ابر خوشه - Physics Department at Sharif University of...

13
؟ ت س ا ی ه ت ا ل م ا ک ا ج ی ه ت ر ب ا ا ی ا م ی و ش ی م ا ن س د ا ری گی ی مار ر ق ه وج ت ورد م ت ح ب0 ن ی ی که در ا ی ارها ت خ سا ا م ، ی ی دار ر< ب ا ی ج ه تر ب ی ا سرر ب ه که ب0 ن ی ا ار شA یC پ. ه ش و خ ر ب ا(supercluster ) ه وش خ در ر گ ی کد ی ار ن ک ها در0 ان ش هک ک ر کی د . ا ده ای ده س ن کرا< ب ت خ وا ن ک ی ر ی غ ورت ص ه ما ب0 هان ج ها در0 ان ش هک کد که ی ده م0 ان ش ن ها ه وش خر ب ود ا خ و ر کی ل جدا م ا س ت ی ت ر ب ه ی که ب ی ها ه وش خ ها و روه گ د . ده ای ع س م ج م ه ار ن ک ی ی ها روه گ ها و50 ه وش خ ها و روه گ0 ن ی د . ا نd شت ه0 ان ش هک ک ار ز ه د ت< خ و ود ش ی م ده ن م ا ه ی وش خر ب د که ا ی ی سار م ری گی ر ر ب ارهای ت خ وی سا ر می های0 ان ش هک ک ها و. ی ل ح م روه گ(Group Local ) روه گ0 ن ی د . ا اس ی ی م) ری ی ش راه0 ان ش هک ک( ما0 ان ش هک ک ل م ا که س ت س ها0 ان ش هک ک ی ار ه رو گ ی حل م روه گ30 های0 ان ش هک ک له م ج ار0 ان ش هک ک ه ب ت ر م زی در ط ق ی حل م روه گ های0 ان ش هک کار دارد. ر ق درومدا ی ری و ا ی ش راه0 ان ش هک ک0 نA ی پ ی ی ا ج0 ن ا ش ن را گ ر ک ر م رد و گی ی مر ب وله را در ت و ک10 روه گ0 ن یرای ا ب ده ر0 ن می خ ب ل ک زم ج د . داری ی ی ا ل دوی ک ش د و داری وری ت سال0 ون ن ل ن م10 12 ( × 0.14 ± 1.29 ت س د ا ن س ور خ زم ج) . و گ ر ب ه و ش و خ ر ب ا(irgoV) درومدا ی ا0 ان ش هک ک ری ، ی ش راه0 ان ش هک ک( ی حل م روه گ ل م ا که س ت س م ا ظ ن م ا ه ی وش خر ب ا ک ی ، پ حل م ه ی وش خر ب ا ا ی و گر ب و ه ی وش خر ب ا" " ه وش خر ب ا0 ن ی ز ا ط ق د . اس ی ی م) ... و33 ل ق جدا0 ن و در ا ت س ا ارسک< گای م100 ود دارد خ ی و ی ا ش هک ک ه ی وش خ روه و گ.

Transcript of ابر خوشه - Physics Department at Sharif University of...

Page 1: ابر خوشه - Physics Department at Sharif University of …physics.sharif.edu/~cosmology-intro/papers/G6-Voids.… · Web viewاین گروه 30 کهکشان از جمله کهکشان

؟� ا�س�ت� ت�ه�ی� ک�ا�م�ال ج�ا� ت�ه�ی� ا�ب�ر� آ�ی�ا� پیش از این که به بررسی ابر تهی جا بپردازیم ، با ساختارهایی که در این بحث مورد توجه قرار می گیرند

. آشنا می شویم

خوشه ( supercluster) ابر وجود ابر خوشه ها نشان می دهد که کهکشان ها در جهان ما به صورت غیر یکنواخت پراکنده شده اند .

اکثر کهکشان ها در کنار یکدیگر در خوشه ها و گروه هایی کنار هم جمع شده اند . گروه ها و خوشه هایی و چند هزار کهکشان هستند . این گروه ها و خوشه ها و کهکشان های50که به ترتیب شامل حداکثر

. منزوی ساختارهای بزرگتری می سازند که ابر خوشه نامیده می شود

محلی ( Group Local) گروه گروه محلی گروهی از کهکشان هاست که شامل کهکشان ما ) کهکشان راه شیری ( می باشد . این

کهکشان از جمله کهکشان های کوتوله را در بر می گیرد و مرکز گرانش آن جایی بین کهکشان30گروه میلیون سال نوری دارند10راه شیری و آندرومدا قرار دارد. کهکشان های گروه محلی قطری در مرتبه

( جرم خورشید1.29 ± 0.14 × ) 1012و شکل دوتایی دارند . جرم کل تخمین زده برای این گروه . است

ویرگو خوشه (irgoV) ابر ابر خوشه ی " ویرگو " یا ابر خوشه ی محلی ، یک ابر خوشه نامنظم است که شامل گروه محلی

مگاپارسک است و33) کهکشان راه شیری ، کهکشان آندرومدا و ... ( می باشد . قطر این ابر خوشه . گروه و خوشه ی کهکشانی وجود دارد100در آن حداقل

ی خوشه Pisces- Perseus ابر یکی از بزرگترین ساختار های شناخته شده در عالم است . این ابر Pisces- Perseus ابر خوشه ی

میلیون سال نوری است که در کنار ابر خوشه ی محلی300خوشه یکی از دو تجمع غالب در محدوده ی ٢٦٢و در امتداد کهکشان را ه شیری قرار دارد . اصلی ترین خوشه های کهکشانی در این ابر خوشه

Abell ، 347 lAbel ،426 lAbel است .

کما ی خوشه (supercluster Coma ) ابر خوشه ، ) Abell 1656( ابر خوشه ی کهکشانی است شامل خوشه ی کما ، )Coma( ابر خوشه ی کما

میلیون سال نوری از زمین و در مرکز دیوار بزرگ قرار300که در فاصله ی ، ) Abell 1367( ی لئو .دارد

. میلیون سال نوری است و بیش از سه هزار کهکشان در آن جای گرفته است20قطر این ابر خوشه ابر خوشه ی کما جز اولین ابر خوشه های کشف شده است که در شناخت ساختار عالم به منجمان کمک

. بسیاری کرده است

ی خوشه Shaply ابر بزرگترین تجمع کهکشانی در عالم است که یک واحد گرانشی تشکیل می دهد ، به Shaply ابر خوشه ی

. طوری که به جای این که به همرام عالم منبسط شود در خود فرو می رود میلیون سال650این ابر خوشه یک توزیع کهکشانی فوق چگال در صورت فلکی قنطورس در فاصله ی

. نوری است

Page 2: ابر خوشه - Physics Department at Sharif University of …physics.sharif.edu/~cosmology-intro/papers/G6-Voids.… · Web viewاین گروه 30 کهکشان از جمله کهکشان

کوتوله ( galaxy dwarf) کهکشان کهکشان کوتوله ، کهکشان کوچکی است که از گردهمایی چند میلیارد ستاره تشکیل می شود . این

. میلیارد ستاره دارد بسیار کوچک است400 تا 200کهکشان در مقایسه با کهکشان راه شیری که

بیضوی ( galaxy Elliptical) کهکشان کهکشان بیضوی ، کهکشان هستند که تقریبا شکل بیضی گون دارند . این کهکشان ها حد فاصل کهکشان های تقریبا کروی و و کامال تخت هستند و اندازه ی آن ها از چندین میلیون تا یک تریلیون ستاره را در بر

. می گیرد توسط ادوین هابل1936کهکشان های بیضوی یکی از سه دسته ی اصلی کهکشان ها هستند که در سال

. معرفی شدند . دو دسته ی دیگر کهکشان های کوژ و کهکشان های مارپیچی هستند. کهکشان های بیضوی به وسیله ی خوشه های گوی مانند احاطه شدند

درصد جهان محلی راتشکیل داده اند ولی گونه ی غالب در کل جهان15 تا 10این کهکشان ها حدود . نیستند . کهکشان ها ی بیضوی در نزدیکی مرکز خوشه های کهکشانی واقع شده اند

نامنظم (galaxy Irregular) کهکشان کهکشان نامنظم کهکشانی است که شکل منظمی ، مانند کهکشان های مارپیچی و بیضوی ندارد . شکل

این کهکشان ها غیر معمول است و در هیچ یک از دسته های منظم دنباله های هابل نمی گنجد . این . کهکشان ها ¼ کل کهکشان ها را تشکیل می دهند

اکثر کهکشان های نامنظم در ابتدا کهکشان مارپیچی یا بیضوی بودند اما به تدریج بر اثر فعالیت های . گرانشی شکل خود را از دست داده اند

. این کهکشان ها حاوی مقدار بسیار زیادی از گاز و غبار هستند

: کهکشان های نامنظم دارای دو گروه اصلی از گونه های هابلی هستند

کهکشان های نامنظم نوع یک : این کهکشان ها دارای ساختار هستند اما این ساختار به قدری منظم و شکیل نیست که بتوان آن ها را در دنباله هابل قرار داد . تعدادی از این

. کهکشان ها برخی از ویژگی های ساختار های مارپیچی را دارند

کهکشان های نامنظم نوع دو : این کهکشان ها دارای هیچ ساختار مشخص از اعضای دنباله . ی هابل نیستند

دسته ی سوم از کهکشان های نامنظم ، کوتوله های نامنظم هستند . این گونه از کهکشان ها برای درک تحول های کهکشانی بسیار مهم و راه گشا هستند . به نظر می رسد که این کهکشان ها دارای سطوح

کمی از فلزات و سطوح باالیی از گاز هستند که این ترکیب آن ها را به کهکشان های ابتدایی که عالم را . اشغال کرده بودند ، بسیار شبیه می کند

بعضی از کهکشان های نامنظم ، کهکشان های مارپیچی هستند که به دلیل گرانش همسایه های. بزرگترشان شکل خود را از دست داده اند

مارپیچی ( galaxy Spiral) کهکشان کهکشان های مارپیچی ، یکی از سه دسته ی اصلی کهکشانی هستند که توسط ادوین هابل در سال

. معرفی شدند و قسمتی از دنباله ی هابل را به خود اختصاص دادند1936 کهکشان های مارپیچی دارای صفحه ی تخت و چرخان هستند که شامل ستاره ها ، گاز و غبار است ، و

Page 3: ابر خوشه - Physics Department at Sharif University of …physics.sharif.edu/~cosmology-intro/papers/G6-Voids.… · Web viewاین گروه 30 کهکشان از جمله کهکشان

برآمدگی در مرکز آن ناشی از تراکم ستاره ای دیده می شود . این صفحه توسط هاله ی کم نور تری از. ستاره ها در بر گرفته شده است

رادیویی های ( galaxy radio) کهکشان کهکشان های رادیویی ، گونه هایی از کهکشان های فعال هستند که در محدوده ی طول موج

. رادیویی نورتابی بسیاری دارند . این تابش رادیویی ناشی از فرایند سینکروترونی است

بزرگ ( Wall Great) دیوار دیوار بزرگ ) که دیوار کما نیز نامیده می شود . ( یکی از بزرگترین ابر ساختار های شناخته شده در عالم

میلیون500 میلیون سال نوری و دارای 200است . این ساختار یک فیالمان از کهکشان ها در فاصله ی . میلیون سال نوری است15 میلیون و ضخامت 300، عرض

این مسئله که دیوار بزرگ تا چه مسافتی در صفحه ی کهکشان راه شیری که زمین در آن قرار دارد ، ادامه یافته است هنوز نامعلوم است . چرا که غبار و گاز ناشی از کهکشان ما مشاهده فواصل دور

. توسط منجمان را ناممکن کرده است

Page 4: ابر خوشه - Physics Department at Sharif University of …physics.sharif.edu/~cosmology-intro/papers/G6-Voids.… · Web viewاین گروه 30 کهکشان از جمله کهکشان

جا تهی ( oidvSupe) ابر

مطالعات نشان می دهد که بزرگترن تهی جا ها آن هایی هستند که به وسیله ی خوشه ها و ابر خوشه های کهکشانی غنی مشخص می شوند . این تعریف متناظر با تعریف ابر خوشه است که شامل خوشه

. های کهکشانی غنی است اشاره کرد . این تهی جا منطقه ای بسیار بزرگ void Bootes به عنوان مثال از ابر تهی جا می توان به

Bootes و تقریبا کروی شکل از فضا ست که تعداد بسیار کمی کهکشان در آن واقع شده است . تهی جا Hercules ،Borealis از ما قرار دارد و به وسیله ی ابر خوشه های١٥٠ Mpc 1-h در فاصله ی حدود

Corona و Bootes احاطه شده و قطر آن حداقل Mpc 1-h ١0 . است٠

. است ) NLV - oidvSupe Local Northern( نزدیک ترین ابر تهی جا ، ابر تهی جای محلی شمالی قرار دارد و در مجاورت ابر خوشه ی محلی)Hercules( این ابر تهی جا در مقابل ابر خوشه ی هرکولس

و ابر خوشه ی کما و دیوار بین این ابر خوشه ها و ابر خوشه ی هرکولس می باشد . کناره ی جنوبیNLV به دیوار Cetus و ابر خوشه ی Shaply می رسد .

1شکل

Page 5: ابر خوشه - Physics Department at Sharif University of …physics.sharif.edu/~cosmology-intro/papers/G6-Voids.… · Web viewاین گروه 30 کهکشان از جمله کهکشان

غنی کهکشانی های خوشه ابر عضو کهکشانی های : خوشهی پر :X> 100< ٥٠ Mpc 1-h بازه های دایره

ی بازه خالی : -Mpc 1-h 100- >X> 150 و تو های دایرهکوچک : های نقطه فقیر های خوشه و منزوی های خوشه

رادیویی های + : کهکشان

های خوشه که ، Coma مربعی Shaply و irgoV مرکز ، است گرفته بر می NLV در مشخص را. کند

2شکل

خالی تو های دایره با نورتر کم های کهکشان و پر تو های دایره با خشان در های کهکشاناند شده داده . نشان

Page 6: ابر خوشه - Physics Department at Sharif University of …physics.sharif.edu/~cosmology-intro/papers/G6-Voids.… · Web viewاین گروه 30 کهکشان از جمله کهکشان

چرا ؟ NLV اما ایم کرده انتخاب مطالعه برای را

نزدیکی این ابر تهی جا و ابر خوشه های اطراف آن ، امکان مقایسه ساختار های کهکشانی در محیط. های با چگالی کم و زیاد را برای ما فراهم می کند

ی منطقه در ها کهکشان و ها NLV گیتیشناسیخوشه

می اندازیم و با استفاده از داده های تجربی ساختار خوشه ها و NLV در این قسمت نگاه دقیق تری به. ابر خوشه های درون آن را بررسی می کنیم

. در ادامه تصاویری از توزیع کهکشانی ارائه می شود

بین ابر خوشه ی هرکولس و NLV همان طور که تصاویر صفحات قبل نشان می دهند ، در منطقه .1 محلی و کما و دیوار بین این ابر خوشه ها ، تعداد قابل توجهی از سیستم های کهکشانی کوچک و خوشه

. های فقیر وجود دارد

کهکشان های کم نور یا در ساختار های کهکشان های درخشان تر قرار می گیرند و یا خود یک ساختار .2 . جدید می سازند

. مطالعات نشان می دهد که تا کنون هیچ کهکشان کوتوله ای در تهی جا یافت نشده است .3

خوشه های غنی تر درون منطقه ی ابر خوشه های کما و هرکولس قرار گرفته اند و سیستم های .4 . کهکشانی درون ابر تهی جا تنها شامل خوشه های فقیر هستند

. ما شاهد یک ترکیب سلسله مراتبی از سیستم های فقیر تا ابر خوشه ها هستیم NLV در منطقه ی .5

اندازه تهی جاها در این سلسله مراتب به اجسامی که برای مشخص کردن تهی جا مورد استفاده قرار .6 می گیرد بستگی دارد ، بدیهی است که تهی جایی که با خوشه مشخص می شود از تهی جایی که

. کهکشان تعریف می شود ، بزرگتر است

Page 7: ابر خوشه - Physics Department at Sharif University of …physics.sharif.edu/~cosmology-intro/papers/G6-Voids.… · Web viewاین گروه 30 کهکشان از جمله کهکشان

3شکل در این نمودار ، توزیع خوشه ای در تصاویر سمت چپ ، کهکشان های بیضوی در تصاویر میانی و تمام کهکشان ها

. در تصاویر سمت راست به نمایش در آمده است. در تصاویر سمت راست دایره ها تهی جاها را به نمایش می گذارد

. واحد را نشان می دهد20هر ردیف از تصاویر بازه ی انتقال به سرخ

4شکل

Page 8: ابر خوشه - Physics Department at Sharif University of …physics.sharif.edu/~cosmology-intro/papers/G6-Voids.… · Web viewاین گروه 30 کهکشان از جمله کهکشان

. در این نمودار توزیع کهکشانی در مختصات استوایی ترسیم شده است. این تصاویر برای بازه های مسافتی مختلف که متناظر با بازه های انتقال به سرخ است نشان داده شده است

. کهکشان های بیضوی با دایره های توپر و کهکشان های مارپیچی و نامنظم با دایره های تو خالی مشخص شده اند

Page 9: ابر خوشه - Physics Department at Sharif University of …physics.sharif.edu/~cosmology-intro/papers/G6-Voids.… · Web viewاین گروه 30 کهکشان از جمله کهکشان