Frontpage Slideshow | Copyright © 2006-2011 JoomlaWorks Ltd.

กาแล็กซี หมู่บ้านแห่งดวงดาว (1)

Share

กาแล็กซี หมู่บ้านแห่งดวงดาว (1)

(ประเภทของกาแล็กซี)

วัตถุบนท้องฟ้าอย่างหนึ่งที่เหล่านักดาราศาสตร์ทั้งมืออาชีพและมือสมัครเล่นต่างให้ความสนใจมาโดยตลอด คือ กาแล็กซี (Galaxy)

กาแล็กซีคือ กลุ่มของดาวฤกษ์ขนาดมโหฬาร เป็นเหมือนหมู่บ้านของดาวฤกษ์และเป็นแหล่งกำเนิดดาวฤกษ์ทั้งปวง เนื่องจากดาวฤกษ์จะไม่เกิดขึ้นนอกกาแล็กซี

        กาแล็กซีล้วนมีรูปร่างและขนาดแตกต่างกันออกไป บางกาแล็กซีมีดาวฤกษ์มากถึงล้านล้านดวง ในขณะที่กาแล็กซีแคระ( เช่น LEO I) มีดาวฤกษ์เพียงไม่กี่แสนดวงเท่านั้น

        แม้ว่ากาแล็กซีจะมีรูปร่างหลากหลาย แต่นักดาราศาสตร์พบว่ามันสามารถจัดเป็นกลุ่มๆได้ 3 กลุ่ม

 

1.กาแล็กซีรูปก้นหอย(Spiral Galaxies)

เป็นกาแล็กซีรูปร่างเหมือนแผ่นจานกลมๆ แต่ตรงกลางป่องขึ้นมาเหมือนไข่ดาว เอกลักษณ์สำคัญคือบริเวณจานมีลักษณะของเกลียววนเข้าสู่ศูนย์กลางเหมือนก้นหอยหรือพายุ มีฝุ่นและก๊าซกระจายอยู่ทั่ว บริเวณเกลียวมีดาวฤกษ์ร้อนและสุกสว่างอยู่จำนวนมาก

        กาแล็กซีรูปก้นหอยบางกาแล็กซีจะดาวเรียงหนาแน่นเป็นเส้นตรงผ่านศูนย์กลางกาแล็กซีซึ่งจะเรียกแบบเจาะจงลงไปว่ากาแล็กซีก้นหอยมีแกน(barred spiral galaxies) ซึ่งมีจำนวนประมาณ 2/3ของกาแล็กซีก้นหอย กาแล็กซีทางช้างเผือกที่เราอาศัยอยู่ก็เป็นกาแล็กซีแบบก้นหอยมีแกน 

 

รูป1 กาแล็กซีก้นหอย NGC 3810 ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล

 

รูป 2 กาแล็กซีก้อนหอยแบบมีแกน NGC 1365

 

        กาแล็กซีก้นหอยบางกาแล็กซีหันด้านสันเข้าหาโลกทำให้เห็นเป็นแท่ง แต่เราก็ยังสังเกตเห็นบริเวณตรงกลางที่ป่องออกและฝุ่นที่กระจายทั่วกาแล็กซี เช่น NGC 4013 สังเกตได้ว่าบริเวณตรงกลางจะมืดกว่าบริเวณอื่นเนื่องจากมีฝุ่นก๊าซหนากว่าบริเวณอื่นๆ

 

รูป 3 NGC 4013

 

2.กาแล็กซีทรงรี (Elliptical Galaxies)

เป็นกาแล็กซีที่ไม่มีเกลียว ไม่มีรูปร่างเป็นแผ่น แต่มีลักษณะเป็นกลุ่มก้อนกลมๆรีๆคล้ายลูกบอลหรือลูกรักบี้ มีฝุ่นและก๊าซกระจายในกาแล็กซีน้อยมากเมื่อเทียบกับแบบก้นหอย ไม่ค่อยมีดาวฤกษ์สุกสว่างและร้อน

 

รูป 4 กาแล็กซี M87 เป็นกาแล็กซีทรงรีขนาดใหญ่

 

รูป 5 กาแล็กซีแคระ Leo I เป็นกาแล็กซีทรงรีขนาดเล็กมาก เล็กพอๆกับกระจุกดาวฤกษ์เท่านั้น

 

3.กาแล็กซีไร้รูปร่าง (Irregular Galaxies)

เป็นกาแล็กซีที่ไม่มีรูปร่างแน่นอน ไม่เข้ากับสองจำพวกแรก มีฝุ่นและก๊าซกระจายอยู่อย่างหนาแน่น

        โดยทฤษฎีแล้วแล้ว กาแล็กซีขนาดเล็กอย่างกาแล็กซีทรงรีขนาดเล็กและกาแล็กซีไร้รูปร่างขนาดเล็กนั้นเป็นกาแล็กซีที่มีอยู่มากมายและกระจายอยู่ทั่วไป

        แต่กาแล็กซีที่ถูกค้นพบแล้วส่วนมากเป็นกาแล็กซีรูปก้นหอยประมาณ 70%  

        ที่เป็นเช่นนั้นก็เพราะกาแล็กซีก้นหอยนั้นสว่างและมีดาวร้อนๆสุกสว่างเป็นส่วนประกอบทำให้มองเห็นได้ง่าย ส่วนกาแล็กซีทรงรีมักจะริบหรี่จึงมองหาได้ยากกว่า

 

NGC 1427A

 

NGC 4449 เป็นกาแล็กซีแบบไร้รูปร่างที่อยู่ในกลุ่มดาวสุนัขล่าเนื้อ

 

แล้วเอกภพของเรามีกาแล็กซีทั้งหมดเท่าไหร่?

        นักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ส่องไปยังบริเวณเล็กๆบนท้องฟ้าเป็นระยะเวลานานเพื่อรวบรวมแสงให้ได้มากจนเราได้ภาพกาแล็กซีที่อยู่แสนไกลในห้วงอวกาศลึก

 

 

        ภาพถ่ายดังกล่าวถูกเรียกว่า deep field image เป็นภาพกาแล็กซีโบราณที่กระจายทั่วที่ว่างในอวกาศราวกับใบไม้ที่กระจายลงบนผืนป่า ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์พบว่าเอกภพเราประกอบด้วยกาแล็กซีมากกว่าสามแสนล้านกาแล็กซี แต่ในอนาคตที่กล้องโทรทรรศน์มีขนาดใหญ่ขึ้นและมีเทคโนโลยีที่ดีขึ้น เราน่าจะเห็นกาแล็กซีมากกว่าเดิม

 

กาแล็กซีต่างๆอยู่ไกลจากเราแค่ไหน?

        ก่อนจะอธิบายว่าเราจะหาระยะทางระหว่างโลกของเรากับกาแล็กซีต่างๆได้อย่างไร ต้องบอกผลลัพธ์ที่ได้ก่อนว่าระยะทางเหล่านี้ใหญ่โตมากมายเสียจนหน่วยปีแสง ,พาร์เซ็ก(3.26 ปีแสง) หรือแม้แต่ กิโลพาร์เซ็ก (3260 ปีแสง) ก็ยังเป็นหน่วยที่เล็กเกินไป!!

        หน่วยที่นักดาราศาสตร์ใช้บอกระยะทางจากโลกถึงกาแล็กซีต่างๆจะบอกเป็น เมกะพาร์เซ็ก หรือประมาณ 3,260,000 ปีแสง

        หลักการหาระยะทางก็คือ มองหาวัตถุอะไรสักอย่าง เช่น เนบิวลา ดาวฤกษ์ หรือกระจุกดาว ที่เรารู้ความสว่างแท้จริง จากนั้นวัดความสว่างปรากฏแล้วจึงมาคำนวณหาระยะทาง 

        1.สิ่งที่นักดาราศาสตร์มักจะมองหาก็คือ ดาวเซฟีดซึ่งเป็นดาวที่แปรเปลี่ยนความสว่างเป็นคาบๆ ดังนั้นถ้าเราสามารถหาคาบการแปรแสงได้เราย่อมหาความสว่างสัมบูรณ์ได้

        ตัวอย่างเช่น ภาพถ่ายดาวเซฟีดในกาแล็กซี M100 ซึ่งเป็นกาแล็กซีรูปก้นหอยโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิ้ล การวัดคาบการส่องสว่างและความสว่างของดาวทำให้นักดาราศาสตร์คำนวณได้ว่าดาวเซฟีดดวงนี้อยู่ห่างจากโลกเราประมาณ 16 Mpc(52 ล้านปีแสง)

 

 

        2.อย่างไรก็ตามวิธีนี้มีปัญหาคือ แม้แต่กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลก็ยังไม่สามารถสังเกตเห็นดาวเซฟีดที่ไกลกว่า 30 Mpc ได้ ดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงใช้วิธีมองหากระจุกดาวทรงกลม(Globular cluster) ซึ่งเป็นกลุ่มดาวฤกษ์จำนวนมากที่อยู่ไม่ไกลจากเรามาก แล้วหาระยะทางจากโลกเราไปยังกระจุกดาวทรงกลมนั้น แล้วใช้กระจุกดาวทรงกลมดังกล่าวเป็นตัวอ้างอิง

ยกตัวอย่างเช่น  

        -นักดาราศาสตร์รู้ระยะห่างระหว่างโลกเรากับกาแล็กซีหนึ่งที่อยู่ใกล้เราจากดาวเซฟีดที่อยู่ในนั้น 

        -ในกาแล็กซีนั้นมีกระจุกดาวทรงกลมซึ่งนักดาราศาสตร์สามารถวัดความสว่างปรากฏได้

        - เมื่อนำมาคำนวณกับระยะห่างทำให้ทราบว่ากระจุกดาวทรงกลมดังกล่าวมีความสว่างสัมบูรณ์เท่าไร

        -ถ้านักดาราศาสตร์ค้นพบกระจุกดาวทรงกลมลักษณะเดียวกันในกาแล็กซีที่ห่างไกลออกไป นักดาราศาสตร์จะประมาณว่ามันมีความสว่างสัมบูรณ์เท่ากับกระจุกดาวทรงกลมที่เพิ่งพบ จากนั้นจึงคำนวณหาระยะทางถึงกาแล็กซีที่อยู่ไกลนั้น

 

        3.นักดาราศาสตร์สามารถหาระยะทางได้จากซูเปอร์โนวา Ia 

มันเป็นการระเบิดของดาวฤกษ์ชนิดที่เกิดจากดาวแคระขาวที่ดูดมวลของดาวคู่ของมันที่โคจรอยู่โดยรอบ เมื่อดาวแคระขาวมีมวลเพิ่มมากขึ้นถึง “จุดหนึ่ง”คือ 1.38 เท่าของมวลดวงอาทิตย์จะเกิดการระเบิดออกมาเป็นซูเปอร์โนวา

        ในเมื่อจุดที่ดาวแคระขาวเกิดการระเบิดจะมีมวลเท่ากันเสมอ ดังนั้นพลังงานและความสว่างที่ออกมาจึงถือว่ามีค่าใกล้เคียงกันมาก มันจึงใช้เป็นมาตรฐานอ้างอิงความสว่างได้

        วิธีคือ มองหา ซูเปอร์โนวา Ia ในกาแล็กซีที่เรารู้ระยะห่าง แล้ววัดค่า “ความสว่างสูงสุด” (peak)ของซูเปอร์โนวานั้น คราวนี้ ถ้าเจอซูเปอร์โนวาIaในกาแล็กซีที่เรารู้ระยะห่าง เราย่อมหาความสว่างสัมบูรณ์ของมันได้ และย่อมใช้หาระยะทางได้

        ซูเปอร์โนวา Ia นี่เองที่นักดาราศาสตร์ใช้ในการหาขนาดของเอกภพซึ่งจะเล่าให้ฟังในบทความถัดๆไป

        ส่วนบทความครั้งหน้าจะเล่าให้ฟังถึงวิธีการหามวลของกาแล็กซีซึ่งเป็นวิธีที่นำไปสู่การค้นพบสสารมืดและสิ่งน่าสนใจอื่นๆ

 

 

เขียนโดย

อาจวรงค์ จันทมาศ

 

 

อ้างอิงภาพ

http://apod.nasa.gov/apod/image/0703/NGC1365_master.jpg

http://en.wikipedia.org/wiki/Spiral_galaxy#mediaviewer/File:NGC_3810_(captured_by_the_Hubble_Space_Telescope).jpg

http://faculty.randolphcollege.edu/tmichalik/images/ngc4013L.JPG

http://www.caelumobservatory.com/mlsc/m87crop.jpg

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Irregular_galaxy_NGC_1427A_(captured_by_the_Hubble_Space_Telescope).jpg

http://en.wikipedia.org/wiki/NGC_4449#mediaviewer/File:Starburst_in_NGC_4449_(captured_by_the_Hubble_Space_Telescope).jpg

http://apod.nasa.gov/apod/image/m100c_hst_big.gif

http://www.wolaver.org/Space/M100.html