کهکشان‌های عدسی: شهرهای ستاره‌ای آرام و غبارآلود کیهان
جهان هستی، مجموعه‌ای بی‌کران از کهکشان‌ها با اشکال و ویژگی‌های متنوع است. ستاره‌شناسان، این جزایر کیهانی را بر اساس شکل ظاهری‌شان به چهار دسته اصلی تقسیم می‌کنند: کهکشان‌های مارپیچی، کهکشان‌های بیضوی، کهکشان‌های عدسی و کهکشان‌های نامنظم.
ما در یک کهکشان مارپیچی به نام راه شیری زندگی می‌کنیم و از جایگاه خود در زمین، امکان مشاهده‌ی سایر کهکشان‌ها را نیز داریم. بررسی کهکشان‌ها در خوشه‌هایی مانند خوشه Virgo، تنوع شگفت‌انگیزی از اشکال مختلف را نشان می‌دهد. سوال اصلی که ذهن اخترشناسان را به خود مشغول کرده این است: این کهکشان‌ها چگونه شکل گرفته‌اند و چه عواملی در تکامل آنها بر شکل ظاهری‌شان تاثیر می‌گذارند؟
تصویری از یک کهکشان مارپیچی غبارآلود که توسط تلسکوپ فضایی هابل ناسا گرفته شده است.
کهکشان‌های عدسی، گروهی از کهکشان‌ها هستند که شناخت ما از آنها هنوز کامل نیست. این کهکشان‌ها از جهاتی شبیه به کهکشان‌های مارپیچی و از جنبه‌های دیگر مشابه کهکشان‌های بیضوی هستند. به همین دلیل، بسیاری از دانشمندان آنها را به عنوان یک نوع انتقالی در میان انواع کهکشان‌ها در نظر می‌گیرند.
به عنوان مثال، کهکشان‌های عدسی ممکن است مانند کهکشان‌های مارپیچی رو به زوال به نظر برسند. با این حال، برخی از ویژگی‌های دیگر آنها، مانند ترکیب مواد تشکیل‌دهنده، بیشتر شبیه به کهکشان‌های بیضوی است. بنابراین، این احتمال وجود دارد که آنها نوعی مستقل و منحصربه‌فرد از کهکشان‌ها باشند.
کهکشان NGC 5010، یک کهکشان عدسی است که ویژگی‌های کهکشان‌های مارپیچی و بیضوی را داراست.
ساختار کهکشان‌های عدسی
کهکشان‌های عدسی معمولاً شکلی مسطح و دیسک‌مانند دارند. با این حال، برخلاف کهکشان‌های مارپیچی، فاقد بازوهای مشخصی هستند که معمولاً به دور برجستگی مرکزی پیچیده شده‌اند. (البته، مانند کهکشان‌های مارپیچی و بیضوی، ممکن است ساختار میله‌ای داشته باشند که از هسته آنها عبور می‌کند.)
به همین دلیل، تشخیص کهکشان‌های عدسی از کهکشان‌های بیضوی، زمانی که از روبرو دیده می‌شوند، دشوار است. تنها زمانی که حداقل بخش کوچکی از لبه آنها آشکار باشد، اخترشناسان می‌توانند تشخیص دهند که یک کهکشان عدسی از سایر کهکشان‌های مارپیچی قابل تشخیص است. اگرچه یک کهکشان عدسی دارای یک برآمدگی مرکزی شبیه به کهکشان‌های مارپیچی است، اما می‌تواند بسیار بزرگتر باشد.
با توجه به محتوای ستاره‌ها و گاز در یک کهکشان عدسی، این نوع کهکشان‌ها بسیار شبیه به کهکشان‌های بیضوی هستند. دلیل آن این است که هر دو نوع، عمدتاً از ستاره‌های پیر و قرمز با تعداد بسیار کمی ستاره‌های داغ آبی تشکیل شده‌اند. این نشان می‌دهد که تشکیل ستاره‌ها به طور قابل توجهی کاهش یافته یا در هر دو نوع کهکشان‌های عدسی و بیضوی وجود ندارد. با این حال، کهکشان‌های عدسی معمولاً محتوای گرد و غبار بیشتری نسبت به کهکشان‌های بیضوی دارند.
کهکشان‌های عدسی و توالی هابل
در قرن بیستم، ستاره‌شناس برجسته، ادوین هابل، تلاش کرد تا درک بهتری از چگونگی شکل‌گیری و تکامل کهکشان‌ها به دست آورد. او "توالی هابل" را ایجاد کرد - یا به صورت گرافیکی، نمودار چنگال تنظیم هابل، که کهکشان‌ها را بر اساس شکل‌شان در یک ساختار شبیه به چنگال تنظیم قرار می‌داد. او تصور می‌کرد که کهکشان‌ها به صورت بیضوی شروع می‌شوند، کاملاً دایره‌ای یا تقریباً دایره‌ای.
سپس، با گذشت زمان، او فکر می‌کرد که چرخش آنها باعث صاف شدن آنها می‌شود. در نهایت، این امر منجر به ایجاد کهکشان‌های مارپیچی (یک بازوی چنگال تنظیم) یا کهکشان‌های مارپیچی میله‌ای (بازوی دیگر چنگال تنظیم) می‌شود.
کهکشان‌های عدسی احتمالاً یک انتقال بین بیضوی و مارپیچی در نمودار چنگال تنظیم هابل استاندارد هستند که کهکشان‌ها را بر اساس شکل‌شان طبقه‌بندی می‌کند.
در نقطه انتقال، جایی که سه بازوی چنگال تنظیم به هم می‌رسند، کهکشان‌های عدسی قرار داشتند؛ نه کاملاً بیضوی، نه کاملاً مارپیچی یا مارپیچی میله‌ای. به طور رسمی، آنها به عنوان کهکشان‌های S0 در توالی هابل طبقه‌بندی می‌شوند. مشخص شد که توالی اصلی هابل با داده‌هایی که امروزه در مورد کهکشان‌ها داریم کاملاً مطابقت ندارد، اما این نمودار هنوز هم در طبقه‌بندی کهکشان‌ها بر اساس شکل‌شان بسیار مفید است.
نحوه شکل‌گیری کهکشان‌های عدسی
کار پیشگامانه هابل در مورد کهکشان‌ها ممکن است حداقل بر یکی از نظریه‌های شکل‌گیری کهکشان‌های عدسی تأثیر گذاشته باشد. اساساً، او پیشنهاد کرد که کهکشان‌های عدسی از کهکشان‌های بیضوی به عنوان یک گذار به کهکشان مارپیچی (یا مارپیچی میله‌ای) تکامل یافته‌اند، اما یک نظریه فعلی نشان می‌دهد که ممکن است برعکس باشد.
از آنجایی که کهکشان‌های عدسی دارای شکل‌های دیسک‌مانند با برجستگی‌های مرکزی هستند اما بازوهای مشخصی ندارند، این احتمال وجود دارد که آنها به سادگی کهکشان‌های مارپیچی پیر و محو شده باشند. وجود مقدار زیادی گرد و غبار، اما مقدار کمی گاز نشان می‌دهد که آنها قدیمی هستند، که به نظر می‌رسد این ظن را تأیید می‌کند.
اما یک مشکل اساسی وجود دارد: کهکشان‌های عدسی، به طور متوسط، بسیار درخشان‌تر از کهکشان‌های مارپیچی هستند. اگر آنها واقعاً کهکشان‌های مارپیچی محو شده بودند، انتظار می‌رفت که کم نورتر باشند، نه روشن‌تر.
بنابراین، به عنوان یک جایگزین، برخی از ستاره‌شناسان اکنون پیشنهاد می‌کنند که کهکشان‌های عدسی نتیجه ادغام بین دو کهکشان مارپیچی قدیمی هستند. این امر ساختار دیسک و کمبود گاز آزاد را توضیح می‌دهد. همچنین، با جرم ترکیبی دو کهکشان، روشنایی سطح بالاتر نیز توجیه می‌شود.
این نظریه هنوز برای حل برخی از مسائل نیاز به کار دارد. به عنوان مثال، شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای بر اساس مشاهدات کهکشان‌ها در طول زندگی‌شان نشان می‌دهد که حرکات چرخشی کهکشان‌ها مشابه حرکات کهکشان‌های مارپیچی معمولی خواهد بود. با این حال، این معمولاً چیزی نیست که در کهکشان‌های عدسی مشاهده شود. بنابراین، ستاره‌شناسان در تلاشند تا درک کنند که چرا تفاوتی در حرکات چرخشی بین انواع کهکشان‌ها وجود دارد. این یافته در واقع از نظریه مارپیچی محو شده پشتیبانی می‌کند. بنابراین، درک کنونی از کهکشان‌های عدسی هنوز در حال پیشرفت است. با مشاهده بیشتر این کهکشان‌ها توسط ستاره‌شناسان، داده‌های اضافی به حل سوالات مربوط به محل قرارگیری آنها در سلسله مراتب اشکال کهکشانی کمک می‌کند.
نکات کلیدی درباره کهکشان‌های عدسی
- کهکشان‌های عدسی شکل متمایزی دارند که به نظر می‌رسد جایی بین مارپیچی و بیضوی قرار دارد.
- اکثر کهکشان‌های عدسی دارای برجستگی‌های مرکزی هستند و به نظر می‌رسد تفاوت‌هایی در حرکات چرخشی خود نسبت به سایر کهکشان‌ها دارند.
- احتمالاً کهکشان‌های عدسی زمانی شکل می‌گیرند که کهکشان‌های مارپیچی ادغام می‌شوند. این عمل دیسک‌های دیده شده در کهکشان‌های عدسی و همچنین برجستگی‌های مرکزی را تشکیل می‌دهد.
- نجوم
- علم
