها به دلیل فاصله‌ی بسیار زیادشان، نمایی از کهکشانهای اولیه‌ی جهان ارائه می‌دهند.
- کهکشانهای رادیویی: این کهکشانها دارای جت‌های عظیمی از ذرات پرانرژی هستند که امواج رادیویی بسیار قدرتمندی را ساطع می‌کنند.
- بلیزرها: نوع خاصی از اختروش‌ها هستند که جت‌های پرانرژی آن‌ها به طور مستقیم به سمت زمین هدایت می‌شود. به همین دلیل، این کهکشانها بسیار متغیر و درخشان به نظر می‌رسند.
کهکشانهای فعال معروف
- کهکشان 3C 273: یکی از معروف‌ترین اختروش‌ها (کوازارها) است و از جمله درخشان‌ترین و دورترین کهکشانهای فعال هم شناخته می‌شود. این کهکشان در صورت فلکی سنبله قرار دارد و از نخستین کهکشانهای فعالی بود که به عنوان اختروش شناسایی شد.
- کهکشان Cygnus A: یک کهکشان رادیویی بسیار درخشان با جت‌های قدرتمند که به خاطر انتشار امواج رادیویی قوی و ساختار جت‌های آن شناخته می‌شود و در صورت فلکی «قو» (Cygnus) قرار دارد.
بزرگترین کهکشان جهان
تا چندی پیش بزرگترین کهکشان شناختهشده در کیهان کهکشان IC 1101 بود که قطر آن حدود ۴ تا ۶ میلیون سال نوری است. این کهکشان در مرکز یک خوشه‌ی کهکشانی قرار دارد و شامل تعداد زیادی ستاره و مواد میان‌کهکشانی می‌شود.
کهکشان IC 1101
Credit: NASA/Chandra
اما در سال ۲۰۲۲ این کهکشان دیگری بود که لقب بزرگترین را از آن خود کرد. به گفته‌ی دانشمندان، کهکشان «آلسیونئوس» (Alcyoneus) با گستردگی ۱۶.۳ میلیون سال نوری، قطری ۱۶۰ برابر کهکشان راه شیری و سه تا چهار برابر قطر IC 1101 دارد. Alcyoneus نام یکی از هیولاهای بزرگ افسانه‌ای یونان باستان (گیگانت‌ها) است که با هرکول جنگید.
کهکشان آلسیونئوس، یک کهکشان رادیویی است یعنی کهکشانی با یک سیاهچاله‌ی بسیار پرجرم در مرکز که مقدار زیادی ماده را می‌بلعد و سپس دو جت غول‌پیکر پلاسما را با سرعت نزدیک به نور به بیرون پرتاب می‌کند. پس از طی مسافت میلیون‌ها سال نوری، پرتوهای پلاسما کند میشوند و ستون‌هایی را تشکیل می‌دهند که امواج الکترومغناطیسی را به شکل امواج رادیویی ساطع می‌کنند. لوب‌های آلسیونئوس بزرگترین لوب‌هایی هستند که تاکنون کشف شدهاند.
کهکشان آلسیونس
Credit: WISE/Martijn Oei et al
نزدیک‌ترین کهکشان
یکی از نزدیک‌ترین کهکشانهای شناخته شده به راه شیری، همدم کوچکی به نام «کمان» (Sagittarius) است که به دور آن می‌چرخد . این یک کهکشان کوتوله‌ی نامنظم است و در فاصله‌ی ۷۰ هزار سال نوری از زمین قرار دارد. این کهکشان به اندازه‌ای به راه شیری نزدیک است که در حال از هم گسستن و ادغام با آن است.
کهکشانی حتی نزدیک‌تر به نام «کوتوله سگ بزرگ» (Canis Major Dwarf) در فاصله‌ی ۲۵ هزار سال نوری از زمین هست، اما به اندازه‌ای توسط کهکشان راه شیری از هم گسسته است که بسیاری از ستاره‌های آن در آسمان پراکنده شدهاند و طی چند میلیارد سال آینده، کاملا با کهکشان ما ادغام می‌شود.
همچنین نزدیک ترین کهکشان بزرگ به ما «آندرومدا» (Andromeda) یا «مسیه ۳۱» (M31) است که یک کهکشان مارپیچی بزرگ به شمار می‌رود و تقریبا در فاصله‌ی ۲.۵ میلیون سال نوری از ما قرار دارد. نیروی گرانش گرانش راه شیری و کهکشان آندرومدا هم آن‌ها را به هم نزدیک می‌کند تا حدود ۴.۵ میلیارد سال دیگر با یکدیگر برخورد کنند.
کهکشان کمان (قوس)
Credit: Amanda Smith, Institute of Astronomy, University of Cambridge
مجموعه‌های کهکشانی
کهکشانها میتوانند در کنار هم قرار بگیرند و ساختار عظیم‌تری به نام «خوشه‌ی کهکشانی» (Galaxy Cluster) را تشکیل دهند. این خوشهها مجموعهای از ده‌ها تا صدها کهکشان هستند که توسط نیروی گرانش به هم پیوند خورده‌اند. این اجرام غول‌پیکر به صورت ساختارهای منظم در کیهان توزیع شدهاند و هر یک شامل کهکشانها، گازهای داغ و مقادیر زیادی ماده تاریک است. با پیوستن چندین خوشه‌ی کهکشانی، اَبَرخوشه‌های کهکشانی شکل می‌گیرند که در ابعاد بسیار بزرگتر به هم متصل شدهاند.
بزرگترین ساختار شناختهشده در کیهان، «تار کیهانی» (Cosmic Web) است که شامل ابرخوشهها، رشته‌های گازی و کهکشانها می‌شود. این ساختار به صورت رشته‌های عظیم از کهکشانها و ماده تاریک در فضا پخش شده است و مناطق خالی بین این رشته‌ها حفره‌های کیهانی نام دارند. شبکه یا تار کیهانی مانند یک تار عنکبوت عظیم است که کهکشانها در رشته‌های آن قرار گرفته‌اند.
طرحی گرافیکی از تار کیهانی؛ هر نقطه‌ی رنگی در این تصویر یک کهکشان است.
Credit: Volker Springel (Max Planck Institute for Astrophysics) et al
اهمیت مطالعه‌ی کهکشانها
همان‌طور که در برنامه راه شیری هم اشاره شده است، مطالعه‌ی کهکشانها به ما کمک می‌کند تا به فهم بهتری از منشأ کیهان و تکامل آن دست یابیم. کهکشانها نقشی کلیدی در تشکیل و تحول ستارگان و سیارات دارند و میتوانند اطلاعات زیادی درباره ماده تاریک، انرژی تاریک و نیروهای بنیادی جهان به ما ارائه دهند.
می‌توان گفت که هر کهکشان به‌عنوان یک واحد کیهانی مستقل، اطلاعات ارزشمندی درباره‌ی ساختار، تحول و اجزای مختلف کیهان ارائه می‌دهد. در اینجا برخی از دلایل مهم برای اهمیت مطالعه‌ی کهکشانها آورده شده است.
درک منشأ و روند تکامل کیهان
کهکشانها پنجره‌ای به تاریخچه‌ی کیهان هستند. مطالعه‌ی کهکشانها کمک می‌کند تا روند شکل‌گیری کیهان از مه‌بانگ (بیگ بنگ) تا امروز را بهتر بفهمیم. با توجه به اینکه نور برای رسیدن از کهکشانهای دوردست به زمین، مدت زمان زیادی را در سفر می‌گذراند، مشاهده‌ی این کهکشانها مانند نگاهی به گذشته‌ی کیهان است. به همین دلیل، کهکشانهای دوردست اطلاعاتی درباره‌ی مراحل اولیه‌ی شکل‌گیری جهان به ما می‌دهند.
درک تشکیل و تکامل ستارگان
کهکشانها محل زندگی میلیاردها ستاره هستند و با مطالعه‌ی آن‌ها می‌توان فرآیندهای تشکیل، تحول و مرگ ستارگان را بررسی کرد. درون کهکشانها، از سحابی‌ها و بازوهای مارپیچی تا هسته‌های پرانرژی، محیط‌هایی وجود دارند که ستارگان در آن‌ها شکل می‌گیرند و تکامل پیدا می‌کنند. بررسی این فرآیندها به ما کمک می‌کند تا بفهمیم که چگونه ستارگان به وجود می‌آیند، زندگی می‌کنند و در نهایت به سیاهچاله‌ها، ستارگان نوترونی یا کوتوله‌های سفید تبدیل میشوند.
کشف ماده تاریک
مطالعه‌ی کهکشانها همچنین نقشی کلیدی در درک ماهیت ماده تاریک دارد. مادهی تاریک، ماده‌ای است که نمی‌توانیم آن را به‌طور مستقیم مشاهده کنیم، اما اثرات گرانشی آن بر روی اجرام آسمانی کاملا مشهود است. حرکت ستارگان در لبه‌های کهکشانها نشان می‌دهد که جرم کهکشانها بیشتر از چیزی است که فقط از طریق مشاهده‌ی نور آن‌ها می‌توان دید. به همین دلیل، کهکشانها را می‌توان آزمایشگاهی طبیعی برای مطالعه‌ی ماده تاریک دانست.
بررسی نیروهای بنیادی جهان
کهکشانها به ما امکان می‌دهند تا نیروهای بنیادی کیهانی مانند گرانش و تأثیر آن بر اجرام عظیم را بهتر بفهمیم. حرکت و توزیع کهکشانها در کیهان نشان می‌دهد که نیروهای گرانشی چگونه این اجرام را به یکدیگر پیوند می‌دهند و ساختارهای بزرگ‌مقیاس مانند خوشه‌های کهکشانی را تشکیل می‌دهند.
مطالعه‌ی انرژی تاریک
یکی دیگر از مفاهیم مهمی که از طریق مطالعه‌ی کهکشانها کشف شده است، انرژی تاریک است. انرژی تاریک نیرویی است که باعث انبساط سریع‌تر جهان می‌شود. مشاهده‌ی کهکشانها و بررسی سرعت دور شدن آن‌ها از یکدیگر، اطلاعات مهمی درباره‌ی ماهیت این انرژی رازآلود به ما می‌دهد.
طرحی گرافیکی از اثر انرژی تاریک که موجب گسترش کیهان است.
NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab/Science Photo Library
درک چگونگی پیدایش حیات
از آنجا که کهکشانها محیط‌هایی هستند که ستارگان و سیارات در آن‌ها شکل می‌گیرند، مطالعه‌ی آن‌ها به ما کمک می‌کند تا شرایط پیدایش حیات را بهتر درک کنیم. بررسی منظومه‌های سیاره‌ای دیگر در کهکشانها، به ویژه در کهکشان راه شیری، می‌تواند به ما اطلاعاتی درباره‌ی امکان وجود حیات در دیگر سیارات بدهد.
درک شکل‌گیری کهکشانها و تأثیر آن‌ها بر یکدیگر
یکی از مهم‌ترین نتایج مطالعه‌ی کهکشانها، بررسی تعامل‌های کهکشانی مانند برخورد یا ادغام آن‌هاست و به ما کمک می‌کند تا اثرات گرانشی و چگونگی تحول کهکشانها را بهتر بشناسیم. این فرآیندها نه تنها در شکل‌گیری کهکشانهای جدید و بزرگتر مؤثر هستند، بلکه ممکن است باعث تشکیل ستارگان تازه یا حتی تغییر ساختار کهکشانها شوند.
جمع‌بندی
مطالعه کهکشانها به ما امکان می‌دهد تا کیهان را از منظر گسترده‌تری ببینیم و به پاسخ پرسش‌های اساسی درباره‌ی منشأ، ساختار و آینده‌ی جهان نزدیک‌تر شویم. کهکشانها علاوه بر اینکه به عنوان آزمایشگاه‌های طبیعی برای کشف اصول بنیادی فیزیک عمل می‌کنند، اطلاعاتی کلیدی درباره‌ی وجود ما و جایی که در آن هستیم نیز فراهم می‌آورند.
منابع: NASA (۱,۲), Sky at Night, Live Science (۱,۲), National Geographic, Astronomy Magazine
