کهکشان‌ها سامانه‌هایی بزرگ و با اندازه و مرزی مشخّص هستند که از ستاره‌ها، بقایای ستاره‌ای، ماده تاریک، گازها و گرد و غبارهای میان ستاره‌ای تشکیل یافته‌اند و با نیروهای گرانشی به گردِ هم آمده‌اند.[۱][۲] کوچک‌ترین کهکشان‌ها دارای پهنایی برابر با چند صد سال نوری، شامل نزدیک به ۱۰ میلیون ستاره هستند. بزرگ‌ترین کهکشان‌ها تا ۳ میلیون سال نوری پهنا دارند و شامل بیش از ۱۰۰٬۰۰۰ میلیارد ستاره هستند.

کهکشان آندرومدا

نوشتار اصلی: کهکشان زن برزنجیر

کهکشان آندرومدا-M۳۱ بزرگترین کهکشان در گروه کهکشان‌های محلی است و در فهرست شارل مسیه M۳۱ نامگذاری شده‌است. این کهکشان در فاصله ۲٬۵۵۵٬۰۰۰ سال نوری جای دارد. گروه کهکشان محلی شاملM31,M32,M33,M۱۱۰ و کهکشان راه شیری است. این جرم آسمانی با چشم غیرمسلح دیده می‌شود. برای نخستین بار به دست عبدالرحمن الصوفی به نام ابر کوچک (Little Cloud) شناخته شده بود، در حالی که چارلز مسیه آن را در ۱۳ آگوست سال ۱۷۶۴ در کاتالوگش به ثبت رسانید. تا زمان زیادی گمان می‌شد که آندرومدا نزدیکترین کهکشان به ماست، حتی ویلیام هرشل هم این لغزش را کرد. جرم این کهکشان نزدیک به ۳۰۰–۴۰۰ میلیارد برابر جرم خورشید است. نظریه‌ها در مورد آندرومدا زمانی تغییر کرد که ادوین هابل، ستاره‌شناس پُرآوازه، با تلسکوپ ۱۰۰ اینچی ساخته شده در سال ۱۹۱۷ نزدیک لس آنجلس توانست برای نخستین بار ستاره مشخصی را در بازوهای این کهکشان پیدا کند. این ستاره‌ها مانند ستاره‌های فراوانی هستند که در کهکشان راه شیری می‌توان پیدا کرد ولی آن‌ها بسیار کم نور بودند. ادوین هابل همچنین سه ستارهٔ متغیر را پیدا کرد که یکی از آن‌ها جزء متغیرهای قیفاووسی بود، متغیرهایی که تغییرات درخشندگی آن‌ها قابل پیش‌بینی بود. این ستارگان و متغیرهای پیدا شده به دست ادوین هابل او را به این اندیشه واداشت که این کهکشان نمی‌تواند یک خوشهٔ ستاره‌ای در کهکشان ما باشد، بلکه این یک کهکشان بسیار دور از ما است.

کهکشان‌های فعال و غیرعادی

از همه کهکشان‌ها میزان آشکاری بازتاب الکترومغناطیسی ساطع می‌شود. برخی کهکشان‌ها، به گونهٔ غیرعادی، مقادیر فراوانی تابش دارند. این کهکشان‌ها، کهکشان‌های فعال نامیده می‌شوند. انرژی آن‌ها از منبعی با جرم بسیار زیاد اما به هم فشرده که در میانه کهکشان فعال جای دارد تأمین می‌شود. انرژی بیشتر گونه اشعه ایکس، موج رادیویی و همچنین نور است و میزان انرژی آزاد شده به اندازه‌ای زیاد است که نمی‌توان تصور کرد ستاره‌ها آن را بوجود آورده باشند. ستاره‌شناسان بر این باورند که تنها جسمی که قادر است این مقدار انرژی را آزاد کند یک حفره سیاه فوق‌العاده پر جرم است. بنابر این، علت اینکه برخی کهکشان‌ها از جمله کهکشان خودمان انرژی کمابیش کمی آزاد می‌کنند این است که حفره سیاه میانه‌ای کوچکی را در میان گرفته‌اند.[۲۵]

ستاره نماها

نوشتار اصلی: اختروش

به نظر می‌رسد که کوازارها (ستاره نماها) هسته فعال کهکشان‌های دور دست باشند. آن‌ها درخشان‌ترین، شتابان‌ترین و دورترین اجرام شناخته شده در جهان هستند. کوازارها همانند ستارگان از سطح زمین به مانند یک نقطه نورانی خیلی ریز دیده می‌شوند. اگر چه کوازارها تنها به اندازه سامانه (منظومه شمسی) هستند، نور برخی از آن‌ها مسافتی نزدیک به ۱۰ میلیارد سال نوری را می‌گذراند تا به ما برسد. ما برای اینکه بتوانیم چنین اجرام دوری را شناسایی کنیم نیاز به تابش زیاد نور آن‌ها داریم. تشعشع انرژی بعضی از کوازارها حدود ۱۰۰ برابر تشعشع کهکشان‌های بزرگ است. با گسترش جهان کوازارها که در لبه خارجی آن جای دارند بسرعت از زمین فاصله می‌گیرند. دورترین کوازارهای قابل رویت حدود ۱۲ میلیارد سال نوری در جهت انتهای قابل مشاهده جهان قرار دارند. به خاطر زمان زیادی که طول می‌کشد تا نور کوازارها به زمین برسد، این کهکشان‌ها ستاره‌شناسان را قادر می‌سازند تا جهان را در نخستین مراحل شکل‌گیری، مورد مطالعه قرار دهند. کوازارها فوق‌العاده درخشان و در عین حال بسیار فشرده می‌باشند. در سنجش با گستره کهکشان راه شیری که ۱۰۰٬۰۰۰ سال نوری می‌باشد، کوازارها قطری برابر با چند روز یا هفته نوری را تشکیل می‌دهند. به‌طوری‌که اگر به ترتیب از زمین شروع کنیم و بعد خورشید و سپس ستاره‌های کوازار بمرور دیگر خورشید در اثر کوچک بودن نسبت به این ستاره‌ها محو می‌شود که بزرگترین ستاره شناخته شده حدود ۲۰۰٫۰۰۰٫۰۰۰٫۰۰۰٫۰۰۰ برابر خورشید قطر دارد.[۲۶]

کهکشان‌های رادیویی

تمامی کهکشان‌ها، موج رادیویی، نور قابل رویت و انواع تشعشع از خودشان تولید می‌نمایند. انرژی رادیویی یک کهکشان رادیویی خیلی متراکم تر از انرژی کهکشان‌های معمولی است. این انرژی از دو قطعه خیلی بزرگ، یا ابرهای عظیم‌الجثه متشکل از ذرات در حال دور روشن از کهکشان‌ها تشعشع می‌یابند. این ابرهای عظیم از فوران‌های گازی که از مرکز کهکشان با سرعتی معادل یک پنجم سرعت نور خارج می‌شوند، در آسمان شکل می‌گیرند. به نظر می‌رسد که فوران این انرژی عظیم توسط یک حلقه پیوستگی صورت می‌گیرد که یک حفره سیاه خیلی متراکم را در بر می‌گیرد و در مرکز کهکشان واقع است. از هر یک میلیون کهکشان فقط یکی از آن‌ها یک کهکشان رادیویی است.[۲۷]

برخوردِ کهکشان‌ها

بیشتر کهکشان‌ها از کهکشان‌های همسایه خود صد هزار سال نوری فاصله دارند. به هر روی، برخی از کهکشان‌ها تا اندازه‌ای به یکدیگر نزدیک می‌شوند که نیروی گرانش دو سویه آن‌ها اشیاء موجود در کهکشان‌ها دیگر را به پیرامون خود می‌کشد و این ماجرا باعث بوجود آمدن توده‌هایی به نام دنباله‌های کشندی می‌گردد که این دنباله‌ها مانند پلی، کهکشان‌ها را به یکدیگر وصل می‌نمایند. نزدیکی بیش از اندازه کهکشان‌ها ممکن است، همراه با تصادم آن‌ها گردیده و به دنبال این رخداد یک دگرگونی بنیادی در شکل ظاهری آن‌ها رخ دهد.

خوشه‌های کهکشانی

بیشتر کهکشان‌ها جزو خوشه‌ها یا گروه‌های کهکشانی هستند که توسط نیروی گرانش در کنار هم باقی می‌مانند. کهکشان راه شیری جزو خوشه‌ای کوچک و با شکل ناهمگون است که گروه محلی خوانده می‌شود. خوشه‌های ناهمگون دربرگیرنده شمار گوناگونی از چند کهکشان یا چندین هزار کهکشان از انواع گوناگون هستند. خوشه سامان‌مند دربرگیرنده نزدیک به ۱۰۰۰ کهکشان می‌باشد که به صورت فشرده‌ای گرد هم آمده و شکل کمابیشکروی، بوجود آورده‌اند، بیشتر این کهکشان‌ها بیضوی هستند. حتی در چنین گروه بهم فشرده‌ای، کهکشان‌ها از یکدیگر صدها هزار سال نوری فاصله دارند. خوشه‌هایی که در کنار هم جای دارند، ساختارهای بزرگتری به نام ابرخوشه تشکیل می‌دهند. دورترین شیء قابل دیدن با چشم غیر مسلح در جهان صورت فلکی آندرومدا است. این کهکشان در فاصله‌ای برابر ۲٫۲ میلیون سال نوری از زمین جای دارد. نزدیکترین کهکشان‌ها به کهکشان راه شیری ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک می‌باشند که به ترتیب در فاصله‌ای حدود ۱۷۰٬۰۰۰ و ۱۹۰٬۰۰۰ سال نوری از زمین جای دارند.[۲۸]

ابرخوشه‌ها

ابرخوشه‌ها به‌شماری خوشه‌های کهکشانی اطلاق می‌شود که در ردیف بزرگترین ساختارهای جهان قرار دارند. هر ابرخوشه ممکن است شامل ۱۰ خوشهٔ پرکهکشان باشد که شکل رشته درخشان مارپیچ یا نواری به خود گرفته‌اند. این ساختار شاید تا یکصد میلیون سال نوری طول داشته باشد، خوشه‌ای که ما جزء آن هستیم. یعنی گروه محلی، بخشی از ابرخوشه محلی است. این ابرخوشه شامل چند صد خوشهٔ کهکشانی می‌شود. نوارهای ابرخوشه مرزهای خلأ بین ابرخوشه‌ها را تشکیل می‌دهند. ستاره‌شناسان موفق به کشف ساختاری شده‌اند که حتی از ابرخوشه‌ها هم بزرگ‌تر هستند، این ساختار دیوار کبیر نام گرفت. دیوار کبیر متشکل از ابر خوشه‌ها و خوشه‌های پراکنده بزرگ کشیده می‌باشد. ساختار مذکور حجمی در حدود ۲۶۰ در ۷۳۰ در ۳۰ میلیون سال نوری را اشغال می‌کند. به گمان ستاره‌شناسان جهان شامل تعداد زیادی از چنین دیوارهایی است که در عرضی از خلأ برابر با ۴۰۰ میلیون سال نوری پراکنده شده‌اند.

کهکشانخواری

اغلب در قسمت مرکزی خوشه‌ای که در برگیرنده انبوهی از کهکشان‌ها است، یک کهکشان عظیم بیضوی قرار دارد. حجیم‌ترین کهکشان‌های شناخته شده در مراکز چنین خوشه‌هایی یافت می‌شوند. مشاهدات خاطر نشان می‌کنند که حجیم‌ترین کهکشان‌های چنین خوشه‌هایی به کهکشان عظیم مرکزی ملحق می‌شوند. به این فرایند، کهکشانخواری گفته می‌شود. کهکشانخوار ممکن است بیش از یک هسته داشته باشد.

کهکشان نامنظم

نوشتار اصلی: کهکشان نامنظم

کهکشان‌های ناهمگون یا بی‌قاعده هیچ شکل یا ساختار سامان‌مندی ندارند، آن‌ها دارای جرم بیشتری از کهکشان‌های دیگر هستند و بیشتر ستاره‌های موجود در آن‌ها دارای طول عمر کم و درخشان می‌باشند. با وجود اینکه بسیاری از کهکشان‌های ناهمگون در بر گیرنده نواحی تابان گازی هستند که ستاره‌ها در آن‌ها ساخته می‌شوند، بیشتر گاز میان ستاره‌ای کهکشان‌ها بایستی فشرده شوند تا ستاره‌های تازه‌ای بسازند. نزدیک به پنج درصد از هزار کهکشان درخشان را کهکشان‌های ناهمگون تشکیل می‌دهند. این در حالی است که یک چهارم کهکشان‌های شناخته شده نیز کهکشان‌های ناهمگون هستند.

کهکشان مارپیچی

نوشتار اصلی: کهکشان مارپیچی

کهکشان‌های مارپیچی دارای بازوهایی هستند که شکلی مارپیچی در پیرامون بر برآمدگی میانه‌ای یا هسته، قرصی ایجاد می‌کنند که چرخش هسته با چرخش بازوهای آن همراه می‌شود. جوان‌ترین ستاره‌های کهکشان‌های مارپیچی در بازوهای کم توده یافت می‌شوند و ستاره‌های کهن بیشتر در هسته فشرده جای دارند. کهن‌ترین ستاره‌ها در هاله‌های کروی پراکنده جای دارند و پیرامون قرص کهکشانی را فرا گرفته‌اند. این بازوها همچنین دارای غبار و گاز فراوانی هستند که منجر به ساخته شدن ستاره‌های تازه می‌شود.

کهکشان مارپیچیِ میله‌ای

نوشتار اصلی: کهکشان مارپیچی میله‌ای

یک کهکشان مارپیچی میله‌ای دارای یک هسته برآمدگی میانه‌ای کشیده شده و میله‌ای شکل است. هم‌زمان با چرخش هسته این‌طور به نظر می‌رسد که در هر سوی هسته یک بازو نیز می‌چرخد. برخی ستاره‌شناسان بر این باورند که کهکشان راه شیری نیز یک کهکشان مارپیچی میله‌ای است. شکل کهکشان‌های مارپیچی و کهکشان‌های مارپیچی میله‌ای از کهکشان‌های با برآمدگی‌های میانه‌ای بزرگ با بازوهای نه چندان به هم پیوسته تا کهکشان‌های با برآمدگی‌های مرکزی کوچک و بازوهای آزاد متغیر است. اگر چه کهکشان‌های مارپیچی و مارپیچی میله‌ای پیش از این به عنوان دو گونه کهکشان جدا دسته‌بندی می‌شدند، ولی امروزه ستاره‌شناسان آن‌ها را همانند می‌دانند.

کهکشان بیضوی

نوشتار اصلی: کهکشان بیضوی

کهکشان‌های بیضوی از دید شکل، از شکل بیضی‌گون (شبیه توپ راگبی) تا شکل کروی متغیر هستند و اشکالی میان این دو نیز یافت می‌شوند. برعکس کهکشان‌های دیگر که نوری آبی از ستاره‌های فروزان و کم عمر منعکس می‌کنند، کهکشان‌های بیضوی زرد رنگ دیده می‌شوند. علت این امر ساخته شدن ستاره‌ها در این کهکشان‌ها می‌باشد که در نتیجه کمابیش همه نور آن‌ها از ستاره‌های غول سرخ که دارای طول عمر زیادی هستند به دست می‌آید.[۱۸]

کهکشان‌ها سامانه‌هایی بزرگ و با اندازه و مرزی مشخّص هستند که از ستاره‌ها، بقایای ستاره‌ای، ماده تاریک، گازها و گرد و غبارهای میان ستاره‌ای تشکیل یافته‌اند و با نیروهای گرانشی به گردِ هم آمده‌اند.[۱][۲] کوچک‌ترین کهکشان‌ها دارای پهنایی برابر با چند صد سال نوری، شامل نزدیک به ۱۰ میلیون ستاره هستند. بزرگ‌ترین کهکشان‌ها تا ۳ میلیون سال نوری پهنا دارند و شامل بیش از ۱۰۰٬۰۰۰ میلیارد ستاره هستند.

تقسیمات ستاره شناسی

ستاره شناسی به چند شاخه تقسیم می‌گردد. اولین تقسیم بندی بین ستاره شناسی نظری و ستاره شناسی شهودی می‌باشد. مشاهده گرها روشهای مختلفی را برای جمع آوری اطلاعات درباره حوادث بکار می‌برند، اطلاعاتی که بعدا توسط نظریه پردازان برای ایجاد تئوریها و مدلهایی ، برای شرح مشاهدات و پیش بینی حوادث جدید بکار می‌رود. حوزه‌های مطالعه همچنین به دو طریق دیگر تقسیم بندی می‌شوند: موضوعی ، که معمولا به منطقه فضا (مثلا ستاره شناسی کهکشانی) یا مسائل اشاره شده (مانند تشکیل ستاره یا کیهان شناسی) بستگی دارد؛ یا به روش مورد استفاده برای گرد آوری اطلاعات (بطور مبنائی ، چه ناحیه‌ای از طیف الکترومغناطیس استفاده می‌شود). در حالیکه تقسیم بندی اولیه به هر دوی مشاهده گر و نظریه پرداز مربوط می‌شود، دومی مربوط به مشاهده گرهاست(نه کاملا) ، چون نظریه پردازها سعی می‌کنند از اطلاعات موجود در تمامی طول موجها استفاده کنند و مشاهده گرها اغلب بیش از یک منطقه از طیف را مشاهده می‌کنند.

مقدمه

نجوم مطالعه مواد و مقدمه‌ای است درباره فرآیند بوجود آمدن آنچه در آنسوی جو زمین است که این جهان ، آسمان و گوی آسمان را از اتمهای کوچک تا گیتی وسیع شامل می‌شود. منجمان اجرام آسمانی مانند سیارات ، ستاره‌ها ، ستاره‌های دنباله دار ، کهکشانها ، سحابیها و مواد بین کهکشانها را مطالعه می‌کنند. برای اینکه چگونگی تشکیل شدن ، چگونگی بوجود آمدن و منسب هر کدام را مشخص می‌کنند و اینکه چگونه بر یکدیگر تأثیر می‌گذارند و چه اتفاقی ممکن است برای آنها بیفتد.

بخشی از جهان ما ، زمین و آنچه در آن اتفاق می‌افتد اختر شناسی را شامل می‌شود، در واقع زمین آزمایشگاه ماست و هر چه که درباره جهان می‌دانیم از آنچه از زمین می‌توانیم ببینیم و دریابیم و یا تصور کنیم سرچشمه گرفته است.


 

چگونه علم نجوم بوجود آمد؟

قبل از اختراع تلسکوپ ، در نزدیکی قرن هفدهم ، نجوم بر مبنای مشاهده با چشم غیر مسلح پایه گذاری شده بود. در ابتدا مردم از محل ستاره‌ها و سیارات در آسمان نقشه تهیه می‌کردند. متمدن ترینها برای نقشه برداری آسمان نظام داشتند و می‌دانیم که امروزه نجوم از نظریات یونانیان باستان سرچشمه می‌گیرد. در سال 150 میلادی یک منجم و ریاضیدان یونانی به نام کلودیوس بطلمیوس یک رساله درباره علم نجوم نوشت. او در آن 48 گروه ستاره‌ای که صورت فلکی نامیده می‌شدند را فهرست کرد ، مانند جبار ، برساووش و ... که بیشتر از اسامی اساطیر گرفته شده‌اند.

همانطور که ما هنگام نگاه کردن به ابرها ، آنها را به اشکالی از اجسام آشنا تصور می‌کنیم، همانگونه بطلمیوس در گروهبندی ستارگان اشکال آشنا را مشاهده کرد. همچنین بطلمیوس متوجه شد که به نظر ستارگان در سرتاسر آسمان حرکت می‌کنند، او گفت که تمام اجرام آسمانی به دور زمین که مرکز جهان بی‌حرکت ایستاده حرکت می‌کنند. این نظریه علمی برای قرنها پذیرفته شده بود. تئوری بطلمیوس راجع به جهان طرح زمین مرکز نامیده شد، زیرا در آن زمین در مرکز عالم قراردارد.