کهکشان و انواع آن چیست؟

کهکشان و انواع آن چیست؟ در این مقاله می‌خواهیم به بحث کهکشان‌ها در فضای لایتناهی بپردازیم. با ما همراه باشید.

بیشتر بخوانید: دانش نجوم یا ستاره شناسی چیست؟

کهکشان چیست؟

کهکشان‌ها مجموعه‌های وسیعی از ستارگان، گاز و غبار هستند که توسط گرانش کنار هم نگه‌داشته می‌شوند. آن‌ها در اشکال و اندازه‌های مختلف، از کهکشان‌های کوتوله کوچک تا کهکشان‌های بیضوی عظیم که حاوی تریلیون‌ها ستاره هستند، وجود دارند. مطالعه کهکشان‌ها یکی از حوزه‌های مهم نجوم است زیرا به ما کمک می‌کند ساختار و تکامل جهان را درک کنیم.

پیدایش کهکشان‌ها

اولین کهکشان‌ها اندکی پس از انفجار بزرگ، حدود 13.8 میلیارد سال پیش شکل گرفتند. این کهکشان‌های اولیه کوچک و به شکل نامنظم بودند، اما با گذشت زمان ادغام شدند و به ساختارهای بزرگتری تبدیل شدند. گمان می‌رود کهکشان راه شیری، کهکشان ما، حدود 12 میلیارد سال پیش از ادغام کهکشان‌های کوچک‌تر شکل گرفته است.

انواع کهکشان‌ها

سه نوع اصلی کهکشان وجود دارد:

1. کهکشان‌های مارپیچی: این کهکشان‌ها دارای یک صفحه چرخان تخت با بازوهای مارپیچی هستند که از یک مرکز امتداد می‌یابند. کهکشان ما، کهکشان راه شیری، یک کهکشان مارپیچی است.

2. کهکشان‌های بیضوی: این کهکشان‌ها شکل بیضی صافی دارند و بیشتر شامل ستارگان پیرتر هستند. آن‌ها دیسک یا بازوهای مارپیچی مشخصی ندارند.

3. کهکشان‌های نامنظم: این کهکشان‌ها شکل مشخصی ندارند و اغلب کوچک‌تر از انواع دیگر کهکشان‌ها هستند. آن.ها می‌توانند به دلیل فعل و انفعالات گرانشی با دیگر کهکشان‌های مجاور شکل نامنظم داشته باشند.

هم‌چنین انواع فرعی در این سه دسته اصلی وجود دارد، مانند کهکشان‌های مارپیچی میله‌ای (که ساختار میله مانندی در مرکز دارند)، کهکشان‌های عدسی شکل (که ساختاری دیسک مانند دارند اما مارپیچ بازو ندارند) و کهکشان‌های کوتوله نامنظم (که کوچک و بدون شکل مشخصی هستند).

بیشتر بخوانید: ستاره چیست؟

ساختار کهکشان‌ها

کهکشان‌ها به جز ستاره، هم‌چنین حاوی مقادیر زیادی گاز و غبار هستند که می‌توانند ستاره‌های جدیدی را تشکیل دهند. تشکیل ستاره زمانی اتفاق می‌افتد که ابرهای گازی به اندازه‌ای متراکم می‌شوند که تحت نیروی گرانش خود فرو بریزند. با فروپاشی ابر، گرم می‌شود و با تابش مادون قرمز شروع به درخشش می‌کند. در نهایت، ابر به اندازه‌ای داغ می‌شود که هم‌جوشی هسته‌ای در هسته آن رخ می‌دهد و یک ستاره جدید متولد می‌کند.

حرکت کهکشان‌ها

کهکشان‌ها ساختارهای ساکن نیستند. آن‌ها در طول زمان از طریق فرآیندهایی مانند ادغام با کهکشان‌های دیگر یا برهمکنش با اجرام مجاور مانند سیاهچاله‌ها یا انفجارهای ابرنواختری تکامل می‌یابند. این رویدادها می‌توانند باعث انفجارهای ستاره‌زایی شوند یا باعث بیرون‌راندن ستاره‌های موجود از کهکشان شوند.

اکتشافات مرتبط با کهکشان‌ها

مطالعه کهکشان‌ها منجر به اکتشافات مهم بسیاری در نجوم شده است. به عنوان مثال، مشاهدات کهکشان‌های دوردست شواهدی را برای انبساط جهان و وجود ماده تاریک (یک ماده نامرئی که بیشتر جرم کیهان را تشکیل می دهد) ارائه کرده است. کهکشان‌ها هم‌چنین نقش کلیدی در جستجوی حیات فرازمینی ایفا می‌کنند، زیرا ممکن است سیارات قابل سکونتی را در خود جای دهند که به دور ستاره‌هایشان می‌چرخند.

فرمول‌های مهم در مبحث کهکشان‌ها

1. جرم یک کهکشان: M = (v^2 * R) / G، که در آن M جرم کهکشان، v سرعت ستارگان در کهکشان، R شعاع کهکشان و G است. ثابت گرانشی

2. قانون هابل: v = H0 * d، که در آن v نرخ رکود یک کهکشان، d فاصله آن از ما و H0 ثابت هابل است.

3. رابطه تالی فیشر: L = a * v^b، که در آن L درخشندگی یک کهکشان، v سرعت چرخش آن، و a و b ثابت هستند.

4. منحنی چرخش کهکشانی: V(r) = sqrt(GM(r)/r)، که در آن V(r) سرعت چرخش در شعاع r از مرکز کهکشان، G ثابت گرانشی و M(r) است. جرم موجود در شعاع r است.

5. قضیه ویروسی: 2K + U = 0، که در آن K انرژی جنبشی ستارگان یک کهکشان و U انرژی پتانسیل آنها در اثر گرانش است.

6. رابطه صفحه بنیادی: log(R_e) = a * log(sigma) + b * log(I_e) + c، که در آن R_e شعاع موثر یک کهکشان است، سیگما پراکندگی سرعت مرکزی آن، I_e سطح درخشندگی آن به R_e/8 و a,b,c ثابت هستند.

7. رابطه فابر-جکسون: L∝ σ^4، که در آن L درخشندگی و σ نشان دهنده پراکندگی سرعت مرکزی است.

8. تابع Schechter: phi(L)dL = (phi_*) (L/L_*)^(alpha) exp(-L/L_*) d(L/L_*)، که تعداد کهکشان ها را در واحد حجم توصیف می کند. با روشنایی بین L و L+dL.

9. چگالی سرعت شکل‌گیری ستاره (SFRD): SFRD(z) = rho_0 * (1+z)^{3.4}، که در آن SFRD سرعت شکل‌گیری ستارگان در واحد حجم است، z انحراف به سمت قرمز و rho_0 است. ثابت.

10. جزر و مد نواری: M(t) = M(0) exp(-t/t_s)، که در آن M(t) جرم یک کهکشان در زمان t، M(0) جرم اولیه آن و t_s برابر است. از بین بردن مقیاس زمانی به دلیل نیروهای جزر و مدی

جمع‌بندی و نتیجه‌گیری

کهکشان‌ها ساختارهای شگفت‌انگیزی هستند که بینشی از تاریخ و تکامل کیهان ارائه می‌دهند. آن‌ها در اشکال و اندازه‌های مختلف و حاوی مقادیر زیادی ستاره، گاز و غبار هستند. مطالعه کهکشان‌ها یک حوزه مهم از نجوم است که منجر به اکتشافات مهم بسیاری شده‌است و هم‌چنان بینش‌های جدیدی در مورد نحوه عملکرد جهان ارائه می‌دهد.

در این مقاله درباره این‌که کهکشان و انواع آن چیست صحبت کردیم. با تشکر از همراهی شما.

منابع

۱. سایت دانشنامه بریتانیکا – به انگلیسی