การทำความเข้าใจว่าจักรวาลมาเป็นหนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ของการเป็นนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ ด้วยขนาดที่แท้จริงของเอกภพที่สังเกตได้ (46.6 พันล้านปีแสง) และอายุที่ส่าย (13.8 พันล้านปี) นี่ไม่ใช่งานง่าย อย่างไรก็ตามการสังเกตอย่างต่อเนื่องการคำนวณและการจำลองทางคอมพิวเตอร์ทำให้นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ได้เรียนรู้มากมายเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของกาแลคซีและโครงสร้างขนาดใหญ่ในช่วงเวลาหนึ่ง
ตัวอย่างเช่นการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้โดยทีมงานจากมหาวิทยาลัยเคนตักกี้ (UK) ได้ท้าทายแนวคิดก่อนหน้านี้เกี่ยวกับวิธีที่กาแลคซีของเราพัฒนากลายเป็นสิ่งที่เราเห็นในวันนี้ จากการสำรวจที่ทำจากแผ่นดาวฤกษ์ทางช้างเผือกของ Milky Way ซึ่งก่อนหน้านี้เคยคิดว่าเป็นไปอย่างราบรื่นทีมพบหลักฐานของระลอกคลื่นที่ไม่สมมาตร สิ่งนี้บ่งชี้ว่าในอดีตกาแลคซีของเราอาจมีรูปร่างมาจากผลกระทบโบราณ
การศึกษาเรื่อง“ ทางช้างเผือกทางช้างเผือกกับดาวแคระ K และ M: โครงสร้างแนวตั้งของดิสก์กาแลกติก” เพิ่งปรากฏใน วารสาร Astrophysical. นำโดยเดโบราห์เฟอร์กูสันจบการศึกษาในสหราชอาณาจักรปี 2559 ทีมประกอบด้วยศาสตราจารย์ซูซานการ์ดเนอร์ - จากวิทยาลัยศิลปะและวิทยาศาสตร์แห่งสหราชอาณาจักร - และไบรอันยีนี่นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์อนุภาค (FPA)
การศึกษานี้พัฒนามาจากวิทยานิพนธ์ระดับสูงของเฟอร์กูสันซึ่งดูแลโดยศาสตราจารย์การ์ดเนอร์ ในเวลานั้นเฟอร์กูสันพยายามขยายงานวิจัยก่อนหน้านี้โดยการ์ดเนอร์และยานีซึ่งพยายามเข้าใจการมีคลื่นระลอกในดิสก์ดาราจักรของกาแลคซีของเรา เพื่อประโยชน์ในการศึกษาใหม่นี้ทีมอาศัยข้อมูลที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์ 2.5m ของ Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ที่ตั้งอยู่ที่หอสังเกตการณ์ Apache Point ในนิวเม็กซิโก
สิ่งนี้ทำให้ทีมตรวจสอบการกระจายตัวของดาวฤกษ์ในกาแลคซีทางช้างเผือก 3.6 ล้านดวงซึ่งพวกเขายืนยันว่ามีระลอกคลื่นอสมมาตร พวกเขาอ้างว่าสามารถตีความได้ว่าเป็นหลักฐานของผลกระทบโบราณของทางช้างเผือก - กล่าวอีกนัยหนึ่งว่าระลอกเหล่านี้เกิดจากกาแลคซีของเราที่สัมผัสกับกาแลคซีอื่น ๆ ในอดีต
สิ่งเหล่านี้อาจรวมถึงการควบรวมกิจการระหว่างทางช้างเผือกและกาแลคซีแคระ Sagittarius เมื่อประมาณ 0.85 พันล้านปีก่อนรวมถึงการควบรวมกาแลคซีปัจจุบันของเรากับกาแลคซีแคนิสแคนิสเมเจอร์ ดังที่ศ. การ์ดเนอร์อธิบายในข่าวประชาสัมพันธ์ของอังกฤษเมื่อเร็ว ๆ นี้:
“ ผลกระทบเหล่านี้ถือเป็น“ สถาปนิก” ของบาร์กลางและแขนกังหันของทางช้างเผือก เช่นเดียวกับระลอกคลื่นบนพื้นผิวของทะเลสาบเรียบที่แนะนำให้ผ่านเรือเร็วไกลออกไปเราค้นหาการแยกออกจากสมมาตรที่เราคาดหวังในการกระจายตัวของดาวเพื่อค้นหาหลักฐานของผลกระทบโบราณ เราได้พบหลักฐานมากมายสำหรับการทำลายสมมาตรเหล่านี้และสร้างกรณีสำหรับบทบาทของผลกระทบโบราณในการสร้างโครงสร้างทางช้างเผือกของเรา”
งานก่อนหน้าของการ์ดเนอร์ยังระบุด้วยว่าเมื่อมันมาถึงความสมมาตรของดวงดาวเหนือ / ใต้ในดิสก์ของทางช้างเผือกก็มี“ ระลอกคลื่น” ในแนวตั้ง กล่าวอีกนัยหนึ่งจำนวนของดาวฤกษ์ที่อยู่เหนือหรือใต้ดิสก์ดาวฤกษ์จะเพิ่มขึ้นจากการสุ่มตัวอย่างหนึ่งไปยังอีกดาวถัดไปที่มองจากใจกลางกาแลคซีดิสก์ แต่ด้วยข้อมูลล่าสุดจาก SDSS ที่ได้รับทำให้ทีมมีตัวอย่างขนาดใหญ่กว่ามากเพื่อสรุปข้อสรุป
และในที่สุดการค้นพบเหล่านี้ก็ยืนยันการสังเกตของเฟอร์กูสันและลอลลี่และทำให้เกิดหลักฐานของความไม่สมดุลในระนาบของดิสก์กาแลคซีด้วยเช่นกัน ดังที่เฟอร์กูสันอธิบายว่า:
“ การเข้าถึงดาวฤกษ์หลายล้านดวงจาก SDSS ทำให้เราสามารถศึกษาโครงสร้างทางช้างเผือกในรูปแบบใหม่โดยสิ้นเชิงโดยแบ่งท้องฟ้าออกเป็นภูมิภาคเล็ก ๆ โดยไม่สูญเสียสถิติ มันเหลือเชื่อที่ได้เห็นโครงการนี้วิวัฒนาการและผลลัพธ์ก็เกิดขึ้นเมื่อเราวางแผนความหนาแน่นของดาวฤกษ์และเห็นรูปแบบที่น่าสนใจทั่วทั้งรอยเท้า เมื่อมีการศึกษาเพิ่มเติมในสาขานี้ฉันรู้สึกตื่นเต้นที่จะเห็นสิ่งที่เราสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับโครงสร้างของกาแลคซีของเราและกองกำลังที่ช่วยในการสร้างรูปร่าง "
การทำความเข้าใจว่ากาแลคซีของเรามีวิวัฒนาการอย่างไรและบทบาทของการเล่นในสมัยโบราณนั้นมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจประวัติศาสตร์และวิวัฒนาการของจักรวาลโดยรวม และนอกเหนือจากการช่วยให้เรายืนยัน (หรืออัปเดต) โมเดลดาราศาสตร์ปัจจุบันของเราการศึกษาแบบนี้สามารถบอกเราได้มากเกี่ยวกับสิ่งที่อยู่ในร้านค้าสำหรับกาแลคซีของเรานับพันล้านปีนับจากนี้
เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักดาราศาสตร์เห็นว่าในราว 4 พันล้านปีทางช้างเผือกจะชนกับแอนโดรเมดา เหตุการณ์นี้น่าจะมีผลกระทบอย่างมากนำไปสู่การรวมตัวของหลุมดำมวลมหาศาลของกาแลคซีการชนดาวฤกษ์และดาวที่ถูกผลักออกมา ในขณะที่เป็นที่สงสัยของมนุษยชาติจะอยู่ในเหตุการณ์นี้ แต่ก็ยังคุ้มค่าที่จะทราบว่ากระบวนการนี้จะสร้างกาแลคซีของเราและจักรวาลในท้องถิ่นได้อย่างไร
