สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ฮับเบิลพบกลดยักษ์ล้อมรอบดาราจักรแอนดรอเมดา

ฮับเบิลพบกลดยักษ์ล้อมรอบดาราจักรแอนดรอเมดา

2 มิ.ย. 2558
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
นักดาราศาสตร์ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลตรวจพบว่า กลดของดาราจักรแอนดรอเมดา ซึ่งเป็นดาราจักรขนาดใหญ่ที่อยู่ใกล้เรามากที่สุด มีขนาดใหญ่กว่าที่เคยคิดไว้หกเท่า และมีมวลมากกว่าที่เคยมีการประเมินไว้ถึง 1,000 เท่า
ดาราจักรแอนดรอเมดา อยู่ห่างจากโลก 2.5 ล้านปีแสง เมื่อมองจากโลก จะดูคล้ายรังไหมจาง ๆ ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ใหญ่กว่าดวงจันทร์ เท่า ดาราจักรนี้ถือได้ว่าเป็นคู่แฝดของดาราจักรทางช้างเผือกที่เราอาศัยอยู่
นิโคลัส เลเนอร์ หัวหน้าผู้สืบสวนจากมหาวิทยาลัยนอร์เตอดาม อธิบายว่า กลด คือบริเวณทรงกลมที่หุ้มดาราจักรไว้ทั้งหมด คล้ายกับเป็นบรรยากาศของดาราจักร สมบัติของแก๊สภายในกลดเป็นตัวควบคุมอัตราการเกิดดาวภายในดาราจักรนั้น 
คาดว่ากลดของดาราจักรแอนดรอเมดามีมวลมากถึงครึ่งหนึ่งของมวลดาวฤกษ์ในดาราจักรรวมกัน หากเรามองเห็นกลดยักษ์ของแอนดรอเมดานี้ได้ด้วยตาเปล่า เมื่อมองขึ้นไปบนท้องฟ้า จะมองเห็นมันใหญ่กว่าดวงจันทร์เต็มดวงถึง 100 เท่า! 
เนื่องจากแก๊สในกลดของแอนดรอเมดามืดคล้ำ นักสำรวจจึงศึกษาแก๊สนี้โดยการวัดแสงของวัตถุที่อยู่ไกลออกไปเบื้องหลัง และสังเกตว่าแสงของวัตถุนั้นลดลงไปอย่างไรเมื่อส่องผ่านม่านแก๊สมาสู่ตาเรา แหล่งกำเนิดแสงที่ดีที่สุดในการสำรวจนี้ก็คือ เควซาร์ ซึ่งเป็นแก่นของดาราจักรที่แผ่พลังงานรุนแรงจากหลุมดำยักษ์ที่อยู่ใจกลาง  นักดาราศาสตร์คณะนี้ได้ใช้เควซาร์ 18 แห่งที่อยู่หลังดาราจักรแอนดรอเมดาในการวัดว่าสสารที่รายล้อมดาราจักรแอนดรอเมดากระจายตัวอย่างไร
การวิจัยก่อนหน้านี้ที่ศึกษาดาราจักรห่างไกล 44 แห่งโดยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลพบว่ามีกลดขนาดใหญ่ยักษ์เหมือนกัน แต่ไม่เคยมีการพบกลดที่ใหญ่ขนาดนั้นในดาราจักรใกล้เคียงมาก่อน สาเหตุเนื่องจากดาราจักรที่ศึกษาก่อนหน้านี้เป็นดาราจักรที่อยู่ไกลมาก จึงปรากฏบนท้องฟ้าเป็นพื้นที่เล็ก ๆ มีโอกาสบังเควซาร์ได้เพียงแห่งเดียว แต่สำหรับแอนดรอเมดาต่างไป ดาราจักรนี้อยู่ใกล้เรามาก จึงกินพื้นที่บนฟ้าเป็นบริเวณกว้าง มีโอกาสครอบคลุมเควซาร์ที่อยู่ห่างไกลได้หลายแห่ง 
เจ. คริสโตเฟอร์ ฮอก ผู้ช่วยผู้สืบสวนอธิบายว่า "เมื่อแสงจากเควซาร์ผ่านกลดของแอนดรอเมดาเข้ามายังกล้องฮับเบิล แก๊สในกลดจะดูดกลืนรังสีของเควซาร์ไปเป็นช่วงคลื่นสั้นมาก ๆ  นักวิทยาศาสตร์รู้ได้ว่าแก๊สในกลดของแอนดรอเมดามีมากน้อยเท่าใดด้วยการวัดระดับของการดูดกลืนนั้น" 
นักวิทยาศาสตร์คณะนี้ใช้ข้อได้เปรียบของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลในการสำรวจรังสีอัลตราไวโอเลต รังสีอัลตราไวโอเลตจากอวกาศเมื่อเข้าสู่โลกจะถูกบรรยากาศโลกดูดกลืนไป การสำรวจอวกาศในย่านรังสีอัลตราไวโอเลตจากภาคพื้นดินจึงทำได้ยาก  คณะนี้ใช้ข้อมูลจากคลังที่ได้จากสำรวจเป็นเวลาห้าปีโดยโครงการอื่นก่อนหน้านี้ โดยเจาะจงเลือกข้อมูลของท้องฟ้าบริเวณใกล้กับดาราจักรแอนดรอเมดา
กลดดาราจักรเกิดขึ้นได้อย่างไร? การสร้างแบบจำลองดาราจักรในพิสัยใหญ่บ่งชี้ว่ากลดเกิดขึ้นมาในช่วงเดียวกับส่วนอื่นของดาราจักร และยังพบว่าแก๊สในกลดนี้ประกอบด้วยธาตุหนักกว่าไฮโดรเจนและฮีเลียมมาก นั่นแสดงว่าแหล่งกำเนิดของแก๊สนี้เป็นที่อื่นไปไม่ได้นอกจากเกิดจากซูเปอร์โนวา เมื่อดาวฤกษ์ระเบิดขึ้น จะสาดธาตุหนักที่สร้างขึ้นมาออกสู่ภายนอก ตลอดอายุขัยของแอนดรอเมดา เกือบครึ่งหนึ่งของธาตุหนักที่สร้างขึ้นมาจากดาวฤกษ์ภายในดาราจักรได้หลุดลอยออกสู่นอกเขตจานของดาวฤกษ์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางถึง 200,000 ปีแสงไปแล้ว
แล้วดาราจักรทางช้างเผือกของเรามีกลดใหญ่แบบนี้ด้วยหรือไม่? เรื่องนี้ยังไม่มีใครบอกได้ การที่เราอาศัยอยู่ภายในดาราจักร จึงวัดขอบเขตของกลดดาราจักรของเราด้วยวิธีเดียวกันไม่ได้ แต่หากทางช้างเผือกมีกลดขนาดใหญ่แบบเดียวกัน ย่อมหมายความว่ากลดของสองดาราจักรนี้อาจชิดกันมากจนแทบจะแตะกันเลยทีเดียว และเป็นที่แน่นอนว่าในอนาคตกลดของสองดาราจักรจะต้องมาชนและกลืนกันเป็นหนึ่งเดียว เนื่องจากดาราจักรทั้งสองกำลังเคลื่อนที่เข้าหากัน และคาดว่าจะชนกันในอีกราวสี่พันล้านปีข้างหน้า
    แผนภาพแสดงวิธีการวัดขนาดของกลดดาราจักรแอนดรอเมดา

    แผนภาพแสดงวิธีการวัดขนาดของกลดดาราจักรแอนดรอเมดา

    ที่มา: