17 فروردین ماه 1388 (مطلب شماره 96)
کهکشان ها، بزرگترین مجموعه های ستاره ای کیهان هستند و بعنوان سنگ بنای جهان هستی قلمداد می شوند. در مطلب شماره 14، نوار شبح گون راه شیری را که در شب های تاریک و به دور از نور شهرها به آسانی می توان آن را تشخیص داد را معرفی کردیم. منظومه شمسی ما در کهکشان راه شیری واقع شده است و این در حالی است که راه شیری در میان بی شمار کهکشانی که در عالم هستی پراکنده شده است، هیچ تفاوت فاحشی با دیگر همتایان خود نداشته و در گروهی موسوم به کهکشان های مارپیچی* طبقه بندی می شود.  

نمای اعجاب انگیز کهکشان مارپیچی M51 از نگاه دوربین زاویه باز تلسکوپ فضایی هابل؛ همانطور که در تصویر بخوبی مشهود است، مناطق قرمز رنگی که در جای جای بازوهای مارپیچی پراکنده شده اند، گازهای هیدروژنی هستند که بواسطه جذب نور فرابنفش از ستارگان تازه تولد یافته در نزدیکی خود، نور قرمز رنگی از خود ساطع می کنند؛ این دلیل خوبی است برای آنکه بازوها، مکان های ستاره سازی هستند. عکس از : موسسه میراث هابل

سالها پیش ادوین هابل، اخترشناس بنام آمریکایی؛ دست به تقسیم بندی کهکشان ها بر اساس شکل ظاهری اشان زد. بر اساس این دسته بندی، تمامی کهکشان ها در چهار دسته قرار می گرفتند :

- کهکشان های بیضوی
- کهکشان های مارپیچی
- کهکشان های عدسی وار
- کهکشان های نامنظم

همانطور که گفته شد، کهکشان ما در رده کهکشان های مارپیچی قرار می گیرد و عموم نیز بیشتر با این دسته از کهکشان ها بواسطه شکل جالب توجهشان، آشنایی دارند. در این مطلب، به چرایی شکل زیبا و در عین حال فوق العاده دقیق این ساختارهای کیهانی عظیم الجثه خواهیم پرداخت (لازم به ذکر است که کهکشان هایی موسوم به مارپیچی-میله ای نیز در جهان وجود دارند که به دلیل پیچیدگی مکانیسم تشکیل بازوها در این دسته از کهکشان ها، از توضیح آنها در این مطلب صرفنظر کرده و آن را به روزهای آینده موکول می کنیم).
دلیل شکل مارپیچی برخی کهکشان ها، در امواج چگالی (Density waves) نهفته است که در قرص کهکشان پخش شده اند. منشأ این امواج همچنان ناشناخته است؛ اما زمانی که جبهه این موج به گازهای پراکنده در قرص کهکشان برخورد می کند، به دلیل فشرده کردن آنها نرخ ستاره سازی را در آن مناطق افزایش می دهد. بنابراین ستارگان جدید، درخشان و بزرگ را بایستی در بازوهای مارپیچی جست. به این دلیل که ستارگان جدید بسیار داغ بوده و به رنگ های آبی و آبی-سفید می درخشند (مطلب شماره 64)، نور دریافتی از آنها نسبت به ستارگان پیرتر که در بازوهای مارپیچی قرار ندارند شدیدتر بوده و در نتیجه بازوها به راحتی در نور مرئی قابل تمایزند. این در حالی است که تصویر همان کهکشان در فیلترهای قرمز و مادون قرمز کاملاً متفاوت بوده و بیشتر به شکل یک دیسک پیوسته شبیه است. 

تصویر شبیه سازی رایانه ای نقش امواج چگالی در شکل گیری بازوهای مارپیچی کهکشان ها.همانطور که مشاهده می کنید، با گذشت زمان و انتشار امواج چگالی از سمت مرکز کهکشان، به تعداد بازوها رفته رفته افزوده می شود؛ عکس از : مرکز اخترفیزیک و اخترشناسی دانشگاه کلرادو

از دیدگاه فیزیکی، اگرچنانچه کهکشانی در حین تشکیل سرعت زاویه ای پایینی داشته باشد، یک کهکشان بیضوی و اگرچنانچه سرعت زاویه ای بالایی داشته باشد، کهکشانی مارپیچی را شکل خواهد داد. کهکشان های مارپیچی نیز احتمالاً در ابتدا توده های بیضی گون عظیمی از ستارگان بوده اند که آرام آرام در یک قرص جمع آمده و سرانجام بازوهای مارپیچی را شکل داده اند. تمامی کهکشان های مارپیچی تقریباً جرم های مشابهی دارند (برعکس کهکشان های بیضوی). آینده این کهکشان ها نیز سوالی مبهم است که پاسخ آن را بایستی 5 تا 10 میلیارد سال آینده داد؛ زمانی که بتوان پروسه تحول آنها را مستقیماً مشاهده کرد !

* بر اساس آخرین پژوهش های منتشره، احتمالاً کهکشان راه شیری یک کهکشان مارپیچی-میله ای از رده Sbc در طبقه بندی هابل می باشد؛ اما در اینجا تنها به بیان مارپیچی بودن راه شیری اکتفا کرده ایم.

منابع : وبسایت پایگاه فضایی گدارد ناسا و پایگاه اینترنتی دپارتمان فیزیک دانشگاه تنسی

***