برخورد های کهکشانی

آموختیم که کهکشان ها بر اساس شکل ظاهری خود، مارپیچی یا بیضوی هستند.اما بررسی بیشتر قرص های کهکشانی نشان داد که حداقل 50% تمام کهکشان های قرصی شکل، قرص های تاب خورده ای را به نمایش می گذارند که آنها را در هیچکدام از دسته ها نمی توان قرار داد.

این تاب برداشتن قرص ها احتمالاً ناشی از برهم کنش های جزرومدی با کهکشان های کوچکتر میباشد. کهکشان های بزرگ توسط فرورفتن ها و گیر اندازی گرانشی کهکشان های کوچکتر شکل گرفته اند. تصویر بالا یکی از نمونه های مهم برهم کنش های کهکشانی را نشان میدهد. همین طور که در تصویر می بینید این کهکشان دارای قرصی کاملاً بی نظم بوده که نشان میدهد در این تصویر ما دو کهکشان که در حال فرورفتن در هم هستند را میبینیم. به علاوه در اطراف آن ابرهای ضخیمی مشاهده میشود.

«وجود ابر یکی از نتایج قطعی برخورد های کهکشانی است».

ستون های ابر روی طرف مقابل NGC520 شاهدی از یک برهم کنش جزرو مدی است که احتمالاً به فرورفتن دو کهکشان قرصی شکل در حال برخورد پایان میدهد.(خطوط گرد و غباری به طور مورب جهت گیری کرده اند).

شواهدی از برهم کنش­ها

تقریباً تمام کهکشان ها به خوشه ها تعلق دارند و در یک خوشه، کهکشانها کسر بزرگی از حجم خوشه کهکشانی را نسبت به ستارگان در یک خوشه ستاره ای گرفته اند. فضای میان کهکشان ها به طور معمول تنها صد برابر بزرگتر از اندازه خود کهکشان ها است. خوشه های پرجمعیت در مراکز خود نسبت به نواحی بیرونی نسبت بالاتری از کهکشان های رده اولیه (بیضوی ها) را دارند. نواحی مرکزی این خوشه های غنی با اشکال منظم ، از مراکز خوشه های بی ریخت و کم جمعیت، نسبت بالاتری از کهکشان های رده اولیه را دارا است. بنظر میرسد که این مشاهدات با افزایش احتمال برهم کنش ها و یا فرو رفتن ها بین کهکشان ها در نواحی با چگالی عددی کهکشانی بالاتر ارتباط دارند. برهم کنش ها تمایل به افزایش پراکندگی های سرعت ستارگان در کهکشان ها دارند.احتمالاً در کهکشانهای رده آخری ساختار قرصی شکل نابود میشود و سبب کم شدن کهکشانها میشود.
 

  • اصطکاک دینامیکی

در زمان برخورد کهکشان ها چه اتفاقی می افتد؟با توجه به اینکه ستارگان با فواصل زیادی در کهکشان گسترده شده اند، شانس حتی یک برخورد ستاره ای منفرد بسیار کم است. در عوض برهم کنش های بین ستارگان «گرانشی» خواهد بود. تصور کنید جسمی به جرم M در یک مجموعه نامحدود از ستارگان، ابرهای گازی و ماده تاریک در حال حرکت است. فرض می کنیم که جرم سایر اجسام در دریای پس زمینه بسیار کمتر از M است. بنابراین M به جای منحرف شدن، در حرکت در یک خط مستقیم ادامه میدهد. در غیاب برخورد ممکن است تصور شود که M حرکت آزادانه خواهد داشت. با این حال همانطور که M رو به جلو حرکت میکند، اجسام دیگر به طور گرانشی به سمت مسیر آن هل داده میشوند. نزدیکترین جسم ، بزرگترین نیرو را احساس میکند. این نتیجه که به عنوان «اصطکاک دینامیکی» شناخته میشود، نیروی گرانشی خالص وارد بر M می باشد که با حرکت آن مخالفت میکند. همانطور که تندی M کاهش می یابد انرژی جنبشی از M به ماده اطراف منتقل میشود. نه تنها خوشه های کروی تحت تاثیر اصطکاک دینامیکی هستند بلکه کهکشان های قمری نیز تحت تاثیر آن قرار میگیرند. در حقیقت احتمالا هر کهکشان غول در طول عمر خود کهکشان های قمری متعددی را می بلعد. این فرورفتن ها همچنین قادر به تولید قرص هایی بدون هیچ ویژگی خاصی می باشند که مشخصه کهکشان های بی ریخت است.

  • برخوردهای سریع

اکنون به نوع دیگری از برخورد باز میگردیم. برخوردی که بین دو کهکشان روی میدهد و ستارگان آنها زمان کافی برای پاسخ ندارند. حتی در مورد خاصی که دو سیستم از یکدیگر میگذرند ، هیچ اصطکاک دینامیکی قابل توجهی وجود ندارد زیرا هیچ افزایش چگالی قابل ملاحظه ای وجود ندارد. در این تقریب، ستارگان زمان کافی برای تغییر موقعیت خود ندارند و در نتیجه انرژی پتانسیل هر کهکشان توسط برخورد بدون تغییر می ماند. با این حال کار گرانشی که هر کهکشان بر روی دیگری انجام میدهد انرژی جنبشی داخلی هر دو کهکشان را به روش تصادفی افزایش میدهد. تصور کنید یکی از کهکشان ها در خلال برخورد مقداری انرژی جنبشی داخلی بدست می آورد.
برای تعیین اینکه چگونه واکنش نشان خواهد داد، فرض کنید که کهکشان در ابتدا در تعادل بوده است و از قضیه ویریال پیروی میکرده است. انرژی های جنبشی، پتانسیل و کل توسط رابطه زیر به یکدیگر مربوط میشوند:

تصور کنید که در خلال برخورد، انرژی جنبشی داخلی کهکشان از  به  افزایش یافته است.چون انرژی پتانسیل ثابت باقی می ماند ، انرژی کل به  افزایش می یابد و کهکشان از تعادل ویریال خارج میشود. زمانی که مجدداً تعادل برقرار شود ، انرژی جنبشی نهایی برابر است با :

پس انرژی جنبشی کهکشان از مقداری که درست بعد از لحظه ی برخورد داشته است به مقدار  کاهش می یابد.

 کهکشان چطور به این کاهش میرسد؟

یک راه برای بدست آوردن تعادل مجدد این است که انرژی جنبشی اضافی را به انرژی پتانسیل گرانشی افزوده تبدیل کنیم. راه دیگر کاهش انرژی جنبشی این است که پر انرژی ترین مؤلفه ها، انرژی را به شکل جریانی از ستارگان و گاز از کهکشان به بیرون حمل کنند. این تبخیر کهکشان را سرد میکند و آنرا به سمت یک تعادل جدید می برد. در حقیقت ممکن است هردوی این فرایند ها روی دهند و فرایند غالب توسط شرایط خاص برخورد تعیین میشود. برای مثال، یک برخورد تقریباً رودررو با تندی بالا ممکن است یک کهکشان حلقوی تولید کند. در شکل گیری کهکشان های حلقوی ، یک کهکشان به اصطلاح "مزاحم" از وسط کهکشان "هدف" میگذرد . مانند کهکشان چرخ گاری نشان داده شده در شکل. در کهکشان چرخ گاری هنوز مشخص نیست که کدام یک از کهکشان های مجاور آن مزاحم بوده است. در حقیقت هر دو کهکشان کوچک در سمت چپ تصویر حائز گزینه های لازم برای رد شدن از کهکشان هدف در گذشته هستند!

کهکشان های حلقوی- قطبی و بیضوی با رگه هایی از گرد و غبار ،کهکشان های معمولی هستند که توسط حلقه هایی از گاز، گرد و غبار و ستارگانی که از کهکشان های دیگر کنده شده اند احاطه شده اند.

کهکشان حلقوی چرخ گاری؛ قطر حلقه حدود 46 پارسک می باشد.هنوز روشن نیست که کدام یک از دو کهکشان سمت چپ مزاحم بوده است!

 

 

همه نظرها (۰)

هیچ کس هنوز نظری ارسال نکرده