เขียนโดย Kelso Harper
วันที่ 26 มีนาคม 2021
---
นักดาราศาสตร์จาก MIT ได้ค้นพบกระจุกกาแล็คซี่ใหม่ที่มีความพิเศษแตกต่างไปจากกาแล็กซี่เดิมๆ ในงานวิจัยที่มีในปัจจุบัน ผลการศึกษาที่ได้ตีพิมพ์วันนี้ เสนอว่าประมาณ 1 เปอร์เซ็นต์ของกระจุกกาแล็คซี่ มีความพิเศษ ทำให้ถูกจำแนกผิดเป็นแค่หนึ่งกาแล็คซี่ที่สว่างเฉยๆ ได้ เมื่อนักวิทยาศาสตร์สร้างกล้องโทรทัศน์ใหม่ขึ้น ก็ควรที่จะใส่ใจกับรายละเอียดผลการศึกษานี้ ไม่เช่นนั้นก็อาจจะมีความเข้าใจจักรวาลได้แบบไม่ครบสมบูรณ์
กระจุกกาแล็คซี่หนึ่งมีประมานหนึ่งร้อยถึงหนึ่งพันกาแล็คซี่ที่อยู่ด้วยกันได้ด้วยแรงโน้มถ่วง ในทุกๆ กระจุกกาแล็คซี่จะมีแก๊สที่มีความร้อนสูงมากๆ เรียกว่าสสารที่อยุ่ในกระจุกกาแล็คซี่ สสารเหล่านี้จริงๆ แล้วมีน้ำหนักมากกว่าดาวทั้งหมดในทุกๆ กาแล็คซี่ที่มาอยุ่รวมด้วยกันอีก ในขณะที่แก๊สร้อนที่กำลังเย็นลง มันจะเป็นแหล่งสำคัญของการเกิดดาวใหม่ๆ และปล่อยรังสีเอ็กซ์เรย์ที่มนุษย์สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ
กลุ่มก้อนแก็สเหล่านี้ทำไมเราสามารถมองเห็นกระจุกกาแล็คซี่ให้เป็นภาพเบลอๆ ในกล้องโทรทรรศน์อวกาศ ซึ่งแตกต่างจากภาพที่เป็นจุดคมๆ ที่เห็นกันทั่วไปในกล้องโทรทรรศน์ซึ่งส่วนมากจะเป็นแค่ดวงดาวหรือหลุมดำ อย่างไรก็ตามเมื่อ 9 ปีก่อนอาจารย์จาก MIT ที่ชื่อว่า ไมเคิล แมคโดนัลด์ ได้ค้นพบวัตถุที่ไม่เป็นไปตามความเข้าใจนี้
ในปี 2012, อาจารย์แมคโดนัลด์ ได้เจอกระจุกกาแล็คซี่ใหม่ที่ไม่เหมือนกับกระจุกกาแล็คซี่ใดๆ มาก่อนเพราะว่ามันสว่างมากจนดูเหมือนดวงดาวจากกล้องโทรทรรศน์เอ็กซ์เรย์ กาแล็คซี่หลักของกระจุกกาแล็คซี่มีหลุมดำที่กำลังดูดกลื่นมวลสารเข้าไปอย่างมหาศาล ทำให้มันสว่างมากขึ้นมากๆ ในกล้องเอ็กซ์เรย์ มากจนทำไมมองเหมือนเป็นแค่ดาวดวงหนึ่ง ในขณะเดียวกันตรงกลางของกระจุกกาแล็คซี่นี้ก็กำลังสร้างดาวใหม่ๆ ขึ้นมากจำนวนมาก หรือประมาน 500 เท่าของกระจุกกาแล็คซี่ทั่วๆ ไป ทำให้สีของกาแล็คซี่ที่อยุ่ตรงกลางเปลี่ยนเป็นสีฟ้าจากดาวใหม่ๆ ที่เพิ่งเกิดมาแทนที่จะเป็นสีแดงจากดาวแก่ๆ
อาจารย์แมคโดนัลด์พูดเกี่ยวกับกระจุกกาแล็คซี่ฟินิกส์ว่า "เราพยายามหากระจุกกาแล็คซี่แบบนี้มาเป็นสิบๆ ปีแล้ว" แต่ทั้งนี้ทั้งนั้นกระจุกดาวนี้ก็ไม่พูดค้นพบสักที เพราะว่าทุกคนคิดว่าวัตถุนี้ยังไงๆ ก็น่าจะเป็นหนึ่งกาแล็คซี่แทนที่จะเป็นกระจุกกาแล็คซี่ อาจารย์แมคโดนัลด์พูดต่อว่า "จริงๆ แล้ววัตถุน้ีอยุ่ในฐานข้อมูลมานานแล้วแต่ไม่มีใครเห็น มันดูเหมือนอย่างอื่นเพราะว่ามันไม่เหมือนอันที่เราเข้าใจ"
อาจารย์แมคโดนัลด์เลยสงสัยว่า ยังมีกระจุกกาแล็คซี่แบบนี้ในฐานข้อมูลอีกหรือเปล่าที่รอให้เราค้นหา และนั้นก็เป็นจุดเริ่มต้นของโครงการ Cluster Hiding in Plain Sight survey หรือเรียกย่อๆ ว่า โครงการ CHIPS
ทวีวัฒน์ สมบูรณ์ปัญญากุล ซึ่งเป็นนักเรียนปริญญาเอกที่แลปของอาจารย์แมคโดนัลด์ ได้ใช้เวลาทั้งหมดของปริญญาเอกกับโครงการ CHIPS เขาเริ่มหาโดยการเลือกวัตถุที่เป็นไปได้จากฐานข้อมูลเก่าเป็นสิบๆ ปี เขาใช้ทั้งข้อมูลที่คนอื่นเก็บมาแล้วจากกล้องโทรทัศน์ที่ฮาวายและนิวเม็คซิโก และบินไปใช้กล้องโทรทัศน์แมคเจลแลนที่ประเทศชิลีเพื่อถ่ายรูปของวัตถุที่ไม่มีใครเคยถ่ายมาก่อนเพื่อที่จะหากระจุกกาแล็คซี่ใหม่ หลังจากที่เจอวัตถุที่น่าสนใจมาก ทวีวัฒน์ก็จะถ่ายรูปวัตถุนั้นอีกครั้งด้วยกล้องที่มาความคมชัดสูงขึ้นเช่นกล้องโทรทัศน์อวกาศจันทรา และกล้องโทรทัศน์อวกาศฮับเบิล
หลังจาก 6 ปี โครงการ CHIPS ก็เสร็จสิ้นลง วันนี้ในวารสารฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ทวีวัฒน์ได้ตีพิมพ์ผลทั้งหมดของโครงการ ซึ่งรวมถึงการค้นพบใหม่ของสองกระจุกกาแล็คซี่ หนึ่งในนั้นชื่อว่า CHIPS1911+4455 ซึ่งมีคุณสมบัติคล้ายๆ กับกระจุกกาแล็คซี่ฟินิกส์ และได้ถูกตีพิมพ์ในวารสารจดหมายฟิสิกส์ดาราศาสตร์ การค้นพบกระจุกกาแล็คซี่ใหม่นี้เป็นสิ่งที่น่าตื่นเต้นเพราะว่านักดาศาสตร์รู้จักกระจุกกาแล็คซี่ที่เหมือนกับกระจุกกาแล็คซี่ฟินิกส์น้อยมาก กระจุกกาแล็คซี่ใหม่นี้ยังน่าจะศึกษาเพิ่มเติมเพราะว่ามันมีแขนเกลียวสองข้างไม่เหมือนกับกระจุกกาแล็คซี่อื่นๆ ที่ส่วนมากเป็นกลมๆ นักวิจัยคิดว่ามันน่าจะเกิดจากการชนกันระหว่างสองกระจุกกาแล็คซี่ ทวีวัฒน์บอกว่า "คุณสมบัตินี้แตกต่างจากกระจุกกาแล็คซี่ทุกอันที่เคนเจอมาเลย"
โดยรวมแล้วโครงการ CHIPS ได้เปิดเผยว่าฐานข้อมูลเก่าจะพลาดกระจุยดาวใหม่ๆ นี้ประมาน 1% เพราะว่ามันหน้าตาไม่เหมือนกับกระจุกกาแล็คซี่ทั่วไป อาจารย์แมคโดนัลด์อธิบายเพิ่มเติมว่า "เพราะว่านักดาราศาสตร์ศึกษากระจุกกาแล็คซี่เพื่อที่จะทำความเข้าใจเกี่ยวกับการขยายตัวของจักรวาล ถึงเราเจอกระจุกกาแล็คซี่ถึง 99% มันก็ยังไม่เพียงพอถ้าเราจะทำความเข้าใจเกี่ยวกับจักรวาลได้อย่างลึกซึ่ง เราจำเป็นที่จะต้องหากระจุกกาแล็คซี่ให้ครบ 100%"
กระจุกกาแล็คซี่พิเศษที่ค้นพบนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตรเข้าใจเกี่ยวกับภาพรวมของจักรวาลได้ ในขณะนี้ เรายังไม่แน่ใจว่าจำนวนกระจุกกาแล็คซี่พิเศษที่เจอนั้น (1%) เพราะว่าวัตถุพวกนี้เป็นสิ่งที่หายาก หรือว่ากระจุกกาแล็คซี่ทุกอันต้องผ่านสถานะนี้ในช่วงเวลาที่สั้น ประมาน 20 ล้านปีซึ่งถึงว่าสั้นมากๆ ในช่วงเวลาของจักรวาล นักดาราศาสตร์แยกแยะสองกรณีได้ยากเพราะว่าเราสามารถเห็นแต่ละกระจุกกาแล็คซี่ในช่วงเวลาสั้น แต่ถ้าเรามีข้อมูลเยอะขึ้น นักดาราศาสตร์ก็จะสามารถพัฒนาฟิสิกส์โมเดลของกระจุกกาแล็คซี่พวกนี้ห้ดีขึ้นได้
ผลสรุปของโครงการ CHIPS บังเอิญตรงกับการปล่อยกล้องโทรทรรศน์อวกาศใหม่ที่มีชื่อว่า eROSITA ซึ่งจะช่วยขยายฐานข้อมูลของกระจุกกาแล็คซี่จากหลักร้อยเป็นถึงหลักหมื่นได้ แต่ถ้าพวกเขาไม่เปลี่ยนวิธีการหากระจุกกาแล็คซี่ พวกเขาก็จะพลาดกระจุกกาแล็คซี่พิเศษแบบที่หาเจอที่งานนี้เป็นร้อยๆ อัน อาจารย์แมคโดนัลด์ชี้แจ้งต่อว่า "กลุ่มคนที่สร้างกล้องโทรทัศน์อวกาศอันนี้จำเป็นที่จะต้องรับรู้ถึงงานอันนี้ ถ้าเราพลาดแม้แต่ 1% ของกระจุกกาแล็คซี่ทั้งหมด เราก็จะไม่สามารถเข้าใจจักรวาลนี้ได้อย่างลึกซึ้งได้"
งานวิจัยนี้ในรับการสนับสนุนจากทุนวิจัยของ Kavli ณ MIT, ทุนวิจัย NASA ผ่านทางโปรแกรมผู้สังเกตการณ์ของกล้องโทรทัศน์อวกาศจันทรา และกล้องโทรทัศน์อวกาศฮับเบิล
----
This article is translated from "MIT astronomers discover new galaxy clusters hiding in plain sight."
No comments:
Post a Comment