กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Space Telescope) ของนาซาได้เผยภาพถ่ายความละเอียดสูงของเมสสิเยร์ 88 (Messier 88 หรือ M88) กาแล็กซีก้นหอยที่อยู่ห่างจากโลกประมาณ 63 ล้านปีแสง ซึ่งเผยให้เห็นถึงวิวัฒนาการของกาแล็กซีแห่งนี้ที่กำลังมีชะตากรรมที่เปลี่ยนแปลงมันไปตลอดกาล
กาแล็กซี M88 นั้นนับว่าเป็นกาแล็กซีที่อุดมสมบูรณ์และยังมีกิจกรรมภายในกาแล็กซีอยู่อย่างต่อเนื่อง ณ ใจกลางของกาแล็กซีมีหลุมดำมวลยิ่งยวด (super massive blackhole) ที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ของเรา 100 ล้านเท่า การดูดกลืนมวลสารประเภทก๊าซและฝุ่นของหลุมดำอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้กาแล็กซีแห่งนี้มีการขับเคลื่อนพ่นกระแสลมจักรวาลออกมาจากใจกลาง ในขณะที่ประชากรดาวฤกษ์เก่าแก่สีแดงโดยรอบได้หลอมรวมกันจนทำให้แกนกลางของกาแล็กซีเปล่งแสงสว่างสีส้มอันอบอุ่น ตัดกับแขนกังหันสมมาตรด้านนอกที่เรียงรายด้วยกระจุกดาวฤกษ์เกิดใหม่สีน้ำเงินและฝุ่นหนาแน่น
ตำแหน่งของกาแล็กซี M88 และกลุ่มดาวหญิงสาวบนท้องฟ้า ที่มา Stellarium
แม้ภายนอกของกาแล็กซีแห่งนี้จะดูสมบูรณ์ แต่ในเชิงพลศาสตร์อวกาศ กาแล็กซีแห่งนี้กำลังอยู่ระหว่างการเดินทางเข้าไปในกระจุกกาแล็กซีหญิงสาว (Virgo Cluster) ซึ่งเป็นโครงสร้างมหึมาที่ยึดเหนี่ยวพันธมิตรกาแล็กซีไว้มากกว่า 1,000 แห่งด้วยแรงโน้มถ่วง ปัจจุบัน M88 กำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมุ่งหน้าเข้าสู่ใจกลางกระจุกกาแล็กซี ซึ่งเป็นอาณาบริเวณที่มีความหนาแน่นของมวลสารและแรงโน้มถ่วงสูงสุด นักวิทยาศาสตร์คาดว่าในอีก 200 ถึง 300 ล้านปีข้างหน้า M88 จะเคลื่อนที่เข้าใกล้เมสสิเยร์ 87 (M87) กาแล็กซีทรงรีขนาดยักษ์ที่เป็นศูนย์กลางหลักของกระจุก
การพุ่งทะยานเข้าสู่พื้นที่ส่วนลึกของกระจุกกาแล็กซีจะส่งผลให้ M88 เผชิญกับปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ที่เรียกว่า แรงดันปะทะที่กวาดแก๊สออกไป (ram pressure stripping) ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อจานกาแล็กซีเคลื่อนที่เบียดแทรกฝ่าก๊าซร้อนระหว่างกาแล็กซี (intracluster medium) ที่ปกคลุมอยู่หนาแน่น สภาวะดังกล่าวจะสร้างแรงดันปะทะมหาศาลที่กวาดเอาก๊าซเย็นซึ่งอยู่บริเวณขอบนอกของ M88 ให้หลุดลอยออกสู่อวกาศคล้ายกับรถกวาดหิมะที่กวาดเอาหิมะที่อยู่รอบ ๆ ถนนออกไป
ข้อมูลจากกล้องฮับเบิลภายใต้โปรแกรมสังเกตการณ์ชี้ชัดว่า กระบวนการนี้กำลังเกิดขึ้นจริงกับ M88 จากการพบว่าจานก๊าซรอบขอบนอกของกาแล็กซีเริ่มถูกบีบอัดจนบิดเบี้ยว และปริมาณก๊าซเย็น ซึ่งเป็นวัตถุดิบและเชื้อเพลิงหลักในการก่อกำเนิดเป็นดาวฤกษ์ดวงใหม่ มีปริมาณลดน้อยลงกว่าเกณฑ์ปกติของกาแล็กซีขนาดเดียวกันอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งทั้งหมดนี้เกิดขึ้นจากการที่กาแล็กซีแห่งนี้เริ่มเดินทางเข้าไปในใจกลางกระจุกกาแล็กซี และสิ่งนี้ก็ส่งผลต่อความสามารถในการสร้างดาวฤกษ์ดวงใหม่และวิวัฒนาการต่อไปของกาแล็กซีแห่งนี้ไปตลอดกาล
ภาพของกาแล็กซี M88 จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ที่มา NASA
การสูญเสียก๊าซเย็นจากการโต้แรงดันปะทะในอวกาศ เปรียบเสมือนการถูกริบเชื้อเพลิงในการหล่อเลี้ยงชีวิต ส่งผลกระทบโดยตรงต่ออัตราการก่อตัวของดาวฤกษ์ดวงใหม่ นักดาราศาสตร์คาดการณ์ว่า วิวัฒนาการขั้นถัดไปของ M88 จะค่อยๆ เปลี่ยนสภาพจากกาแล็กซีชนิดก้นหอยที่เต็มไปด้วยกิจกรรมการสร้างดาวฤกษ์อันมีชีวิตชีวา ไปสู่กาแล็กซีที่สงบนิ่งและแก่ตัวลง และในอนาคตตัวโครงสร้างของกาแล็กซีอาจจะไม่ได้อยู่ในรูปร่างที่เป็นในลักษณะเดิมอีกต่อไป
M88 นับว่าเป็นหนึ่งในตัวอย่างการศึกษาวิวัฒนาการของกาแล็กซีอันยอดเยี่ยมและยังเป็นตำแหน่งที่เหมาะสมกับการถ่ายภาพทางดาราศาสตร์อีกด้วย เนื่องจากกาแล็กซีแห่งนี้ไม่ได้หันด้านบนของกาแล็กซีมายังโลกเหมือนกับกาแล็กซีส่วนใหญ่บนท้องฟ้าแต่หันเอียงข้างเข้าหาโลก ทำให้มุมมองในการถ่ายภาพและศึกษาง่ายและเห็นภาพรวมของกาแล็กซีทั้งหมดได้ มุมเอียงในระดับพอดีที่เผยให้เห็นมิติความลึก โครงสร้างสามมิติ และการจัดเรียงตัวของแขนก้นหอยได้อย่างชัดเจน และเผยให้เห็นขอบเขตการกระจายตัวของพลังงานจากใจกลางได้อย่างเป็นระบบ ซึ่งหากเป็นกาแล็กซีที่หันในมุมอื่น นักดาราศาสตร์อาจไม่สามารถจำแนกความหนาแน่นของวัตถุสารได้ละเอียดเท่านี้
ความสำเร็จในการตรวจจับสภาวะของกาแล็กซี M88 ในครั้งนี้ จะเกิดขึ้นไม่ได้เลยหากปราศจากศักยภาพของกล้อง Wide Field Camera 3 (WFC3) ซึ่งเป็นหนึ่งในอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ภายในกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล กล้องตัวนี้มีความสามารถในการรับแสงและจำแนกคลื่นความถี่ที่หลากหลาย ตั้งแต่รังสีอัลตราไวโอเลต แสงที่ตามนุษย์มองเห็น ไปจนถึงรังสีอินฟราเรดใกล้ (near-infrared) ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถส่องทะลุม่านฝุ่นอวกาศที่หนาทึบเข้าไปแยกแยะรายละเอียดของเนบิวลาและกระจุกดาวเดี่ยว ๆ ได้อย่างแม่นยำ แม้กาแล็กซีเป้าหมายจะอยู่ห่างไกลออกไปหลายสิบล้านปีแสง เทคโนโลยีนี้จึงเปรียบเสมือนดวงตาที่ช่วยให้มนุษย์สามารถศึกษาวิวัฒนาการของกาแล็กซีท่ามกลางสิ่งแวดล้อมที่แปรปรวนได้อย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน
อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS
เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล
พิสูจน์อักษร ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์
ที่มาข้อมูล : NASA
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech
