ระบบนิเวศรอบกาแลคซีอันโดรเมดา
ไกลออกไป 2.5 ล้านปีแสงจากทางช้างเผือก เป็นกาแลคซีอันโดรเมดาอันโอ่อ่าปรากฏมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า เป็นวัตถุฝ้าจางทรงกระสวย ซึ่งมีขนาดเชิงมุมพอๆ กับจันทร์เต็มดวง แต่สิ่งที่นักดูดาวมองไม่เห็นก็คือ กลุ่มของกาแลคซีบริวารขนาดเล็กสามสิบกว่าแห่งที่โคจรรอบกาแลคซีอันโดรเมดา ราวกับเป็นฝูงผึ้งบินรอบรวงรังผึ้ง
กาแลคซีบริวารเหล่านี้เป็นเหมือนระบบนิเวศกาแลคซีที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลกำลังศึกษาด้วยรายละเอียดสูงที่สุด โครงการฮับเบิลเทรชัวรี(Hubble Treasury)ใช้การสำรวจมากกว่า 1000 รอบวงโคจร ความเสถียร, ความผ่องใส และประสิทธิภาพของฮับเบิลทำให้การสำรวจที่แสนทะเยอทะยานนี้เป็นไปได้ งานยังรวมถึงการทำแผนที่กาแลคซีแคระทั้งหมดที่วิ่งรอบอันโดรเมดา(Andromeda; M31) ในแบบสามมิติ และตรวจสอบว่าพวกมันก่อตัวดาวใหม่ๆ ได้ดีแค่ไหนตลอดความเป็นมาเกือบ 1.4 หมื่นล้านปีของเอกภพ
แนวคิดเรื่องกลุ่มของกาแลคซีแคระที่วิ่งวนรอบกาแลคซีขนาดใหญ่ เป็นสิ่งที่ได้จากแบบจำลองการก่อตัวกาแลคซี โดยมีพื้นฐานจากแบบจำลองเอกภพวิทยามาตรฐาน ซึ่งบอกว่าเอกภพนั้นเต็มไปด้วยสิ่งที่เรียกว่า สสารมืดเย็น(cold dark matter) ในแบบจำลองนี้ กาแลคซีรวมกันอยู่ภายในโครงสร้างสสารมืดที่มีขนาดใหญ่กว่า แรงโน้มถ่วงของมันช่วยดึงสสารปกติกลุ่มเล็กๆ เข้ามา หรือก็คือ กาแลคซีแคระ และควบรวมพวกมันเข้าด้วยกัน เป็นการก่อตัวแบบลำดับขั้น(hierarchical formation)
การก่อตัวกาแลคซีแบบลำดับขั้น(hierarchical formation) ภาพปก Andromeda galaxy image credit: G. Zacchi/ S&T Online Photo Gallery
กาแลคซีแคระบริวารที่เรามองเห็นในปัจจุบันจึงเป็นซากของสภาพการก่อร่างสร้างตัวนั้น ซึ่งเกิดขึ้นในเอกภพยุคต้น ด้วยเหตุนี้ ครอบครัวกาแลคซีแคระที่วิ่งพล่านอยู่รอบกาแลคซีขนาดใหญ่แห่งหนึ่ง อย่างอันโดรเมดา จะบอกเล่าเรื่องราวเกี่ยวกับประวัติการก่อตัวกาแลคซีขนาดใหญ่ได้อย่างดีเยี่ยม
ในการศึกษาที่เผยแพร่ใน Astrophysical Journal ฮับเบิลได้เผยให้เห็นระบบนิเวศที่แตกต่างออกไปพอสมควรจากสภาพบริวารที่มีจำนวนน้อยกว่ารอบทางช้างเผือกของเรา นี่ให้เงื่อนงำนิติวิทยาศาสตร์ว่าทางช้างเผือกและอันโดรเมดามีพัฒนาการที่แตกต่างกันอย่างไร ตลอดหลายพันล้านปีนี้
ทางช้างเผือกของเราดูค่อนข้างนิ่งสนิท แต่มันดูเหมือนว่าอันโดรเมดาจะมีความเป็นมาที่มีพลวัตสูงกว่า ซึ่งอาจจะได้รับผลกระทบจากการควบรวมครั้งใหญ่เหตุการณ์หนึ่งกับกาแลคซีขนาดใหญ่อีกแห่งเมื่อไม่กี่พันล้านปีก่อน การผ่านเข้าใกล้ครั้งนั้นและความจริงที่ว่าอันโดรเมดามีขนาดใหญ่เป็นสองเท่าของทางช้างเผือก น่าจะอธิบายประชากรกาแลคซีแคระจำนวนมากและหลากหลายของมันได้
การสำรวจระบบบริวารทั้งหมดของทางช้างเผือกในแบบบูรณาการเช่นนี้เป็นเรื่องที่ท้าทายอย่างมากเนื่องจากเราอาศัยอยู่ภายในทางช้างเผือกด้วย และก็ทำไม่ได้กับกาแลคซีขนาดใหญ่แห่งอื่นๆ เนื่องจากพวกมันอยู่ไกลเกินกว่าที่จะศึกษาบริวารขนาดเล็กในรายละเอียดสูงๆ ได้ กาแลคซีที่อยู่ใกล้ที่สุดที่มีมวลใกล้เคียงกับทางช้างเผือกมากที่สุดนอกเหนือจากอันโดรเมดา ก็คือ M81 ก็อยู่ห่างออกไปเกือบ 12 ล้านปีแสง
ภาพมุมกว้างแสดงการกระจายของบริวารที่พบรอบๆ Andromeda(M31) ฮับเบิลศึกษาประชากรกาแลคซีแคระทั้ง 36 แห่งในวงกลมสีเหลือง อันโดรเมดาเป็นวัตถุสว่างในใจกลางภาพ แคระทั้งหมดดูเหมือนจะจำกัดอยู่ในระนาบหนึ่ง และทั้งหมดโคจรในทางเดียวกัน ภาพระยะใกล้แสดงแคระ 4 แห่งทางขวา ที่โดดเด่นที่สุดคือ M32(NGC 221) กาแลคซีทรงกลมขนาดกะทัดรัดที่อาจเป็นซากแกนของกาแลคซีที่มีขนาดใหญ่กว่าซึ่งชนกับ M31 เมื่อไม่กี่พันล้านปีก่อน
ระบบบริวารของอันโดรเมดาที่มองได้จากด้านบน ช่วยให้เราได้ระบุสิ่งที่ผลักดันวิวัฒนาการของกาแลคซีขนาดเล็กเหล่านั้น Alessandro Savino ผู้เขียนนำ จากมหาวิทยาลัยคาลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ กล่าวว่า เราเห็นว่าระยะเวลาที่บริวารก่อตัวดาวใหม่ๆ ได้อย่างต่อเนื่องแค่ไหนนั้น ขึ้นอยู่กับว่าพวกมันมีมวลสูงแค่ไหน และอยู่ใกล้กับอันโดรเมดาแค่ไหน มีข้อบ่งชี้อย่างชัดเจนว่าการเจริญของกาแลคซีขนาดเล็กถูกรบกวนโดยอิทธิพลจากกาแลคซีขนาดใหญ่อย่างอันโดรเมดา ได้อย่างไร
ทุกๆ อย่างที่กระจัดกระจายอยู่ในระบบอันโดรเมดาเป็นไปอย่างอสมมาตรและวายป่วงอย่างมาก ดูเหมือนว่ามีบางสิ่งที่สำคัญเกิดขึ้นเมื่อไม่นานมานี้เอง Daniel Weisz ผู้นำโครงการจากยูซี เบิร์กลีย์ กล่าว มักจะมีช่องว่างที่จะใช้ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับทางช้างเผือก เพื่อใช้กับกาแลคซีอื่นๆ ในเอกภพ สิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับทางช้างเผือกนั้นจะสามารถปรับใช้กับกาแลคซีอื่นๆ ได้อย่างกว้างขวางหรือไม่ หรือข้างนอกนั่นมีความหลากหลายมากกว่านี้ พวกมันจะมีคุณสมบัติที่คล้ายๆ กันหรือไม่
งานของเราได้แสดงว่ากาแลคซีมวลต่ำในระบบนิเวศอื่น ก็มีเส้นทางวิวัฒนาการที่แตกต่างจากสิ่งที่เราทราบจากระบบบริวารรอบทางช้างเผือกของเรา ยกตัวอย่างเช่น บริวารของอันโดรเมดาราวครึ่งหนึ่งดูจะอยู่ในระนาบเดียวกัน ทั้งหมดยังโคจรในทิศทางเดียวกันด้วย นี่เป็นเรื่องที่ประหลาด และจริงๆ แล้วเป็นเรื่องที่ไม่คาดฝันอย่างสิ้นเชิงที่ได้พบเหล่าบริวารมาเรียงตัวแบบนี้ และเราก็ยังคงไม่เข้าใจว่าทำไมจึงเป็นอย่างนี้ Weisz กล่าว
ภาพโมเสค M31 และภาพรายละเอียดต่างๆ ในภาพเล็ก
กาแลคซีบริวารของอันโดรเมดาที่สว่างที่สุดก็คือ M32 มันเป็นกาแลคซีทรงกลมขนาดกะทัดรัด(compact ellipsoidal galaxy) ซึ่งอาจจะเป็นซากแกนกลางที่เหลืออยู่ของกาแลคซีที่มีขนาดใหญ่กว่านี้ ซึ่งชนกับอันโดรเมดาเมื่อไม่กี่พันล้านปีก่อน หลังจากถูกดึงก๊าซและดาวบางส่วนออกไป มันก็ยังคงเดินทางต่อไปในวงโคจร M32 มีดาวที่เก่าแก่กว่า แต่ก็มีหลักฐานว่ามันเคยมีการก่อตัวดาวอย่างคึกคักช่วงหนึ่งเมื่อไม่กี่พันล้านปีก่อน
นอกเหนือจาก M32 แล้ว ก็ดูเหมือนในอันโดรเมดาจะมีประชากรกาแลคซีแคระที่เป็นอัตลักษณ์อย่างที่ไม่พบรอบทางช้างเผือก พวกมันก่อตัวดาวเกือบทั้งหมดตั้งแต่ช่วงเริ่มแรก แต่ก็ยังไม่เคยหยุดเลย ยังคงก่อตัวดาวจากแหล่งก๊าซด้วยอัตราที่ต่ำมากๆ ในช่วงเวลาที่ยาวนานมาก Savino กล่าวว่า การก่อตัวดาวยังคงดำเนินต่อไปอีกนาน ซึ่งไม่ใช่สิ่งที่เราคาดว่าจะพบจากแคระเหล่านี้ สิ่งเหล่านี้ไม่ปรากฏในแบบจำลองเสมือนจริงคอมพิวเตอร์ ไม่มีใครรู้ว่าอะไรทำให้(การก่อตัวดาว) ยาวนานแบบนี้
เรายังได้พบว่ามีความหลากหลายอย่างมากที่ต้องหาคำอธิบายในระบบบริวารของอันโดรเมดา Weisz กล่าวเพิ่ม หนทางที่สรรพสิ่งเหล่านี้มาอยู่ด้วยกันส่งผลอย่างมากต่อความเข้าใจความเป็นมาของอันโดรเมดา
ฮับเบิลกำลังให้ภาพชุดแรกที่นักดาราศาสตร์จะสามารถตรวจสอบการเคลื่อนที่ของกาแลคซีแคระซึ่งเป็นเพียงครึ่งเดียวของโครงการ ในอีกห้าปีข้างหน้า ฮับเบิลหรือกล้องเวบบ์จะสามารถเก็บข้อมูลมากขึ้นในการสำรวจชุดที่สองได้ ช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้เปรียบเทียบและค้นหาพลวัตของแคระทั้ง 36 แห่งนี้ ซึ่งจะช่วยนักดาราศาสตร์ให้ย้อนการเคลื่อนที่ของระบบนิเวศของอันโดรเมดาทั้งหมดกลับไปได้หลายพันล้านปี
แหล่งข่าว phys.org : Hubble provides bird’s-eye view of Andromeda galaxy’s ecosystem
skyandtelescope.com : Hubble investigates dwarf galaxies aligned around the Andromeda galaxy
space.com : how did Andromeda’s dwarf galaxies form? Hubble telescope finds more questions than answers
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
