นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์หญิง ได้ประกาศการค้นพบควอซาร์เย็นของเธอ ซึ่งสามารถทำให้เกิดความเข้าใจใหม่เกี่ยวกับการดับของกาแล็กซี

อวกาศ

 

นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์หญิง ได้ประกาศการค้นพบควอซาร์เย็นของเธอ ซึ่งสามารถทำให้เกิดความเข้าใจใหม่เกี่ยวกับการดับของกาแล็กซี

ในการประชุมสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันครั้งที่ 234 ในเซนต์หลุยส์ อลิสัน เคิร์กแพททริก ผู้ช่วยศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยแคนซัส ได้ประกาศการค้นพบ “ควอซาร์เย็น” -กาแล็กซี่ที่มีก๊าซเย็นอยู่มากมาย ซึ่งมีสามารถในการก่อตัวดาวดวงใหม่ขึ้นมา ถึงจะมีควอซาร์ที่อยู่ใจกลาง การค้นพบใหม่นี้ทำให้ได้ข้อสันนิษฐานเกี่ยวกับการเติบโตของกาแล็กซีที่เปลี่ยนไป และอาจทำให้รู้ถึงวัฏจักรชีวิตของกาแล็กซีทุกแห่งที่ยังไม่เคยมีมาก่อน


ควอซาร์หรือ“ แหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุคล้ายดวงดาว” เป็นเหมือนหลุมดำมวลยิ่งยวด ก๊าซที่เข้าสู่ควอซาร์ที่ใจกลางกาแล็กซีจะก่อตัวเป็นแผ่นจานกลมของก๊าซ ( accretion disk ) ซึ่งสามารถปลดปล่อยพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาได้อย่างเหลือเชื่อ ซึ่งมักจะมีแสงที่ส่องสว่างมากกว่ากาแลคซีทั่วไปหลายร้อยเท่า โดยปกติแล้วการก่อตัวของควอซาร์นั้นคล้ายกับการหยุดการทำงานของกาแล็กซีเมื่อถึงช่วงอายุหนึ่ง และเป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่า มันเป็นสัญญาณของจุดจบของความสามารถในการสร้างดาวดวงใหม่ของกาแล็กซี

“ก๊าซทั้งหมดที่สะสมอยู่บนหลุมดำจะถูกทำให้ร้อนขึ้นและปล่อยรังสีเอกซ์ออกมา” เคิร์กแพททริกกล่าว 

“ความยาวคลื่นของแสงที่ออกไปนั้นจะสอดคล้องกับความร้อนที่มี ตัวอย่างเช่นคุณและฉันปล่อยแสงอินฟราเรดออกมา แต่มีบางอย่างที่ปล่อยรังสีเอกซ์ออกมานั้นจะเป็นสิ่งหนึ่งที่ร้อนที่สุดในจักรวาล ก๊าซนี้เริ่มรวมตัวกันอยู่บนหลุมดำที่ใจกลางควอซ่าร์ และเริ่มเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่สัมพันธ์กัน มันมีสนามแม่เหล็กอยู่รอบๆก๊าซนี้ด้วย และมันอาจบิดเป็นเกลียวขึ้นไป แบบเดียวกันกับเปลวสุริยะ มันสามารถปล่อยก๊าซพุ่งออกมาผ่านเส้นสนามแม่เหล็กเหล่านี้ และถูกยิงห่างออกไปจากหลุมดำ ก๊าซที่พุ่งออกมาเหล่านี้จะขัดขวางการรวบรวมก๊าซในกาแล็กซี ดังนั้นจึงไม่มีก๊าซอื่นที่สามารถเข้าสู่กาแล็กซีที่จะก่อตัวเป็นดาวดวงใหม่ได้ หลังจากที่กาแล็กซีหนึ่งหยุดการสร้างดวงดาว เราบอกได้ว่ามันเป็นกาแลคซีที่ถูกทำให้ดับลง”

แต่จากการสำรวจของเคิร์กแพททริกนั้น มีกาแล็กซีประมาณ 10% ที่เกิดหลุมดำมวลยิ่งยวดขึ้นมา แต่ยังมีก๊าซเย็นเหลือที่อยู่หลังจากเข้าสู่ขั้นตอนนี้ และยังคงสร้างดาวดวงใหม่ต่อไป 

“ สิ่งนั้นเองที่น่าประหลาดใจ” เธอกล่าว 

“ กลุ่มกาแล็กซีทั้งหมดนี้เป็นกลุ่มวัตถุที่แตกต่างกัน กาแล็กซีบางแห่งมีการรวมเข้ากันที่ชัดเจนมาก บางแห่งดูเหมือนทางช้างเผือกและมีแขนกังหันที่ชัดเจนมาก บางแห่งอัดกันแน่นมาก จากกลุ่มที่หลากหลายนี้ เรามี10 % ที่มีความพิเศษและคาดไม่ถึงจริงๆ กลุ่มกาแล็กซีเหล่านั้นมีแหล่งกำเนิดแสงสีน้ำเงินที่อัดแน่นและส่องสว่าง พวกมันดูเหมือนสิ่งคุณคาดว่าหลุมดำมวลยิ่งยวดจะเป็นไปในระยะสุดท้ายหลังจากที่ได้หยุดการสร้างดวงดาวทั้งหมดในกาแล็กซี สิ่งนี้จะค่อยๆเปลี่ยนไปสู่กาแล็กซีวงรีที่หยุดนิ่ง แต่เราก็พบก๊าซเย็นจำนวนมากในกลุ่มเหล่านี้เช่นกัน กลุ่มเหล่านี้คือกลุ่มที่เรียกว่า “ควอซาร์เย็น”



นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ มหาลัยแคนซัสสงสัย “ควอซาร์เย็น” ในการสำรวจของเธอที่แสดงให้เห็นในระยะสั้นๆ แต่ได้รับการยอมรับในที่สุด ในช่วงชีวิตของกาแล็กซี ช่วงของ”ควอซาร์เย็น” ในแง่ของชีวิตมนุษย์ มันอาจคล้ายกับการเกษียณอายุของกาแล็กซี

“กาแล๊กซีที่อยู่ในช่วงนี้หาได้ยากเพราะอยู่ในช่วงเปลี่ยนผ่าน เราได้ทันเห็นพวกมันก่อนที่การก่อตัวดาวในกาแล็กซีจะดับลง และช่วงการเปลี่ยนนี้น่าจะสั้นมาก” เธอกล่าว

เคิร์กแพททริกค้นพบสิ่งที่น่าสนใจนี้เป็นครั้งแรกในเขตของโครงการสโลนดิจิตอลสกายเซอร์เวย์ (Sloan Digital Sky Survey) ซึ่งเป็นแผนที่ดิจิตอลที่ละเอียดที่สุดของจักรวาล ในพื้นที่มีชื่อว่า “ Stripe 82” เคิร์กแพททริกและเพื่อนร่วมงานของเธอสามารถระบุควอซ่าร์ที่ปรากฏต่อสายตาได้

 “จากนั้นเราสำรวจไปทั่วบริเวณนี้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ XMM-Newton และสำรวจรังสีเอกซ์ ” เธอกล่าว “ รังสีเอกซ์เป็นกุญแจสำคัญของหลุมดำที่กำลังเติบโต จากตรงนั้นเราสำรวจมันด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเฮอร์เชล ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดระยะไกล ที่สามารถตรวจจับฝุ่นและก๊าซในกาแล็กซี เราเลือกกลุ่มกาแล็กซีที่เราสามารถหาได้ทั้งรังสีเอกซ์ และอินฟราเรด”

นักวิจัยของมหาลัยแคนซัสกล่าวว่าการค้นพบของเธอทำให้นักวิทยาศาสตร์มีความเข้าใจรายละเอียดเกี่ยวกับการดับของการก่อตัวดาวในกาแล็กซีและพลิกข้อสันนิฐานต่างๆเกี่ยวกับควอซาร์

“ เรารู้แล้วว่าควอซาร์ผ่านช่วงฝุ่นที่บดบัง ” เคิร์กแพททริกกล่าว “ เรารู้ว่าพวกมันถูกปกคลุมไปด้วยฝุ่นซึ่งอยู่รอบๆ หลุมดำมวลยิ่งยวด เราเรียกมันว่าควอซาร์แดง แต่ตอนนี้เราพบการเปลี่ยนที่พิเศษซึ่งเราไม่เคยรู้จักมาก่อน ก่อนหน้านี้ถ้าคุณบอกใครบางคนว่าคุณได้พบควอซาร์ซึ่งมีสีน้ำเงินงที่ส่องสว่าง แต่ก็ยังคงมีฝุ่นและก๊าซอยู่ในนั้นและมีการก่อตัวของดาวมากมาย หลายคนจะพูดว่า “นั่นไม่ใช่แบบที่สิ่งเหล่านี้ควรจะเป็น “

ขั้นตอนต่อไป เคิร์กแพททริกหวังที่จะระบุได้ว่า ช่วง” ควอซาร์เย็น” นั้นเกิดขึ้นกับกาแล็กซีที่เฉพาะเจาะจง หรือ ทุกกาแล็กซี

“ เราคิดว่าวิธีการที่สิ่งเหล่านี้ดำเนินไปคือการมีหลุมดำที่กำลังเติบโตขึ้น มันถูกปกคลุมไปด้วยฝุ่นและก๊าซ และ มันเริ่มเป่าก๊าซนั้นออกมา” เธอกล่าว “ จากนั้นก็กลายเป็นวัตถุแสงสีน้ำเงินส่องสว่าง เราคิดว่าเมื่อมันระเบิดก๊าซของตัวเองมันออกมา ก็จะพัดก๊าซของกาแล็กซีที่มันอยู่ออกไปด้วยเช่นกัน แต่ดูเหมือนว่ามีกลุ่มกาแลกซีที่ไม่เป็นเช่นนั้น เมื่อใจกลางควอซ่าร์เป่าฝุ่นของตัวเองออกไป เราจึงเห็นว่ามันเป็นวัตถุแสงสีน้ำเงิน แต่พวกมันไม่ได้พัดฝุ่นและก๊าซในกาแล็กซีออกไปด้วย ช่วงเปลี่ยนนี้มีระยะเวลา 10 ล้านปี หากเทียบกับช่วงของเวลาจักรวาลแล้ว ช่วงการเปลี่ยนนี้สั้นจริงๆ และยากที่จะจับการเกิดขึ้นนี้ได้ เรากำลังทำสิ่งที่เรียกว่าการสำรวจแบบสุ่ม เพื่อหาวัตถุที่เราไม่ได้คิดจะมองหา และจากการค้นพบวัตถุเหล่านี้ มันอาจบอกเป็นนัยว่า ควอซ่าร์เย็น เกิดขึ้นได้กับกาแล็กซีทุกแห่ง”

 

ที่มา: KU.edu
เรียบเรียง: SignorScience