การศึกษาใหม่จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ของนาซ่าแสดงให้เห็นว่ากาแลคซีก่อตัวขึ้นในสสารมืด การสำรวจสปิตเซอร์ใหม่นี้พบว่าปริมาณของสสารมืดรอบกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลมีความสอดคล้องกันอย่างน่าประหลาดใจ
เริ่มจากสสารมืดจำนวนมากและจากนั้นก็เติมแก๊ส ปล่อยให้ส่วนผสมนั่งพักซักครู่และกาแล็กซี่ก็ควรโผล่ขึ้นมาจากแป้ง
สูตรง่ายๆสำหรับกาแล็คซี่อบไม่สามารถทำได้ที่บ้าน แต่สะท้อนถึงสิ่งที่นักดาราศาสตร์กำลังเรียนรู้เกี่ยวกับการก่อตัวกาแลคซี เช่นเดียวกับการอบขนมปังด้วยยีสต์สารลึกลับในจักรวาลที่เรียกว่าสสารมืดเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับกาแลคซีในการเติบโต
ขณะนี้การศึกษาใหม่จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ของนาซ่ากำลังปรับปรุงสิ่งที่เป็นที่รู้จักเกี่ยวกับส่วนประกอบสำคัญของกาแลคซีนี้ มันแสดงให้เห็นว่าไม่เพียง แต่จำเป็นต้องมีสสารมืด แต่จะต้องมีปริมาณของวัสดุขั้นต่ำก่อนที่กาแลคซีจะก่อตัวขึ้น น้อยกว่าก็หมายความว่าไม่มีกาแลคซี - เทียบเท่าจักรวาลของขนมปังล้มเหลวก้อน
ดร. ดันแคนฟาร์ราห์ของมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์, อิธาก้า, N.Y กล่าวว่า“ เราพบว่ากาแลคซีเหล่านี้ดูเหมือนจะมีขนาดเท่ากันตั้งแต่กาแลคซีถึงกาแล็กซี่” ฟาร์ราห์เป็นผู้เขียนนำของกระดาษที่อธิบายสิ่งนี้และสิ่งที่ค้นพบในวารสาร Astrophysical Journal Letters ฉบับล่าสุด
สสารมืดไม่ปล่อยแสงดังนั้นจึงไม่มีกล้องโทรทรรศน์ธรรมดาที่สามารถมองเห็นได้ ที่เรียกว่าสสารปกติซึ่งรวมถึงพืชและผู้คนและวัตถุอวกาศทุกประเภทให้รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าหรือแสง มีสสารมืดในจักรวาลประมาณห้าเท่ากว่าสสารปกติ
แต่สสารมืดมีมวลซึ่งหมายความว่ามันสามารถออกแรงโน้มถ่วงในเรื่องปกติได้
“ สสารมืดมีแรงโน้มถ่วงดังนั้นมันจึงดึงสสารมืดมากขึ้นและมากขึ้นนอกเหนือจาก“ ปกติ” ดร. เจสันเซอร์เรซผู้ร่วมเขียนของศูนย์วิทยาศาสตร์สปิตเซอร์ของนาซ่าที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียในพาซาดีนากล่าว “ เรารู้ว่าในที่สุดก๊าซจะควบแน่นเป็นดาวฤกษ์ที่ประกอบขึ้นเป็นกาแลคซี แต่การศึกษาของสปิตเซอร์ชี้ให้เห็นว่าสิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้นจนกว่าสสารมืดจะไปถึงมวลวิกฤต”
Farrah และเพื่อนร่วมงานของเขาใช้ข้อมูลจากการสำรวจ Extragalactic Infrared แบบพื้นที่กว้างของสปิตเซอร์เพื่อศึกษาวัตถุระยะไกลหลายร้อยชนิดที่เรียกว่ากาแลคซีอินฟราเรดแบบ ultraluminous ซึ่งอยู่ห่างออกไปหลายพันล้านปีแสง กาแลคซีรุ่นเยาว์เหล่านี้สว่างอย่างไม่น่าเชื่อและเต็มไปด้วยกิจกรรมการก่อตัวดาวฤกษ์ฝุ่นจำนวนมาก
ในขั้นต้นนักวิจัยได้เริ่มเข้าใจว่ากาแลคซีอายุน้อยและสสารมืดวิวัฒนาการและรวมเข้าด้วยกันเป็นกระจุกยักษ์ของกาแลคซีขนาดใหญ่ที่ครองเอกภพยุคปัจจุบันของเราอย่างไร “ คุณอาจคิดว่ากาแลคซีนั้นกระจายแบบสุ่มไปทั่วท้องฟ้าเช่นโยนทรายลงไปบนพื้น” ฟาร์ราห์กล่าว “ แต่พวกเขาไม่ใช่และเหตุผลอาจเป็นเพราะสสารมืดที่กระจุกรอบกาแลคซีวัยหนุ่มสาวกำลังดึงดูดกันและกันเหมือนกาว”
ด้วยการพิจารณาว่ากาแลคซีอินฟราเรดขนาดใหญ่พิเศษเริ่มรวมตัวกันอย่างไรฟาร์ราห์และเพื่อนร่วมงานของเขาสามารถวัดทางอ้อมว่ามี“ กาว” สสารมืดมากแค่ไหน ยิ่งการจัดกลุ่มแน่นขึ้นสสารมืดก็มีมากขึ้น พวกเขาทำการคำนวณนี้สำหรับกาแลคซีสองกลุ่มที่ระยะทางต่าง ๆ จากโลก
นั่นคือเมื่อพวกเขาสังเกตเห็นบางสิ่งที่แปลก สำหรับกาแลคซีทุกแห่งที่พวกเขาศึกษาไม่ว่าจะอยู่ไกลแค่ไหนดูเหมือนว่ามีก้อนสสารมืดล้อมรอบขนาดเท่ากันซึ่งเท่ากับมวลดวงอาทิตย์ 10 ล้านล้านดวง เนื่องจากนักดาราศาสตร์ไม่พบกาแลคซีใด ๆ ที่มีสสารมืดน้อยกว่า 10 ล้านล้านดวงพวกเขาเชื่อว่าปริมาณนี้จะต้องน้อยที่สุดที่จำเป็นสำหรับกาแลคซีอินฟราเรดที่มีคลื่นอุลตร้าซาวด์ก่อตัว
“ กลุ่มสสารมืดเหล่านี้อาจเป็นเมล็ดพันธุ์ที่ให้กำเนิดกาแลคซีไกลโพ้นเหล่านี้” นายสุรเดซกล่าว “ กาแลคซีที่คล้ายกันในรูปแบบเอกภพใกล้เคียงในแบบที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงดังนั้นสิ่งที่เรากำลังเรียนรู้จะนำไปใช้กับยุคที่แตกต่างกันในจักรวาลของเราย้อนหลังไปในยุคอวกาศ”
กาแลคซีประเภทอื่น ๆ อาจเกิดขึ้นในลักษณะเดียวกันหรือไม่เป็นคำถามต่อเนื่องทางดาราศาสตร์ การศึกษาก่อนหน้านี้เกี่ยวกับกาแลคซีที่มีพลังสูงเรียกว่าควาซาร์ได้บอกใบ้ว่าวัตถุเหล่านั้นต้องการสสารมืดจำนวนน้อยที่สุดในการเจริญเติบโต ในกรณีนี้กาแลคซีที่เริ่มต้น "แป้ง" นั้นไม่หนาแน่นเท่ามวลดวงอาทิตย์ประมาณสี่ถึงห้าล้านล้านดวง
ดูเหมือนว่านักดาราศาสตร์จะต้องรออีกสักครู่ก่อนที่เอกภพจะยกเลิกสูตรอาหารครอบครัวที่ดีที่สุด
แหล่งที่มาดั้งเดิม: NASA News Release
