فضا

ایتنا - این ستارگان آنقدر بزرگ‌اند که اگر یکی از آنها به جای خورشید در مرکز منظومه شمسی قرار بگیرد، کمتر شیئی در این ناحیه شانس ادامه بقا را خواهد داشت.

واژه‌های «ابَرغول» (supergiant) و «فراغول» (hypergiant)، برای بحث راجع به درخشان‌ترین و پرانرژی‌ترین ستارگان در کیهان به‌کار می‌روند. البته استفاده درست از آنها، بستگی دارد به اینکه درباره کدام ستاره صحبت می‌کنیم. فراغول‌هایی زرد، ابرغول‌هایی قرمز، ابرغول‌هایی آبی و غیره وجود دارند. همین‌قدر کافیست که بگوییم سردترین ستارگان، سرخ و داغترین آنها، آبی‌اند («ابَرها» کمی پرنورتر از «فراها» هستند و فراستارگان بزرگترین ستارگانند – هرچند که هردوی آنها تا حد سرسام‌آوری بزرگ‌اند.)

به‌گفته‌ی رصدخانه‌ی جنوبی زمانی که کاوشگر پرتغالی، فردیناند ماژلان، در قرن شانزدهم از نیمکره‌ی جنوبی عبور می‌کرد، او و همراهانش از جمله اولین اروپایی‌ها بودند که خوشه‌هایی دایره‌ای از ستارگان را گزارش ‌دادند. این خوشه‌ها در واقع کهکشان‌های کوچکی هستند که کهکشان ما را مانند سیاره‌ای به دور خود می‌چرخانند و به نام‌ ابرهای کوچک و بزرگ ماژولانی نامگذاری شدند. این کهکشان‌های کوتوله باعث گردش راه شیری به دور خود می‌شوند و گاهی توسط راه شیری بلعیده می‌شوند. اوایل امسال دانشمندان با استفاده از داده‌های ماهواره گایا میلیون‌ها ستاره را شناسایی کردند که روی یک خط باریک شبیه به سوزن در حال حرکت بودند. طبق گزارش تصور می‌شود که این ستاره‌ها باقیمانده‌ی یکی از همین کهکشان‌های کوتوله به نام سوسیس گایا هستند که به داخل راه شیری کشیده شده‌اند.

۷. فضای بین ستاره‌ای در راه شیری مملؤ از نوعی ماده‌ روغنی سمی است

فضای خالی بین ستاره‌ها در کهکشان راه شیری پر از نوعی روغن سمی است. این مولکول‌های آلی روغنی که به‌عنوان ترکیبات کربن آلیفاتیک شناخته می‌شوند در نوع خاصی از ستاره‌ها تولید می‌شوند  و سپس در اثر انفجارهای سطح ستاره‌ها به فضای بین ستاره‌ای منتقل می‌شوند. طبق گزارش لیو ساینس، مطالعات اخیر نشان می‌دهد که این مواد در بین یک چهارم تا نصف فضای بین ستاره‌ای در کهکشان راه شیری وجود دارند و این مقدار در مقایسه با نتیجه‌ی مطالعات قبل پنج برابر بیش‌تر است. از آنجایی که کربن یک ساختار ضروری از موجودات زنده است وجود این ماده در راه شیری احتمال وجود سیستم‌های ستاره‌ای دیگر با موجودات زنده در جای دیگری از کهکشان را تقویت می‌کند.

۸. راه شیری تا ۴ میلیارد سال دیگر با همسایه‌اش برخورد خواهد کرد

متأسفانه کهکشان ما جاودان نخواهد بود. طبق مطالعات ستاره‌شناسان ما با سرعت ۴۰۰ هزار کیلومتر بر ساعت به سمت کهکشان آندرومدا در حرکت هستیم. بیش‌تر تحقیقات نشان می‌دهد هنگامی که برخورد صورت می‌گیرد کهکشان آندرومدا که جرم بیش‌تری نسبت به کهکشان ما دارد، کهکشان ما را می‌بلعد. اما پژوهشگران با بررسی دوباره‌ی جرم آندرومدا دریافتند که آندرومدا تقریبا ۸۰۰ میلیارد برابر خورشید جرم دارد؛ ینی تقریبای برابر جرم راه شیری. این بدان معناست که کهکشانی باقی خواهد ماند که صدمه‌ی کمتری ببیند.

راه شیری احتمالا در یک نقطه‌ی بزرگ و خالی در جهان قرار دارد

مطالعات متعددی نشان می‌دهد که راه شیری و همسایگانش در یک جای پرت و دورافتاده از جهان قرار دارند. ساختار بزرگ مقیاس جهان از دور شبیه به یک شبکه‌ی عظیم کیهانی است که در آن نقاط متراکم که توسط حفره‌های عظیم و تقریبا خالی از یکدیگر جدا شده‌اند به وسیله‌ی رشته‌هایی به یکدیگر متصل شده‌اند. به نظر می‌رسد کهکشان محل ست ما بین سه حفره خالی به نام‌های کینن، بارگر و کوی، نام سه ستاره‌شناس مکتشف آن‌ها در سال ۲۰۱۳، احاطه شده است. سال گذشته یه تیم از دانشمندان به‌طور جداگانه به بررسی حرکت کهکشان‌ها در شبکه‌ی عظیم جهانی پرداختند تا بتوانند فرضیه‌ی قرارگیری کهکشان ما در یک فضای خالی از جهان را اثبات کنند.

۵. ستاره‌شناسان در حال تلاش برای عکاسی از یک سیاهچاله‌ی عظیم در مرکز راه شیری هستند

لارکینگ یک هیولای گرسنه در قلب کهکشان راه شیری با جرم ۴ میلیون برابر خورشید است. دانشمندان با بررسی مسیر ستاره‌های مرکز کهکشان و چرخش شدید آن‌ها به سمت چیزی که قابل رؤیت نیست، از وجود این سیاهچاله آگاه شدند. در سال‌های اخیر دانشمندان در پروژه‌ای، به نام تلسکوپ افق رویداد رویداد، با تلفیق مشاهدات مختلف  تلسکوپ‌های رادیویی سعی کرده‌اند تا نگاهی اجمالی به این سیاهچاله و محیط اطراف آن داشته باشند. انتظار می‌رود ماه آینده تصاویر مقدماتی از این سیاهچاله منتشر شود.

۶. کهکشان‌های کوتوله باعث گردش راه شیری به دور خود می‌شوند و گاهی توسط راه شیری بلعیده میشوند

شمارش ستاره‌ها یک کار خسته‌کننده است. حتی ستاره‌شناسان نیز درمورد بهترین روش برای انجام این کار اختلاف نظر دارند. تلسکوپ‌های آن‌ها تنها قادر به رؤیت درخشان‌ترین ستاره‌ها هستند و بسیاری از ستاره که توسط گازها و گرد و غبار بین‌سیاره‌ای پوشانده شده‌اند از دید تلسکوپ‌ها پنهان می‌مانند. یک تکنیک محاسبه تعداد ستاره‌ها این است که ببینیم ستاره‌ها با چه سرعتی به دور خود می‌چرخند که نشان‌دهنده‌ی میزان گرانش موجود در کهکشان است و در نتیجه‌ی آن می‌توان جرم تخمینی کهکشان را محاسبه کرد. با تقسیم جرم کهکشان به میانگین جرم ستاره‌ها می‌توان تعداد تخمینی ستاره‌های موجود در کهکشان را به دست آورد. اما همانطور که دیوید کورنایچ، ستاره‌شناس کالج ایتکا در نیویورک، در مصاحبه با شبکه‌ی فاکس نیوز گفت این تعداد یک مقدار تقریبی است و مفروضات زیادی در محاسبه‌ی تعداد ستاره‌ها تأثیر دارد. تاکنون ماهواره گایا در آژانس فضایی اروپا موقعیت ۱ میلیارد ستاره را مشخص کرده است؛ اما دانشمندان حدس می‌زنند که این تنها ۱% از کل ستاره‌های موجود در کهکشان راه شیری است و بنابراین تعداد کل ستاره‌های موجود در راه شیری حدود ۱۰۰ میلیارد است.

۳. وزن کهکشان راه شیری هنوز به طور دقیق مشخص نشده است

اخترشناسان همچنان از وزن دقیق کهکشان راه شیری مطمئن نیستند و تخمین‌ها از ۷۰۰ میلیارد تا ۲ تریلیون برابر جرم خورشید متغییر است. گرفتن یک درک بهتر کار ساده‌ای نیست. طبق نظر اکتا پتل اخترشناس دانشگاه آریزونا در توسان ۸۵ درصد جرم کهکشان ما از ماده‌ی تاریک است که هیچ‌گونه نوری را منتشر نمی‌کند و بنابراین مشاهده‌ی مستقیم آن غیر ممکن است. مطالعات اخیر او به بررسی میزان قدرت جاذبه کهکشان راه شیری روی کهکشان‌‌های کوچک دیگر و میزان جذب و چرخش آنها توسط کهکشان ما می‌پردازد و در نتیجه‌ی این مطالعات جرم راه شیری ۹۶۰ میلیارد برابر جرم خورشید تخمین زده می‌شود.

قطعا برای شما هم پیش آمده که شب هنگام موقع خواب به آسمان خیره شوید و مجذوب عظمت و زیبایی آن شوید؛ اما آیا تا به حال در مورد آن خوانده‌اید؟

چقدر در مورد شهری که در آن زندگی می‌کنید می‌دانید؟ مطمئنا شما رستوران مورد علاقه‌ی خود و بهترین راه برای دوری از ترافیک در ساعات شلوغ را می‌شناسید؛ اما بعید است که همه‌ی جزئیات شهرتان و تمام خیابان‌های آن را بشناسید. همین مسئله برای کهکشانی که در آن زندگی می‌کنیم نیز صادق است.

خانه‌ی آسمانی ما یک مکان شگفت انگیز پر از ستاره‌ها، ابرنواخترها،سحابی‌ها، انرژی و ماده تاریک است؛ اما بسیاری از جنبه‌های آن حتی برای دانشمندان همچنان مرموز و ناشناخته است. برای کسانی که به‌دنبال یافتن جایگاه خود در جهان هستند، ۱۱ واقعیت شگفت‌انگیز در مورد راه شیری وجود دارد.

۱. راه شیری یک نام باستانی است

تا قبل از به‌وجود آمدن چراغ‌های الکتریکی، تمام افراد می‌توانستند بدون هیچگونه مزاحمت نوری به آسمان شب نگاه کنند. به نظر مردم باستان کهکشان راه شیری نواری از ستاره‌ها بود که عبور از آن‌ها غیرممکن می‌نمود. مردم باستان نام‌های مختلفی به ساختار ابر مانند کهکشان ما داده‌اند؛ اما نسخه‌ی مدرن آن مربوط به اسطوره‌ی یونانی‌ها به نام هرکول است که برای نگهداری نزد خدای یونان باستان به نام هرا برده شده بود تا از او پرستاری کند. زمانی که هرا از خواب بیدار شد و به دور خود چرخید شیر او در سرتا سر آسمان پخش شد و به همین دلیل کهکشان ما راه شیری نام گرفت.

این یک تصادف آماری نیست. در مقیاس‌های بزرگ، کیهان اغلب به عنوان یک شبکه‌ی کیهانی توصیف می‌شود که در آن، رشته‌هایی از ماده‌ی تاریک یک استخوان‌بندی برای ساختارهای معمولی دیدارپذیر ساخته‌اند. اینجا شاید بهتر باشد آن را مانند یک توده کف کیهانی در نظر بگیریم، مانند حباب‌های صابون در وان حمام. در جاهایی که حباب‌های کف همدیگر را قطع می‌کنند چیزهایی مانند دیواره پدید می‌آید و خوشه‌های کهکشانی هم درست در چنین دیواره‌هایی انباشته شده‌اند. میان آنها هم به طور عمده فضای پوچ و تهی است.

تُهی‌جاها یا نواحی پوچ کیهان- پوچی گاوران در سمت راست دیده می‌شود. تصویر بزرگ‌تر

آشتی با خلا

مشکل این بود که پوچی گاوران بسیار بزرگ بود. پوچی‌ها به این دلیل رشد می‌کنند که لبه‌های چگالشان دارای کشش گرانشی بسیار نیرومندتری است تا هر چیزی که در مرکزشان است. ولی کیهان به ادازه‌ی کافی برای باد کردن چنین حباب بزرگی سن نداشت.

برای پی بردن به این راز، باید تا سال ۱۹۹۸ و کشف انرژی تاریک منتظر می‌ماندیم: یک فشار کیهانی که مناطق پوچ کیهان را وادار به گسترش می‌کند انگار کسی همزمان در تک تک حباب‌های کف کیهانی بدمد و آنها را باد کند.

بسیاری از اخترشناسان که اکنون به شدت سرگرم نقشه برداری و رده‌بندی پوچی‌ها هستند فکر می‌کنند این نواحی وهم‌انگیز که بافت کیهان را باز و آشکار نمایش می‌دهند، می‌توانند ما را به کشف بزرگ بعدی رهنمون شوند.

شاید به زودی به کمک بررسی‌های آماریِ شکل این پوچی‌ها بتوانیم انرژی تاریک، گرانش، و هر نیروی رازگونه‌ی تازه‌ای را بهتر از همیشه بسنجیم. و شاید در این فرآیند بتوانیم چگونگی کنار آمدن و آشتی با این تهی‌جاها را نیز بیاموزیم.

* تاریکی گسترده‌ی فضا کمی هراس‌انگیز است. جای شگفتی نیست که ما معمولا ترجیح می‌دهیم بر اجرام درخشان تمرکز کنیم. ولی شاید این پوچی‌های فضا (تُهیک‌ها، پهنه‌های کاملا تهی) باشند که بتوانند گره‌گشای بسیاری از رازهای جهان هستی باشند.

در سال ۱۹۲۳، ادوین هابل دریافت که آنچه فکر می‌کردیم توده‌های در هم پیچیده‌ی گاز در لبه‌ی کهکشانمان هستند، در واقع هر یک کهکشان‌هایی جداگانه‌اند: "جزیره‌های کیهانی" تنها در دریای تهی و سیاه فضا. هابل با این کشف نشان داد که جهان هستی بسیار بزرگ‌تر از چیزیست که انتظار داشتیم. این به ما آرامش داد: دیگر می‌دانیم که اگر با تلسکوپی که به نام این دانشمند نامیده شده، حتی تاریک‌ترین بخش‌های آسمان را هم نگاه کنیم آن را پر از لکه‌های درخشانِ اجرامی مانند راه شیری خواهیم یافت.

تُهیک یا ناحیه‌ی پوچ گاوران- ستارگانی که در تصویر می‌بینید همگی در پیش‌زمینه‌اند.

ولی کیهان روی دیگری هم دارد، مانند کلیشه‌های ترسناکی که در آنها تصویری به نگاتیوش تغییر می‌کند. در سال ۱۹۸۱، هنگامی‌ که اخترشناسان یک پهنه‌ی تهی به نام "پوچی گاوران" (Boötes void) را در فضا یافتند، این را هم فهمیدیم که کیهان چیزهای ترسناکی هم دارد: حفره‌هایی پوک، سرد و تاریک، بسیار بزرگ‌تر از هر چه تصور می‌کردیم. برای شناخت درست و واقعی جهان هستی، شاید همین برهوت‌های کیهانی باید دیده و بررسی شوند.

حبابی در فضا

پوچی گاوران در صورت فلکی گاوران، همسایه‌ی صورت فلکی خرس بزرگ، یک کره‌ی ناهموار با قطری نزدیک به ۲۸۰ میلیون سال نوری است. مرکز این پوچی حدود ۷۰۰ میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد.

بر خلاف کهکشان‌ها که جزیره‌هایی کیهانی‌اند، نواحی پوچ شهرهای ارواحند. هنگامی که دانشمندان نخستین بار پوچی گاوران را یافتند تنها یک کهکشان را توانستند در آن شناسایی کنند. از آن زمان تاکنون تنها چند ده کهکشان دیگر در آن یافته شده. آن را مقایسه کنید با ابرخوشه‌ی کهکشانی دوشیزه، یک منطقه‌ی کوچک‌تر از پوچی گاوران که کهکشان خودمان را هم در بر دارد و بیش از ۲۰۰۰ کهکشان را در خود جای داده.

انسان‌ها به عنوان باشندگان کهکشان راه شیری، یک کهکشان بزرگ دیگر را هم می‌توانند با چشم نامسلح ببینند- کهکشان زن در زنجیر یا آندرومدا. ادوین هابل به دلیل نزدیک بودن این کهکشان توانست تک ستارگان آن را هم ببیند و از این راه گره از راز گستردگی واقعی فضا بگشاید. اگر کهکشان ما در پوچی گاوران بود، نزدیک‌ترین کهکشان به ما بسیار دورتر از زن برزنجیر بود و این توهم که در مرکز کیهانیم تا مدت درازتری دوام می‌آورد.

کهکشان‌هایی که در دسته‌ی کهکشان‌های بیضیگون جای دارند، یا کروی هستند یا شکلی مانند توپ راگبی دارند و معمولا هیچ ساختار نمایانی در آنها دیده نمی‌شود (چیزهایی مانند بازو و .). بیشتر آنها همچون لکه‌های کُرکی مبهم یا توده‌هایی مه‌آلود از ستاره دیده می‌شوند.

این کهکشان‌ها در جوانی به سرعت همه‌ی گاز و غبارشان را تبدیل به میلیاردها ستاره کردند، همان ستاره‌هایی که اکنون دیگر پیر شده‌اند و رنگی زرد دارند، مانند ستارگان درون هسته‌ی کهکشان راه شیری. هیچ بازوی مارپیچی یا ستاره‌ی داغ جوانی در آنها دیده نمی‌شود.

سمت راست: خوشه ی کهکشانی آبل ۲۰۲۹ در نور دیدنی (مریی)- سمت چپ: IC ۱۱۰۱ در پرتو X- منبع و تصویر بزرگ تر

بیضیگون‌های غول پیکری مانند آی‌سی ۱۱۰۱ معمولا در آغاز کوچکند، و کم کم با کهکشان‌های کوچک دیگری که درون خوشه‌هایی مانند آبل ۲۰۲۹ هستند ادغام و یکی می‌شوند. ولی اگر این فرآیند بدون مهار ادامه یابد، یک هیولا متولد می‌شود. بیضیگون‌های بزرگ در درای زندگی خود می‌توانند جرم بسیار زیادی بیاندوزند، و هر چه بزرگ‌تر می‌شوند، نیروی گرانشی که بر محیط پیرامون خود وارد می‌کنند هم بیشتر می‌شود و در نتیجه باز هم کهکشان‌های بیشتری را می‌بلعند. کهکشان‌های بیضیگون بزرگ از ویژگی‌های مشترک خوشه‌های کهکشانی بزرگ و غنی هستند.

راه شیری در یک خوشه ی کهکشانی که به نام "گروه محلی" شناخته می شود جای دارد. این کهکشان به همراه آندرومدا (زن بر زنجیر) بزرگ ترین اعضا از حدود ۵۴ عضو این گروهند.

اگر کهکشان آی‌سی ۱۱۰۱ در جای کهکشان راه شیری قرار داده می‌شد، حجمی که از فضا پر می‌کرد آنقدر بزرگ بود که نه تنها کهکشان خودمان و ماهواره‌هایش (ابرهای بزرگ و کوچک ماژلان) را در بر می‌گرفت، بلکه کهکشان‌های آندرومدا و سه‌سو (مثلثی) را هم در خود فرو می‌برد!

IC ۱۱۰۱، بزرگ ترین کهکشان شناخته شده ی کیهان. همه ی کهکشان ها، از جمله کهکشان بیضیگون و غول پیکر M۸۷ که آن هم در صورت فلکی دوشیزه است، آندرومدا و راه شیری در برابر این کهکشان کوتوله ای بیش نیستند.

هر بار که به آسمان نگاه می‌کنیم، درسی تازه از آن می‌آموزیم. زمین همچون یک ذره‌ی اتم در برابر راه شیری است، و راه شیری هم همچون یک موش در زیر پای آی‌سی ۱۱۰۱. وظیفه‌ی ما یافتن جایگاهیست که در این پهنه‌ی بیکران داریم.

یک جای خوب برای آغاز این سفر (البته در کنار رصد خود آسمان)، تماشای ویدیوی دیدنی و شگفت‌انگیز کری هانگ به نام "اندازه‌های کیهان ۲" است. [و همچنین این ویدیوها: * از کوچک به بزرگ * توان‌های ده]

حتی نور هم برای این که از یک سر به سر دیگر کهکشان ره شیری برسد ۱۰۰ هزار سال در راه خواهد بود. یک پرتوی نور که ۱۰۰ هزار سال پیش زمین را ترک کرده بوده، یعنی در زمانی که نئاندرتال‌ها گونه‌ی غالب انسانی در اروپا بودند، تازه اکنون و در روزگار تلفن‌های موبایل به آن سوی کهکشان رسیده است. تا ۱۰۰ هزار سال دیگر زمین چگونه خواهد بود؟

ولی کهکشان راه شیری هر چقدر هم که بزرگ باشد در برابر آی‌سی ۱۱۰۱، یک کهکشان کم نور در مرکز خوشه‌ی کهکشانی پرجمعیت آبل ۲۰۲۹ در صورت فلکی دوشیزه (سنبله)، کوتوله‌ای بیش نیست. آی‌سی ۱۱۰۱ که یک میلیارد سال نوری از زمین دور است، با قطر ۶ میلیون سال نوری، دستکم ۶۰ برابر بزرگ‌تر از راه شیریست و عنوان بزرگ‌ترین کهکشان شناخته شده‌ی کیهان را در اختیار دارد.

احتمالا همه‌ی شما نماهایی که در آنها بزرگی زمین و خورشید با هم مقایسه شده‌اند را دیده‌اید. زمین بی هیچ گفتگویی در برابر خورشید کوچک و ریز به نظر می‌رسد. اکنون خورشید را در ۲۰۰-۴۰۰ میلیارد ضرب کنید تا شمار ستارگان درون کهکشان راه شیری به دست بیاید. و در نظر بگیرید که بسیاری از این ستارگان می‌توانند سیاره‌هایی هم داشته باشند. این راه شیری عجب جای بزرگیست . حال آن را کنار آی‌سی ۱۱۰۱ با ۱۰۰ تریلیون ستاره بگذارید!

زمین همزمان هم کوچک است و هم بزرگ؛ بستگی به دیدگاه و چشم انداز ما دارد. تصویر بزرگ تر

کهکشان‌ها را در سه دسته‌ی اصلی می‌توان جای داد: مارپیچی (مانند راه شیری)، بیضیگون، و نامنظم. هسته‌ی کهکشان‌های مارپیچی از نور زرد میلیاردها ستاره‌ی پیر می‌درخشد، ستارگانی که در روزگار جوانی کهکشان به دنیا آمده بوده و از آن زمان تاکنون دگرگونی های زیادی کرده و دیگر پیر شده‌اند. ستارگان داغ و جوان که معمولا رنگشان آبی‌تر است، از چگالش و فشرده شدن گاز و غبار درون بازوان مارپیچی کهکشان[های مارپیچی] که به گرد هسته پیچ خورده‌اند پدید می‌آیند.

ایتنا - این ستارگان آنقدر بزرگ‌اند که اگر یکی از آنها به جای خورشید در مرکز منظومه شمسی قرار بگیرد، کمتر شیئی در این ناحیه شانس ادامه بقا را خواهد داشت.

واژه‌های «ابَرغول» (supergiant) و «فراغول» (hypergiant)، برای بحث راجع به درخشان‌ترین و پرانرژی‌ترین ستارگان در کیهان به‌کار می‌روند. البته استفاده درست از آنها، بستگی دارد به اینکه درباره کدام ستاره صحبت می‌کنیم. فراغول‌هایی زرد، ابرغول‌هایی قرمز، ابرغول‌هایی آبی و غیره وجود دارند. همین‌قدر کافیست که بگوییم سردترین ستارگان، سرخ و داغترین آنها، آبی‌اند («ابَرها» کمی پرنورتر از «فراها» هستند و فراستارگان بزرگترین ستارگانند – هرچند که هردوی آنها تا حد سرسام‌آوری بزرگ‌اند.)