ตามแบบจำลองทางดาราศาสตร์ที่เป็นที่ยอมรับมากที่สุดกาแลคซีแห่งแรกเริ่มก่อตัวขึ้นระหว่าง 13 ถึง 14 พันล้านปีก่อน ตลอดระยะเวลาหลายพันล้านปีที่ผ่านมาโครงสร้างของจักรวาลที่เราทุกคนต่างรู้จักก็ปรากฏขึ้น สิ่งเหล่านี้รวมถึงสิ่งต่างๆเช่นกระจุกกาแลคซีซุปเปอร์คลัสเตอร์และเส้นใย แต่ยังมีคุณสมบัติทางช้างเผือกเช่นกระจุกดาวทรงกลมกาแล็กซี่นูนและหลุมดำมวลมหาศาล (SMBHs)
อย่างไรก็ตามเช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตกาแลคซีก็ยังคงพัฒนาต่อไปเรื่อย ๆ ในความเป็นจริงตลอดระยะเวลาของกาแลคซีกาแล็กซีจะมีมวลเพิ่มขึ้นและผลักมวลออกมาตลอดเวลา ในการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติได้คำนวณอัตราการไหลเข้าและออกของวัตถุสำหรับทางช้างเผือก จากนั้นกลุ่มคนแอสโตรไบท์ที่ดีก็ให้รายละเอียดที่ดีและแสดงให้เห็นว่ามันเกี่ยวข้องกับความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการก่อตัวของกาแลคซีและวิวัฒนาการอย่างไร
การศึกษานี้นำโดยนักดาราศาสตร์ ESA ดร. Andrew J. Fox และรวมถึงสมาชิกจากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ (STScI) กลุ่มทางช้างเผือกรัศมีการวิจัยและมหาวิทยาลัยหลายแห่ง จากการศึกษาก่อนหน้านี้พวกเขาตรวจสอบอัตราการไหลเข้าและออกของทางช้างเผือกจากทางช้างเผือกรอบเมฆความเร็วสูง (HVC)
เนื่องจากความพร้อมใช้ของวัสดุเป็นกุญแจสำคัญในการก่อตัวดาวฤกษ์ในกาแลคซีการรู้อัตราที่มันถูกเพิ่มและสูญเสียจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเข้าใจว่ากาแลคซีวิวัฒนาการไปอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป และเช่นเดียวกับ Michael Foley ของ
ตามแบบจำลองนี้ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากที่สุดในกาแลคซีจะสร้างลมดาวฤกษ์ซึ่งขับวัสดุออกจากดิสก์กาแลคซี เมื่อพวกเขาไปซูเปอร์โนวาใกล้ถึงจุดสิ้นสุดของอายุขัยของพวกเขาพวกเขาก็ขับวัสดุส่วนใหญ่ออกไปเช่นเดียวกัน จากนั้นวัสดุนี้จะถูกแทรกกลับเข้าไปในดิสก์เมื่อเวลาผ่านไปโดยสร้างวัสดุสำหรับดาวดวงใหม่ในการก่อตัว
“ กระบวนการเหล่านี้เป็นที่รู้จักกันโดยรวมว่าเป็น 'ข้อเสนอแนะที่เป็นตัวเอก' และพวกเขามีหน้าที่รับผิดชอบในการผลักก๊าซออกจากทางช้างเผือก” โฟลีย์กล่าว “ อีกนัยหนึ่งทางช้างเผือกไม่ได้เป็นทะเลสาบแห่งวัตถุ มันเป็นอ่างเก็บน้ำที่ดึงดูดและสูญเสียก๊าซอย่างต่อเนื่องเนื่องจากแรงโน้มถ่วงและข้อเสนอแนะที่เป็นตัวเอก”
นอกจากนี้จากการศึกษาล่าสุดพบว่าการก่อตัวดาวฤกษ์อาจเกี่ยวข้องกับขนาดของหลุมดำมวลมหาศาล (SMBH) ที่แกนกลางของกาแลคซี โดยทั่วไปแล้ว SMBH จะใช้พลังงานจำนวนมหาศาลที่สามารถให้ความร้อนได้
ดังนั้นอัตราที่วัตถุไหลเข้าและออกจากกาแลคซีจึงเป็นกุญแจสำคัญในการกำหนดอัตราการก่อตัวดาวฤกษ์ ในการคำนวณอัตราที่เกิดขึ้นกับทางช้างเผือกดร. ฟ็อกซ์และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ปรึกษาข้อมูลจากแหล่งต่าง ๆ ดังที่ดร. ฟ็อกซ์บอกนิตยสารอวกาศผ่านอีเมล:
“ เราขุดคลังเก็บ NASA และ ESA เก็บรักษาข้อมูลกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลไว้อย่างดีและเราได้ตรวจสอบฉากหลังควาซาร์ที่ถ่ายด้วย Cosmic Origins Spectrograph (COS) ซึ่งเป็นสเปคโตรกราฟที่ละเอียดอ่อนบนฮับเบิลที่สามารถใช้วิเคราะห์แสงอัลตราไวโอเลตจาก แหล่งที่ห่างไกล เราพบ 270 ควาซาร์เช่นนั้น อันดับแรกเราใช้การสังเกตเหล่านี้เพื่อจัดทำรายการเมฆก๊าซเคลื่อนที่เร็วที่รู้จักกันในชื่อเมฆความเร็วสูง (HVCs) จากนั้นเราคิดค้นวิธีการแยก HVCs ออกเป็นประชากรที่ไหลเข้าและออกโดยใช้การเลื่อนดอปเลอร์”
นอกจากนี้จากการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้พบว่าทางช้างเผือกมีช่วงเวลาพักตัวประมาณ 7 พันล้านปีก่อนซึ่งกินเวลาประมาณ 2 พันล้านปี นี่เป็นผลมาจากคลื่นกระแทกที่ทำให้เมฆก๊าซระหว่างดวงดาวร้อนขึ้นซึ่งทำให้การไหลของก๊าซเย็นเข้าสู่กาแลคซีของเราหยุดชั่วคราว เมื่อเวลาผ่านไปแก๊สจะเย็นลงและเริ่มไหลอีกครั้งก่อให้เกิดการก่อตัวดาวฤกษ์รอบที่สอง
หลังจากดูข้อมูลทั้งหมดแล้วฟ็อกซ์และเพื่อนร่วมงานของเขาสามารถกำหนดข้อ จำกัด เกี่ยวกับอัตราการไหลเข้าและไหลออกของกาแลคซีของเรานี้:
“ หลังจากเปรียบเทียบอัตราการไหลเข้าและออกของก๊าซเราพบว่ามีการไหลเข้ามากเกินไปซึ่งเป็นข่าวดีสำหรับการก่อตัวดาวฤกษ์ในอนาคตในกาแลคซีของเราเนื่องจากมีก๊าซจำนวนมากที่สามารถเปลี่ยนเป็นดาวและดาวเคราะห์ได้ เราวัดมวลดวงอาทิตย์ประมาณ 0.5 ต่อการไหลเข้าและ 0.16 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ต่อปีดังนั้นจึงมีการไหลเข้าสุทธิ”
อย่างไรก็ตามตามที่โฟลลี่ระบุไว้ HVCs เชื่อว่ามีชีวิตอยู่เป็นระยะเวลาเพียงประมาณ 100 ล้านปีหรือมากกว่านั้น เป็นผลให้การไหลเข้าสุทธินี้ไม่สามารถคาดว่าจะคงอยู่ตลอดไป “ ในที่สุดพวกเขาก็เพิกเฉยต่อ HVC ที่เป็นที่รู้กันว่าอยู่ในโครงสร้าง (เช่น Fermi Bubbles) ซึ่งไม่ได้ติดตามก๊าซที่ไหลเข้าหรือออกมา” เขากล่าวเสริม
ตั้งแต่ปี 2010 นักดาราศาสตร์ได้รับรู้ถึงโครงสร้างลึกลับที่โผล่ขึ้นมาจากใจกลางกาแลคซีของเราที่รู้จักกันในชื่อ Fermi Bubbles โครงสร้างที่คล้ายฟองเหล่านี้มีระยะเวลายาวนานหลายพันปีแสงและคาดว่าเป็นผลมาจากก๊าซระหว่างดวงดาวของ SMBH ที่บริโภคและเปล่งแสงแกมม่าออกมา
อย่างไรก็ตามในระหว่างนี้ผลลัพธ์ดังกล่าวจะให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับรูปแบบของกาแลคซีและวิวัฒนาการ นอกจากนี้ยังสนับสนุนกรณีใหม่ที่สร้างขึ้นสำหรับ "การไหลแบบเย็น" ซึ่งเป็นทฤษฎีที่เสนอโดยศาสตราจารย์ Avishai Dekel และเพื่อนร่วมงานจากสถาบันฟิสิกส์ Racah ของมหาวิทยาลัยฮิบรูแห่งเยรูซาเล็มเพื่ออธิบายว่ากาแลคซีสะสมก๊าซจากพื้นที่โดยรอบระหว่างการก่อตัวอย่างไร
“ ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงว่ากาแลคซีอย่างทางช้างเผือกไม่ได้วิวัฒนาการใน
สิ่งที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งจากการศึกษาครั้งนี้คือความจริงที่ว่าสิ่งที่นำไปใช้กับทางช้างเผือกของเราก็นำไปใช้กับระบบดาว ตัวอย่างเช่นระบบพลังงานแสงอาทิตย์ของเรายังขึ้นอยู่กับการไหลเข้าและออกของวัสดุเมื่อเวลาผ่านไป วัตถุอย่าง um Oumuamua และ 2I / Borisov ล่าสุดยืนยันว่าดาวเคราะห์น้อยและดาวหางถูกเตะออกจากระบบดาวและถูกคนอื่น ๆ จับขึ้นเป็นประจำ
แต่ก๊าซและฝุ่นล่ะ ระบบสุริยะของเราและ (โดยการขยาย) ดาวเคราะห์โลกกำลังสูญเสียหรือรับน้ำหนักอยู่ตลอดเวลาหรือไม่? และนี่หมายถึงอะไรสำหรับอนาคตของระบบของเราและ
“ อันที่จริงจากการสำรวจดาวเทียมของเส้นทางอุตุนิยมวิทยาคาดว่าประมาณ 100 - 300 เมตริกตัน (ตัน) ของวัตถุที่กระทบโลกทุกวัน เพิ่มขึ้นอีกประมาณ 30,000 ถึง 100,000 ตันต่อปี นั่นอาจดูเหมือนมาก แต่กว่าล้านปีที่จะมีจำนวนน้อยกว่าหนึ่งในพันล้านของมวลทั้งหมดของโลก”
อย่างไรก็ตามในขณะที่เขาอธิบายต่อไป Earth ก็สูญเสียมวลเป็นประจำผ่านกระบวนการหลายอย่าง สิ่งเหล่านี้รวมถึงการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีในเปลือกโลกซึ่งนำไปสู่พลังงานและอนุภาคย่อย (แอลฟา, เบต้า
บนพื้นผิวนี้ดูเหมือนว่าจะสูญเสียสุทธิประมาณ 10,000 ตันหรือมากกว่าต่อปี นักวิทยาศาสตร์ด้านจุลชีววิทยา / นักวิทยาศาสตร์ดร. คริสสมิ ธ และนักฟิสิกส์เคมบริดจ์ของ Dave Ansell ประมาณการว่าในปี 2012 โลกจะได้รับฝุ่น 40,000 ตันต่อปีจากอวกาศในขณะที่มันสูญเสีย 90,000 ต่อปีผ่านบรรยากาศและกระบวนการอื่น ๆ
ดังนั้นอาจเป็นไปได้ว่าโลกกำลังเริ่มจางลงในอัตรา 10,000 ถึง 50,000 ตันต่อปี อย่างไรก็ตามอัตราที่มีการเพิ่มเนื้อหานั้นไม่ได้ถูก จำกัด ในจุดนี้ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่เราอาจแตกหักได้ สำหรับระบบสุริยะของเรานั้นสถานการณ์คล้ายกัน หนึ่งในมือข้างหนึ่งก๊าซระหว่างดวงดาวและฝุ่นละออง
ในทางกลับกันดวงอาทิตย์ของเราซึ่งคิดเป็นสัดส่วน 99.86% ของมวลของระบบสุริยะก็ยังส่องมวลอยู่ตลอดเวลา ทีมวิจัยของ NASA และ MIT สรุปว่าดวงอาทิตย์กำลังสูญเสียมวลเนื่องจากลมสุริยะและกระบวนการตกแต่งภายในจากการรวบรวมข้อมูลโดยเครื่องมือตรวจจับ MESSENGER ของนาซ่า จากการสอบถามนักดาราศาสตร์พบว่าเกิดขึ้นในอัตรา 1.3245 x 1015 ตันต่อปีแม้ว่าดวงอาทิตย์จะขยายตัวพร้อมกัน
นั่นเป็นตัวเลขที่ส่าย แต่เนื่องจากดวงอาทิตย์มีมวลประมาณ 1.9885 × 1027 ตัน ดังนั้นดวงอาทิตย์จะไม่กระพริบในเวลาใด ๆ แต่เมื่อสูญเสียมวลแรงโน้มถ่วงของมันที่มีต่อโลกและดาวเคราะห์อื่น ๆ ก็จะลดน้อยลง อย่างไรก็ตามเมื่อถึงเวลาดวงอาทิตย์ของเราถึงจุดสิ้นสุดของลำดับหลักมันจะขยายตัวมากและอาจกลืนดาวพุธดาวศุกร์โลก
ดังนั้นในขณะที่กาแลคซีของเราอาจมีมวลเพิ่มขึ้นในอนาคตอันใกล้ดูเหมือนว่าดวงอาทิตย์และโลกของเราเองจะสูญเสียมวลอย่างช้าๆ เรื่องนี้ไม่ควรถูกมองว่าเป็นข่าวร้าย แต่มันมีความหมายในระยะยาว ในระหว่างนี้เป็นเรื่องน่ายินดีที่ได้รู้ว่าแม้แต่วัตถุที่เก่าแก่ที่สุดและมีขนาดใหญ่ที่สุดในจักรวาลก็อาจมีการเปลี่ยนแปลงเช่นสิ่งมีชีวิต
ไม่ว่าเราจะพูดถึงดาวเคราะห์ดวงดาวหรือกาแลคซีพวกเขาเกิดมาอาศัยอยู่และตายไป และในระหว่างนั้นพวกเขาสามารถเชื่อถือได้ที่จะใส่หรือสูญเสียไม่กี่ปอนด์ วงกลมของ
