ความลับของการก่อตัวของดาราจักรชนิดก้นหอยได้รับการเปิดเผยแล้ว

2024 ผู้เขียน: Seth Attwood | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-16 16:17

คุณรู้ไหมว่าอะไรที่ทำให้ฉันประหลาดใจมากที่สุด? ความจริงที่ว่าเราใช้โลกรอบตัวเราเพื่อรับ หลายคนมองว่าสัตว์ พืช กฎแห่งฟิสิกส์ และอวกาศ เป็นสิ่งที่เป็นเรื่องธรรมดาและน่าเบื่อที่พวกเขาประดิษฐ์นางฟ้า ผี สัตว์ประหลาด และคาถา เห็นด้วย เป็นเรื่องมหัศจรรย์ เพราะความเป็นจริงของการดำรงอยู่ของเราคือเวทมนตร์

ดูยีราฟตัวเดียวกัน - คอยาวแบบนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร? แล้วตุ่นปากเป็ด, ตัวตุ่น, เม่น และสัตว์อื่นๆ ล่ะ? ฉันคิดว่าคุณเข้าใจที่ฉันหมายถึง เช่นเดียวกับพื้นที่ ข้อเท็จจริงของการมีอยู่ของดาวเคราะห์ ดวงดาว และกาแล็กซีนั้นช่างน่าอัศจรรย์จริงหรือ? และมันดีหรือไม่ที่เราจะศึกษามันได้? ดังนั้น ดาราจักรทางช้างเผือก (ซึ่งดวงอาทิตย์และโลกของเราตั้งอยู่) เป็นหนึ่งในดาราจักรนับพันล้านแห่งในจักรวาลอันกว้างใหญ่อันกว้างใหญ่ไพศาลอันไร้ขอบเขต แต่เราค้นพบว่ามันมีรูปร่างอย่างไร และดาราจักรส่วนใหญ่มีรูปร่างแบบใดในเอกภพที่สังเกตได้ มี. ในบทความนี้ คุณจะได้เรียนรู้บางสิ่งที่น่าอัศจรรย์เกี่ยวกับโลกที่เราอาศัยอยู่ นั่นคือเหตุใดกาแล็กซีบางรูปจึงมีรูปร่างเป็นเกลียว

กาแล็กซี่คืออะไร?

ในอวกาศ ทุกสิ่งถูกควบคุมโดยแรงโน้มถ่วง ถ้าไม่ใช่สำหรับเธอ ในความเวิ้งว้างอันกว้างใหญ่ของการแผ่ขยายอย่างไม่สิ้นสุด - และแม้จะด้วยความเร่ง - จักรวาลก็ไม่มีกาแล็กซีเดียว หลังจากบิ๊กแบงซึ่งเกิดขึ้นเมื่อ 13.8 พันล้านปีก่อน จักรวาลยังคงขยายตัวอย่างต่อเนื่องและค่อยๆเย็นลง หลังจากสิ้นสุดยุคมืด - เริ่มต้นด้วยการรวมตัวของก๊าซที่เป็นกลาง - กอของสสารค่อยๆ เริ่มก่อตัวขึ้น

ยุคมืดเป็นช่วงเวลาของการพัฒนาของจักรวาลในระหว่างที่มีการเกิดดาวฤกษ์ดวงแรกและการแผ่รังสีที่ระลึก

อันที่จริง ดาราจักรเป็นระบบกระจุกของสสาร ดาว เมฆก๊าซและฝุ่น สสารมืด และดาวเคราะห์ที่มีแรงโน้มถ่วงจับกัน ยิ่งกว่านั้น วัตถุทั้งหมดในดาราจักรเคลื่อนที่สัมพันธ์กับจุดศูนย์กลางมวล ซึ่งเป็นหลุมดำมวลมหาศาลที่ตั้งอยู่ใจกลางดาราจักร แปลกใช่มั้ย? ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงมองเข้าไปในส่วนลึกของอวกาศ พยายามค้นหาสถานที่ลึกลับแห่งนี้ให้มากที่สุด

รังสีพื้นหลัง (หรือรังสีพื้นหลังไมโครเวฟคอสมิก) คือการแผ่รังสีความร้อนที่เติมจักรวาลอย่างเท่าเทียมกัน เชื่อกันว่ารังสีที่ระลึกมีต้นกำเนิดในยุคของเอกภพยุคแรก กล่าวคือหลังบิกแบงไม่นาน

กาแล็กซีมีรูปร่างอย่างไร?

คุณอาจจะแปลกใจ แต่การศึกษาอย่างละเอียดเกี่ยวกับกาแล็กซียังไม่เริ่มจนถึงปี ค.ศ. 1920 ในขณะที่ดวงดาวและดาวเคราะห์ไม่เคยถูกกีดกันจากความสนใจของมนุษย์ นักวิทยาศาสตร์ผู้มีชื่อเสียง Edwin Hubble ได้วางรากฐานสำหรับดาราศาสตร์นอกกาแล็กซี่ เขาพิสูจน์ว่าเนบิวลาจำนวนมากที่นักดาราศาสตร์สังเกตพบกลายเป็นดาราจักรอื่นที่ประกอบด้วยดาวฤกษ์จำนวนนับไม่ถ้วน ฮับเบิลได้ศึกษากาแล็กซีมากกว่าหนึ่งพันแห่งและกำหนดระยะทางไปยังบางกาแลคซี่ ยิ่งไปกว่านั้น เอ็ดวิน ฮับเบิล เป็นผู้ค้นพบดาราจักรหลักสามประเภทแรก ได้แก่ ดาราจักรชนิดก้นหอย วงรี และดาราจักรไม่ปกติ ปรากฎว่าดาราจักรก้นหอยในความกว้างใหญ่ของจักรวาลนั้นมีอยู่ทั่วไปมากกว่าที่อื่น กาแล็กซีมากกว่าครึ่งเป็นดาราจักรชนิดก้นหอย รวมทั้งดาราจักรทางช้างเผือก ดาราจักรแอนโดรเมดา และดาราจักรสามเหลี่ยม แต่ทำไม?

สนามแม่เหล็กเป็นกุญแจสำคัญในการไขความลึกลับของดาราจักรชนิดก้นหอย

นักวิทยาศาสตร์ยังคงงงงันกับกาแล็กซีก้นหอยและรูปร่างของดาราจักรเหล่านี้ได้อย่างไร ด้วยแขนอันสง่างามที่เต็มไปด้วยดวงดาว อันที่จริง ดาราจักรก้นหอยเป็นรูปแบบสัญลักษณ์ของดาราจักรส่วนใหญ่ในจักรวาลในความพยายามที่จะเข้าใจว่าทำไม นักดาราศาสตร์จึงเฝ้ามองดาราจักรก้นหอยที่แตกต่างจากทางช้างเผือกอย่างใกล้ชิด เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิทยาศาสตร์ได้สำรวจกาแลคซี M77 หรือที่เรียกว่า NGC 1068 โดยใช้หอดูดาว SOFIA stratospheric สำหรับดาราศาสตร์อินฟราเรดและนำเสนอผลการศึกษาใหม่ซึ่งจะมีการตีพิมพ์ใน The Astrophysical Journal ในไม่ช้า

สนามแม่เหล็กเป็นสสารชนิดพิเศษที่มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคที่มีประจุที่เคลื่อนที่ได้

ตามที่ผู้เขียนงานแถลงข่าวอย่างเป็นทางการ สนามแม่เหล็กมีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของดาราจักรชนิดก้นหอย เช่น M77 สนามแม่เหล็กมองไม่เห็น แต่สามารถมีอิทธิพลต่อการวิวัฒนาการของดาราจักร วันนี้ นักวิทยาศาสตร์เข้าใจดีว่าแรงโน้มถ่วงส่งผลต่อโครงสร้างดาราจักรอย่างไร แต่บทบาทของสนามแม่เหล็กในกระบวนการเหล่านี้ยังคงต้องติดตาม

M77 เป็นดาราจักรชนิดก้นหอย ห่างจากโลกประมาณ 47 ล้านปีแสง นักวิจัยสรุปว่า M77 มีนิวเคลียสของดาราจักรที่ทำงานอยู่ ซึ่งมีหลุมดำมวลมหาศาลเป็นสองเท่าของราศีธนู A * ซึ่งเป็นหลุมดำที่ใจกลางทางช้างเผือก M77 มีขนาดใหญ่กว่าทางช้างเผือก: รัศมีของมันอยู่ที่ประมาณ 85,000 ปีแสง และรัศมีของทางช้างเผือกอยู่ที่ประมาณ 53,000 อย่างไรก็ตาม มีดาวประมาณ 300 พันล้านดวงในดาราจักร M77 ในขณะที่ทางช้างเผือกมีประมาณ 250 พันล้านถึง 400 แขนกังหันของ M77 นั้นเต็มไปด้วยบริเวณที่มีการก่อตัวดาวฤกษ์ที่รุนแรง เรียกว่าเปลวดาว เส้นสนามแม่เหล็กตามแขนกังหันอย่างใกล้ชิด แม้ว่าจะมองไม่เห็นด้วยกล้องโทรทรรศน์ธรรมดาก็ตาม โชคดีที่ SOFIA ทำได้ ทำให้นักดาราศาสตร์รู้ว่าการมีอยู่ของสนามแม่เหล็กสนับสนุนทฤษฎีที่แพร่หลายซึ่งอธิบายว่าแขนของดาราจักรชนิดก้นหอยมีรูปร่างอย่างไร เรียกว่า "ทฤษฎีคลื่นความหนาแน่น"

ทฤษฎีคลื่นความหนาแน่นถูกเสนอในปี 1960 เพื่ออธิบายโครงสร้างก้นหอยของดาราจักรชนิดก้นหอย ตามทฤษฎีนี้ แขนของดาราจักรชนิดก้นหอยไม่ใช่การก่อตัวทางวัตถุ แต่เป็นบริเวณที่มีความหนาแน่นเพิ่มขึ้น ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะคล้ายกับการจราจรที่ติดขัด

ดังนั้น แขนดาราจักรจึงเป็นส่วนที่มองเห็นได้ของคลื่นความหนาแน่นด้วยตัวมันเอง และดวงดาวก็เคลื่อนเข้าและออกจากพวกมัน ดังนั้น แขนของดาราจักรชนิดก้นหอยจึงไม่ใช่โครงสร้างถาวรที่สร้างจากดาวฤกษ์ แม้ว่าจะมีลักษณะเช่นนั้นก็ตาม การสังเกตการณ์กับ SOFIA แสดงให้เห็นว่าเส้นสนามแม่เหล็กยืดไปทั่วทั้งแขนของดาราจักร M77 ที่ระยะทาง 24,000 ปีแสง จากผลที่ได้รับ แรงโน้มถ่วงที่ช่วยสร้างรูปร่างกังหันของดาราจักร บีบอัดสนามแม่เหล็ก จึงเป็นการยืนยันทฤษฎีคลื่นความหนาแน่น ความบ้าคลั่งในอวกาศอย่างแท้จริงใช่ไหม

อย่างไรก็ตาม การศึกษานี้เกี่ยวข้องกับดาราจักรชนิดก้นหอยเพียงแห่งเดียว ดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงยังมีงานอีกมากรออยู่ข้างหน้า ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าเส้นสนามแม่เหล็กสามารถมีบทบาทอย่างไรในโครงสร้างของดาราจักรอื่น ซึ่งรวมถึงดาราจักรอื่นที่ไม่ถูกต้องด้วย แต่ถึงแม้จะมีคำถามมากมาย เราก็ได้เรียนรู้มากมายเกี่ยวกับโลกที่เราอาศัยอยู่ และความรู้นี้ทำให้เกิดความอยากรู้อยากเห็นเท่านั้น.