กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลให้ภาพที่สวยงามของกาแลคซีกังหันชนิดก้นหอยกับ NGC 7773 นี่คือกาแลคซีคลาสสิคในประเภทนี้และไฮไลท์แถบสว่างของดาวที่มีความเข้มข้นซึ่งยึดแขนกังหันอันยิ่งใหญ่ของกาแลคซี มันถูกบันทึกด้วยกล้อง Wide Field Workhorse ของฮับเบิลที่ 3 (WFC3)
NGC 7773 อยู่ห่างออกไป 400 ล้านปีแสงในกลุ่มดาวเพกาซัส เรารู้จักกันมานาน มันถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1790 โดยวิลเลียมเฮอร์เชลเพื่อนที่รู้จักกันดีในเรื่องของนักดาราศาสตร์ เฮอร์เชลค้นพบดาวยูเรนัสรวมถึงกาแลคซีอื่น ๆ อีกมากมายกระจุกดาวและเนบิวล่า
ชื่อ 'กาแลคซีกังหันแบบเกลียว' ไม่ต้องการคำอธิบายมากเกินไป ดาราจักรชนิดก้นหอยคุ้นเคยกับเด็กนักเรียนทุกคนและประเภทที่ถูกกันออกอาจเป็นเพียงกาแลคซีกังหันที่มีอายุมากกว่าและเป็นผู้ใหญ่มากกว่า แถบสว่างเป็นพื้นที่ของดาวที่มีสมาธิและการเกิดดาว
กาแลคซีกังหันที่อายุน้อยกว่าขาดแถบสว่างอยู่ตรงกลาง นักดาราศาสตร์ค่อนข้างแน่ใจว่าเมื่อเป็นดาราจักรชนิดก้นหอยก็จะมีแก๊สที่ก่อตัวดาวฤกษ์ถูกดึงเข้าหาศูนย์กลางซึ่งมันรวมตัวกันเป็นดาวฤกษ์ ในสถานรับเลี้ยงเด็กดาวฤกษ์ดวงดาวอายุน้อยนั้นสว่างไสวจากจุดชมวิวที่ห่างไกลของเราซึ่งเป็นการยากที่จะแยกแยะดาวแต่ละดวง
กาแลคซีกังหันที่ถูกกันออกไปนั้นหาได้ยากและฮับเบิลและกล้องโทรทรรศน์อื่น ๆ ได้ถ่ายภาพพวกมันไปหลายปีแล้ว
เหล่านี้เป็นโครงสร้างที่สวยงามและน่าเกรงขาม สิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับพวกเขาคือเราอาจอาศัยอยู่ในความงามอันมหึมาเหล่านี้ เรารู้ว่าทางช้างเผือกเป็นดาราจักรชนิดก้นหอยและในปี 1960 เราเริ่มสงสัยว่ามันเป็นเกลียวที่ถูกกันออกไป จากนั้นในปี 1975 ในกระดาษชื่อ“ แบบจำลองสำหรับภูมิภาคด้านในของกาแล็กซี่” นักวิจัย W.L. ปีเตอร์สพัฒนาแบบจำลองก้นหอยของทางช้างเผือกซึ่งอธิบายลักษณะเด่นในแขนกังหันของกาแลคซี
แต่เราไม่เห็นบาร์จริงๆ อย่างน้อยก็ไม่เห็นด้วย
ในปี 1980 กล้องโทรทรรศน์วิทยุตรวจจับก๊าซในทางช้างเผือกซึ่งบอกใบ้ถึงการดำรงอยู่ของบาร์ จากนั้นในปี 1990 การสำรวจจาก 2-Micron All-Sky Survey (2MASS) ได้เพิ่มหลักฐานเพิ่มเติมสำหรับบาร์ แต่มีฝุ่นมากมายเหลือเกินที่จะลองมองผ่านเข้าไปในส่วนของกาแลคซี นักดาราศาสตร์ไม่แน่ใจ แต่หลักฐานก็เพิ่มขึ้น
จากนั้นในปี 2546 องค์การนาซ่าเปิดตัวกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดที่ทรงพลังที่สามารถมองเห็นใจกลางกาแลคซีได้ดีกว่ารุ่นก่อน ๆ ทีมนักดาราศาสตร์ใช้พลังของสปิตเซอร์เพื่อตรวจจับฝุ่นและมองดูดาว 30 ล้านดวงในใจกลางภาคกลางของทางช้างเผือก นี่เป็นเรื่องยากที่จะทำและนักดาราศาสตร์คนหนึ่งที่เกี่ยวข้องอธิบายว่าเป็นการพยายามค้นหาขอบเขตของป่าจากส่วนลึกของมัน
“ นี่เป็นหลักฐานที่ดีที่สุดสำหรับแถบกลางอันยาวนานในกาแลคซีของเรา” เอ็ดเชิร์ชเวลล์กล่าวในเวลานั้น Churchwell เป็นศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์ UW-Madison และเป็นนักเขียนอาวุโสของกระดาษที่อธิบายการทำงานใน Astrophysical Journal Letters
โรเบิร์ตเบนจามินผู้เขียนนำแห่งมหาวิทยาลัยวิสคอนซินกล่าวเสริมว่า“ จนถึงปัจจุบันนี่เป็นหลักฐานที่ดีที่สุดสำหรับแถบยาวในกาแลคซีของเรา เป็นการยากที่จะโต้แย้งกับข้อมูลนี้”
พวกเขาพบหลักฐานที่ชัดเจนว่าบาร์อยู่ที่นั่นและมันขยายไปไกลกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้ ห่างจากใจกลางกาแลคซีถึงครึ่งดวงอาทิตย์ประมาณ 27,000 ปีแสง ในช่วงเวลาของการค้นพบ Churchwell กล่าวว่า“ มันเป็นองค์ประกอบหลักของกาแลคซีของเราและยังคงซ่อนตัวอยู่จนถึงปัจจุบัน ความจริงที่ว่ามันมีขนาดใหญ่หมายความว่ามันจะมีผลอย่างมากต่อการเปลี่ยนแปลงของส่วนภายในของกาแลคซีของเรา”
คำถามคือโครงสร้างขนาดใหญ่นี้ส่งผลต่อกาแลคซีอย่างไร มันเล่นบทบาทอะไร
ในวงก้นหอยที่เราใช้ชีวิตด้วยความสงสัยเกี่ยวกับสิ่งต่าง ๆ ดาวหมุนรอบศูนย์กลางกาแลคซีทุกสองสามร้อยล้านปี แต่ในแถบนั้นดาวเดินทางบนวงโคจรรูปไข่ที่พาพวกมันไปและอยู่ห่างจากใจกลางกาแลคซีซึ่งเป็นหลุมดำขนาดยักษ์ที่ใหญ่ที่สุดของ Sagittarius A-star นอกจากนี้ในขณะที่แขนมีดาวหนุ่มสาวและสีน้ำเงินจำนวนมากแถบนั้นประกอบด้วยดาวที่มีอายุมากกว่าและดาวสีแดงเป็นส่วนใหญ่
Churchwell คิดว่าบาร์นั้นเป็นเหมือนทางเดินที่นำพาวัตถุไปสู่หลุมดำ “ บาร์นี้น่าจะนำพาสสารเข้าสู่ใจกลางกาแลคซีและดึงหลุมดำออกไป” Churchwell กล่าว นักวิทยาศาสตร์ใหม่ ในปี 2548
มีเกลียวที่ไม่มีแถบดังนั้นพวกมันจึงมีโครงสร้างที่มั่นคง ในความเป็นจริงประมาณสองในสามของกาแลคซีทั้งหมดเป็นกาแล็กซีที่ไม่มีข้อ จำกัด แต่การปรากฏตัวของใครบอกเราเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของทางช้างเผือกและอนาคต
“ ฉันไม่คิดว่าจะมีใครเข้าใจอย่างแท้จริงว่าแท่งเกิดขึ้นได้อย่างไร” Churchwell กล่าวในปี 2005“ สิ่งที่เรารู้ก็คือมันปรากฏว่ามีกาแลคซีแบบกั้นจำนวนมากที่พวกเขาต้องมีเสถียรภาพ นักดาราศาสตร์ต้องสร้างแบบจำลองบางชนิดที่สามารถอธิบายความเสถียรของโครงสร้างเหล่านี้ได้”
แต่นั่นก็คือปี 2005 และตอนนี้เกือบ 15 ปีต่อมานักดาราศาสตร์ได้เรียนรู้บางสิ่งเพิ่มเติม
เรารู้ว่ากาแลคซีกังหันกลายเป็นเกลียวในช่วงเวลาประมาณ 2 พันล้านปี ความคิดในปัจจุบันบอกว่าบาร์ทำหน้าที่ขนย้ายวัสดุเข้าสู่ใจกลางกาแลคซีซึ่งจะช่วยกระตุ้นการสร้างดาวดวงใหม่และสร้างนิวเคลียสกาแลกติก คิดว่าคลื่นความหนาแน่นจากใจกลางดาราจักรสร้างแถบ เมื่อเวลาผ่านไปจะส่งผลกระทบต่อดาวมากขึ้นและไกลออกไปสร้างแถบการยืดเยื้อด้วยตนเอง
มันดูเหมือนว่ากาแลคซีกังหันชนิดบิดเบี้ยวอาจสูญเสียแท่งของพวกเขาไป เมื่อเวลาผ่านไปโครงสร้างบาร์สามารถสลายตัว มวลของมันยิ่งใหญ่จนมันไม่เสถียรและจากนั้นแขนก็ดูอวบอ้วนมากกว่าแขนที่สวยงามในทางช้างเผือก
เราได้เรียนรู้มากมายเกี่ยวกับกาแลคซีทางช้างเผือกของเราเองและเกี่ยวกับสัณฐานวิทยาและวิวัฒนาการของกาแลคซีโดยทั่วไป แต่เรายังไม่ทราบว่าบาร์แขนแขนนูนและหลุมดำมวลมหาศาลที่อยู่ตรงกลางนั้นทำงานร่วมกันอย่างไรเพื่อสร้างรูปร่างของทางช้างเผือก
แต่เราสามารถเห็นได้ว่าในช่วงเวลาไม่กี่ทศวรรษเราได้เรียนรู้มากมาย หวังว่าในอีกไม่กี่สิบปีข้างหน้าเราจะได้เรียนรู้มากขึ้น
แหล่งที่มา:
- ข่าวประชาสัมพันธ์ NASA: Galaxy ผู้ใหญ่เพลิดเพลินในมุมมองฮับเบิลใหม่
- บทความ Hubblesite: มุมมองของฮับเบิลของดาราจักรกังหันก้นหอย NGC 1672
- Wikipedia Entry: Barred Spiral Galaxy
- รายงานการวิจัย: อะไรคือผลกระทบที่แท้จริงของกาแลคซีเกลียวห้าม?
- รายงานการวิจัย: เขตวัฏจักรนิวเคลียร์ในกาแลคซีกังหันชนิดที่ 2 ความสัมพันธ์กับโฮสต์กาแลคซี
- นิตยสาร Space: โฉมใหม่สำหรับทางช้างเผือก
- บทความวิจัย: แบบจำลองสำหรับภูมิภาคด้านในของกาแล็กซี่ ผม
