ลวดลายในธรรมชาติของกาแล็กซีกังหัน
10 หลักฐานที่น่าทึ่ง เกี่ยวกับการค้นพบมนุษย์ต่างดาว ในปี 2020
10 หลักฐานที่น่าทึ่ง เกี่ยวกับการค้นพบมนุษย์ต่างดาว ในปี 2020
ธันวาคม 27, 2020
นักดาราศาสตร์พบ “ซูเปอร์ไฮเวย์” หรือ “ทางด่วนในอวกาศ” ช่วยย่นระยะเวลาเดินทางจากแสนล้านปี ได้ในเวลาเพียงไม่กี่สิบปี
นักดาราศาสตร์พบ “ซูเปอร์ไฮเวย์” หรือ “ทางด่วนอวกาศ” ช่วยย่นระยะเวลาเดินทางจากแสนล้านปี ได้ในเวลาเพียงไม่กี่สิบปี
ธันวาคม 30, 2020
ลวดลายในธรรมชาติของกาแล็กซีกังหันแบบมีคาน

How to Shape a Spiral Galaxy by NASA/SOFIA; NASA/JPL-Caltech/Roma Tre Univ.

กาแล็กซีทางช้างเผือกของเรามีรูปร่างเป็นเกลียวที่สง่างาม พร้อมกับคานที่เต็มไปด้วยดาวฤกษ์ แต่แท้จริงแล้วมันทำให้นักวิทยาศาสตร์งงงวยมานานแล้วว่าทำไมมันถึงมีรูปร่างเป็นเช่นนั้น เพื่อทำความเข้าใจนี้ นักดาราศาสตร์จึงสำรวจกาแล็กซีแห่งอื่นๆ ที่มีรูปร่างคล้ายกับทางช้างเผือก ว่าอะไรอยู่เบื้องหลังความโอ่อ่าของลวดลายในธรรมชาติเช่นนี้ และจากข้อมูลวิจัยของ Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy หรือ SOFIA ก็พบว่าสนามแม่เหล็กมีบทบาทอย่างมากในการก่อรูปทรงของกาแล็กซี โดยนักวิทยาศาสตร์ได้วัดค่าสนามแม่เหล็กตามคานของก้นหอยกาแล็กซี NGC 1068 หรือ M77 ก็พบว่าสนามพลังนั้นแสดงให้เห็นถึงเส้นลายที่หนาแน่น ขดตัววนอยู่ภายในคานของกังหัน

“สนามแม่เหล็กที่มองไม่เห็นนี้ อาจมีอิทธิพลต่อวิวัฒนาการของกาแล็กซี เราเข้าใจดีว่าแรงโน้มถ่วงมีผลต่อโครงสร้างกาแล็กซีอย่างไร แต่เร็วๆนี้เราเพิ่งมารู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับบทบาทของโครงสร้างสนามแม่เหล็กขนาดใหญ่ภายในกาแล็กซี” อธิบายโดย ‘เอนริเก โลเปซ-โรดริเกซ’ (Enrique Lopez-Rodriguez) นักวิทยาศาสตร์ของสมาคมวิจัยอวกาศแห่งมหาวิทยาลัย จากศูนย์วิทยาศาสตร์โซเฟีย ณ ศูนย์วิจัยนาซ่าเอมส์ในซิลิคอนแวลลีย์แคลิฟอร์เนีย

ดาราจักร M77 ตั้งอยู่ห่างไกลออกไป 47 ล้านปีแสงภายในกลุ่มดาวซีตัส (Cetus) อีกทั้งยังมีหลุมดำมวลยวดยิ่งขนาดใหญ่อยู่ที่ใจกลาง และมีมวลมากกว่าหลุมดำที่ใจกลางทางช้างเผือกถึง 2 เท่า โดยคานของกาแล็กซีที่กำลังหมุนวน ได้นำพาเอาฝุ่นและก๊าซมารวมตัวกันอยู่อย่างหนาแน่น ซึ่งจะกลายเป็นวัตถุดิบที่สำคัญสำหรับใช้สร้างเป็นกระจุกดาวฤกษ์ให้กระจายตัวออกไปเหมือนดั่งเมล็ดพันธุ์ที่หว่านไปทั่วกาแล็กซี ที่เรียกว่า “ดาวกระจาย” (starbursts) 

จากการสังเกตการณ์ด้วยกล้องอินฟาเรดของโซเฟีย ได้เปิดเผยให้เห็นถึงสิ่งที่ดวงตาของมนุษย์ไม่อาจมองเห็นได้ นั่นคือสนามแม่เหล็กที่หนาแน่นยึดติดอยู่กับคานของเกลียวกังหันซึ่งเต็มไปด้วยดาวแรกเกิดเป็นจำนวนมาก สิ่งนี้สนับสนุนต่อทฤษฎีแนวหน้าที่ชื่อ “ทฤษฎีคลื่นความหนาแน่น” (density wave theory) ที่พยายามอธิบายถึงการเกิดรูปทรงคานกังหันภายในกาแล็กซี โดยระบุว่าฝุ่น, ก๊าซ และดาวฤกษ์ที่อยู่บนคานกังหัน ไม่ได้ก่อรูปในลักษณะที่คล้ายกับใบพัดของพัดลม แต่มวลสารต่างๆจะเคลื่อนที่อยู่บนคานแห่งนี้แทน เหมือนกับสายพานลำเลียงของสิ่งของต่างๆ ที่ถูกบีบอัดโดยแรงโน้มถ่วงอีกที

ภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของ Messier 77 โดย NASA, ESA & A. van der Hoeven
สนามแม่เหล็กใน NGC 1068 หรือ M77 จะแสดงให้เห็นลายเส้นแม่เหล็กในแสงที่มองเห็นได้ และภาพประกอบรังสีเอกซ์ของกาแลคซีจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล, อาร์เรย์สเปกโทรสโกปีนิวเคลียร์ และการสำรวจท้องฟ้าดิจิทัลของสโลน สนามแม่เหล็กนี้เรียงตัวยาวอยู่บนแขนเกลียวขนาดใหญ่กว่า 24,000 ปีแสง เครดิต: NASA / SOFIA; NASA / JPL-Caltech / Roma Tre University

ผลงานวิจัยนี้ได้ถูกตีพิมพ์อยู่ในวารสารดาราศาสตร์ฟิสิกส์ ที่เผยให้เห็นถึงแนวเส้นของสนามแม่เหล็กที่ทอดยาวไปสุดสายของกังหันขนาดใหญ่นี้ มีความกว้างถึง 24,000 ปีแสง นี่แสดงให้เห็นถึงพลังอันยิ่งใหญ่ของแรงโน้มถ่วงที่ได้สร้างรูปทรงของกังหันในลักษณะเช่นนี้ขึ้นมา พร้อมกับสนามแม่เหล็กที่บีบอัดอยู่ภายในนั้น สิ่งนี้สนับสนุนต่อ ‘ทฤษฎีคลื่นความหนาแน่น’ เป็นอย่างมาก

โลเปซ – โรดริเกซกล่าวว่า “นี่เป็นครั้งแรกที่เราได้เห็นสนามแม่เหล็กที่เรียงตัวกันเป็นเกล็ดโครงสร้างขนาดใหญ่เช่นนี้ ซึ่งภายในนั้นประกอบไปด้วยดาวฤกษ์เกิดใหม่อยู่เป็นจำนวนมากบนคาน และมันเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นเสมอ ทุกครั้งที่มีหลักฐานเชิงสังเกตการณ์ออกมาสนับสนุนต่อทฤษฎีนี้”

สนามแม่เหล็กบนท้องฟ้านั้นเป็นเรื่องที่ยากจะสังเกตเห็นได้ แต่ด้วยเครื่องมือใหม่ล่าสุดของโซเฟีย ที่ติดอยู่บนเครื่องบินที่มีอุปกรณ์ตรวจจับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความละเอียดสูง บวกกับเทคนิคการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ของการจัดเรียงโมเลกุลของเม็ดฝุ่นภายในกาแล็กซีภายใต้แสง ‘ฟาร์-อินฟราเรด’ ก็ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถมองเห็นเส้นสนามแม่เหล็กที่ล่องหนนี้ได้ ที่ปรากฎเป็นรูปร่างและแสดงทิศทางการเคลื่อนไหวของเส้นสนามแม่เหล็กภายในกาแล็กซี ที่ละเอียดแบบไม่เคยมีมาก่อน โดยแสง ‘ฟาร์-อินฟราเรด’ นั้นจะให้ข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กที่ซึ่งปราศจากการรบกวนจากกลไกอื่นๆได้ ไม่ว่าจะมาจากแหล่งธรรมชาติ หรือแม้แต่ฝีมือของมนุษย์ด้วยกันเอง อย่างเช่นรังสีจากอนุภาคพลังงานสูงในอวกาศ และแสงที่มองเห็นได้บนพื้นโลก จึงทำให้ SOFIA มีความสามารถในการศึกษาดาราจักรด้วยแสงอินฟาเรดในความยาวคลื่น 89 ไมครอน ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเปิดเผยให้เห็นถึงความลับที่ซ่อนอยู่ภายในลวดลายของกาแล็กซี การศึกษานี้มีความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง ต่อการทำความเข้าใจว่าสนามแม่เหล็กนั้น จะมีอิทธิพลต่อการก่อตัวและวิวัฒนาการของกาแล็กซีในประเภทอื่นๆได้ไหม อย่างเช่นในกาแล็กซีที่มีรูปร่างผิดปกติ 

SOFIA คือหอดูดาวบนท้องฟ้าเพื่อสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ภายใต้แสงอินฟราเรด ซึ่งอยู่บนเครื่องบินเจ็ทไลเนอร์โบอิ้ง 747SP ที่ได้รับการดัดแปลงให้ติดตั้งกล้องโทรทรรศน์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 106 นิ้ว โดยโครงการนี้อยู่ภายใต้ความร่วมมือระหว่าง นาซา, ศูนย์การบินและอวกาศเยอรมัน, DLR, ศูนย์วิจัยนาซาเอมส์ ,สมาคมวิจัยอวกาศแห่งมหาวิทยาลัยที่มีสำนักงานใหญ่อยู่ในโคลัมเบียแมริแลนด์ และสถาบัน SOFIA เยอรมันที่มหาวิทยาลัยสตุทท์การ์ดต 

แหล่งอ้างอิง How to Shape a Spiral Galaxy

SCIWAYS
SCIWAYS
นักเดินทางข้ามกาลเวลา: ผมสนใจเรื่องราววิธีการทำงานของธรรมชาติเป็นอย่างยิ่ง อยากรู้ว่าจักรวาลกำเนิดขึ้นมาได้อย่างไร แล้วทำไมเราถึงมาอยู่ที่นี่
4 2 โหวต
คะแนนบทความ
guest
0 Comments
การตอบกลับแบบอินไลน์
ดูความคิดเห็นทั้งหมด
Facebook
0
ร่วมแสดงความคิดเห็นx
()
x
กลับสู่บนสุด