بیگ بنگ/ کهکشان راه شیری مدتهای طولانی وجود داشته است. سن کهکشان ما تقریبأ ۱۳٫۶ میلیارد سال است که ۲۰۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ متولد شده است. اما کهکشان ما چگونه به اینجا رسیده؟ عکس های کودکی کهکشان راه شیری چگونه است؟ موقعیت ما درون کهکشان کجاست و چه چیزهایی درون این کهکشان مارپیچی نهفته است؟
اول اینکه، همیشه ستارگان در جهان وجود نداشتند و کهکشان راه شیری نیز برای همیشه وجود نداشته است. پس از اینکه بیگ بنگ اتفاق افتاد و جهان کمی خنک شد، گاز به طور یکنواخت پخش شد. بی نظمی های کوچک باعث شدند گازها به توده های بزرگ و بزرگتر تبدیل شوند، سپس حرارت دیده و در نهایت سوخت هسته ای را برای ستارگان فراهم کردند. ستارگان شروع به جذب یکدیگر کردند تا گروه های بزرگتر ستاره ای را تشکیل دهند. قدیمی ترین گروه ستارگان، خوشه های کروی نامیده می شوند و برخی از این خوشه ها در کهکشان راه شیری بسیار بسیار قدیمی هستند.
اگرچه قدمت تمام ستارگان در کهکشان راه شیری به جهانِ بسیار کهن بر نمی گردد. اما کهکشان راه شیری بیش از ۷ ستاره در سال تولید می کند. کهکشان راه شیری اغلب کهکشانِ «هم نوع خوار» نامیده می شود زیرا در حین شکل گیری اش کهکشان های کوچکتر را بلعیده و با خودش ادغام کرده و بدین صورت بیشترین جرم خود را بدست آورده است. ستاره شناسان تصور می کنند که بسیاری از کهکشان های بزرگتر نیز به همین صورت به اندازه ی امروزی خود رسیده اند.
کهکشان راه شیری در مرکز خود نوار ضخیمی از ستارگان را جای داده و از بازوهای مارپیچی ستاره ای تشکیل شده است. خورشید و اجرام منظومه ی شمسی در «صفحه ی باریک» کهکشان ما قرار دارند. در تابستان، در یک مکان شفاف همراه با آسمان ِ تاریک شب، می توانید یک نوار درخشان نامنظم را پیدا کنید. باستانیان آن را به نواری از شیر که در آسمان ریخته شده تشبیه کردند.
امروزه می دانیم که این نوار نور در واقع تابشی ترکیبی از میلیون ها ستاره ی بیشمار در صفحه ی مسطحِ کهکشان راه شیری یعنی خانه ی کیهانی ما است. راه شیری یک کهکشان مارپیچی است، بنابراین از بالا به شکل یک چرخ دنده است. این چرخ دنده تقریبأ ۱۰۰ هزار سال نوری قطر دارد، اما فقط تقریبأ ۲ هزار سال نوری ضخامت دارد، در نتیجه یک صفحه ی باریک را تشکیل می دهد. خورشید ما تقریبأ ۲۷ هزار سال نوری تا مرکز کهکشان فاصله دارد.
گردآوری دانش ما از ساختار کهکشان راه شیری قرن ها به طول انجامید و ستاره شناسان امروزه همچنان اطلاعات جدید را کسب می کنند. در قرن هجدهم، ویلیام هرشل بیان کرد که خورشید در یک صفحه ی چرخشی از ستارگان قرار دارد. از آنجایی که نوار کهکشان شیری در سراسر آسمان درخشان است، هرشل پیشنهاد داد که خورشید در وسط آن قرار دارد. چیزی که هرشل نمی دانست این است که کهکشان ما مملو از گرد و غبار است. عناصری مثل سیلیکون، کربن و آهن در مرکز ستارگان ساخته شده و سپس در فضا در زندگی ستارگان آزاد شده اند. گرد و غبار دید ما را تار می کنند. مشکل مثل این است که در یک روز مه آلود در جنگل گم شده باشید. می توانید درختان زیادی را در تمام جهات مشاهده کنید، اما هیچ مسیری را تا دوردست نمی توانید نظاره کنید.
خوشبختانه، گرد و غبار در صفحه ی کهکشان راه شیری متمرکز شده است. این صفحه با یک هاله ی کروی احاطه شده که نسبتأ عاری از گرد و غبار است. اما این هاله تقریبأ شامل ۲۰۰ خوشه ی ستاره ای کروی است که همگی گروه هایی توپ مانند از صدها هزار ستاره را تشکیل می دهند. در سال ۱۹۱۷، هارلو شاپلی بیان کرد که بیشتر خوشه های کروی در یک طرف آسمان قرار دارند. بر این اساس، وی پیشنهاد داد که خوشید در نزدیکی لبه ی صفحه ی کهکشان قرار دارد. وی استدلال کرد که هاله ی کروی در مرکز صفحه ی کهکشان راه شیری قرار دارد. یعنی از نقطه نظرِ خارج از مرکز، ستارگان بیشتری را در یک طرف آسمان مشاهده می کنیم.
علی رغم این موفقیت، ابعاد کهکشان راه شیری و ایده های دقیقی از ساختار آن بخوبی شناخته نشدند. بیشتر اطلاعات مدرن پس از شروع کار با رادیو تلسکوپ ها و اخترشناسی مادون قرمز بدست آمدند. علت ساده است. امواج رادیویی و مادون قرمز نیز همانند نور مرئی نوعی از انرژی هستند، اما طول موج بلندتری دارند. این طول موج ها از گرد و غبار در کهکشان راه شیری عبور می کنند، بنابراین می توانند به تلسکوپ های مادون قرمز و رادیویی بر روی زمین برسند. بخاطر داشته باشید که در یک روز مه آلود، چراغ های جلوی خودروی شما زمان سختی را سپری می کنند و در مه نفوذ می کنند، اما رادیوی خودرو بخوبی کار می کند.
نجوم رادیویی اولین کلیدِ جدید را برای مطالعه ی صفحه ی کهکشان راه شیری ارائه داد. همه چیز در کهکشان به دور صفحه ی مرکزی می چرخد. اجرامی که به مرکز نزدیکتر هستند سریعتر از اجرام دورتر می چرخند. بنابراین، با اندازه گیری حرکات بسیاری از ابرهای گازی و گرد و غبار، ستاره شناسان رادیویی اولین دیدِ تیره و تار از ساختار صفحه ی کهکشان راه شیری را به ما ارائه دادند.
امروزه می دانیم که این صفحه ی کهکشانی شامل ۲۰۰ تا ۴۰۰ میلیارد ستاره است. یک سیاهچاله شاید چهار میلیون بار پرجرم تر از خورشید در مرکز کهکشان راه شیری واقع شده، سیاهچاله با ستارگان غول پیکر، ابرهای گرد و غبار و میدان های مغناطیسی احاطه شده که مرکز را به یک مکان پویا تبدیل کرده است. ماده ی تشکیل دهنده ی اصلی کهکشان «مادۀ تاریک» نامرئی است که در هاله نفوذ می کند و چند صد هزار سال نوری در تمام جهات گسترده شده است. این ماده فقط از طریق قطب گرانشی اش در ابرهای گازی و ستارگان مرئی کهکشان راه شیری ظاهر می شود. ماده ی تاریک حدود ۹۰ درصد از مجموع جرم کهکشان راه شیری را تشکیل داده و البته ناشناخته است، اما تلاش برای رمزگشایی آن همچنان ادامه دارد.
