แกแลคซี่ต่างๆในจักรวาล
วิดีโอนี้ เหมาะสำหรับนักเรียนและนักศึกษาที่จะเรียนรู้ได้ด้วยตัวเองและเพิ่มเติมในรายวิชาที่เรียน
จุดประสงค์
- รู้ความหมายและเรื่องราวของแกแลกซี่ต่างๆ ในจักรวาล
- รู้เรื่องราวของดวงดาวต่างๆ ในจักรวาล
ลิขสิทธิ์บน YouTube Credit By : https://www.youtube.com/watch?v=ARYByWB91I4
ลิขสิทธิ์บน YouTube Credit By : https://www.youtube.com/watch?v=fgg2tpUVbXQ
ลิขสิทธิ์บน YouTube Credit By : https://www.youtube.com/watch?v=xlUlP4JUx6Y
ลิขสิทธิ์บน YouTube Credit By : https://www.youtube.com/watch?v=X5zVlEywGZg
+++++++++++++++++
กลุ่มของกาแล็กซี
Clusters and Superclusters of Galaxies
กาแล็กซี คาดการณ์ไว้ที่ 200,000 ล้านกาแลคซี่
แต่การสำรวจล่าสุดอาจมีกาแลคซี่อีกถึง 90% ที่ยังตรวจไม่พบ
ความหมายของ กาแล็กซี่
แซนดี้ เฟเบอร์ นักดาราศาสตร์จากหอดูดาวลิค แคลิฟอร์เนีย เจ้าของผลงานการศึกษาการกำเนิดกาแล็กซี่ที่โดดเด่นคนหนึ่งอธิบายถึงความสำคัญของการศึกษากาแล็กซีอย่างง่ายๆ ว่า
"กาแล็กซีคือส่วนประกอบของจักรวาล"
ดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงพยายามใฝ่หาคำตอบว่ามันกำเนิดมาได้อย่างไร
กล้องโทรทรรศน์อวกาศกาแล็กซี่ (Galaxy Evolution Explorer-GALEX) ขององค์การนาซ่า ตรวจพบกาแล็กซีขนาดใหญ่หรือกาแล็กซีมวลมาก มีอายุอยู่ในระหว่าง 100 ล้านปี-1 พันล้านปี อยู่ห่างจากโลกราว 2 พันล้านปี-4 พันล้านปีแสง
การค้นพบของกล้องกาเแล็กซี่ หักล้างทฤษฎีที่ว่า อัตราการเติบโตของเทหวัตถุในจักรวาลหรือการกำเนิดกาแล็กซีกำลังลดลงเรื่อยๆ แม้ว่าจักรวาลยังคงให้กำเนิดกาแล็กซีอยู่ก็ตาม แต่มันเป็นเพียงกาแล็กซีขนาดเล็กเท่านั้น ทั้งนี้เพราะว่าจักรวาลกำลังขยายตัว สสารที่เคยอยู่รวมกันอย่างหนาแน่นในช่วงแรกๆ ของจักรวาลได้กระจายตัวออกไป จนยากที่จะทำให้เกิดกาแล็กซีขนาดใหญ่เหมือนในยุคแรกๆ ได้
การไขความลับของกาแล็กซีที่ผ่านมาหลายครั้ง ดูประหนึ่งว่ายิ่งศึกษากาแล็กซีมากเท่าใด ก็จะพบกับความลึกลับซับซ้อนของมันมากยิ่งขึ้นเท่านั้น ทุกวันนี้กาแล็กซีจึงยังคงเป็นหนึ่งในความลึกลับสุดยอดของจักรวาลอยู่ต่อไป
รูปร่างของกาแล็กซี
- กาแล็กซี แบบกังหัน (spiral galaxy) มีรูปร่างแบน ตรงกลางเป็นทรงกลมเป็นกระเปาะ มีแขนเหยียดออกไปหลายอัน และตีเกลียวดูเป็นรูปเหมือนกังหัน
- กาแล็กซี แบบกังหันมีคาน (barred spiral galaxy) มีลักษณะคล้ายกับกาแล็กซี แบบกังหัน แต่ที่กระเปาะใจกลางของกาแล็กซี จะมีคานยื่นออกมาสองด้าน และที่ปลายคานมีแขนออกไป มองดูคล้ายกับหัวฉีดน้ำในสนามหญ้า
- กาแล็กซี แบบรี (eliptical galaxy) มองดูคล้ายกับซิการ์ กาแล็กซี ชนิดนี้มักจะเป็นกาแล็กซี ที่มีอายุมาก เต็มไปด้วยดาวแก่ที่ใกล้จะดับ
- กาแล็กซี ไร้รูปร่างเป็นกาแล็กซี ที่มีรูปร่างไม่แน่นอน เข้าใจว่าเกิดจากการกลืนกันของดาราจักร แบบ 1-3 ที่อยู่ใกล้กัน
กลุ่มของกาแล็กซี
Clusters and Superclusters of Galaxies
สำหรับดวงดาวบนท้องฟ้าที่มากมาย รวมกลุ่มกันเป็นอาณาจักรของดวงดาว ที่เรียกว่ากาแล็กซี และในส่วนของกาแล็กซีเอง ก็ไม่ได้กระจายกันอยู่อย่างสม่ำเสมอ แต่ก็มีแนวโน้มที่จะอยู่รวมกันเป็นกลุ่ม (Group และ Cluster) อาจมีเพียงไม่กี่สิบเช่น ในกรณีทางช้างเผือกของเรา กับหลายๆกาแล็กซีในละแวกใกล้เคียง หรือรวมกันเป็นกลุ่มใหญ่ นับพันๆกาแล็กซี เช่นใน Virgo cluster
และเมื่อเราได้ศึกษากาแล็กซีจำนวนมากขึ้น ก็พบว่าหลายๆ Clusters ก็จัดเรียงกันกลายเป็นกลุ่มที่ใหญ่มาก เรียกว่า Supercluster ประสานโยงใยกัน เป็นโครงสร้างที่ซับซ้อน การศึกษารายละเอียด ของโครงสร้างเหล่านี้ อาจทำให้เราเข้าใจถึง วิวัฒนาการของเอกภพ และกาแล็กซี
กาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มกาแล็กซี ที่เรียกว่า Local Group มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 1Mpc( Megaparsec ~ 3,260,000ปีแสง ) เลยออกไปนอกเขตของLocal Group เป็นอวกาศที่ว่างเปล่า ที่แทบจะไม่พบกาแล็กซีอื่นใดอยู่ กาแล็กซีกลุ่มอื่นที่ใกล้ที่สุด คือ Virgo Cluster อยู่ห่างออกไปประมาณ 18Mpc
Local Group เป็นกลุ่มกาแล็กซีที่มีขนาดค่อนข้างเล็ก ประกอบด้วยกาแล็กซี เพียงกว่า 30กาแล็กซี รวมกลุ่มกันอยู่ห่างๆรอบ 2กาแล็กซีใหญ่คือ กาแล็กซีแอนโดรมีดา(M31) และกาแล็กซีทางช้างเผือก (Milky Way galaxy) ของเรา
กาแล็กซีอื่นที่มีขนาดรองลงมาใน Local Group คือ M33 (Triangulum galaxy)
ทั้งกาแล็กซีทางช้างเผือก กาแล็กซีแอนโดรมีดา และM33 ต่างก็เป็นกาแล็กซีขนาดค่อนข้างใหญ่ และมีลักษณะเป็นกาแล็กซีแบบเกลียว(spiral) ส่วนกาแล็กซีอื่นๆที่เหลือใน Local Group เป็นกาแล็กซีแบบทรงรี(elliptical) และแบบ irregular (มีรูปร่างไม่แน่นอน) ส่องแสงออกมาเพียงจางๆ มีขนาดเพียงเล็กๆ แทบจะเรียกได้ว่าเป็นกาแล็กซีแคระ(dwarf galaxy) บางกาแล็กซีมีขนาดเล็กมาก จนดูคล้ายกระจุกดาว
ด้วยอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงจากจากแต่ละกาแล็กซี ทำให้กาแล็กซีทั้งหลายใน Local Group เคลื่อนที่ไปด้วยกันในเอกภพ ดังนั้นเมื่อตรวจดูสเป็คตรัม ของกาแล็กซีเหล่านี้ จึงไม่พบลักษณะของ redshift แบบในกาแล็กซีอื่นๆ ที่อยู่ไกลออกไป
ที่จริงมีผู้สังเกตเห็นกาแล็กซีอื่นๆใน Local Group มานานแล้ว ( แม้จะเคยไม่ทราบว่ามันเป็นกาแล็กซีอื่น จนกระทั่งช่วงไม่ถึง 100ปีมานี้ ) เช่น กาแล็กซีแอนโดรมีดา มีบันทึกอยู่ในตำราดูดาวของชาวเปอร์เซีย ตั้งแต่ปีค.ศ. 905 (Book of Fixed Stars ,by Al Sufi)
ส่วนกลุ่มเมฆแม็กเจลแลนเล็ก และ กลุ่มเมฆแม็กเจลแลนเล็กใหญ่ ( Small and Large Clouds of Magellan ) เป็นกาแล็กซีเล็กๆ ที่มีรูปทรงแบบ Irregular บริวารของทางช้างเผือก เนื่องจากสามารถเห็นได้ เฉพาะจากซีกโลกใต้ จึงเป็นที่รู้จักในหมู่นักดูดาว ทางซีกโลกใต้มานาน แต่เพิ่งได้รับการบันทึกจนเป็นที่รู้จักกัน เมื่อปีค.ศ.1519 โดยกัปตันเฟอร์ดินานด์ แม็กเจลแลน ( Ferdinand Magellan ) ผู้นำเรือออกเดินทางรอบโลก
400 ปีถัดมา เฮนริเอตทา เลวิตต์ (Henrietta Leavitt) ก็ใช้บริเวณกลุ่มเมฆแม็กเจลแลนนี้แหละ ศึกษาเกี่ยวกับ ดาวแปรแสงประเภทซีฟีอิด(Cepheid Variable) จนเราสามารถใช้ดาวแปรแสงชนิดนี้ วัดระยะทางไกลมากๆ ระหว่างกาแล็กซีในเอกภพได้
เมื่อนักดาราศาสตร์ทราบวิธีวัดระยะทางไกลๆในเอกภพโดยใช้ดาวแปรแสง ทำให้สามารถค้นหากาแล็กซีอื่น ที่อยู่ไกลออกไปนอกทางช้างเผือก มีการค้นพบกาแล็กซีอื่นๆมากมาย ในบริเวณต่างๆของท้องฟ้า แต่ก็พบได้น้อยมาก ในบริเวณแนวของทางช้างเผือก เนื่องจากถูกบังโดยดวงดาวและฝุ่นก๊าซในทางช้างเผือกของเรา จนมีชื่อเรียกกันว่า "Zone of Avoidance"
เดิมเคยเชื่อกันว่า กลุ่มเมฆแม็กเจลแลนใหญ่ ซึ่งอยู่ห่างออกไป 180,000ปีแสง เป็นกาแล็กซีที่อยู่ใกล้ทางช้างเผือกของเรามากที่สุด จนกระทั่ง ในปีค.ศ.1994 โรดริโก ไอบาตา(Rodrigo A. Ibata) และผู้ร่วมงาน ได้ตรวจวัดการเคลื่อนที่ของดวงดาวแต่ละดวง บริเวณใกล้ ศูนย์กลางทางช้างเผือก พบว่าดาวส่วนหนึ่งมีการเคลื่อนที่แตกต่างจากดวงดาวอื่นๆในทางช้างเผือก เขาแยกภาพของดวงดาว ที่ไม่ธรรมดาเหล่านี้ออกมา แล้วเขาก็สามารถค้นพบ Sagittarius Dwarf Galaxy ซึ่งเป็นกาแล็กซีบริวารที่อยู่ใกล้ที่สุดของทางช้างเผือก อยู่ห่างจากศูนย์กลางของทางช้างเผือก เพียง 50,000ปีแสง แต่ถูกบดบังอยู่เบื้องหลังทางช้างเผือกของเรา
ต่อมามีการใช้วิธีตรวจจับคลื่นวิทยุ มาช่วยค้นหากาแล็กซี โดยใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุ ( Radio Telescope ) คลื่นวิทยุสามารถ แทรกผ่านฝุ่นก๊าซอันหนาทึบที่ บริเวณใกล้ศูนย์กลางของ กาแล็กซีทางช้างเผือกได้ ทำให้เราสามารถค้นพบ กาแล็กซีอื่นๆอีกมากมาย ที่ถูกบดบังโดยฝุ่นก๊าซเหล่านั้น
ในปีค.ศ.1994ด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุชื่อ Dwingeloo ในเนเธอร์แลนด์ ทำให้เราสามารถค้นพบ อีกหนึ่งสมาชิกใน Local Group อยู่ไกลออกไปทางทิศของกลุ่มดาว Cassiopia เป็นกาแล็กซีแบบเกลียวขนาดใหญ่พอๆกับ M33 มีชื่อว่า Dwingeloo1 (รูปเล็กแสดงอยูด้านบน)
มีการค้นพบสมาชิกของ Local Group เพิ่มขึ้นทุก 2-3ปี ปัจจุบันสมาชิกใน Local Group ที่ค้นพบแล้วมีกว่า 30กาแล็กซี แต่ก็จัดว่าน้อยนักเมื่อเทียบกับ กลุ่มของกาแล็กซีอื่นๆในเอกภพ
Virgo Cluster เป็นกลุ่มของกาแล็กซีที่อยู่ใกล้ Local Group ของเรามากที่สุด อยู่ไกลออกไปประมาณ 18Mpc ทางทิศของกลุ่มดาวVirgo มีสมาชิกรวมกลุ่มกันอยู่นับพันกาแล็กซี หลายๆกาแล็กซีที่เราได้ศึกษา และได้เห็นภาพถ่ายกันจนคุ้นตา ก็อยู่ในกาแล็กซีนี้ สมาชิกส่วนใหญ่ของ Virgo Cluster เป็นกาแล็กซีทรงรีขนาดเล็ก แต่ก็สามารถพบสมาชิกอื่นๆอีกหลากหลายรูปทรง ไม่ว่าจะเป็นทรงกลม ทรงรี หรือแบบเกลียว
เนื่องจากเอกภพกำลังขยายตัวออกไป Virgo Cluster จึงกำลังเคลื่อนห่างจากเรา ออกไปเรื่อยๆด้วยความเร็วประมาณ 1,200km/s
ส่วน Coma Cluster ก็เป็นอีกหนึ่งกลุ่มกาแล็กซีที่น่าสนใจ อยู่ห่างจากเราไปประมาณ 100Mpc ทางทิศของกลุ่มดาว Coma Berenices
Coma Cluster เป็นกลุ่มกาแล็กซีที่มีขนาดใหญ่และหนาแน่นมาก ประกอบด้วยกาแล็กซี (นับเฉพาะที่สว่างๆ และสามารถเห็นได้จากโลกเรา) จำนวนหลายพัน รวมกลุ่มกันอยู่หนาแน่นบริเวณกลางCluster กาแล็กซีส่วนใหญ่เป็นแบบทรงกลม และทรงรี แบบเกลียวพบได้จำนวนเล็กน้อยที่บริเวณขอบ
กาแล็กซีที่อยู่รวมกันเป็นกลุ่มใหญ่ จะมีมวลมากมายมหาศาล แรงโน้มถ่วงที่เกิดขึ้น จะมากจนสามารถดึงแสง ให้เคลื่อนที่เป็นเส้นโค้งได้ ดังนั้นเมื่อเราส่องกล้องโทรทรรศน์ ไปยังกลุ่มของกาแล็กซีที่อยู่ไกลๆ บางครั้งจะสามารถมองเห็น กาแล็กซีอื่นที่วางตัวอยู่เบื้องหลังได้
แสงจากกาแล็กซีที่อยู่เบื้องหลัง เมื่อเดินทางมาใกล้กลุ่มกาแล็กซี จะถูกแรงโน้มถ่วงดึง เบนมาให้เราเห็น ปรากฎเป็นภาพกาแล็กซีที่โค้งผิดรูป อยู่ตามขอบของกลุ่มกาแล็กซี (คล้ายๆภาพที่เห็น เมื่อมองผ่านโหลแก้วที่ใส่น้ำไว้เต็ม) ปรากฎการณ์ที่เกิดขึ้นเรียกว่า เลนส์ความโน้มถ่วง หรือ Gravitational Lensing
เมื่อคำนวณจากภาพที่ปรากฎ เราสามารถทราบถึงมวลของกลุ่มกาแล็กซีได้ พบว่า แรงโน้มถ่วงนั้นเกิดขึ้นจาก มวลปริมาณมากกว่า ปริมาณมวลที่คำนวณจากเหล่ากาแล็กซี และก๊าซต่างๆที่เราสามารถมองเห็น
แสดงว่า ต้องมีมวลสารส่วนหนึ่งในกลุ่มของกาแล็กซี ที่เรามองไม่เห็น (Dark Matter) ช่วยสร้างแรงโน้มถ่วงจนเกิดเป็น Gravitational Lensing และจากที่คำนวณได้มีมากมายถึงกว่า 90% ของมวลทั้งหมดเลยทีเดียว
ยิ่งเราใช้กล้องโทรทรรศน์ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น มองไปได้ไกลขึ้นในเอกภพ เราก็ยิ่งพบกาแล็กซีมากขึ้นเรื่อยๆ มากมายจนนับไม่ถ้วน พบการรวมกลุ่มของกาแล็กซีเป็น Cluster ในรูปแบบต่างๆ และในส่วนของกลุ่มกาแล็กซีเอง ก็มีแนวโน้มที่จะรวมกลุ่มกันไปเป็นกลุ่มซึ่งใหญ่กว่า ที่เรียกว่า Supercluster
ทางช้างเผือกของเราและ Local Group อยู่ใน Supercluster ที่เรียกว่า Local Supercluster ( หรือบางครั้งเรียกว่า Virgo Supercluster ) ซึ่งประกอบด้วยกว่า 20กลุ่มกาแล็กซี ในอาณาบริเวณกว้างประมาณ 40Mpc
และเมื่อเราสังเกตการเรียงตัวของแต่ละ Supercluster จะพบลักษณะที่น่าสนใจ
Supercluster ส่วนใหญ่จะเรียงตัวเป็นแนวยาว เชื่อมกับ Supercluster อื่นด้วย กาแล็กซีที่เรียงเป็นแนวเส้นสายเล็กๆ ( Filament )
บางบริเวณกว้างใหญ่มาก จนดูคล้ายลักษณะของกำแพงขนาดใหญ่ ( Great Wall ) ของ Supercluster หนาหลายสิบล้านปีแสง กว้างยาวหลายพันล้านปีแสง
Void คือ ช่องว่างๆระหว่างแนวกำแพงและเส้นสาย จะพบกาแล็กซีอยู่น้อยมาก บางช่องกว้างกว่าร้อยล้านปีแสงทีเดียว
ภาพที่เกิดขึ้นอาจทำให้เราจินตนาการ โครงสร้างของเอกภพว่า คล้ายกับฟองสบู่หรือฟองน้ำ โดยมีกาแล็กซีรวมกันอยู่บริเวณเนื้อฟองน้ำ และมีช่องว่างแทรกกระจายอยู่ทั่วไป
แต่จากที่เราทราบมาแล้วว่า มวลสารกว่า 90% ของเอกภพนั้นมองไม่เห็น ( Dark Matter ) จึงอาจเป็นไปได้ว่า อาจมีบางสิ่งที่เรายังไม่รู้จัก ซ่อนอยู่ตามช่องว่าง หรือ Void เหล่านี้
เมื่อประมาณปีค.ศ.1987 มีกลุ่มนักดาราศาสตร์ซึ่งต่อมามักเรียกกันว่า 7เซียนซามูไร (The Seven Samuri) ได้ศึกษาการเคลื่อนที่ของหลายร้อยกาแล็กซี พบว่า ทั้ง Local Group และกลุ่มกาแล็กซีใกล้เคียง รวมหมดทั้ง Virgo Supercluster และ Supercluster ใกล้เคียงกำลังเคลื่อนตามกัน เหมือนกระแสของกาแล็กซี ด้วยความเร็วประมาณ 600km/s ไปทางทิศของกลุ่มดาว Centaurus
จากการคำนวณคาดว่า น่าจะมี Supercluster หรือมวลสารขนาดใหญ่มาก ประมาณ 10,000,000,000,000,000 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ อยู่ไกลออกไปประมาณ 65Mpc ทางทิศของกลุ่มดาว Centaurus เรียกกันว่า "Great Atractor" ด้วยแรงโน้มถ่วงอันมหาศาล ดึงดูดกาแล็กซีทั้งหลายในบริเวณที่เราอยู่ ให้ค่อยๆเคลื่อนที่ไปหา Great Attractor
เมื่อเราส่องกล้องโทรทรรศน์สำรวจไปในบริเวณ Great Attractor ก็พบเพียงกลุ่มกาแล็กซีเล็กๆ ( ซึ่งที่ผ่านมาไม่ค่อยจะมีใครสนใจศึกษา เพราะว่าถูกบดบัง โดยดวงดาวจำนวนมาก บริเวณใกล้ศูนย์กลางของ กาแล็กซีทางช้างเผือก ) กาแล็กซีกลุ่มนี้ชื่อว่า Abell 3627 มีมวลแค่ประมาณ หนึ่งในสิบของ Great Attractor ที่คำนวณได้ แต่ในปัจจุบันไม่มีใครมั่นใจว่า มีอะไรซ่อนอยู่เบื้องหลัง Abell 3627
..............................................
อ้างข้อความนี้
Bookmarks