สมาคมดาราศาสตร์ไทย

พบหลักฐานของสสารมืดอีกแห่ง

พบหลักฐานของสสารมืดอีกแห่ง

18 พ.ย. 2545
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
เป็นที่เชื่อกันมานานกว่าครึ่งศตวรรษแล้วว่า สสารในเอกภพประกอบไม่ได้มีเพียงสสารที่มองเห็นเท่านั้น แต่ยังมีสสารอีกจำพวกหนึ่งที่มองไม่เห็น เรียกว่า สสารมืด ถึงแม้จะมองไม่เห็นหรือตรวจจับได้โดยตรง แต่สิ่งบ่งชี้ว่ามีสสารมืดอยู่ปรากฏอยู่ทั่วไป เช่น การพบว่าสสารที่มองเห็นในดาราจักรมีไม่มากพอที่จะทำให้ดาราจักรนั้นหมุนด้วยความเร็วตามที่ปรากฏได้ การพบว่าสสารที่มองเห็นในกระจุกดาราจักรมีไม่มากพอที่จะรักษาดาราจักรให้เกาะกลุ่มกันใกล้ชิดตามที่ปรากฏได้ และไม่มากพอที่จะบิดเบนแสงที่มาจากเบื้องหลังตามที่ปรากฏเป็นปรากฏการณ์มาโครเลนซิงได้ นักดาราศาสตร์เชื่อว่ามวลที่จะทำให้เกิดปรากฏการณ์เช่นนี้ได้จะต้องมีมากกว่ามวลของสสารที่ปรากฏไม่น้อยกว่า เท่า แนวคิดเรื่องของสสารมืดจึงยังเป็นแนวคิดหลักของนักดาราศาสตร์ทั่วไปจนถึงปัจจุบันนี้ 

ในปี 1983 นักดาราศาสตร์จากสถาบันไวซ์มานในอิสราเอล ได้เสนอคำอธิบายอีกแนวทางหนึ่ง โดยปรับปรุงกฎแรงโน้มถ่วงของนิวตันเสียใหม่ โดยอธิบายว่าผลของแรงโน้มถ่วงจะมีพฤติกรรมต่างไปในสนามความโน้มถ่วงที่อ่อนมาก ๆ เช่นบริเวณขอบของกระจุกดาราจักร ทฤษฎีนี้มีชื่อว่า มอนด์ (MOND-Modified Newtonian Dynamics) ทฤษฎีนี้สามารถปรากฏการณ์ต่าง ๆ ในระดับพิกัดใหญ่ ๆ ได้โดยไม่ต้องตั้งสมมุติฐานว่ามีวัตถุมืดอยู่ แต่อย่างไรก็ตาม นักฟิสิกส์บางคนก็ยังคงเชื่อในทฤษฎีวัตถุมืดและหาวิธีตรวจจับวัตถุมืดต่อไป 

เมื่อไม่นานมานี้ คณะนักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียได้พบหลักฐานใหม่ที่สนับสนุนว่ามีวัตถุมืดอยู่จริง การค้นพบนี้ได้มาจากการสำรวจดาราจักร NGC 720 ด้วยหอสังเกตการณ์จันทรา และได้พบว่าดาราจักรนี้มีก้อนก๊าซร้อนจาง ๆ ห่อหุ้มอยู่ รูปร่างและการวางตำแหน่งของเมฆแสดงถึงอิทธิพลของสนามความโน้มถ่วงที่ไม่ตรงกับรูปร่างของมวลที่มองเห็นในดาราจักร นั่นแสดงว่าจะต้องมีมวลอื่นที่มองไม่เห็นอยู่ในบริเวณนั้นด้วย ซึ่งการดัดแปลงกฎแรงโน้มถ่วงไม่สามารถอธิบายผลนี้ได้ 

ดาราจักรทั่วไป รวมถึงดาราจักร NGC 720 นี้ มีวัตถุมืดมากราว 5-10 เท่าของมวลของวัตถุที่มองเห็น นักดาราศาสตร์หวังว่าการสำรวจในครั้งนี้จะช่วยให้เข้าถึงและเข้าใจพฤติกรรมของวัตถุมืดมากขึ้น คณะนักดาราศาสตร์เจ้าของผลงานในครั้งนี้ได้พบอนุภาคเคลื่อนที่ช้าที่ดูไม่เหมือนก๊าซธรรมดาด้วย อนุภาคเหล่านี้จะไม่ชนและไม่ทำอันตรกิริยากันเองและกับอนุภาคธรรมดาด้วย ยกเว้นเพียงความโน้มถ่วงเท่านั้น 

ดาราจักร NGC 720 ถ่ายด้วยกล้องรังสีเอกซ์ของหอสังเกตการณ์จันทรา

ดาราจักร NGC 720 ถ่ายด้วยกล้องรังสีเอกซ์ของหอสังเกตการณ์จันทรา

ที่มา: