ดาราจักรคืออะไร
รู้จักกาแล็กซีไหม?
คำว่า "กาแล็กซี" เป็นคำที่คุ้นเคยคนไทยมากแม้จะไม่ใช่ภาษาไทย เราเคยมีนักมวยแชมป์โลกคู่แฝดขวัญใจชาวไทยชื่อ เขาทราย แกแล็คซี่ กับ เขาค้อ แกแล็คซี่ แท็บเล็ตและโทรศัพท์ที่หลายคนใช้อยู่ก็มีชื่อตระกูลว่า ซัมซุงกาแล็กซี รถยนต์ไฮบริดรุ่นหนึ่งของจี๋ลี่ก็ชื่อว่า จี๋ลี่กาแล็กซี เครื่องบินบรรทุกทางการทหารของสหรัฐอเมริการุ่นหนึ่งก็มีชื่อว่า ซี-5 กาแล็กซี
แต่วงการที่ใช้คำว่ากาแล็กซีมากที่สุดก็คือวงการดาราศาสตร์นี่แหละ แล้วก็เชื่อได้ว่าเป็นต้นกำเนิดของศัพท์นี้ให้วงการอื่นยืมไปใช้ คนส่วนใหญ่ก็น่าจะพอรู้ว่ากาแล็กซีต้องเกี่ยวอะไรสักอย่างกับดาว แต่อาจจะยังไม่ทราบถึงนิยามที่ชัดเจนว่าเกี่ยวข้องอย่างไร
ในพจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสภา ระบุว่า กาแล็กซีคือ ระบบขนาดใหญ่ของดาวฤกษ์ ประกอบด้วยกลุ่มดาวฤกษ์ เนบิวลา และเทห์ฟากฟ้าอื่น ๆ กาแล็กซีมากกว่า 1,000 ล้านกาแล็กซีรวมกันเป็นเอกภพ, ทางช้างเผือก ถือเป็นกาแล็กซีหนึ่ง (อ. galaxy)
ขอขยายความให้ชัดเจนยิ่งขึ้นว่า กาแล็กซี หมายถึง กลุ่มของดาวฤกษ์ รวมถึงวัตถุชนิดอื่นไม่ว่าจะเป็น ฝุ่น แก๊ส สสารมืด ทั้งหมดรวมอยู่ด้วยกันด้วยความโน้มถ่วงร่วม
คำว่ากาแล็กซี (galaxy) มีที่มาจากคำภาษาฝรั่งเศสในศตวรรษที่ 14 ว่า galaxie ซึ่งรับมาจากภาษากรีกว่า galaxias ซึ่งมีความหมายว่า ทางช้างเผือก ความหมายตามตัวจะหมายถึงธารน้ำนม เพราะฝรั่งมองทางช้างเผือกบนท้องฟ้าว่าเหมือนธารน้ำนม (Milky Way)
คำว่ากาแล็กซีมีคำไทยเหมือนกัน คือ ดาราจักร คำนี้มีในพจนานุกรมดาราศาสตร์ฉบับสมาคมดาราศาสตร์ไทยและพจนานุกรมดาราศาสตร์ฉบับราชบัณฑิตยสภา ดังนั้นต่อจากนี้ ในบทความนี้จะใช้คำว่า ดาราจักร
มีบางคนเข้าใจว่า ดาราจักร มาจากคำว่า ดารา+อาณาจักร นั่นเป็นความเข้าใจผิด แม้ความหมายจะได้ แต่ผิดอักขรวิธีและผิดนิรุกติศาสตร์ คำนี้มาจากคำว่า ดารา+จักร ศ.ดร.ระวี ภาวิไล ผู้บัญญัติคำนี้เคยกล่าวไว้ว่าที่อยากเรียกแบบนี้เพราะดูแล้วมันเหมือนจักร ซึ่งเป็นอาวุธโบราณรูปวงกลม มีแฉกเหมือนฟันเลื่อยชี้ออกไปรอบ ๆ
ดาราจักรหนึ่งอาจมีดาวฤกษ์ได้ตั้งแต่หลักพันดวง ดาราจักรที่มีดาวมากที่สุดอาจมีมากหลายแสนล้านดวงเลยทีเดียว ส่วนดาราจักรทางช้างเผือกที่เราอาศัยอยู่มีดาวฤกษ์อยู่ราวสองแสนล้านดวง จัดว่าเป็นดาราจักรขนาดใหญ่แห่งหนึ่ง
นักดาราศาสตร์ประเมินว่า ในเอกภพน่าจะมีดาราจักรประมาณหนึ่งแสนล้านดาราจักร คงไม่ต้องสงสัยเลยว่าในเอกภพเรามีดาวฤกษ์มากขนาดไหน
เมื่อเอ่ยถึงดาราจักร ทุกคนคงจะนึกถึงภาพวัตถุฝ้าที่มีลักษณะเป็นเกลียวเหมือนก้นหอยหรือตะไล แต่ความจริงดาราจักรมีรูปร่างลักษณะได้หลากหลายกว่านั้นมาก นักดาราศาสตร์จำแนกดาราจักรตามสัญฐานได้ห้าชนิด ได้แก่
โครงสร้างอีกส่วนหนึ่งของดาราจักรชนิดก้นหอยก็คือ กลด ซึ่งเป็นบริเวณทรงกลมที่ห่อหุ้มจานไว้ทั้งหมด บริเวณนี้แม้จะมีดาวไม่หนาแน่น แต่ก็เป็นที่อยู่ของวัตถุอีกจำพวกหนึ่งที่สำคัญมาก นั่นคือ กระจุกดาวทรงกลม
ตัวอย่างของดาราจักรชนิดก้นหอย เช่น ดาราจักรแอนดรอเมดา (เอ็ม 31), ดาราจักรสามเหลี่ยม (เอ็ม 33), ดาราจักรเอ็ม 83
ดาราจักรไร้รูปแบบบางแห่งอาจเกิดจากดาราจักรชนิดอื่นมาชนกัน การชนกันทำให้โครงสร้างเดิมสลายไปกลายเป็นดาราจักรไร้รูปแบบ
ในช่วงต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 นักดาราศาสตร์เคยสันนิษฐานว่าสัญฐานของดาราจักรแสดงถึงวิวัฒนาการของดาราจักร โดยเชื่อว่าดาราจักรแรกเริ่มจะเป็นดาราจักรรีและดาราจักรชนิดลูกสะบ้า ต่อมาจะค่อยกลายเป็นดาราจักรชนิดก้นหอยหรือไม่ก็ดาราจักรชนิดไร้รูปแบบ จึงเรียกดาราจักรรีและดาราจักรชนิดลูกสะบ้ารวมกันว่า ดาราจักรลำดับต้น (early-type galaxy) ส่วนดาราจักรชนิดก้นหอยและดาราจักรชนิดไร้รูปแบบก็เรียกว่า ดาราจักรลำดับท้าย (late-type galaxy)
การศึกษาในยุคต่อมาพบว่าสัญฐานของดาราจักรกับวิวัฒนาการของดาราจักรมีความสัมพันธ์กันจริง แต่มิได้สัมพันธ์กันแบบตรงไปตรงมาเช่นนั้น และยิ่งกว่านั้น ยังพบว่าดาราจักรชนิดก้นหอยมักมีแก๊สจำนวนมาก ซึ่งแก๊สเหล่านี้คือวัตถุดิบที่จะสร้างเป็นดาวฤกษ์ต่อไป การที่มีวัตถุดิบจำนวนมากที่ยังไม่ถูกใช้ย่อมแสดงว่ามีอายุน้อยกว่า ส่วนดาราจักรรีกลับเป็นไปในทางตรงข้าม มีแก๊สระหว่างดวงดาวจำนวนน้อย การกำเนิดดาวรุ่นใหม่ไม่ค่อยมี ดาวส่วนใหญ่ในดาราจักรมักเป็นดาวอายุมาก แสดงว่าดาราจักรรีมีแนวโน้มมีอายุมากกว่าดาราจักรชนิดก้นหอย ซึ่งสวนทางกับความเชื่อดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม การเรียกดาราจักรว่าดาราจักรลำดับต้นและดาราจักรลำดับท้ายก็ยังมีพบเห็นอยู่บ้างแม้จะไม่บ่อยนักก็ตาม แต่หากไปได้ยินที่ไหนเรียกประเภทดาราจักรแบบนี้ก็ให้เข้าใจไว้ว่าเป็นชื่อเรียกที่แสดงถึงสัญฐานของดาราจักรมากกว่าที่จะแสดงถึงอายุหรือสถานะทางวิวัฒนาการของดาราจักร
คำว่า ลำดับต้น 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
ดวงอาทิตย์ของเรา ก็เป็นเช่นเดียวกับดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ที่อาศัยอยู่ในดาราจักร ดาราจักรที่เราอาศัยอยู่มีชื่อว่า ดาราจักรทางช้างเผือก ยามค่ำคืนเรามองเห็นดาราจักรของเราได้ไม่ยาก ทางช้างเผือกปรากฏเป็นแถบมัว ๆ สีขาวพาดผ่านท้องฟ้าไป ใจกลางของดาราจักรทางช้างเผือกอยู่บริเวณกลุ่มดาวคนยิงธนู บริเวณนั้นจึงเป็นส่วนที่ทางช้างเผือกสว่างที่สุด และเป็นที่ชื่นชอบของนักถ่ายภาพทางช้างเผือก
ทางช้างเผือกเป็นสิ่งที่มองเห็นได้ง่ายด้วยตาเปล่า ในวัฒนธรรมเก่าแก่ทั่วโลกจึงรู้จักทางช้างเผือกกันทั้งสิ้น เช่นชาวตะวันออกไกลในจีน ญี่ปุ่น และเกาหลี มองว่าเป็นแม่น้ำแห่งสรวงสวรรค์หรือแม่น้ำสีเงิน ชาวแอฟริกาบางแห่งมองเป็นธารของฟาง คนอินเดียมองเป็นแม่คงคาบนสวรรค์ ชาวโรมันโบราณมองว่าเป็นน้ำนมจากนางเฮอราที่ไหลเป็นทางจากการดื่มกินของทารกเฮอร์คิวลีส คนไทยมองว่าเป็นโขลงของช้างเผือกบนฟ้าที่เดินกันเป็นทาง
เมื่อเข้าสู่ยุคของกล้องโทรทรรศน์ นักดาราศาสตร์จึงทราบว่าแท้จริงแล้วทางช้างเผือกคือดาวฤกษ์จำนวนนับล้านที่เบียดเสียดกันอยู่เป็นแนว แต่ก็ยังไม่ทราบว่ารูปร่างที่แท้จริงของทางเผือกเป็นอย่างไร จนเมื่อนักดาราศาสตร์รู้วิธีวัดระยะทางของดวงดาว จึงทราบว่ารูปร่างของทางช้างเผือกในอวกาศมีลักษณะขดเป็นก้นหอย และเป็นที่เข้าใจว่าทางช้างเผือกเป็นดาราจักรชนิดก้นหอย จนกระทั่งเมื่อไม่กี่ปีมานี้เองที่การวัดระยะของดาวแม่นยำขึ้น จึงทราบว่าแท้จริงแล้วดาราจักรทางช้างเผือกเป็นชนิดก้นหอยมีคาน จานของดาราจักรของเรามีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 100,000 ปีแสง โดยดวงอาทิตย์และครอบครัวระบบสุริยะของเราอยู่ในจานของดาราจักร อยู่ห่างจากใจกลางดาราจักรประมาณ 30,000 ปีแสง
นอกดาราจักรทางช้างเผือกของเรา ยังมีดาราจักรเพื่อนบ้านอีกหลายดาราจักร เพื่อนบ้านยักษ์ใหญ่ที่สุดของเราคือ ดาราจักรแอนดรอเมดา เป็นดาราจักรชนิดก้นหอย อยู่ห่างออกไป 2.5 ล้านปีแสง ยังมีดาราจักรสามเหลี่ยม (ไม่ได้มีรูปร่างสามเหลี่ยม แต่อยู่ในกลุ่มดาวสามเหลี่ยม) ดาราจักรเมฆมาเจลันใหญ่ ดาราจักรเมฆมาเจลันเล็ก นอกจากนี้ยังมีดาราจักรแคระอีกหลายดาราจักร
ดังที่กล่าวว่า ดาราจักรคือกลุ่มของดาวฤกษ์ แต่ไม่ได้หมายความว่า กลุ่มของดาวฤกษ์ทุกกลุ่มเรียกว่าดาราจักรทั้งหมด ในทางดาราศาสตร์มีการรวมกลุ่มของดาวฤกษ์หลายหลายรูปแบบ หลายระดับ แต่ละแบบมีชื่อเรียกต่างกัน และแต่ละแบบก็มีความแตกต่างกันมาก ควรที่จะทำความเข้าใจชื่อเรียกให้ชัดเจนเพื่อความไม่สับสน
กลุ่มดาว (constellation) คือกลุ่มของดาวที่มีตำแหน่งปรากฏบนท้องฟ้าอยู่ใกล้กันและเรียงกันเป็นรูปร่างต่าง ๆ ดาวแต่ละดวงในกลุ่มอาจไม่ได้อยู่ใกล้กันจริงในอวกาศก็ได้ แม้กลุ่มดาวไม่ใช่การรวมกลุ่มกันจริง แต่การแบ่งท้องฟ้าเป็นกลุ่มดาวต่าง ๆ ก็เป็นที่ใช้กันมาตั้งแต่สมัยโบราณมาจนถึงปัจจุบัน และใช้กันในหลายวัฒนธรรม กลุ่มดาวมาตรฐานปัจจุบันแบ่งเป็น 88 กลุ่ม คำว่าหมู่ดาวก็มีความหมายเดียวกัน
กระจุกดาว (star cluster) คือกลุ่มของดาวที่อยู่ใกล้ชิดกันและมีความสัมพันธ์กันอย่างแน่นแฟ้น เป็นการเกาะกันกลุ่มจริงในอวกาศ โคจรรอบศูนย์กลางมวลของกระจุก ดาวในกระจุกดาวทั้งหมดไม่เพียงแต่อยู่ใกล้กันเท่านั้น ยังเกิดมาจากกลุ่มแก๊สก้อนเดียวกัน ในเวลาใกล้เคียงกัน ดังนั้นดาวทุกดวงในกระจุกดาวแต่ละกระจุกจึงมีอายุเท่ากัน เรียกว่าเป็นดาวครอกเดียวกันก็ว่าได้ กระจุกดาวหนึ่งอาจมีดาวได้ตั้งแต่หลักร้อยดวงไปจนถึงกว่าหนึ่งล้านดวง กระจุกดาวยังแบ่งออกเป็นสองชนิด คือกระจุกดาวเปิดและกระจุกดาวทรงกลม ในที่นี้จะขอยังไม่พูดถึงความแตกต่างของกระจุกดาวทั้งสองชนิดนี้
ชุมนุมดาว (stellar association) เป็นกลุ่มของดาวอีกรูปแบบหนึ่ง และเป็นการอยู่ใกล้กันจริง ๆ เช่นเดียวกับกระจุกดาว และเกิดมาจากก้อนแก๊สก้อนเดียวกัน แต่ดาวในชุมนุมดาวไม่ได้เกิดพร้อมกัน จึงมีอายุต่างกัน และการเกาะกลุ่มก็เป็นการเกาะกลุ่มกันอย่างหลวม ๆ ดาวแต่ละดวงมิได้มีอันตรกิริยาต่อกันมากเท่ากับดาวในกระจุกดาว ดังนั้นการสภาพความเป็นกลุ่มในชุมนุมดาวจะคงอยู่ได้ไม่นานนัก หลังจากเกิดขึ้นมาเพียงไม่กี่ล้านปีดาวแต่ละดวงก็ค่อย ๆ แยกย้ายกระจัดกระจัดกระจายกันออกไป ในชุมนุมดาวหนึ่ง ๆ มีดาวไม่มากนัก ส่วนใหญ่มีเพียงหลักสิบดวงเท่านั้น
จะเห็นว่า ความแตกต่างสำคัญระหว่างดาราจักร กระจุกดาว และชุมนุมดาวก็คือ ดาวในกระจุกดาวและชุมนุมดาวแต่ละแห่งเกิดจากแก๊สก้อนเดียวกัน ดาวในกระจุกดาวหรือในชุมนุมดาวจึงถือว่าเกิดมาด้วยกัน เป็นดาวครอบครัวเดียวกัน ส่วนดาราจักรประกอบด้วยดาวมากมายที่มาจากสารพัดครอบครัวร้อยพ่อพันแม่ มีแหล่งกำเนิดดาวหลายแหล่ง เป็นการรวมกลุ่มของดาวในพิสัยใหญ่กว่ามาก
ไม่เพียงแต่ดวงดาวต่าง ๆ มีการรวมกลุ่มกันเป็นดาราจักรเท่านั้น ตัวดาราจักรเองก็ไม่ได้กระจัดกระจายไปในอวกาศอย่างสม่ำเสมอ หากมีการเกาะกลุ่มกันเหมือนกัน ซึ่งเรียกว่า กระจุกดาราจักร และกระจุกดาราจักรเองก็มีการเกาะกลุ่มกันเองอีก เขาเรียก กลุ่มกระจุกดาราจักร ซึ่งก็คือกระจุกของกระจุกดาราจักรนั่นเอง
ดาราจักรทางช้างเผือกของเราก็เป็นสมาชิกของกระจุกดาราจักรแห่งหนึ่ง มีชื่อว่ากระจุกดาราจักรท้องถิ่น โดยมีดาราจักรสมาชิกที่คุ้นหูเป็นอย่างดี เช่น ดาราจักรทางช้างเผือก ดาราจักรแอนดรอเมดา ดาราจักรสามเหลี่ยม ดาราจักรเมฆมาเจลันเล็ก เมฆมาเจลันใหญ่ และดาราจักรเล็ก ๆ อีกหลายดาราจักร
● galaxy. สืบค้นเมื่อ 12 สิงหาคม 2568, จาก Etymonline: https://www.etymonline.com/search?q=galaxy
● Galaxy Types. สืบค้นเมื่อ 12 สิงหาคม 2568, จาก NASA Science: https://science.nasa.gov/universe/galaxies/types/
●What’s a galaxy? All you need to know. สืบค้นเมื่อ 12 สิงหาคม 2568, จาก Earthsky: https://earthsky.org/astronomy-essentials/definition-what-is-a-galaxy/
คำว่า "กาแล็กซี" เป็นคำที่คุ้นเคยคนไทยมากแม้จะไม่ใช่ภาษาไทย เราเคยมีนักมวยแชมป์โลกคู่แฝดขวัญใจชาวไทยชื่อ เขาทราย แกแล็คซี่ กับ เขาค้อ แกแล็คซี่ แท็บเล็ตและโทรศัพท์ที่หลายคนใช้อยู่ก็มีชื่อตระกูลว่า ซัมซุงกาแล็กซี รถยนต์ไฮบริดรุ่นหนึ่งของจี๋ลี่ก็ชื่อว่า จี๋ลี่กาแล็กซี เครื่องบินบรรทุกทางการทหารของสหรัฐอเมริการุ่นหนึ่งก็มีชื่อว่า ซี-5 กาแล็กซี
แต่วงการที่ใช้คำว่ากาแล็กซีมากที่สุดก็คือวงการดาราศาสตร์นี่แหละ แล้วก็เชื่อได้ว่าเป็นต้นกำเนิดของศัพท์นี้ให้วงการอื่นยืมไปใช้ คนส่วนใหญ่ก็น่าจะพอรู้ว่ากาแล็กซีต้องเกี่ยวอะไรสักอย่างกับดาว แต่อาจจะยังไม่ทราบถึงนิยามที่ชัดเจนว่าเกี่ยวข้องอย่างไร
ในพจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสภา ระบุว่า กาแล็กซีคือ ระบบขนาดใหญ่ของดาวฤกษ์ ประกอบด้วยกลุ่มดาวฤกษ์ เนบิวลา และเทห์ฟากฟ้าอื่น ๆ กาแล็กซีมากกว่า 1,000 ล้านกาแล็กซีรวมกันเป็นเอกภพ, ทางช้างเผือก ถือเป็นกาแล็กซีหนึ่ง (อ. galaxy)
ขอขยายความให้ชัดเจนยิ่งขึ้นว่า กาแล็กซี หมายถึง กลุ่มของดาวฤกษ์ รวมถึงวัตถุชนิดอื่นไม่ว่าจะเป็น ฝุ่น แก๊ส สสารมืด ทั้งหมดรวมอยู่ด้วยกันด้วยความโน้มถ่วงร่วม
คำว่ากาแล็กซี (galaxy) มีที่มาจากคำภาษาฝรั่งเศสในศตวรรษที่ 14 ว่า galaxie ซึ่งรับมาจากภาษากรีกว่า galaxias ซึ่งมีความหมายว่า ทางช้างเผือก ความหมายตามตัวจะหมายถึงธารน้ำนม เพราะฝรั่งมองทางช้างเผือกบนท้องฟ้าว่าเหมือนธารน้ำนม (Milky Way)
คำว่ากาแล็กซีมีคำไทยเหมือนกัน คือ ดาราจักร คำนี้มีในพจนานุกรมดาราศาสตร์ฉบับสมาคมดาราศาสตร์ไทยและพจนานุกรมดาราศาสตร์ฉบับราชบัณฑิตยสภา ดังนั้นต่อจากนี้ ในบทความนี้จะใช้คำว่า ดาราจักร
มีบางคนเข้าใจว่า ดาราจักร มาจากคำว่า ดารา+อาณาจักร นั่นเป็นความเข้าใจผิด แม้ความหมายจะได้ แต่ผิดอักขรวิธีและผิดนิรุกติศาสตร์ คำนี้มาจากคำว่า ดารา+จักร ศ.ดร.ระวี ภาวิไล ผู้บัญญัติคำนี้เคยกล่าวไว้ว่าที่อยากเรียกแบบนี้เพราะดูแล้วมันเหมือนจักร ซึ่งเป็นอาวุธโบราณรูปวงกลม มีแฉกเหมือนฟันเลื่อยชี้ออกไปรอบ ๆ
ดาราจักรหนึ่งอาจมีดาวฤกษ์ได้ตั้งแต่หลักพันดวง ดาราจักรที่มีดาวมากที่สุดอาจมีมากหลายแสนล้านดวงเลยทีเดียว ส่วนดาราจักรทางช้างเผือกที่เราอาศัยอยู่มีดาวฤกษ์อยู่ราวสองแสนล้านดวง จัดว่าเป็นดาราจักรขนาดใหญ่แห่งหนึ่ง
นักดาราศาสตร์ประเมินว่า ในเอกภพน่าจะมีดาราจักรประมาณหนึ่งแสนล้านดาราจักร คงไม่ต้องสงสัยเลยว่าในเอกภพเรามีดาวฤกษ์มากขนาดไหน
ดาราจักรชนิดต่าง ๆ
เมื่อเอ่ยถึงดาราจักร ทุกคนคงจะนึกถึงภาพวัตถุฝ้าที่มีลักษณะเป็นเกลียวเหมือนก้นหอยหรือตะไล แต่ความจริงดาราจักรมีรูปร่างลักษณะได้หลากหลายกว่านั้นมาก นักดาราศาสตร์จำแนกดาราจักรตามสัญฐานได้ห้าชนิด ได้แก่
1. ดาราจักรชนิดก้นหอย (spiral galaxy)
เป็นดาราจักรในแบบที่หลายคนคุ้นเคย ที่มีรูปร่างสะดุดตาที่สุด เพราะเป็นรูปขดก้นหอยดูสวยงาม สัญฐานที่แท้จริงของดาราจักรประเภทนี้จะเป็นจานแบน ๆ เหมือนไข่ดาว จึงมีโครงสร้างหลัก ๆ ที่มองเห็นได้ชัดคือ ส่วนของจาน และดุม ซึ่งเป็นส่วนใจกลางของจานที่ปูดโปนออกมาเหนือจาน มีดาวฤกษ์อยู่อย่างหนาแน่นโครงสร้างอีกส่วนหนึ่งของดาราจักรชนิดก้นหอยก็คือ กลด ซึ่งเป็นบริเวณทรงกลมที่ห่อหุ้มจานไว้ทั้งหมด บริเวณนี้แม้จะมีดาวไม่หนาแน่น แต่ก็เป็นที่อยู่ของวัตถุอีกจำพวกหนึ่งที่สำคัญมาก นั่นคือ กระจุกดาวทรงกลม
ตัวอย่างของดาราจักรชนิดก้นหอย เอ็ม 101 (บนซ้าย), เอ็ม 33 (บนขวา), แอนดรอเมดา (ล่าง)
โครงสร้างของดาราจักรชนิดก้นหอย
ตัวอย่างของดาราจักรชนิดก้นหอย เช่น ดาราจักรแอนดรอเมดา (เอ็ม 31), ดาราจักรสามเหลี่ยม (เอ็ม 33), ดาราจักรเอ็ม 83
2. ดาราจักรชนิดก้นหอยมีคาน (barred spiral galaxy)
ดาราจักรชนิดนี้ดูคล้ายกับชนิดก้นหอย มีโครงสร้างต่าง ๆ เหมือนกัน แต่ต่างตรงที่บริเวณส่วนดุมของจานไม่ได้มีลักษณะทรงกลม แต่ยื่นยาวออกเป็นทรงรีเหมือนไข่ หรือบางแห่งอาจยาวเรียวจนเป็นแท่ง ดูเหมือนเป็นคานของดาราจักร ส่วนแขนของดาราจักรก็ลากต่อจากปลายคานแทนที่จะลากตรงไปจากใจกลางอย่างในดาราจักรชนิดก้นหอย ตัวอย่างของดาราจักรชนิดก้นหอยมีคานได้แก่ ดาราจักรทางช้างเผือกของเราเอง ดาราจักรเอ็นจีซี 1073, ดาราจักรเอ็นจีซี 1300ซ้าย ดาราจักรเอ็นจีซี 1300 เป็นดาราจักรชนิดก้นหอยมีคาน ทางขวาคือจำลองของดาราจักรทางช้างเผือก แสดงตำแหน่งของดวงอาทิตย์
([i]จาก ESA/Hubble, A. Riess et al., J. Greene)[/i][/caption][/docmedia]
(จาก ESA/Hubble, A. Riess et al., J. Greene)
3. ดาราจักรรี (elliptical galaxy)
ดาราจักรรี มีลักษณะเป็นก้อนรีเหมือนไข่ บางดาราจักรอาจรีมากจนเรียวยาวเหมือนซิการ์ บางดาราจักรอาจรีน้อยเป็นทรงกลมเลยก็ได้ ไม่มีโครงสร้างอื่นให้เห็น ดาวในดาราจักรนี้โคจรรอบศูนย์กลางโดยไม่มีระนาบร่วมกัน จึงไม่มีโครงสร้างแบบจาน ดาราจักรรีมีจำนวนน้อยกว่าแบบก้นหอย ดาราจักรชนิดนี้มีแก๊สระหว่างดาวเป็นจำนวนน้อย จึงไม่ค่อยมีการผลิตดาวรุ่นใหม่ออกมามากนัก ดาวในดาราจักรประเภทนี้จึงเป็นดาวอายุมากเสียส่วนใหญ่ซ้าย ดาราจักรทรงรี เอ็นจีซี 2865 และ ดาราจักรรูปลูกสะบ้า เอ็นจีซี 4866 (จาก ESA/Hubble & NASA. Acknowledgement: Gilles Chapdelaine)
4. ดาราจักรชนิดลูกสะบ้า (lenticular galaxy)
ดาราจักรชนิดนี้มีรูปร่างเป็นแผ่นกลมนูนเหมือนลูกสะบ้า มีสมบัติก้ำกึ่งระหว่างดาราจักรรีกับดาราจักรชนิดก้นหอย มีโครงสร้างของดุมและจาน แต่ไม่มีส่วนแขน สสารในดาราจักรมีแก๊สระหว่างดาวจำนวนน้อยเช่นเดียวกับดาราจักรรี ประชากรดาวในดาราจักรประเภทนี้ก็เหมือนกับดาราจักรรี นั่นคือเต็มไปด้วยดาวอายุมาก และไม่ค่อยมีดาวรุ่นใหม่ ๆ เกิดขึ้น นักดาราศาสตร์บางคนสันนิษฐานว่าดาราจักรรูปลูกสะบ้าอาจเป็นดาราจักรชนิดก้นหอยที่อายุมากจนโครงสร้างของแขนกลายหายไปหมด ตัวอย่างของดาราจักรชนิดนี้เช่น ดาราจักรเอ็นจีซี 5866ดาราจักรเอ็นจีซี 5866 (จาก NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA))
5. ดาราจักรไร้รูปแบบ (irregular galaxy)
ดาราจักรไร้รูปแบบ มีรูปร่างที่ไม่แน่นอน อาจเหมือนเป็นก้อนเมฆ ดาราจักรประเภทนี้มีขนาดหลากหลายมาก ตั้งแต่ดาราจักรแคระที่อาจมีมวลรวมแค่ 100 ล้านมวลสุริยะ จนกระทั่งเป็นดาราจักรยักษ์ใหญ่ที่มีมวลมากถึง 10,000 ล้านมวลสุริยะ ดาราจักรประเภทนี้มีทั้งดาวใหม่และดาวเก่าปะปนกัน อีกทั้งยังมีฝุ่นแก๊สจำนวนมาก จึงมีการผลิตดาวรุ่นใหม่ขึ้นมาได้เรื่อย ๆดาราจักรไร้รูปแบบบางแห่งอาจเกิดจากดาราจักรชนิดอื่นมาชนกัน การชนกันทำให้โครงสร้างเดิมสลายไปกลายเป็นดาราจักรไร้รูปแบบ
ดาราจักรเอ็นจีซี 5264 เป็นดาราจักรชนิดไร้รูปแบบ (จาก ESA/Hubble & NASA)
ดาราจักรลำดับต้น ดาราจักรลำดับท้าย
ในช่วงต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 นักดาราศาสตร์เคยสันนิษฐานว่าสัญฐานของดาราจักรแสดงถึงวิวัฒนาการของดาราจักร โดยเชื่อว่าดาราจักรแรกเริ่มจะเป็นดาราจักรรีและดาราจักรชนิดลูกสะบ้า ต่อมาจะค่อยกลายเป็นดาราจักรชนิดก้นหอยหรือไม่ก็ดาราจักรชนิดไร้รูปแบบ จึงเรียกดาราจักรรีและดาราจักรชนิดลูกสะบ้ารวมกันว่า ดาราจักรลำดับต้น (early-type galaxy) ส่วนดาราจักรชนิดก้นหอยและดาราจักรชนิดไร้รูปแบบก็เรียกว่า ดาราจักรลำดับท้าย (late-type galaxy)
การศึกษาในยุคต่อมาพบว่าสัญฐานของดาราจักรกับวิวัฒนาการของดาราจักรมีความสัมพันธ์กันจริง แต่มิได้สัมพันธ์กันแบบตรงไปตรงมาเช่นนั้น และยิ่งกว่านั้น ยังพบว่าดาราจักรชนิดก้นหอยมักมีแก๊สจำนวนมาก ซึ่งแก๊สเหล่านี้คือวัตถุดิบที่จะสร้างเป็นดาวฤกษ์ต่อไป การที่มีวัตถุดิบจำนวนมากที่ยังไม่ถูกใช้ย่อมแสดงว่ามีอายุน้อยกว่า ส่วนดาราจักรรีกลับเป็นไปในทางตรงข้าม มีแก๊สระหว่างดวงดาวจำนวนน้อย การกำเนิดดาวรุ่นใหม่ไม่ค่อยมี ดาวส่วนใหญ่ในดาราจักรมักเป็นดาวอายุมาก แสดงว่าดาราจักรรีมีแนวโน้มมีอายุมากกว่าดาราจักรชนิดก้นหอย ซึ่งสวนทางกับความเชื่อดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม การเรียกดาราจักรว่าดาราจักรลำดับต้นและดาราจักรลำดับท้ายก็ยังมีพบเห็นอยู่บ้างแม้จะไม่บ่อยนักก็ตาม แต่หากไปได้ยินที่ไหนเรียกประเภทดาราจักรแบบนี้ก็ให้เข้าใจไว้ว่าเป็นชื่อเรียกที่แสดงถึงสัญฐานของดาราจักรมากกว่าที่จะแสดงถึงอายุหรือสถานะทางวิวัฒนาการของดาราจักร
คำว่า ลำดับต้น 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
ดาราจักรของเราและเพื่อนบ้าน
ดวงอาทิตย์ของเรา ก็เป็นเช่นเดียวกับดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ที่อาศัยอยู่ในดาราจักร ดาราจักรที่เราอาศัยอยู่มีชื่อว่า ดาราจักรทางช้างเผือก ยามค่ำคืนเรามองเห็นดาราจักรของเราได้ไม่ยาก ทางช้างเผือกปรากฏเป็นแถบมัว ๆ สีขาวพาดผ่านท้องฟ้าไป ใจกลางของดาราจักรทางช้างเผือกอยู่บริเวณกลุ่มดาวคนยิงธนู บริเวณนั้นจึงเป็นส่วนที่ทางช้างเผือกสว่างที่สุด และเป็นที่ชื่นชอบของนักถ่ายภาพทางช้างเผือก
ทางช้างเผือกเป็นสิ่งที่มองเห็นได้ง่ายด้วยตาเปล่า ในวัฒนธรรมเก่าแก่ทั่วโลกจึงรู้จักทางช้างเผือกกันทั้งสิ้น เช่นชาวตะวันออกไกลในจีน ญี่ปุ่น และเกาหลี มองว่าเป็นแม่น้ำแห่งสรวงสวรรค์หรือแม่น้ำสีเงิน ชาวแอฟริกาบางแห่งมองเป็นธารของฟาง คนอินเดียมองเป็นแม่คงคาบนสวรรค์ ชาวโรมันโบราณมองว่าเป็นน้ำนมจากนางเฮอราที่ไหลเป็นทางจากการดื่มกินของทารกเฮอร์คิวลีส คนไทยมองว่าเป็นโขลงของช้างเผือกบนฟ้าที่เดินกันเป็นทาง
ทางช้างเผือก (จาก ยอดธง รอดแก้ว)
เมื่อเข้าสู่ยุคของกล้องโทรทรรศน์ นักดาราศาสตร์จึงทราบว่าแท้จริงแล้วทางช้างเผือกคือดาวฤกษ์จำนวนนับล้านที่เบียดเสียดกันอยู่เป็นแนว แต่ก็ยังไม่ทราบว่ารูปร่างที่แท้จริงของทางเผือกเป็นอย่างไร จนเมื่อนักดาราศาสตร์รู้วิธีวัดระยะทางของดวงดาว จึงทราบว่ารูปร่างของทางช้างเผือกในอวกาศมีลักษณะขดเป็นก้นหอย และเป็นที่เข้าใจว่าทางช้างเผือกเป็นดาราจักรชนิดก้นหอย จนกระทั่งเมื่อไม่กี่ปีมานี้เองที่การวัดระยะของดาวแม่นยำขึ้น จึงทราบว่าแท้จริงแล้วดาราจักรทางช้างเผือกเป็นชนิดก้นหอยมีคาน จานของดาราจักรของเรามีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 100,000 ปีแสง โดยดวงอาทิตย์และครอบครัวระบบสุริยะของเราอยู่ในจานของดาราจักร อยู่ห่างจากใจกลางดาราจักรประมาณ 30,000 ปีแสง
นอกดาราจักรทางช้างเผือกของเรา ยังมีดาราจักรเพื่อนบ้านอีกหลายดาราจักร เพื่อนบ้านยักษ์ใหญ่ที่สุดของเราคือ ดาราจักรแอนดรอเมดา เป็นดาราจักรชนิดก้นหอย อยู่ห่างออกไป 2.5 ล้านปีแสง ยังมีดาราจักรสามเหลี่ยม (ไม่ได้มีรูปร่างสามเหลี่ยม แต่อยู่ในกลุ่มดาวสามเหลี่ยม) ดาราจักรเมฆมาเจลันใหญ่ ดาราจักรเมฆมาเจลันเล็ก นอกจากนี้ยังมีดาราจักรแคระอีกหลายดาราจักร
กลุ่มดาว, หมู่ดาว, กระจุกดาว, ชุมนุมดาว
ดังที่กล่าวว่า ดาราจักรคือกลุ่มของดาวฤกษ์ แต่ไม่ได้หมายความว่า กลุ่มของดาวฤกษ์ทุกกลุ่มเรียกว่าดาราจักรทั้งหมด ในทางดาราศาสตร์มีการรวมกลุ่มของดาวฤกษ์หลายหลายรูปแบบ หลายระดับ แต่ละแบบมีชื่อเรียกต่างกัน และแต่ละแบบก็มีความแตกต่างกันมาก ควรที่จะทำความเข้าใจชื่อเรียกให้ชัดเจนเพื่อความไม่สับสน
กลุ่มดาว (constellation) คือกลุ่มของดาวที่มีตำแหน่งปรากฏบนท้องฟ้าอยู่ใกล้กันและเรียงกันเป็นรูปร่างต่าง ๆ ดาวแต่ละดวงในกลุ่มอาจไม่ได้อยู่ใกล้กันจริงในอวกาศก็ได้ แม้กลุ่มดาวไม่ใช่การรวมกลุ่มกันจริง แต่การแบ่งท้องฟ้าเป็นกลุ่มดาวต่าง ๆ ก็เป็นที่ใช้กันมาตั้งแต่สมัยโบราณมาจนถึงปัจจุบัน และใช้กันในหลายวัฒนธรรม กลุ่มดาวมาตรฐานปัจจุบันแบ่งเป็น 88 กลุ่ม คำว่าหมู่ดาวก็มีความหมายเดียวกัน
กระจุกดาว (star cluster) คือกลุ่มของดาวที่อยู่ใกล้ชิดกันและมีความสัมพันธ์กันอย่างแน่นแฟ้น เป็นการเกาะกันกลุ่มจริงในอวกาศ โคจรรอบศูนย์กลางมวลของกระจุก ดาวในกระจุกดาวทั้งหมดไม่เพียงแต่อยู่ใกล้กันเท่านั้น ยังเกิดมาจากกลุ่มแก๊สก้อนเดียวกัน ในเวลาใกล้เคียงกัน ดังนั้นดาวทุกดวงในกระจุกดาวแต่ละกระจุกจึงมีอายุเท่ากัน เรียกว่าเป็นดาวครอกเดียวกันก็ว่าได้ กระจุกดาวหนึ่งอาจมีดาวได้ตั้งแต่หลักร้อยดวงไปจนถึงกว่าหนึ่งล้านดวง กระจุกดาวยังแบ่งออกเป็นสองชนิด คือกระจุกดาวเปิดและกระจุกดาวทรงกลม ในที่นี้จะขอยังไม่พูดถึงความแตกต่างของกระจุกดาวทั้งสองชนิดนี้
กระจุกดาวทรงกลม (ซ้าย) และกระจุกดาวเปิด (ขวา) (จาก ประสงค์ โยระภัตร (กระจุกดาวทรงกลม))
ชุมนุมดาว (stellar association) เป็นกลุ่มของดาวอีกรูปแบบหนึ่ง และเป็นการอยู่ใกล้กันจริง ๆ เช่นเดียวกับกระจุกดาว และเกิดมาจากก้อนแก๊สก้อนเดียวกัน แต่ดาวในชุมนุมดาวไม่ได้เกิดพร้อมกัน จึงมีอายุต่างกัน และการเกาะกลุ่มก็เป็นการเกาะกลุ่มกันอย่างหลวม ๆ ดาวแต่ละดวงมิได้มีอันตรกิริยาต่อกันมากเท่ากับดาวในกระจุกดาว ดังนั้นการสภาพความเป็นกลุ่มในชุมนุมดาวจะคงอยู่ได้ไม่นานนัก หลังจากเกิดขึ้นมาเพียงไม่กี่ล้านปีดาวแต่ละดวงก็ค่อย ๆ แยกย้ายกระจัดกระจัดกระจายกันออกไป ในชุมนุมดาวหนึ่ง ๆ มีดาวไม่มากนัก ส่วนใหญ่มีเพียงหลักสิบดวงเท่านั้น
จะเห็นว่า ความแตกต่างสำคัญระหว่างดาราจักร กระจุกดาว และชุมนุมดาวก็คือ ดาวในกระจุกดาวและชุมนุมดาวแต่ละแห่งเกิดจากแก๊สก้อนเดียวกัน ดาวในกระจุกดาวหรือในชุมนุมดาวจึงถือว่าเกิดมาด้วยกัน เป็นดาวครอบครัวเดียวกัน ส่วนดาราจักรประกอบด้วยดาวมากมายที่มาจากสารพัดครอบครัวร้อยพ่อพันแม่ มีแหล่งกำเนิดดาวหลายแหล่ง เป็นการรวมกลุ่มของดาวในพิสัยใหญ่กว่ามาก
กลุ่มของดาราจักร
ไม่เพียงแต่ดวงดาวต่าง ๆ มีการรวมกลุ่มกันเป็นดาราจักรเท่านั้น ตัวดาราจักรเองก็ไม่ได้กระจัดกระจายไปในอวกาศอย่างสม่ำเสมอ หากมีการเกาะกลุ่มกันเหมือนกัน ซึ่งเรียกว่า กระจุกดาราจักร และกระจุกดาราจักรเองก็มีการเกาะกลุ่มกันเองอีก เขาเรียก กลุ่มกระจุกดาราจักร ซึ่งก็คือกระจุกของกระจุกดาราจักรนั่นเอง
ดาราจักรทางช้างเผือกของเราก็เป็นสมาชิกของกระจุกดาราจักรแห่งหนึ่ง มีชื่อว่ากระจุกดาราจักรท้องถิ่น โดยมีดาราจักรสมาชิกที่คุ้นหูเป็นอย่างดี เช่น ดาราจักรทางช้างเผือก ดาราจักรแอนดรอเมดา ดาราจักรสามเหลี่ยม ดาราจักรเมฆมาเจลันเล็ก เมฆมาเจลันใหญ่ และดาราจักรเล็ก ๆ อีกหลายดาราจักร
กระจุกดาราจักรหญิงสาว
ข้อมูลอ้างอิง
● Leverington, David.(1995).A History of Astronomy from 1890 to the Present.Springer.● galaxy. สืบค้นเมื่อ 12 สิงหาคม 2568, จาก Etymonline: https://www.etymonline.com/search?q=galaxy
● Galaxy Types. สืบค้นเมื่อ 12 สิงหาคม 2568, จาก NASA Science: https://science.nasa.gov/universe/galaxies/types/
●What’s a galaxy? All you need to know. สืบค้นเมื่อ 12 สิงหาคม 2568, จาก Earthsky: https://earthsky.org/astronomy-essentials/definition-what-is-a-galaxy/
