سیاه چاله

:: سیاه چاله

سیاه چاله‌ ناحیه‌ای از فضا است که میدان گرانشی فوق‌العاده بالایی دارد بطوری که هیچ چیز حتی نور هم نمی‌تواند از میدان گرانشی آن بگریزد. در سیاهچاله ناحیه‌ای به نام افق رویداد تعریف می شود که هیچ چیزی بعد از وارد شدن به آن قادر به بازگشت نیست. در واقع سیاهچاله آن را می بلعد و این یکی از اسرار سیاهچاله‌هاست که دانشمندان روی چگونگی آن به پژوهش می‌پردازند.

سیاهچاله‌ها به قدری متراکمند که اگر کل کره ی زمین قطرش به 0.9 سانتیمتر تقلیل یابد اما جرمش ثابت بماند به یک سیاهچاله تبدیل می‌گردد. در واقع اگر هر جسم را به اندازه شعاع شوارتز شیلد منقبض کنیم آن جسم به یک سیاهچاله تبدیل می‌شود.

در سال 1916 (میلادی)، ستاره شناس آلمانی کارل شوارتز شیلد شواهدی یافت که نشانگر یک سیاهچاله کروی بود. او نشان داد که اگر جرم یک ستاره در ناحیه ای به اندازه کافی کوچک متمرکز شود، میدان گرانشی در سطح ستاره چنان قوی می‌شود که حتی نور توان گریز از آن را ندارد و این همان چیزی است که هم اکنون سیاهچاله می‌نامیم.


DANESH منبع : DANESHسیاه چاله
برچسب ها : سیاهچاله ,ستاره ,گرانشی ,میدان ,میدان گرانشی ,شوارتز شیلد ,سیاهچاله تبدیل

کهکشان چیست؟

:: کهکشان چیست؟

کهكشان سيستمي از ستارگان، گرد و غبار و گاز است كه به وسيله نيروهاي جاذبه اي، کنار يكديگر نگه داشته مي شوند. انواع كهكشان ها عبارتند از: كهكشان هاي مارپيچي (با بازو)، بيضوی (بدون بازو) و بي قاعده (بدون تقارن گردشي).

کهکشان مارپیچی

کهکشان مارپیچی به شکل فرفره است. با بازوهایی مارپیچی که از یک برآمدگی مرکزی به خارج پیچ خورده اند. کهکشانی که در عکس می بینید، به نام M100 شناخته می شود و خیلی شبیه به کهکشان راه شیری ما است. کهکشان راه شیری مجموعه ای از ستارگان، گرد و غبار و گاز در اطراف مرکزش دارد. (عکس از ناسا)

كهكشان ها طيف پیوسته ای از انرژي از خود ساطع مي كنند كه شامل بعضي امواج راديويي، اشعه ايكس، اشعه مادون قرمز و اشعه ماوراي بنفش است. زمين، خورشید و بقيه منظومه شمسی ما يك بخش بسيار كوچك از كهكشان راه شيري هستند. كهكشان راه شيري كهكشاني مارپيچي است.

 

كهكشان راه شيري فقط جزیي از يك گروه كهكشاني به نام "گروه محلي" است. در داخل گروه محلي، كهكشان راه شيري با سرعت حدود 300 كيلومتر درثانيه حركت مي كند (به سمت صورت فلكي ويرگو).

 

نزديك ترين كهكشان به كهكشان ما، ممكن است كهكشان قوس (ساگيتاريوس، Sagittarius) باشد كه حدود 80000 سال نوري از ما فاصله دارد. "ابر ماژلاني بزرگ" كهكشان نزديك ديگر به كهكشان ما است.

 

دانشمندان تخمين مي زنند كه بيش از 100 ميليارد كهكشان در جهان قابل مشاهده ما پخش شده باشند. ستاره شناسان با تلسکوپ از ميليون ها كهكشان عكس برداري كرده اند.

 

دورترين كهكشاني كه تاكنون عكس برداري شده، معادل ده ميليارد تا 13 ميليارد سال نوري از كهكشان ما فاصله دارد. يك سال نوري فاصله اي است كه نور در خلأ در يك سال طي مي كند (حدود 5.88 تريليون مايل يا 9.46 تريليون كيلومتر).

 

قطر كهكشان ها از چند هزار تا نيم ميليون سال نوري متغير است. كهكشان هاي كوچك كمتر از يك ميليارد ستاره دارند. كهكشان هاي بزرگ بيش از يك تريليون ستاره دارند. كهكشان راه شيري قطري حدود 100000 سال نوري دارد. در كهكشان راه شيري حدود 100 ميليارد ستاره وجود دارد. منظومه شمسي ما حدود 25000 سال نوري از مركز كهكشان راه شيري فاصله دارد.

 

تنها سه كهكشان در خارج از کهکشان راه شيري با چشم غير مسلح قابل مشاهده هستند. مردم در نيمكره شمالي مي توانند كهكشان آندرومدا (Andromeda) كه حدود دو ميليون سال نوري با ما فاصله دارد را ببينند. مردم در نيمكره جنوبي مي توانند ابر ماژلاني بزرگ را ببينند كه حدود 160000 سال نوري از زمين فاصله دارد و ابر ماژلاني كوچك كه حدود 180000 سال نوري از زمين فاصله دارد نيز قابل مشاهده است.

 

گروه های کهکشان ها

 

كهكشان ها به شكل نابرابري در فضا توزيع شده اند. به طوری كه بعضي از كهكشان ها همسايه نزديكي ندارند. كهكشان هايي هستند كه با هم جفتند و به اين ترتيب همراه با كهكشان ديگري با هم مي گردند. اما بيشتر كهكشان ها در گروه هايي به نام خوشه (Cluster) پيدا مي شوند. يك خوشه ممكن است حاوی چند تا چندين هزار كهكشان باشد. خوشه ها ممكن است قطري به بزرگي ده ميليون سال نوري داشته باشند.

 

خوشه های كهكشان ها در ساختارهای بزرگ تري به نام "ابرخوشه ها" (supercluster) گروه بندي شده اند. در مقياس هاي حتي بزرگ تر، كهكشان ها در شبكه هاي بسيار عظيم الجثه ای مرتب شده اند. شبكه ها شامل  كهكشان هایی هستند كه به هم متصلند و با مناطق نسبتاً خالي احاطه شده اند. يكي از بزرگ ترين ساختارهايي كه تاكنون نقشه برداري شده، شبكه اي از كهكشان ها است كه به عنوان "ديوار بزرگ" شناخته مي شود. اين ساختارها بيش از 500 ميليون سال نوري درازا و 200 ميليون سال نوري پهنا دارد.

 

شكل كهكشان ها

 

ستاره شناسان بيشتر كهكشان ها را از روي شكلشان طبقه بندي مي كنند. چون كهكشان ها يا مارپيچي يا بيضي شكل هستند. كهكشان مارپيچي مثل يك ديسك با يك برآمدگي در مركزش است. اين ديسك مشابه يك فرفره است. بازوان مارپيچي روشن دارد كه از برآمدگي مركزي به صورت پيچ پيچي به اطراف ادامه دارد. همه كهكشان هاي مارپيچي مي گردند، ولي به آهستگي. براي مثال كهكشان راه شيري هر 250 ميليون سال يك بار يك دور گردشش را كامل مي كند.

 

کلاستر کروی

خوشه کروی، جمعیتی متشکل از گروه هایی از ستارگان است که به وسیله نیروی جاذبه محکم  کنار هم نگه داشته می شوند. این خوشه کروی یکی از متراکم ترین خوشه های شناخته شده در کهکشان راه شیری است

ستارگان جديد از گاز و گرد و غبار موجود در داخل كهكشان هاي مارپيچي تشکیل مي شوند. گروه هاي كوچك تر ستارگان موسوم به خوشه های كروي اغلب كهكشان هاي مارپيچي را احاطه مي كنند. يك خوشه كروي حدود يك ميليون ستاره دارد.

شكل كهكشان هاي بيضوی، از كره هاي كامل تا گويچه هاي صاف متغیر است. نوري كه از كهكشان بيضي شكل خارج مي شود، در مركز بيشتر است و به تدريج در مناطق خارجي تر کهکشان ضعيف تر مي شود. كهكشان هاي بيضوی نسبت به كهكشان هاي مارپيچي گرد و غبار و گاز كمتري دارند و به نظرمي رسد تعداد كمي از ستارگان جديد در آنها شكل مي گيرد.

 

كهكشان هاي نوع سوم كهكشان هاي بي قاعده هستند که شكل ساده ای ندارند. بعضي از آنها بيشتر حاوی ستارگان آبي و ابرهاي گازي هستند اما گرد و غبار كمي دارند. کهکشان "ابرهاي ماژلاني" از اين نوع هستند. بعضي ديگر از كهكشان هاي بي قاعده بيشتر از ستارگان روشن جوان و گاز و گرد و غبار تشكيل شده اند.

 

كهكشان ها هماهنگ با یکدیگر حركت مي كنند. گاهي به طور اتفاقي دو كهكشان به قدري به هم نزديك مي شوند كه نيروي جاذبه هر يك شكل ديگري را تغيير مي دهد. كهكشان ها حتي ممكن است با هم تصادف كنند. اگر كهكشان هايي كه به  سرعت در حال حركتند با هم تصادف كنند، ممكن است به طور مستقيم از ميان هم عبور كنند يا يك كمي برهم اثر بگذارند يا اصلاً اثر نگذارند.

 

کهشکان بی قاعده

در کهکشان های بی قاعده مثل  SextanA، اشکال ساده ای مثل مارپیچ یا بیضی شکل دیده نمی شود

 


به هر صورت حتي كهكشان هايي كه كند حركت مي كنند هم با هم تصادف مي كنند. آنها ممکن است به داخل يك كهكشان بروند و با آن يكي شوند و به كهكشاني تبديل شوند كه بزرگ تر از كهكشان هاي اوليه است. چنين يكي شدن هايي مي تواند كلاف هاي مارپيچي از ستارگان به وجود آورد كه ممكن است بيش از 100000 سال نوري به داخل فضا گسترش پيدا كند.

 

خروجي از كهكشان ها

 

همه كهكشان ها انرژي را به صورت طول موج هاي نور قابل مشاهده و ديگر انواع تابش هاي الكترومغناطيسي بيرون مي دهند. تابش الكترومغناطيس شامل امواج راديويي، اشعه مادون قرمز، نور قابل مشاهده، اشعه ماورای بنفش، اشعه ايكس و اشعه گاما مي شود.

یک کهکشان بی قاعده

ESO510-13: تصویری که در سال 2001 با تلسکوپ فضایی هابل گرفته شده کهکشان ESO510-13 را نشان می دهد که شکل بی قاعده ای دارد. دانشمندان عقیده دارند این کهکشان به این خاطر به هم تابیده شده که در این موقع یک کهکشان کوچک تر را جذب کرده

 

همه اين شكل هاي تابش با هم طيف الكترومغناطيسی را تشكيل مي دهند.

انرژي اي كه به وسيله كهكشان ها بيرون داده مي شود، از منابع مختلفي تأمين مي شود. بيشتر این انرژی ها به گرماي ستارگان و ابرهاي گرد و غبار و گاز به نام سحابی مربوط است.

 

یک کهکشان دور

دورترین کهکشان ها هم چنان نوری دارند که تلسکوپ فضایی هابل می تواند از آنها عکسبرداری کند. آنهایی که در عکس درخشان ترند، کهکشان هایی هستند که به زمین نزدیک ترند و شیئی که نارنجی روشن است ستاره ای در کهکشان ما است

 


وقوع برخی حوادث هم مقدار زيادي انرژي توليد مي كند. مثل: 1-انفجارهاي اخترها كه در آن يكي از دو عضو يك سيستم ستاره اي دوتایی، گرد و غبار و گاز را به فضا پرتاب مي كند. 2-انفجارهاي ابرنواختر كه بسيار شديدتر است. در این انفجار ستاره اي در خود فرو می ریزد، سپس بيشتر موادش به بيرون ريخته مي شود.

میزان تراكم اشعه تابشي ساطع شده از يك ستاره به دماي سطح آن بستگي دارد.

براي مثال خورشيد كه دماي سطحش حدود 5500 درجه سانتی گراد است بيشتر تابشش را از بخش قابل مشاهده طيف الكترومغناطيسی انجام مي دهد. تابش های از اين دست كه تراكمشان به دما بستگي دارد، از خورشيد و ستارگان طبیعی دیگر صورت می گیرند و تابش گرمايي ناميده مي شوند.

درصد كوچكي از كهكشان ها به نام كهكشان هاي فعال مقدار وحشتناكي انرژي بيرون مي دهند. اين انرژي از حوادثی كه در اشيای واقع در مركزشان رخ مي دهد، ناشي مي شود. توزيع طول موج هاي خروجي از آنها شبيه به ستارگان طبيعي نيست و بنابراين خروجي انرژیشان به عنوان تابش غير حرارتي شناخته مي شوند.

قدرتمندترين اين اشياء كواسارها (quasars) هستند كه مقدار عظيمي انرژي شامل اشعه گاما، اشعه ايكس، اشعه ماوراي بنفش، اشعه مادون قرمز و امواج راديويي خارج مي كنند. بعضي از كواسارها 1000 برابر كل انرژي اي كه از كهكشان راه شيري خارج مي شود را بيروساطع ن مي کنند.

 

كهكشان سيفرت (Seyfert) يك كهكشان مارپيچي است كه مقدار زيادي اشعه  مادون قرمز ساطع مي كند و به همراه آن یا امواج راديويي یا اشعه ايكس و يا هم امواج راديويي و هم اشعه ايكس را ساطع مي کند.

 

بعضي از كهكشان هاي فعال، فوران ها و ذرات شارژ شده الكتريكي و با انرژي بالا شامل پروتون هاي با شارژ مثبت و پوزيترون ها و الكترون هاي با شارژ منفي خارج مي کنند. الكترون ها و پروتون ها از نوع ماده معمولي هستند. اما پوزيترون ها ذراتی با خواص دقیقاً مخالف الكترون ها هستند. آنها همان جرم (مقدار ماده) الكترون ها را دارند اما بار مخالف الکترون ها را دارند.

 

به نظر مي رسد دلیل فعاليت زیاد در كهكشان هاي فعال، سياهچاله هاي غول پيكر در مركز اين كهكشان ها باشد. سياهچاله مي تواند يك ميليارد برابر جرم خورشيد را در خود داشته باشد. از آن جایی که سياهچاله بسيار پرجرم و متراكم است، نيروي جاذبه آن به قدر كافي قوي است تا ستارگان نزديك را متلاشی کند. در نتيجه گاز و گرد و غبار ناشي از نابودي اين ستارگان به طرف سياهچاله مي روند و وزنشان به ديسك موادي كه به دور سياهچاله مي گردند، اضافه مي شود. در همان زمان ماده از بخش داخلي تر ديسك به داخل سياهچاله سقوط مي كند. هنگامي كه ماده سقوط مي كند انرژي از دست مي دهد. بنابراين تابش و فورانی توليد مي كند كه از كهكشان به خارج پرتاب مي شود.

 

كهكشان راه شيري يك كهكشان فعال نيست. اما منبع قوي اي برای انرژی تابشی در مركزش دارد. دلیل اين انرژی تابشی ممكن است يك سياهچاله باشد. سياهچاله ای كه يك ميليون برابر جرم خورشيد را در خود دارد.

 

منشأ كهكشان ها

 

دانشمندان دو نوع نظريه اصلي درباره منشأ كهكشان ها ارائه داده اند. نقطه شروع هردو نظريه بيگ بنگ است. بيگ بنگ انفجاري جهاني است كه ده ميليارد تا 20 ميليارد سال قبل شروع شد. مدت كوتاهي بعد از بيگ بنگ جرم هاي گازي شروع به جمع شدن يا فروریزی در داخل خود كردند. سپس نیروی جاذبه به آهستگي اين جرم ها را به طرف داخل كهكشان ها فشرده كرد.

 

اما دو نوع نظريه متفاوت درباره این که كهكشان ها چگونه تكامل پيدا كرده اند وجود دارد. يك نظريه مي گويد كه ابتدا اشيای كوچك تر مثل خوشه های كروي تشكيل شدند. سپس اين اشياء يكي شدند تا كهكشان ها را تشكيل دهند. نظريه ديگر برعكس اين را مي گويد. يعني ابتدا اشيای بزرگ تر مثل كهكشان ها و خوشه ها تشكيل شدند سپس گروه هاي كوچك تر ستارگان در داخل آنها شكل گرفتند. اما همه نظريه هاي بيگ بنگ در اين نكته اشتراك دارند كه هيچ كهكشان جديدي از زمان هاي اوليه به بعد تشكيل نشده يا اگر هم تشكيل شده خيلي كم بوده.

 

طیف

تغییر رنگ به قرمز باعث جابجایی خطوط در طیف (نوار رنگ ها) شده. این طیف نور که به وسیله کهکشانی که از زمین دور می شود ساطع شده. چنان که می بینیم در انتهای دیاگرام خطوط به جانب رنگ قرمز می روند

 

بيشتر مشاهدات ستاره شناسي از نظريه هاي بيگ بنگ حمايت مي كند. مطابق با اين نظريه ها جهان هنوز در حال گسترش است. دو نوع از مشاهدات به طور قوي از ايده يك جهان در حال گسترش حمايت مي كند.

 

اين مشاهدات به اين اشاره دارد كه همه كهكشان ها از يكديگر دور مي شوند و اين كه دورترين كهكشان ها با بيشترين فاصله از كهكشان راه شيري, با سرعت خيلي بيشتري حركت مي كنند و از كهكشان های دیگر دور مي شوند.

 

ارتباط بين سرعت و مسافت به وسيله ستاره شناس آمريكايي ادوين پي هابل در سال 1929 ارائه شد و به نام خود وي نامگذاري شد.

 

دانشمندان فاصله بين كهكشان ها را با اندازه گيري درخشش همه كهكشان ها يا نوع مشخصي از اشيای داخل آنها تخمين مي زنند. اين اشياء شامل ستارگان متفاوت مثل ابرنواخترها هستند.

 

تكامل كهكشان هاي مارپيچي

 

ستاره شناسان هنوز به روشني نمي فهمند كهكشان هاي مارپيچي چگونه تكامل پيدا كردند و چگونه هنوز وجود دارند. ابعاد اين راز موقعي بيشتر روشن مي شود كه بدانيم كهكشان مارپيچي چگونه مي گردند. كهكشان مثل كرم روي سطح فنجان پر از مايع حرکت می کنند. بخش داخلي تر كهكشان مثل يك چرخ كوزه گري مي چرخد و بازوها  مثل دم آن هستند. تصور كنيد كه يك بازوي مارپيچي در طول حدود 250 ميليون سال حول مركز كهكشانش -مثل كهكشان راه شيري- مي گردد. بعد از چند گردش و شايد پس از دو ميليارد سال بازوها به شکل پیوسته اجرامي به نام ستارگان توليد مي كنند. اما تقريباً سن همه كهكشان هاي مارپيچي خيلي بيشتر از دو ميليارد سال است.

 

جوابی كه براي اين راز پيدا شده, بر تفاوت در نيروي جاذبه اي در سراسر كهكشان تکیه دارد. عاملی كه ستاره ها، گرد و غبار و گاز را هل مي دهد و باز به سوي خودش مي كشد. اين فعاليت، امواج فشرده اي توليد مي كند. يك مثال مشابه از امواج فشرده، امواج صوتي معمولي است. هنگامي كه كهكشان مي گردد، به نظر مي رسد كه امواج در يك مسير مارپيچي حرکت مي كنند و به سوی بازوهاي مارپيچي تشکیل شده از گرد و غبار و گاز متراکم هدایت مي شوند. سپس ستارگان در بازوها تشكيل مي شوند.

 

ستاره شناسان بزرگ ترین کهکشان مارپیچی را شناسايي كرده اند

ستاره شناسان کهکشان مارپیچی NGC 6872 را به عنوان بزرگترین کهکشان مارپیچی در جهان شناسايي كرده اند. اين كهكشان 200 میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد. از يك رأس تا رأس ديگر اين کهکشان بیش از 522،000 سال نوری است كه پنج برابر بزرگ تر از کهکشان راه شیری است. بخشی از دلایل بزرگ بودن اندازه این کهکشان تعامل آن با کهکشاني در نزدیکیش است، IC 4970 از صدها میلیون سال پیش با باNGC 6872 تعامل دارد. این تعامل اندازه NGC 6872 را افزاایش داده و مناطق تشكيل ستاره های جدید را نیز به وجود آورده که جايي است كه در آن نسبت به ستارگان موجود در دو کهکشان دیگر ستارگان خيلي جوان تری متولد مي شوند. تعیین طول اين کهکشان سالها به طول انجاميده و با ترکیبی از ابزار های مختلف صورت گرفته


DANESH منبع : DANESHکهکشان چیست؟
برچسب ها : كهكشان ,کهکشان ,ستارگان ,مارپيچي ,ستاره ,نوري ,فاصله دارد ,ستاره شناسان ,قابل مشاهده ,کهکشان مارپیچی ,نيروي جاذبه