กาแลคซีใหม่ในกระจุกเพื่อนบ้าน
กระจุกหญิงสาว(Virgo cluster) เป็นกระจุกกาแลคซีขนาดใหญ่ที่อยู่ใกล้เรามากที่สุด ด้วยระยะทางเพียง 53.8 ล้านปีแสง กลุ่มก้อนของกาแลคซีขนาดใหญ่แห่งนี้มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งต่อละแวกเพื่อนบ้าน การสำรวจสมาชิกของมันครั้งล่าสุดได้เผยว่าเรายังพลาดกาแลคซีไปจำนวนมาก
เนื่องจากว่ามันอยู่ใกล้มาก จึงรู้จักกาแลคซีที่มีขนาดใหญ่ที่สุดและสว่างที่สุดในกระจุกมาตั้งแต่ปลายศตวรรษ 1700 แล้ว หนึ่งในนั้นก็คือ M87 ซึ่งกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าสังเกตการณ์(Event Horizon Telescope) ได้ถ่ายภาพหลุมดำมวลมหาศาล(supermassive black hole) ใจกลางกาแลคซีนี้ไว้ได้ ส่วนที่สว่างน้อยลงนั้นก็ถูกทำแผนที่อย่างเป็นระบบมาตั้งแต่เมื่อหลายสิบปีก่อนในการสำรวจหลักงานหนึ่ง Virgo Cluster Catalog โดยใช้เพลทถ่ายภาพ(photographic plates) พบ
กาแลคซีสมาชิกกว่า 1300 แห่ง
ภาพขวา- กระจุกหญิงสาวจากเพลทถ่ายภาพ ล่างซ้าย-ภาพขยายพื้นที่ขนาดเล็กแห่งหนึ่ง ได้พบวัตถุที่สลัวมากและมีขนาดเล็กเพิ่มเติมใน NGVS ภาพปก CFHT บนยอดเมานาคี ในฮาวาย โดยมีพื้นที่สำรวจของ NGVS ซ้อนทับบนท้องฟ้า
ขณะนี้ นักดาราศาสตร์คานาดา Laura Ferrarese และ Patrick Cote นำทีมที่ทำการสำรวจครั้งใหม่ เมื่อมีเทคโนโลจีที่ก้าวหน้ามากขึ้นก็ช่วยให้ทีมได้ตรวจสอบลึกขึ้นและค้นหาวัตถุที่มืดกว่าและมีขนาดเล็กกว่า
การสำรวจกระจุกหญิงสาวรุ่นถัดมา(Next Generation Virgo Cluster Survey; NGVS) ได้บรรลุวัตถุประสงค์ โดยรวบรวมภาพหลายพันภาพที่ถ่ายผ่านฟิลเตอร์ 4 ชนิดที่ครอบคลุมแสงสีม่วง, เขียว, แดง และอินฟราเรด เก็บภาพกระจุกในรายละเอียดสูงตั้งแต่แกนกลางที่หนาแน่นจนถึงชายขอบที่ห่างไกล เผยให้เห็นวัตถุที่สลัวเกินกว่าจะมองเห็นได้จากการสำรวจก่อนหน้านี้
ขณะนี้พบสมาชิกในกระจุกแล้วกว่า 3680 แห่งเพิ่มจำนวนสมาชิกขึ้นอีก 2.3 เท่าของที่มีอยู่เดิม NGVS ได้พบกาแลคซีที่ไม่เคยพบมาก่อนกว่า 2100 แห่ง โดยบางส่วนสลัวกว่ากาแลคซีที่สว่างที่สุดในกระจุกหญิงสาวราว 2 ล้านเท่า
กาแลคซีอาจปรากฏอยู่อย่างโดดเดี่ยว, เป็นกลุ่มขนาดเล็ก หรือกระทั่งกระจุกขนาดใหญ่ ทางช้างเผือกและเพื่อนบ้านขนาดไล่เลี่ยกันอย่าง กาแลคซีอันโดรเมดา
(Andromeda) เป็นกาแลคซีที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในกลุ่มท้องถิ่น(Local group) ซึ่งมีสมาชิกอยู่ราว 100 แห่ง
บนซ้าย พื้นที่สำรวจ NGVS ล่างซ้าย ภาพดวงจันทร์แสดงขนาดพื้นที่สำรวจที่ใหญ่เมื่อเทียบกับขนาดของดวงจันทร์ ขวาเป็นภาพขยายพื้นที่สำรวจโดยแสดงให้เห็นความละเอียดและรายละเอียดภาพในการสำรวจที่สูง
กลุ่มท้องถิ่นมีความสำคัญต่อเราแต่มันก็ไม่ได้มีความหลากหลายอย่างแท้จริง ยกตัวอย่างเช่น ไม่มีกาแลคซีทรงรีมวลสูง(massive elliptical) อย่าง M87 สัณฐานที่แตกต่างกันเป็นกุญแจสู่การศึกษาวิวัฒนาการกาแลคซี กลุ่มท้องถิ่นจึงไม่ได้เป็นตัวแทนของประชากรกาแลคซีโดยรวม Ferrarese กล่าว แต่กระจุกหญิงสาวเนี่ยเป็นกระจุกมาตรฐานเลย
กระจุกที่รุ่มรวยแห่งถัดไปก็คือ กระจุกโคมา(Coma Cluster) แต่ก็ยังอยู่ไกลกว่าถึง 8 เท่า กระจุกหญิงสาวอยู่ใกล้กับกลุ่มท้องถิ่นอย่างมากจนเรารับรู้ถึงแรงโน้มถ่วงของมันได้ มันอยู่ที่ใจกลางของโครงสร้างที่มีขนาดใหญ่กว่าที่เรียกว่า ซุปเปอร์กระจุกหญิงสาว(Virgo Supercluster) ซึ่งเราก็เป็นส่วนหนึ่งด้วยเช่นกัน
Ferrarese กล่าวว่า เราค่อนข้างโชคดีที่เอกภพวางเราไว้ถูกที่ แทบจะอยู่ติดกับหญิงสาว ซึ่งเป็นกระจุกขนาดใหญ่ที่เป็นต้นแบบโดยมีกาแลคซีทุกแบบ กล่าวคือ มีทุกรูปร่างสัณฐาน, กำลังสว่าง(luminosity) ที่หลากหลาย และในทุกขั้นตอนของวิวัฒนาการ
แต่ก็มีข้อด้อยอยู่ด้วยเช่นกัน กระจุกหญิงสาวอยู่ใกล้มากจนมันกินพื้นที่บนท้องฟ้าเป็นบริเวณกว้าง ทำให้ทำแผนที่ได้ยาก ทีมใช้เครื่องมือ MegaCam ซึ่งเป็นกล้องพื้นที่กว้างขนาด 380 เมกะพิกเซลของกล้องโทรทรรศน์คานาดา-ฝรั่งเศส-ฮาวาย(CFHT) ในการสำรวจตลอด 6 ฤดูกาล ถ่ายภาพหลายพันภาพและพลังการคำนวณคอมพิวเตอร์เพื่อกลั่นกรองกาแลคซีใหม่ๆ เหล่านี้ออกมาให้หมด ทีมยังสามารถรวบรวมข้อมูลจำนวนมากจากแสงของวัตถุเหล่านี้ ซึ่งหมายความว่า สามารถตรวจสอบและระบุอายุของประชากรดาวและอื่นๆ ได้
กาแลคซีในกระจุกหญิงสาว ที่ถ่ายภาพโดยโครงการสำรวจ NGVS
ในโครงการสำรวจ NGVS พบกาแลคซีตั้งแต่ทรงรียักษ์ จนถึงก้อนขยุกขยุยที่สลัวอย่างสุดขั้ว นักวิจัยยังทำบัญชีกาแลคซีที่มีรูปร่างและสถานะวิวัฒนาการที่แตกต่างกันมากมาย ตั้งแต่กาแลคซีทรงรีและกังหัน จนถึงกาแลคซีที่ถูกรบกวนโดยการผ่านเข้าใกล้และปฏิสัมพันธ์อื่นๆ ด้วยวิธีนี้ กาแลคซีที่พบก็ไม่ได้แตกต่างจากความหลากหลายของรูปแบบสิ่งมีชีวิตที่รุ่มรวยมากอย่างที่เราได้พบบนโลก Ferrarese กล่าว การเข้าใจกำเนิดและวิวัฒนาการสิ่งมีชีวิต นักวิทยาศาสตร์ต้องศึกษาชีวิตในทุกรูปแบบและทุกสถานะ
เช่นเดียวกัน เพื่อให้เข้าใจว่ากาแลคซีก่อตัวและพัฒนาตัวอย่างไร นักดาราศาสตร์ก็จะต้องสำรวจกาแลคซีในความหลากหลายทุกแบบที่มี และ NGVS ก็ช่วยให้เราทำงานแบบนี้ได้ ขณะนี้กระจุกหญิงสาวทำหน้าที่เป็นห้องทดลองตามธรรมชาติอวกาศ ช่วยให้นักวิจัยได้ศึกษากาแลคซีที่มีกำลังสว่างและรูปลักษณ์ที่แตกต่างกันอย่างกว้างขวาง ซึ่งจะช่วยให้นักดาราศาสตร์ในอนาคตได้แง่มุมว่าความหลากหลายของกาแลคซีก่อตัว, มีปฏิสัมพันธ์และพัฒนาตัวอย่างไร
การสำรวจนี้ได้ผลิตผลสรุปทางวิทยาศาสตร์ออกมาจำนวนมาก และจะมีตามมาอีกมาก แค่การพบกาแลคซีสลัวและมีขนาดเล็กก็จัดเป็นความก้าวหน้าครั้งใหญ่แล้ว จนถึงตอนนี้ เราได้แต่พบและศึกษากาแลคซีเหล่านี้ในกลุ่มท้องถิ่นของเราเอง Ferrarese กล่าว แต่เราไม่เคยทำสำมะโนประชากรกาแลคซีที่มีขนาดเล็กมากๆ แบบนี้ในแบบลึกมากๆ ในสภาพแวดล้อมกระจุก และไม่เคยพบในจำนวนที่มากอย่างนี้
Abell 1553 กระจุกกาแลคซีขนาดใหญ่แห่งหนึ่งที่อยู่บนท้องฟ้าพื้นที่เดียวกับกระจุกหญิงสาวจึงปรากฏอยู่ในพื้นที่สำรวจ แม้ว่ามันจะอยู่ไกลออกไป 2.2 พันล้านปีแสง จากระยะทางที่ไกลทำให้มันครอบคลุมพื้นที่ขนาดเล็กบนท้องฟ้า แต่ในความเป็นจริงแล้ว มันมีขนาดใหญ่กว่าและมีกาแลคซีสมาชิกมากกว่าในกระจุกหญิงสาว
กาแลคซีทางช้างเผือกของเราเองก็ได้รับผลกระทบจากกาแลคซีขนาดเล็กคล้ายๆ กันนี้ตลอดความเป็นมาของมัน เช่น การควบรวมกับไกอาเอนเซลาดัสซอสเซจ(Gaia-Enceladus-Sausage) กาแลคซีขนาดเล็กยังอาจเป็นวัตถุดิบที่ใช้เพื่อก่อตัววัตถุที่มีขนาดใหญ่มากขึ้น Ferrarese อธิบายว่า กาแลคซีขนาดใหญ่กว่านั้นก่อตัวขึ้นเมื่อชิ้นส่วนขนาดเล็กจิ๋วมาเกาะรวมกันและเจริญเติบโตเป็นระบบที่มีขนาดใหญ่ขึ้นมาก ดังนั้น ก็ไม่ต่างกับตัวต่อเลโก้
โครงการสำรวจนี้ยังไม่เสร็จสิ้น และจะต่อยอดสู่การศึกษากาแลคซีในแบบที่บูรณาการมากขึ้น ท่ามกลางงานวิจัยที่เกิดขึ้นจากบัญชีรายชื่อนี้ มีการศึกษาที่น่าสนใจงานหนึ่งว่าขนาดของหลุมดำมวลมหาศาลมีความเกี่ยวข้องกับมวลของกาแลคซีต้นสังกัดอย่างไร ความสัมพันธ์ระหว่างสองสิ่งเป็นที่ทราบกันดีในการสำรวจหลายงานตลอดเวลาหลายทศวรรษ
การสำรวจได้บอกใบ้ว่าอาจจะไม่ได้เป็นแบบนั้นเสมอไป และกาแลคซีขนาดเล็กกว่าบางส่วนก็อาจจะไม่ได้เป็นไปตามแนวโน้มนี้ กาแลคซีขนาดจิ๋วบางส่วนก็มีหลุมดำที่ใหญ่กว่าที่คาดไว้ และทีมสงสัยว่าพวกมันได้สูญเสียมวลไปเมื่อวิ่งเข้ามาในกระจุก โครงสร้างส่วนนอกของกาแลคซีจิ๋วเหล่านี้อาจจะถูกฉีกออกไป Ferrarese กล่าวว่า สุดท้ายเราก็ได้กาแลคซีที่ไม่ได้มีมวลสูงอย่างตอนที่เริ่มต้น มันมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้นอย่างมากเนื่องจากเปลือกส่วนนอกๆ ถูกฉีกออกไป แต่หลุมดำไม่ได้รับผลกระทบ
ภาพสีจริงจาก NGVS แสดงกาแลคซี M90 (ซ้าย) และ IC 3583 (ขวา) M90 ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่ากำลังเคลื่อนที่เข้าหาทางช้างเผือกด้วยความเร็วเกือบ 400 km/s. เมื่อมันเคลื่นที่ผ่านกระจุกหญิงสาว แรงดันจากก๊าซรอบข้างได้ฉีกไฮโดรเจนเป็นกลางซึ่งเป็นเชื้อเพลิงก่อตัวดาวฤกษ์ใหม่ๆ ออกไปราว 90%
โครงการสำรวจนี้ได้ให้สำมะโนประชากรกาแลคซีที่มีบริบทที่สำคัญเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมและวิวัฒนาการของพวกมัน ยังเป็นช่วงย้อนอดีตสำหรับ Ferrarese ด้วยเมื่อสมัยยังเรียนอยู่ได้มีส่วนกับการค้นพบว่ากาแลคซีเกือบทุกแห่งในเอกภพมีหลุมดำมวลมหาศาลอยู่ในใจกลาง
Ferrarese พูดถึงงานนี้ว่า ความจริงที่ว่ามีอีกมากมายในเอกภพที่เรายังไม่ทราบ, ยังไม่เข้าใจ และในฐานะมนุษยชาติ เรามีความคิดสร้างสรรค์และรังสรรค์เครื่องมือที่สามารถคืบหน้าไปได้มากขึ้น เป็นพันธสัญญาของความช่างคิดของมนุษย์ งานศึกษานี้เผยแพร่ใน Astrophysical Journal
แหล่งข่าว iflscience.com : over 2000 new galaxies discovered just 54 million light-years from us in revolutionary survey
maunakeaobservatories.org – 2000 new neighbors: CFHT survey reveals previously unknown galaxies in the Virgo cluster
nrc.canada.ca : Canadian-led team uncovers over 2000 new galaxies in our cosmic backyard
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2026 Blockdit
