ขอบเขตที่ไกลสุดกู่ของกาแลคซี
เหมือนกับกองไฟที่ร้อนแรงในยามค่ำคืนของฤดูหนาว กาแลคซีเองก็ล้อมรอบด้วยกลุ่มก๊าซและฝุ่นที่ถูกเป่าจนเป็นเงามืด วัสดุสารเบาบางเหล่านี้ซึ่งเรียกกันว่า ตัวกลางรอบกาแลคซี(circumgalactic medium; CGM) เป็นกลดก๊าซฝุ่นที่มีขนาดใหญ่มากๆ มีมวลราว 70-90% ของมวลที่มองเห็นได้ในกาแลคซี
นอกเหนือจากที่พบเห็นได้ทั่วเอกภพแล้ว ก็แทบไม่ทราบธรรมชาติของตัวกลางเหล่านี้เลย ทำให้ยากที่จะระบุได้ว่าขอบของมันไปหยุดที่ใด และต่ออยู่กับอะไร แต่การศึกษาใหม่ที่ทำกับกาแลคซีแห่งหนึ่ง ซึ่งอยู่ไกลออกไปราว 270 ล้านปีแสง ได้เผยให้เห็นถึงปฏิสัมพันธ์ระหว่างตัวกลางรอบกาแลคซี กับดิสก์ตามแนวรัศมีของกาแลคซี ได้ช่วยระบุขอบเขต ซึ่งบอกเป็นนัยว่ากาแลคซีของเราเองก็อาจจะแผ่ออกไปไกลกว่าที่เราเคยจินตนาการไว้
และจากนัยยะนี้ก็ย่อมหมายความว่า การชนกันในอนาคตอีกยาวไกลของทางช้างเผือกกับอันโดรเมดา อาจจะเกิดขึ้นแล้ว อย่างน้อยในแง่ของตัวกลางรอบกาแลคซี ที่เริ่มต้นซ้อนทับกัน
นักดาราศาสตร์จากออสเตรเลียและสหรัฐฯ ใช้สเปคโตรกราฟ Keck Cosmic Web Imager ที่มีความไวสูง เพื่อจับภาพชุดหนึ่งที่เน้นที่กาแลคซีกังหันที่ค่อนข้างเล็ก IRAS 08339+6517(เขียนสั้นๆ ว่า IRAS08) การศึกษาตัวกลางก่อนหน้านี้เกือบทั้งหมดได้ใช้ประโยชน์จากความสว่างของหลุมดำที่กำลังมีกิจกรรมในกาแลคซีพื้นหลังที่ไกลออกไป จากแสงที่สว่างนี้ก็เผยให้เห็นรายละเอียดมากมายภายในตัวกลาง แต่ลำแสงที่แคบก็จำกัดการค้นพบอยู่แค่ส่วนเล็กๆ ของกลดเท่านั้น
การเรืองจากก๊าซออกซิเจนรอบกาแลคซี IRAS08 จากส่วนที่สว่างที่สุด(สีเหลือง) ไปจนถึงส่วนที่สลัวที่สุด(สีฟ้า) ภาพปก ส่วนที่เป็นดาวของกาแลคซีแต่ละแห่ง จะล้อมรอบด้วยกลุ่มก๊าซขนาดมหึมาที่แผ่ออกไปไกลกว่าหนึ่งแสนปีแสง
แต่ด้วยการตรวจสอบสเปคตรัมในช่วงความยาวคลื่นที่แตกต่างกันในพืนที่ห้วงอวกาศ(image slicer) ที่กว้างราว 9 หมื่นปีแสงเลยจากขอบดิสก์กาแลคซีที่มองเห็น ทีมก็ได้วิเคราะห์ร่องรอยการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของตัวกลางนี้ ภาพในพื้นที่สำรวจบางส่วนซึ่งสลัวมากเผยรายละเอียดเส้นใยก๊าซไฮโดรเจนเป็นกลางที่เชื่อมโยง IRAS08 กับเพื่อนบ้านแห่งหนึ่งที่มีขนาดเล็กกว่า ผ่านเส้นใยเอกภพ(cosmic web)
ก็ไม่ใช่เรื่องแปลกที่ทีมจะได้พบไฮโดรเจนจำนวนมากที่ล่องลอยในอวกาศ แต่สิ่งที่ทีมที่นำโดย Chris Martin จากคาลเทค คาดไม่ถึงก็คือ การได้พบไฮโดรเจนไอออนที่อยู่ห่างจากเส้นใยออกมา ผสมรวมกับออกซิเจนทั่วพื้นที่ที่ใหญ่กว่าพื้นที่ปกติของส่วนที่เป็นกาแลคซีถึง 10 เท่า Nikole Nielsen ผู้เขียนนำ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยสวินเบิร์น ในออสเตรเลีย กล่าวว่า เราพบมันอยู่ทั่วทุกแห่งที่เรามอง ซึ่งเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นและประหลาดใจมาก
อะตอมที่ล่องลอยอยู่ในความเวิ้งว้างระหว่างกาแลคซีนั้น จะมีแหล่งความร้อน(ที่จะดึงอิเลคตรอนทำให้อะตอมกลายเป็นไอออน) เพียง 2 แห่งเท่านั้น หนึ่งก็คือ แสงของดาวจากกาแลคซีที่ห่างไกล อีกแห่งก็คือการชนกับอีกอะตอม โดยสามารถคำนวณรูปแบบการสร้างไอออน(ionization) ได้จากส่วนผสมของไฮโดรเจนและออกซิเจนนี้ ด้วยการใช้ข้อมูลสเปคตรัม นักวิจัยทำแผนที่การเปลี่ยนแปลงความเข้มการสร้างไอออน ในระดับไม่กี่พันปีแสง จำแนกส่วนที่เรืองสลัวๆ อันเป็นอิทธิพลจากดาวของ IRAS08 เอง
ในตัวกลาง ก๊าซจะร้อนขึ้นจากสิ่งที่ไม่พบในสภาวะปกติภายในกาแลคซี ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งก็คือ กลุ่มตัวกลางประกอบด้วยกระแสก๊าซที่เคลื่อนที่ในทิศทางตรงกันข้ามกัน เมื่อกระแสธารชนกันด้วยความเร็วสูง การกระแทกจะทำให้พวกมันเรืองขึ้น อีกทางหนึ่งก็คือ ดาวมวลสูงมากและหลุมดำที่ใจกลาง(ซึ่งอยู่ภายในกาแลคซีหลายแห่ง) สร้างแสงยูวีจำนวนมาก แสงบางส่วนก็หนีออกจากกาแลคซี และอาจจะเป็นยูวีพื้นหลังให้กับเอกภพ
จากการตรวจสอบทิศทางและความเร็วของกาแลคซีอันโดรเมดา คาดว่าจะเข้ามาชนกับทางช้างเผือกในอีก 4 พันล้านปีข้างหน้า แต่บางที พื้นที่ส่วนชายขอบของกาแลคซีอาจจะซ้อนทับกันแล้ว
Nielsen กล่าวว่า นี่น่าจะเป็นการร้อนขึ้นจากการเปล่งคลื่นจากกลุ่มกาแลคซีในเอกภพ และอาจจะมีบางส่วนจากแรงกระแทก แต่ก็ยังคงต้องทำการสำรวจต่อไปเพื่อทราบให้แน่ชัด การเปลี่ยนแปลงที่น่าสนใจนี้มีความสำคัญและให้คำตอบบางส่วนกับคำถามที่ว่า กาแลคซีแห่งหนึ่งๆ ไปสิ้นสุดที่ไหน
การค้นพบนี้ไม่เพียงแต่ช่วยตีนิยามว่ากาแลคซีคืออะไร ได้ดีขึ้น แต่ยังบอกได้ว่ากลุ่มควันและหมอกที่พบทั่วเอกภพนั้นรวมตัวและพัฒนาในแต่ละยุคสมัยอย่างไร
เมื่อเราอาศัยอยู่ในทางช้างเผือก ก็ยากที่จะตรวจสอบได้อย่างมีขีดจำกัดว่ากาแลคซีของเราเองไปสิ้นสุดที่ไหน แต่จากการค้นพบนี้ เราอาจจะจินตนาการถึงกลุ่มก๊าซที่แผ่ออกไปได้รับความอบอุ่นจากดาวของทางช้างเผือก ก็อาจจะผสมกับกลุ่มก๊าซของกาแลคซีเพื่อนบ้านของเราเรียบร้อยแล้ว เป็นไปได้มากว่าตัวกลางรอบทางช้างเผือกและอันโดรเมดาได้ซ้อนทับกันและมีปฏิสัมพันธ์กันแล้ว Nielsen กล่าว งานวิจัยนี้เผยแพร่ใน Nature Astronomy
แหล่งข่าว sciencealert.com : we may already be touching the Andromeda galaxy, scientists find
phys.org : new measurements reveal the enormous halos that shroud all galaxies in the universe
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
