مقدمه

حادثه ها و پدیده های بسیار شگفت انگیزی به طور مداوم در جهان ما و كیهان در حال به وقوع پیوستن است، یكی از این پدیده های شگفت انگیز برخورد كهكشان ها با یكدیگر است.

پدیده ای جذاب و پر رمز راز، كه اخترشناسان را سال هاست به تكاپو واداشته تا به ویژگی های این واقعه پی ببرند، ولی متأسفانه با این حال مطالب و مقاله های كامل و جامع پیرامون این موضوع در سطح جهان بسیار كمیاب تر است نسبت به سایر مقاله های نجومی و كیهان شناسی .در این مقاله به مواردی همچون دلیل برخورد كهكشان ها و ویژگی های آن به طور كامل پرداخته شده است. و در آخر طبق نتیجه های گرفته شده، می توان به مسائل مختلفی پاسخ داد.

مسائلی همچون:

ـ سرانجام كهكشان راه شیری

ـ تأثیر برخورد دو كهكشان بر یكدیگر

ـ تأثیر محیط و عالم بر روی برخورد كهكشان ها

ـ و آثاری كه برخورد دو كهكشان در پی دارد.

برخورد كهكشان ها

    در جهان كهكشان ها، هر چند وقت گاهی كهكشان هایی با هم برخورد می كنند، و دلیل آن نیز این است كه برخی مواقع كهكشان های در حال عبور آن قدر به هم نزدیك می شوند كه در دام گرانش یكدیگر می افتند و این جا صحنه ای است كه جنگ میان دو كهكشان آغاز می شود و آن دو با هم برخورد و شروع به تركیب شدن در یكدیگر می كنند.

>  

شرط های لازم برای برخورد و آغاز جنگ

1. كهكشان ها باید به حد كافی به یكدیگر نزدیك شوند تا بتوانند در دام گرانش یكدیگر بیفتند.

2. شرط دیگری كه برای آغاز جنگ مشخص شده است این است كه كهكشان ها باید با سرعت كافی و البته كم به یكدیگر نزدیك شوند تا بتوانند در دام گرانش یكدیگر بیفتند.

3. باید ابتدا كهكشان های اصلی با یكدیگر تركیب شوند، و در برخورد هر دو كهكشان  باید از نظر گازی غنی باشند، اگر فاقد گاز باشند، ممكن است با یكدیگر تركیب نشوند، اما این بستگی به ساختار دو كهكشان دارد.

و سایر كهكشان ها هم كه به هم برخورد نمی كنند به این دلیل است كه در فاصله ی بسیارزیاد از یكدیگر هستند. نیروی ناچیزی به هم وارد می كنند و یا سرعت حركت آن ها به قدری زیاد است كه در حین عبور از كنار هم مجالی برای تركیب شدن پیدا نمی كنند. لازم به ذكراست كه بعضی از كهكشان ها هم باسرعت مناسب از كنار یكدیگر بدون برخورد عبور می كنند، كه این كهكشان ها فقط كمی از ستاره های خود را با یكدیگر رد و بدل می كنند.

انواع برخورد

نظریه پردازان معتقدند كه جنگ و ادغام میان كهكشان ها به دو صورت می تواند باشد.

1.     ادغام پر كاز: در ادغام پر گاز كهكشان ها مملو از گازهایی هستند كه ستاره های جدید به وجود می آورند.

2.     ادغام كم گاز: گازی برای تشكیل ستاره ای جدید ندارند و بعد از برخورد و ادغام معمولاً ستاره های جدید متولد نمی شوند

بررسی شكل ظاهری كهكشان ها بعد از برخورد

در حالت اول اگر دو كهكشان فقط از كنار یكدیگر و بدون برخورد و ادغام عبور كنند با هم ستاره هایی رد و بدل می كنند و گاهی موجب می شود، هاله یا بازوی هر كدامشان كشیده تر شود و اما اگر دو كهكشان با هم برخورد كردند؛ در این مواقع معمولاً حاصل برخورد، یك كهكشان بزرگتر و با ویژگی های متفاوت است و یا امكان این را هم داردكه كهكشان بزرگ را تشكیل ندهند. و یا ممكن است دو كهكشان بعد از برخورد و تركیب، از درون یكدیگر عبور كنند و به مسیر خود ادامه دهند اما شكل های آن ها به بی نظم ترین وضعیت قرار خواهد گرفت در واقع یكی از آثاری كه جنگ كهكشان ها و برخورد آن ها بر روی دو كهكشان می گذارد این است كه شكل ظاهری آن ها را تغییر می دهد و معمولاً شكل نهایی یك كهكشان بی نظم خواهد بود.

اگر شكل ظاهری هر دو كهكشان مارپیچی باشد، ممكن است بازوهای آن ها با هم تركیب شوند و هسته های آن ها همراه گاز و غبار موجود در آن ها با هم مخلوط می شود و تقریباً شكل یك كهكشان بیضی را به خود می گیرد. (حتی بعضی از اخترشناسان معتقدند كه علت تشكیل بعضی از كهكشان های بیضوی همین برخوردها بوده است).

و اما اگر یك كهكشان مارپیچی و یك بیضوی با هم برخورد كنند، احتمالاً بعد از برخورد كهكشان به وجود آمده جزء همان دسته ی كهكشان های ویژه هستند كه دارای خصوصیات عجیب می باشند. اما در كل این نكته حائز اهمیت است كه آثار برخورد دو كهكشان بر روی شكل ظاهری آن دو و یا كهكشان به وجود آمده به خصوصیات و ویژگی های هر دو كهكشان و از همه مهم تر به جرم، جسم و چگالی آن ها بستگی دارد.

اگر جرم دو كهكشان تقریباً یكسان بوده و یابه هم نزدیك باشد، در هنگام برخورد، جنگ بسیار سخت و البته جذاب و هیجان انگیز میان آن دو رخ می دهد، زیرا نیروهای برهم كنش آن ها با هم برابر است و هر دو در نیروهای یكسان دست و پا می زنند و یك صحنه ی بسیار باشكوه و شاید غم انگیز به پا شود !!!

و اگر جرم دو كهكشان یكسان نبود و با هم متفاوت باشد، به طور قطع پیروز میدان كهكشان عظیم تر و سنگین است كه كهكشان كوچكتر را می بلعد و به كلی در آن تغییر ایجاد می كند و آن را به شكل كمانی بزرگ تبدیل كرده و سرانجام تراژدی این جا است كه او را درخود می كشد و می بلعد.

بررسی ویژگی های برخورد و آثار آن

1-   آثار بجا مانده بر روی شكل كهكشان ها

     بر اثر برخورد ، دو كهكشان ستاره هایی را به خارج از میدان های گرانش خود پرتاب می كنند، كه ممكن است تا ابد آن ستاره ها تنها در گوشه ای از كیهان به زندگی خود ادامه دهند، شاید باور نكردنی ترین ویژگی برخوردها این است كه ستاره های موجود در دو كهكشان در حال نبرد، هرگز با هم برخورد نمی كنند. یعنی، فقط میدان های گرانش كهكشان ها است كه باهم برخورد می كنند. آری درك این موضوع سخت است كه دو كهكشان با میلیون ها ستاره با هم ادغام و هیچ یك از ستاره های آن ها با هم برخورد نكند و علت آن هم  فضای بسیار وسیع خالی میان ستاره ها و فاصله های باورنكردنی آن ها از یكدیگر است برای درك این موضوع به مقایسه فاصله ها در مقیاس كوچك می پردازیم:

اگر ما كره ی زمین را به اندازه ای كوچك كنیم كه به گلوله ای با قطر cm1 تبدیل شود، و آنگاه سیاره ی مریخ را هم با همین مقیاس كوچك كنیم تا به یك گلوله تبدیل بشود و فاصله ی این سیاره را نیز به همین تناسب كوچك كنیم این دو گلوله تقریباً در فاصله ی یك متری هم قرار می گیرند، حال اگر بخواهیم این كار را با نزدیك ترین ستاره ی به زمین یعنی ستاره ی آلفا قنطورس انجام دهیم، بعد از كوچك كردن آن و تبدیل به یك گلوله با قطر چند سانتیمتر و فاصله ی آن دو را نیز نسبت به یكدیگر با همان مقیاس كوچك كنیم آن گاه باید گلوله ای كه به عنوان زمین هست را در شهر تهران قرار دهیم و گلوله ای كه به عنوان ستاره آلفا قنطروس است را در یكی از خیابان های شهر شیراز رها كنیم!!! (گلوله هایی با قطر چند سانتیمتری) و این در حالی است كه در كهكشان ها هزاران ستاره وجود دارند كه صدها سال نوری با هم فاصله دارند. خب با این مقایسه به نظر شما، احتمال برخورد ستاره ها چقدراست؟ ولی با این مقایسه فاصله بین كهكشان ها نسبت به قطرشان كمتر است یعنی اگر دو كهكشان را به همان گلوله های چند سانتیمتری تبدیل كنیم فاصله ی آن ها چند متر می شود. به طور مثال برای كهكشان راه شیری و همسایه اش (آندرومدا) این فاصله 5/2 متر خواهد بود، بنابراین احتمال برخورد دو كهكشان بسیار بیشتر از برخورد دو ستاره است البته هر چند گاهی در میان این برخوردها ستاره هایی هم هستند كه با هم تصادف می كنند و مطمئناً صحنه های بسیار شگفت انگیزی ایجاد می كنند.

2-   تولد ستارگان بر اثر برخورد

حاصل دیگر این برخوردها به وجود آمدن و متولد شدن ستاره هایی جدید در كهكشان هاست و از فشرده شدن گاز و غباری كه دو كهكشان در حال برخورد با یكدیگر ادغام می كنند به وجود می آیند. و وسعت دید تلسكوپ هابل نیز این موضوع را اثبات می كند. آن ها آنتن های تماس گیر (موجگیر) را به فضا پرتاب می نمایند، زیرا كه این ستاره های در حال تولد دم هایی دارند كه شبیه به دم حشره ها می باشد و اطلاعات مفیدی را می تواند  در اختیار بگذارد.

بردلی وایت مور، اظهار داشت: درخشش نور برخی از این ستاره های جوان شگفت انگیز است.

اما چرا این پدیده را تولدمی دانیم و نه مرگ؟ هنگامی كه كهكشان ها به یكدیگر نزدیك می شوند، جاذبه نیرومندیتوده های گاز هیدروژن را به یكدیگر می فشارد و بعد از آنكه تراكم آنها به نقطهحساسی رسید، این دسته ها به ستاره های جدیدی تبدیل می شوند.

شواهد زیادی همچون: رنگ ستارگان آن ها، شدت خطوط نشری طیف گاز میان ستاره ای، برون داد پرتوی فرو سرخ از غبار گرم شده ی میان ستاره ای این واقعیت را تأیید می كنند كه: برخی از كهكشان های در حال برخورد از بالاترین سطح ستاره زایی در كیهان برخوردارند، نمودعمده ای از این ستاره زایی بیش از حد، تنها هنگامی آشكار شد كه هابل، قابلیت های تصویر برداریش را متوجه كهكشان های در حال برخورد كرد. یكی از اولین اكتشافات تلسكوپ هابل این بود كه، كهكشان هایی با ستاره زایی بسیار فعال، دربردارنده ی تعداد زیادی ابرخوشه ی ستاره ایاند، خوشه های فشرده تر از نظر ستارگان جوان غنی تر از آنچه، است كه اخترشناسان به دیدنش در همسایگی كهكشان هایمان عادت داشتند.

3-   كهكشان ها پیرهن های بلوری بر تن می كنند

وقتی دو كهكشان در حال تركیب و برخورد هستند، پوششی از بلورهای كوچك در اطراف مراكز به هم پیوند خورده ی این كهكشان ها یافته می شود. این ذرات شباهت های زیادی به خرده شیشه دارند، این بلورها، دانه های سیلیكاتی هستند كه در كوره های ستاره ای به وجود آمده اند، دانه های تازه كشف شده  اولین موارد بلورهای سیلیكاتی شناخته شده در خارج از كهكشان ما می باشند. و علت آن هم این است كه طوفانی از غبار در مركز كهكشان های در حال تركیب ، در حال شكل گیری است، این بلورهای سیلیكاتی در این طوفان قرار گرفته و در نهایت به صورت پوششی عظیم از غبار و شیشه در اطراف هسته های كهكشان ها قرار می گیرند و شرط این پوشش این است كه كهكشان های در حال برخورد از نوع فوق نورانی فرو سرخ (ULIRGS) (Ultaluminous Infrared Galaxies) باشند كه این بلورها سیلیكاتی در آن ها موجود است.

4-   تشكیل سیلیكات ها: سیلیكات ها توسط ستاره های پرجرم ایجاد می شوند، كه این ستاره های پرجرم بلورها را قبل و همچنین در هنگام وقوع انفجارهای ابر نواختری در فضا پخش می كند. تشبیه دكتر هنریك اپسون (دانشگاه كورتل):

دوكامیون حامل آرد را در نظر بگیرید كه در یك خیابان و در جهت مخالف هم در حال حركتند، اگر این دو كامیون با هم برخورد كنند، برای مدت كوتاهی ابری سفید بر روی خیابان تشكیل می شود، با استفاده از تلسكوپ اسپیتزر ما برخورد و تركیب دو كهكشان و تشكیل ابری موقتی از بلورهای سیلیكانی را مشاهده می كنیم.

5-   ایجاد دنباله های كشنده

وقتی دو كهكشان به یكدیگر نزدیك می شوند، نیروی جاذبه ی هر كدام از آن ها اشیاء و ستاره ها و گرد و غبار موجود در كهكشان دیگر را به اطراف خود می كشد و این امر باعث می شود توده هایی به صورت دنباله به وجود آیند كه مانند پلی دو كهكشان را به یكدیگر متصل می كند.

6-   سیاه چاله های مركز كهكشان ها در هنگام برخورد چه نقشی ایفا می كنند

در مركز اكثر كهكشان ها سیاه چاله هایی وجود دارد كه هنگام برخورد احتمال این كه سیاه چاله ها هم با یكدیگر برخورد كنند، بسیار زیاد است. علت آن این است كه مهمترین عامل میدان گرانش كهكشان ها، سیاه چاله ها هستند و وقتی به دام میدان گرانش یكدیگر می افتند،( ادامه صفحه ی بعد )

    در واقع جهت حركت آن ها به سمت تكنیكی های مركز سیاه چاله های خود است، و بنابراین سیاه چاله ها نیز با هم برخورد می كنند، و بعد از برخورد گردابی عظیم، از ماده به وجود می آورند كه از مولكول های  اطراف تغذیه می كنند. و در صورتی نیز ممكن است كه سیاه چاله های مركزی با هم برخورد نكنند در واقع اگر هسته ها از هم گسیخته و ناپایدار باشند، سیاه چاله ها با هم تركیب نمی شوند.

تحلیل داده ها و نتیجه گیری كلی

در پی موضوع ها و موارد گفته شده و همچنین بررسی همه جانبه ی برخورد دو كهكشان می توان نتایج زیر را استنباط كرد.

1ـ فعالیت هسته های مركزی كهكشان ها

كهكشان های در حال برخورد هسته های نورانی تری دارند، و ستارگان بیشتری در درون آن ها در حال شكل گیری هستند، این نشان دهنده ی فعالیت بیشتر هسته های كهكشان های در حال برخورد است

2ـ نقش محیط در برخورد و شكل گیری كهكشان ها

ارتباط بین رنگ، درخشش و محیط اطراف یك كهكشان، صرفاً حاصل شرایط آغازین شكل گیری، آن ها نبوده است. اما درست همانند انسان ها، رابطه بین كهكشان ها و كنش متقابل آن ها با محیط اطراف، نقش عمده ای در تحول و به بیان بهتر تكامل آن ها داشته و این فرآیند در بازه زمانی نسبتاً طولانی و به تدریج شكل گرفته است.

3ـ نقش میدان گرانش ستارگان در هنگام برخورد

در هنگام برخورد كهكشان ها همانطور كه گفته شد، ستاره های موجود در آن ها با هم برخورد نمی كنند و احتمال وقوع همچنین حادثه ای بسیار، بسیار كم است، وقتی ستاره ها از كنار یكدیگر عبور می كنند، این میدان گرانش آن ها است كه بر یكدیگر اثر می گذارد و این پدیده باعث می شود تا به هر كدام از كهكشان ها نوعی «ترمز كیهانی» وارد شود، به این معنا كه دو كهكشان پس از برخورد از هم جدا شده اما به دلیل وجود ترمز كیهانی دوباره به سمت یكدیگر بازگشته و دوباره با هم برخورد می كنند، این پدیده بارها اتفاق می افتد، و در طی آن كهكشان ها سرعت و انرژی خود را از دست می دهند.

یكی دیگر ازنتایجی كه می توان از این بررسی گرفت (البته به طور غیرمستقیم) پیرامون آنتالپی و آنتروپی عالم است. ابتدا پیش از توضیح بحث با مفهوم آنتالپی و آنتروپی آشنا می شویم.

آنتالپی: در واقع انرژی مبالده شده در یك واكنش و تغییر سطح انرژی واكنش های شیمیایی و یا فیزیكی

آنتروپی: تغییر بی نظمی در یك سامانه (سیستم)

قانون حاكم: به طور معمول و در حالت عادی همه ی واكنش ها و تغییرهای شیمیایی و فیزیكی در جهت طبیعی به سمت كاهش سطح انرژی كه همان كاهش آنتالپی و افزایش آنتروپی و یا همان افزایش بی نظمی است.

با كمی تفكر درمی یابیم كه با انبساط عالم و از هم دور شدن كهكشان ها و كاهش نیروهای برهم كنش آن ها مطمئناً جنگ و درگیری در میان آن ها كمتر می شود.

(در واقع ذرات سازنده ی عالم كه همان كهكشان در نظر گرفته شده در حال دور شدن هستند و برخورد نیز در بین آن ها كاهش می یابد)

حال اگر ما كل كیهان را یك سامانه فرض كنیم و این سامانه در حال انبساط باشد یك تغییر فیزیكی است، بنابراین ذرات این سامانه در حال دور شدن از هم هستند. پس: بی نظمی در این سامانه در حال افزایش است. و چون كنش و واكنش بین ذرات كمتر می شود (كه ما می توانیم همان كاهش برخورد كهكشان ها را در نظر بگیریم)، بنابراین سطح انرژی عالم كاهش می یابد و در نتیجه آنتالپی كیهان در حال كاهش است.

سخن آخر

(آندرومدا هم نبرد می طلبد)

آیا كهكشان ما نیز جنگی در پیش خواهد داشت؟

طبق بررسی ها انجام شده كهكشان ما راهی 5 میلیارد ساله را شروع كرده تا با نزدیكترین همشایه اش وارد جنگ شود. آری در حدود 5 الی 6 میلیارد سال آینده راه شیری و آندرومد با هم برخورد می كنند، و احتمالاً حاصل آن یك كهكشان عظیم خواهد بود و با توجه به این كه دو كهكشان مارپیچی هستند، و تقریباً هم جرم هستند بنابراین جنگ بسیار سختی در انتظار آن دو است.

برخورد این دو كهكشان یك برخورد پرگاز خواهد بود، و ستاره های زیادی طی آن متولد خواهند شد