ดาราจักรคืออะไร
รู้จักกาแล็กซีไหม?
คำว่า"กาแล็กซี" เป็นคำที่คุ้นเคยคนไทยมากแม้จะไม่ใช่ภาษาไทย เราเคยมีนักมวยแชมป์โลกคู่แฝดขวัญใจชาวไทยชื่อ เขาทราย แกแล็คซี่ กับ เขาค้อ แกแล็คซี่ แท็บเล็ตและโทรศัพท์ที่หลายคนใช้อยู่ก็มีชื่อตระกูลว่า ซัมซุงกาแล็กซี รถยนต์ไฮบริดรุ่นหนึ่งของจี๋ลี่ก็ชื่อว่า จี๋ลี่กาแล็กซี เครื่องบินบรรทุกทางการทหารของสหรัฐอเมริการุ่นหนึ่งก็มีชื่อว่า ซี-5 กาแล็กซี
แต่วงการที่ใช้คำว่ากาแล็กซีมากที่สุดก็คือวงการดาราศาสตร์นี่แหละแล้วก็เชื่อได้ว่าเป็นต้นกำเนิดของศัพท์นี้ให้วงการอื่นยืมไปใช้ คนส่วนใหญ่ก็น่าจะพอรู้ว่ากาแล็กซีต้องเกี่ยวอะไรสักอย่างกับดาว แต่อาจจะยังไม่ทราบถึงนิยามที่ชัดเจนว่าเกี่ยวข้องอย่างไร
ในพจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสภาระบุว่า กาแล็กซีคือ ระบบขนาดใหญ่ของดาวฤกษ์ ประกอบด้วยกลุ่มดาวฤกษ์ เนบิวลา และเทห์ฟากฟ้าอื่น ๆ กาแล็กซีมากกว่า 1,000 ล้านกาแล็กซีรวมกันเป็นเอกภพ, ทางช้างเผือก ถือเป็นกาแล็กซีหนึ่ง (อ. galaxy)
ขอขยายความให้ชัดเจนยิ่งขึ้นว่ากาแล็กซี หมายถึง กลุ่มของดาวฤกษ์ รวมถึงวัตถุชนิดอื่นไม่ว่าจะเป็น ฝุ่น แก๊ส สสารมืด ทั้งหมดรวมอยู่ด้วยกันด้วยความโน้มถ่วงร่วม
คำว่ากาแล็กซี(galaxy) มีที่มาจากคำภาษาฝรั่งเศสในศตวรรษที่ 14 ว่า galaxie ซึ่งรับมาจากภาษากรีกว่า galaxias ซึ่งมีความหมายว่า ทางช้างเผือก ความหมายตามตัวจะหมายถึงธารน้ำนม เพราะฝรั่งมองทางช้างเผือกบนท้องฟ้าว่าเหมือนธารน้ำนม (Milky Way)
คำว่ากาแล็กซีมีคำไทยเหมือนกันคือ ดาราจักร คำนี้มีในพจนานุกรมดาราศาสตร์ฉบับสมาคมดาราศาสตร์ไทยและพจนานุกรมดาราศาสตร์ฉบับราชบัณฑิตยสภา ดังนั้นต่อจากนี้ ในบทความนี้จะใช้คำว่า ดาราจักร
มีบางคนเข้าใจว่าดาราจักร มาจากคำว่า ดารา+อาณาจักร นั่นเป็นความเข้าใจผิด แม้ความหมายจะได้ แต่ผิดอักขรวิธีและผิดนิรุกติศาสตร์ คำนี้มาจากคำว่า ดารา+จักร ศ.ดร.ระวี ภาวิไล ผู้บัญญัติคำนี้เคยกล่าวไว้ว่าที่อยากเรียกแบบนี้เพราะดูแล้วมันเหมือนจักร ซึ่งเป็นอาวุธโบราณรูปวงกลม มีแฉกเหมือนฟันเลื่อยชี้ออกไปรอบ ๆ
ดาราจักรหนึ่งอาจมีดาวฤกษ์ได้ตั้งแต่หลักพันดวงดาราจักรที่มีดาวมากที่สุดอาจมีมากหลายแสนล้านดวงเลยทีเดียว ส่วนดาราจักรทางช้างเผือกที่เราอาศัยอยู่มีดาวฤกษ์อยู่ราวสองแสนล้านดวง จัดว่าเป็นดาราจักรขนาดใหญ่แห่งหนึ่ง
นักดาราศาสตร์ประเมินว่าในเอกภพน่าจะมีดาราจักรประมาณหนึ่งแสนล้านดาราจักร คงไม่ต้องสงสัยเลยว่าในเอกภพเรามีดาวฤกษ์มากขนาดไหน
ดาราจักรชนิดต่าง
เมื่อเอ่ยถึงดาราจักรทุกคนคงจะนึกถึงภาพวัตถุฝ้าที่มีลักษณะเป็นเกลียวเหมือนก้นหอยหรือตะไล แต่ความจริงดาราจักรมีรูปร่างลักษณะได้หลากหลายกว่านั้นมาก นักดาราศาสตร์จำแนกดาราจักรตามสัญฐานได้ห้าชนิด ได้แก่
1.
เป็นดาราจักรในแบบที่หลายคนคุ้นเคย ที่มีรูปร่างสะดุดตาที่สุด เพราะเป็นรูปขดก้นหอยดูสวยงาม สัญฐานที่แท้จริงของดาราจักรประเภทนี้จะเป็นจานแบน ๆ เหมือนไข่ดาว จึงมีโครงสร้างหลัก ๆ ที่มองเห็นได้ชัดคือ ส่วนของจาน และดุม ซึ่งเป็นส่วนใจกลางของจานที่ปูดโปนออกมาเหนือจาน มีดาวฤกษ์อยู่อย่างหนาแน่น
โครงสร้างอีกส่วนหนึ่งของดาราจักรชนิดก้นหอยก็คือกลด ซึ่งเป็นบริเวณทรงกลมที่ห่อหุ้มจานไว้ทั้งหมด บริเวณนี้แม้จะมีดาวไม่หนาแน่น แต่ก็เป็นที่อยู่ของวัตถุอีกจำพวกหนึ่งที่สำคัญมาก นั่นคือ กระจุกดาวทรงกลม
ตัวอย่างของดาราจักรชนิดก้นหอยเช่น ดาราจักรแอนดรอเมดา (เอ็ม 31), ดาราจักรสามเหลี่ยม (เอ็ม 33), ดาราจักรเอ็ม 83
2.
ดาราจักรชนิดนี้ดูคล้ายกับชนิดก้นหอย มีโครงสร้างต่าง ๆ เหมือนกัน แต่ต่างตรงที่บริเวณส่วนดุมของจานไม่ได้มีลักษณะทรงกลม แต่ยื่นยาวออกเป็นทรงรีเหมือนไข่ หรือบางแห่งอาจยาวเรียวจนเป็นแท่ง ดูเหมือนเป็นคานของดาราจักร ส่วนแขนของดาราจักรก็ลากต่อจากปลายคานแทนที่จะลากตรงไปจากใจกลางอย่างในดาราจักรชนิดก้นหอย ตัวอย่างของดาราจักรชนิดก้นหอยมีคานได้แก่ ดาราจักรทางช้างเผือกของเราเอง ดาราจักรเอ็นจีซี 1073, ดาราจักรเอ็นจีซี 1300
3.
ดาราจักรรี มีลักษณะเป็นก้อนรีเหมือนไข่ บางดาราจักรอาจรีมากจนเรียวยาวเหมือนซิการ์ บางดาราจักรอาจรีน้อยเป็นทรงกลมเลยก็ได้ ไม่มีโครงสร้างอื่นให้เห็น ดาวในดาราจักรนี้โคจรรอบศูนย์กลางโดยไม่มีระนาบร่วมกัน จึงไม่มีโครงสร้างแบบจาน ดาราจักรรีมีจำนวนน้อยกว่าแบบก้นหอย ดาราจักรชนิดนี้มีแก๊สระหว่างดาวเป็นจำนวนน้อย จึงไม่ค่อยมีการผลิตดาวรุ่นใหม่ออกมามากนัก ดาวในดาราจักรประเภทนี้จึงเป็นดาวอายุมากเสียส่วนใหญ่
4.
ดาราจักรชนิดนี้มีรูปร่างเป็นแผ่นกลมนูนเหมือนลูกสะบ้า มีสมบัติก้ำกึ่งระหว่างดาราจักรรีกับดาราจักรชนิดก้นหอย มีโครงสร้างของดุมและจาน แต่ไม่มีส่วนแขน สสารในดาราจักรมีแก๊สระหว่างดาวจำนวนน้อยเช่นเดียวกับดาราจักรรี ประชากรดาวในดาราจักรประเภทนี้ก็เหมือนกับดาราจักรรี นั่นคือเต็มไปด้วยดาวอายุมาก และไม่ค่อยมีดาวรุ่นใหม่ ๆ เกิดขึ้น นักดาราศาสตร์บางคนสันนิษฐานว่าดาราจักรรูปลูกสะบ้าอาจเป็นดาราจักรชนิดก้นหอยที่อายุมากจนโครงสร้างของแขนกลายหายไปหมด ตัวอย่างของดาราจักรชนิดนี้เช่น ดาราจักรเอ็นจีซี 5866
5.
ดาราจักรไร้รูปแบบ มีรูปร่างที่ไม่แน่นอน อาจเหมือนเป็นก้อนเมฆ ดาราจักรประเภทนี้มีขนาดหลากหลายมาก ตั้งแต่ดาราจักรแคระที่อาจมีมวลรวมแค่ 100 ล้านมวลสุริยะ จนกระทั่งเป็นดาราจักรยักษ์ใหญ่ที่มีมวลมากถึง 10,000 ล้านมวลสุริยะ ดาราจักรประเภทนี้มีทั้งดาวใหม่และดาวเก่าปะปนกัน อีกทั้งยังมีฝุ่นแก๊สจำนวนมาก จึงมีการผลิตดาวรุ่นใหม่ขึ้นมาได้เรื่อย ๆ
ดาราจักรไร้รูปแบบบางแห่งอาจเกิดจากดาราจักรชนิดอื่นมาชนกันการชนกันทำให้โครงสร้างเดิมสลายไปกลายเป็นดาราจักรไร้รูปแบบ
ดาราจักรลำดับต้น
ในช่วงต้นคริสต์ศตวรรษที่20 นักดาราศาสตร์เคยสันนิษฐานว่าสัญฐานของดาราจักรแสดงถึงวิวัฒนาการของดาราจักร โดยเชื่อว่าดาราจักรแรกเริ่มจะเป็นดาราจักรรีและดาราจักรชนิดลูกสะบ้า ต่อมาจะค่อยกลายเป็นดาราจักรชนิดก้นหอยหรือไม่ก็ดาราจักรชนิดไร้รูปแบบ จึงเรียกดาราจักรรีและดาราจักรชนิดลูกสะบ้ารวมกันว่า ดาราจักรลำดับต้น (early-type galaxy) ส่วนดาราจักรชนิดก้นหอยและดาราจักรชนิดไร้รูปแบบก็เรียกว่า ดาราจักรลำดับท้าย (late-type galaxy)
การศึกษาในยุคต่อมาพบว่าสัญฐานของดาราจักรกับวิวัฒนาการของดาราจักรมีความสัมพันธ์กันจริงแต่มิได้สัมพันธ์กันแบบตรงไปตรงมาเช่นนั้น และยิ่งกว่านั้น ยังพบว่าดาราจักรชนิดก้นหอยมักมีแก๊สจำนวนมาก ซึ่งแก๊สเหล่านี้คือวัตถุดิบที่จะสร้างเป็นดาวฤกษ์ต่อไป การที่มีวัตถุดิบจำนวนมากที่ยังไม่ถูกใช้ย่อมแสดงว่ามีอายุน้อยกว่า ส่วนดาราจักรรีกลับเป็นไปในทางตรงข้าม มีแก๊สระหว่างดวงดาวจำนวนน้อย การกำเนิดดาวรุ่นใหม่ไม่ค่อยมี ดาวส่วนใหญ่ในดาราจักรมักเป็นดาวอายุมาก แสดงว่าดาราจักรรีมีแนวโน้มมีอายุมากกว่าดาราจักรชนิดก้นหอย ซึ่งสวนทางกับความเชื่อดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม การเรียกดาราจักรว่าดาราจักรลำดับต้นและดาราจักรลำดับท้ายก็ยังมีพบเห็นอยู่บ้างแม้จะไม่บ่อยนักก็ตาม แต่หากไปได้ยินที่ไหนเรียกประเภทดาราจักรแบบนี้ก็ให้เข้าใจไว้ว่าเป็นชื่อเรียกที่แสดงถึงสัญฐานของดาราจักรมากกว่าที่จะแสดงถึงอายุหรือสถานะทางวิวัฒนาการของดาราจักร
คำว่าลำดับต้น กับ ลำดับท้าย ที่ใช้เรียกดาราจักรกันนี้ นักดาราศาสตร์ขอยืมมาจากดาราศาสตร์อีกแขนงหนึ่ง นั่นคือ วิวัฒนาการดาวฤกษ์ และก็น่าขันที่คำคู่นี้ในแขนงนี้ก็สื่อความหมายผิดอีกเหมือนกัน กล่าวคือ นักดาราศาสตร์ในสมัยก่อนเคยเข้าใจว่า ดาวฤกษ์แต่ละดวงมีการเปลี่ยนแปลงสีตามอายุ โดยเชื่อว่าดาวที่เพิ่งเกิดจากมีสีค่อนไปทาง สีฟ้า ขาว ซึ่งร้อนแรงมาก เมื่ออายุมากขึ้นสีก็ค่อย ๆ เปลี่ยนไปในทางเย็นลง กลายเป็นสีส้มสีแดงในที่สุด จึงเรียกดาวสเปกตรัม โอ บี และเอ (สีฟ้าและขาว) ว่า ดาวลำดับต้น (early-type star) และดาวที่มีสเปกตรัม จี เค และเอ็ม (สีเหลือง ส้ม และแดง) ว่า ดาวลำดับท้าย (late-type star) แต่ปัจจุบันเราทราบแล้วว่า สเปกตรัมของดาวใช้บอกสถานะทางวิวัฒนาการตรง ๆ ไม่ได้ คำว่าดาวลำดับต้นกับดาวลำดับท้ายจึงไม่ค่อยมีใครเรียกกันแล้ว แต่ถ้าไปพบที่ไหนก็ให้เข้าใจว่าเป็นคำที่หมายถึงชั้นสเปกตรัมของดาว ไม่ได้หมายถึงอายุของดาว
ดวงอาทิตย์ของเราก็เป็นเช่นเดียวกับดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ที่อาศัยอยู่ในดาราจักร ดาราจักรที่เราอาศัยอยู่มีชื่อว่า ดาราจักรทางช้างเผือก ยามค่ำคืนเรามองเห็นดาราจักรของเราได้ไม่ยาก ทางช้างเผือกปรากฏเป็นแถบมัว ๆ สีขาวพาดผ่านท้องฟ้าไป ใจกลางของดาราจักรทางช้างเผือกอยู่บริเวณกลุ่มดาวคนยิงธนู บริเวณนั้นจึงเป็นส่วนที่ทางช้างเผือกสว่างที่สุด และเป็นที่ชื่นชอบของนักถ่ายภาพทางช้างเผือก
ทางช้างเผือกเป็นสิ่งที่มองเห็นได้ง่ายด้วยตาเปล่าในวัฒนธรรมเก่าแก่ทั่วโลกจึงรู้จักทางช้างเผือกกันทั้งสิ้น เช่นชาวตะวันออกไกลในจีน ญี่ปุ่น และเกาหลี มองว่าเป็นแม่น้ำแห่งสรวงสวรรค์หรือแม่น้ำสีเงิน ชาวแอฟริกาบางแห่งมองเป็นธารของฟาง คนอินเดียมองเป็นแม่คงคาบนสวรรค์ ชาวโรมันโบราณมองว่าเป็นน้ำนมจากนางเฮอราที่ไหลเป็นทางจากการดื่มกินของทารกเฮอร์คิวลีส คนไทยมองว่าเป็นโขลงของช้างเผือกบนฟ้าที่เดินกันเป็นทาง
คำว่า
แต่วงการที่ใช้คำว่ากาแล็กซีมากที่สุดก็คือวงการดาราศาสตร์นี่แหละ
ในพจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสภา
ขอขยายความให้ชัดเจนยิ่งขึ้นว่า
คำว่ากาแล็กซี
คำว่ากาแล็กซีมีคำไทยเหมือนกัน
มีบางคนเข้าใจว่า
ดาราจักรหนึ่งอาจมีดาวฤกษ์ได้ตั้งแต่หลักพันดวง
นักดาราศาสตร์ประเมินว่า
ดาราจักรชนิดต่าง ๆ
เมื่อเอ่ยถึงดาราจักร
1. ดาราจักรชนิดก้นหอย (spiral galaxy)
เป็นดาราจักรในแบบที่หลายคนคุ้นเคย โครงสร้างอีกส่วนหนึ่งของดาราจักรชนิดก้นหอยก็คือ
ตัวอย่างของดาราจักรชนิดก้นหอย
2. ดาราจักรชนิดก้นหอยมีคาน (barred spiral galaxy)
ดาราจักรชนิดนี้ดูคล้ายกับชนิดก้นหอย ซ้าย ดาราจักรเอ็นจีซี 1300 เป็นดาราจักรชนิดก้นหอยมีคาน ทางขวาคือจำลองของดาราจักรทางช้างเผือก แสดงตำแหน่งของดวงอาทิตย์
(จาก ESA/Hubble, A. Riess et al., J. Greene)
3. ดาราจักรรี (elliptical galaxy)
ดาราจักรรี ซ้าย ดาราจักรทรงรี เอ็นจีซี 2865 และ ดาราจักรรูปลูกสะบ้า เอ็นจีซี 4866 (จาก ESA/Hubble & NASA. Acknowledgement: Gilles Chapdelaine)
4. ดาราจักรชนิดลูกสะบ้า (lenticular galaxy)
ดาราจักรชนิดนี้มีรูปร่างเป็นแผ่นกลมนูนเหมือนลูกสะบ้า ดาราจักรเอ็นจีซี 5866 (จาก NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) )
5. ดาราจักรไร้รูปแบบ (irregular galaxy)
ดาราจักรไร้รูปแบบ ดาราจักรไร้รูปแบบบางแห่งอาจเกิดจากดาราจักรชนิดอื่นมาชนกัน
ดาราจักรลำดับต้น ดาราจักรลำดับท้าย
ในช่วงต้นคริสต์ศตวรรษที่
การศึกษาในยุคต่อมาพบว่าสัญฐานของดาราจักรกับวิวัฒนาการของดาราจักรมีความสัมพันธ์กันจริง
คำว่า
ดาราจักรของเราและเพื่อนบ้าน
ดวงอาทิตย์ของเรา
ทางช้างเผือกเป็นสิ่งที่มองเห็นได้ง่ายด้วยตาเปล่า







