สมาคมดาราศาสตร์ไทย

เรื่องมืดๆ จากการประชุมดาราศาสตร์ที่ซิดนีย์

เรื่องมืดๆ จากการประชุมดาราศาสตร์ที่ซิดนีย์

13 ก.ย. 2546
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ระหว่างวันที่ 13 ถึง 26 นักดาราศาสตร์จากทั่วโลกได้รวมกันที่ซิดนีย์ ออสเตรเลีย ในการประชุมสามัญของสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล ซึ่งจัดขึ้นทุก ปี สาระการประชุมครอบคลุมทุกด้านในดาราศาสตร์ ประเด็นหนึ่งที่โดดเด่นเป็นพิเศษคือเรื่องที่เกี่ยวกับสสารมืด ซึ่งเป็นสิ่งลึกลับที่คาดว่าเป็นมวลสารส่วนใหญ่ในเอกภพแต่มองไม่เห็น ตัวอย่างรายงานที่กล่าวถึงได้แก่

 สสารมืดในดาราจักรทรงกลมแคระ

นักดาราศาสตร์จากสหราชอาณาจักรและมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้ศึกษาสสารมืดในดาราจักรทรงกลมแคระที่อยู่รายล้อมดาราจักรทางช้างเผือกโดยการสังเกตการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ในดาราจักรเหล่านี้ ซึ่งพอจะมองเห็นได้โดยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่บนพื้นโลก

ดาราจักรหนึ่งในจำนวนนี้ชื่อว่า ดาราจักรแคระมังกร นักดาราศาสตร์พบว่าดาวฤกษ์ที่อยู่บริเวณขอบนอกของดาราจักรนี้เคลื่อนที่เร็วมาก บ่งบอกว่าดาราจักรนี้จะต้องมีสสารมืดถึง 100 เท่าของสสารของดาวฤกษ์จึงจะรักษาสภาพของดาราจักรเอาไว้ได้

อีกดาราจักรหนึ่ง มีชื่อว่า ดาราจักรแคระหมีเล็ก เป็นดาราจักรแคระเหมือนกันแต่มีพฤติกรรมการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ต่างไปโดยสิ้นเชิง ดาวฤกษ์บริเวณขอบดาราจักรเคลื่อนที่ค่อนข้างช้า แสดงว่าบริเวณรอบนอกของดาราจักรนี้มีสสารมืดน้อยกว่าที่คาดไว้ นอกจากนี้ยังพบดาวจำนวนหนึ่งเกาะกลุ่มอยู่บริเวณขอบนอกซึ่งคาดว่าเคยเป็นดาวของกระจุกดาวทรงกลมมาก่อน หากการกระจายของสสารมืดแน่นบริเวณใจกลางและค่อย ๆ เบาบางลงเมื่อถอยห่างออกมาอย่างที่คาดไว้ ดาวในกระจุกดาวทรงกลมที่สลายแล้วจะกระจัดกระจายไปทั่ว ไม่เกาะกลุ่มกันเช่นนี้ นี่ย่อมแสดงว่าสสารมืดในดาราจักรแคระหมีเล็กมีการกระจายต่างไปจากดาราจักรอื่น 

กล้องฮับเบิลทำแผนที่สสารมืดของกระจุกดาราจักร

นักดาราศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียได้ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลตรวจหาสสารมืดในกระจุกดาราจักร CL0024+1654 ที่อยู่ห่างออกไป 4.5 พันล้านปีแสงโดยการศึกษาปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วง จากการวิเคราะห์ดาราจักรที่อยู่ฉากหลัง นักดาราศาสตร์สามารถสร้างแผนที่ของสสารมืดซึ่งต้องอยู่บริเวณเดียวกับสสารที่มองเห็น จากการเฝ้ามองเป็นเวลากว่า 120 ชั่วโมง กินพื้นที่สำรวจเท่ากับขนาดปรากฏของดวงจันทร์เต็มดวง พบว่าสสารมืดในกระจุกดาราจักรนี้ไม่ได้อยู่บริเวณขอบนอกดังที่เคยคิดไว้ แต่อัดแน่นอยู่บริเวณใจกลางของกระจุก และยังพบว่ามีการไหลของสสารมืดลงสู่ใจกลางของกระจุกด้วย 

  กลดแบนของสสารมืด

นักดาราศาสตร์อีกคณะหนึ่งจากแคนาดา ได้ใช้กล้องแคนาดา-ฝรั่งเศส-ฮาวายสำรวจปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วงเช่นกัน แต่คณะนี้ได้ศึกษาเลนส์ความโน้มถ่วงที่เกิดขึ้นกับดาราจักร ไม่ใช่กับทั้งกระจุกดาราจักร ผลการสำรวจพบว่ากลดของสสารมืดในดาราจักรทั่วไปมีขนาดใหญ่กว่าจานดาราจักรที่มองเห็นถึง เท่า ตามงานวิจัยชิ้นนี้ ดาราจักรทางช้างเผือกของเราจะมีปริมาณของสสารมืดถึง 880,000 ล้านมวลสุริยะ

งานวิจัยนี้นอกจากเป็นการสนับสนุนทฤษฎีสสารมืดเย็นแล้วยังแสดงว่าสสารมืดเกาะก้อนกันเป็นรูปแบน ไม่ใช่ทรงกลม 

แผนที่สสารมืดของกระจุกดาราจักร CL0024+1654 ที่สร้างโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล วัตถุสีแดงในภาพคือดาราจักร ส่วนสีน้ำเงินแสดงการกระจายของสสารมืด กระจุกดาราจักรนี้อยู่ห่างจากโลก 4.5 พันล้านปีแสง (ภาพจาก ESA/NASA/Jean-Paul Kneib)

แผนที่สสารมืดของกระจุกดาราจักร CL0024+1654 ที่สร้างโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล วัตถุสีแดงในภาพคือดาราจักร ส่วนสีน้ำเงินแสดงการกระจายของสสารมืด กระจุกดาราจักรนี้อยู่ห่างจากโลก 4.5 พันล้านปีแสง (ภาพจาก ESA/NASA/Jean-Paul Kneib)

ที่มา: