گام به گام فعالیت تکمیلی صفحه 13 درس 1 زمین شناسی (آفرینش کیهان و تکوین زمین)

منجمین با استفاده از تلسکوپ‌ها و دستگاه‌های رصدی پیشرفته به بررسی نور و امواج الکترومغناطیسی از بخش‌های مختلف کهکشان پرداخته‌اند. این مشاهدات نشان می‌دهد که بسیاری از ستارگان و گازها در کهکشان راه شیری به صورت بازوهای مارپیچی قرار گرفته‌اند.

یکی از روش‌های مهم برای بررسی ساختار کهکشان، نقشه‌برداری از توزیع هیدروژن در آن است. مشاهدات امواج رادیویی هیدروژن که در ۲۱ سانتیمتر منتشر می‌شوند، نشان داده‌اند که هیدروژن در بازوهای مارپیچی قرار گرفته است.

تحلیل سرعت حرکت ستارگان در کهکشان نیز نشان می‌دهد که ستارگان در مدارهای مارپیچی در حال حرکت هستند. بررسی دقت سرعت و جهت حرکت این ستارگان نشان‌دهنده وجود بازوهای مارپیچی است.

مدل‌های نظری و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری نیز نشان می‌دهند که ساختار مارپیچی یکی از پایدارترین و رایج‌ترین شکل‌ها برای کهکشان‌های دیسکی مانند کهکشان راه شیری است. این مدل‌ها با داده‌های مشاهده شده تطابق خوبی دارند.

بررسی کهکشان‌های دیگر نیز به منجمین کمک کرده است تا به این نتیجه برسند. بسیاری از کهکشان‌های نزدیک به ما دارای شکل مارپیچی هستند و این نشان می‌دهد که کهکشان راه شیری نیز می‌تواند مشابه باشد.

منجمین با استفاده از تلسکوپ‌های نوری، رادیویی و فروسرخ به مشاهده و اندازه‌گیری موقعیت و حرکت ستارگان و گازهای مختلف در کهکشان راه شیری می‌پردازند. این مشاهدات به آن‌ها کمک می‌کند تا نقشه‌ای سه‌بعدی از کهکشان تهیه کنند.

برای اندازه‌گیری قطر کهکشان، منجمین از ستارگان متغیر قیفاووسی استفاده می‌کنند. این ستارگان دارای دوره‌های تغییر روشنایی ثابت و قابل پیش‌بینی هستند. با محاسبه دوره تغییر روشنایی و مقایسه آن با روشنایی مشاهده شده، فاصله ستارگان قیفاووسی تا زمین را تعیین می‌کنند. این فاصله‌ها به محاسبه قطر کهکشان کمک می‌کند.

منجمین از تلسکوپ‌های رادیویی برای مشاهده انتشار امواج رادیویی از گازهای هیدروژنی در کهکشان استفاده می‌کنند. این مشاهدات به آن‌ها کمک می‌کند تا بازوهای مارپیچی و ساختارهای مختلف کهکشان را مشخص کرده و قطر آن را تعیین کنند.

مدل‌های کامپیوتری و شبیه‌سازی‌های عددی به منجمین کمک می‌کند تا ساختار کلی کهکشان را مدل‌سازی کنند. این مدل‌ها بر اساس داده‌های مشاهده‌ای و نظریه‌های کیهانی ایجاد می‌شوند و به تعیین قطر و ضخامت کهکشان کمک می‌کنند.

با بررسی حرکت و سرعت ستارگان در کهکشان، منجمین می‌توانند جرم و توزیع ماده در کهکشان را محاسبه کنند. این اطلاعات به اندازه‌گیری ضخامت دیسک کهکشان کمک می‌کند.

قطر:

تقریباً ۱۰۰,۰۰۰ سال نوری (۳۰,۰۰۰ پارسک)

ضخامت:

حدود ۱,۰۰۰ تا ۳,۰۰۰ سال نوری در ناحیه دیسک نازک و تا ۱۰,۰۰۰ سال نوری در ناحیه دیسک ضخیم

این اندازه‌ها نشان‌دهنده بزرگی و عظمت کهکشان راه شیری هستند.