แผนที่ดาราจักรประหลาดของ Arp

กระทู้คำถาม

ดาราศาสตร์ อวกาศ ประวัติศาสตร์ ภาพถ่ายขั้นสูง

น้อยกว่าหนึ่งร้อยปีที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์ไม่แน่ใจว่ากาแลคซีของเราประกอบขึ้นเป็นเอกภพทั้งหมด หรือมีมากกว่าที่คล้ายทางช้างเผือกของเรา
ในปี 1925 Edwin Hubble (นักดาราศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ที่สุดคนหนึ่งในศตวรรษที่ 20) ได้ระบุว่า "ดาราจักรแอนโดรเมดา" ไม่ใช่กลุ่มดาวและก๊าซภายในกาแลคซีของเรา แต่เป็นกาแลคซีที่แยกจากกันโดยสิ้นเชิงซึ่งตั้งอยู่ห่างจากทางช้างเผือกไปไกลมาก ตั้งแต่นั้นมานักดาราศาสตร์ได้ค้นพบกาแลคซีหลายพันแห่ง แต่พวกเขาก็ทราบด้วยว่าอาจมีกาแลคซีอีกหลายแสนล้านแห่งที่ลอยอยู่ในความว่างเปล่า

ไม่นานหลังจากที่ Hubble พิสูจน์การมีอยู่ของกาแลคซีอื่น เขาได้นำระบบการจำแนกกาแลคซีตามรูปร่างของมัน Hubble แบ่งกาแลคซีออกเป็นสามชั้นกว้าง ๆ คือ ellipticals รูปไข่, lenticulars เป็นก้อนแบนกลม และ spirals แบบเกลียว และคลาสที่สี่ประกอบด้วยกาแลคซีทั้งหมดที่มีลักษณะผิดปกติ

แม้ว่าโครงร่างของ Hubble จะยังคงใช้มาจนถึงทุกวันนี้ แต่ย้อนกลับไปในทศวรรษที่ 1960 นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน Halton Arp ตระหนักว่าระบบมีขนาดใหญ่เกินไปและมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของกาแลคซีมากกว่าระบบการจำแนกที่เรียกว่า ลำดับฮับเบิล(Hubble sequence)

เพื่อแสดงให้เห็นถึงประเด็นของเขา ในปี 1966 Arp ได้ปฏิบัติตาม Atlas of Peculiar Galaxies ซึ่งมีภาพ 338 ภาพของกาแลคซีและกลุ่มกาแลคซีที่ดูแปลกประหลาดที่สุดซึ่งมีอยู่จริง “ คุณค่าลักษณะเฉพาะเหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญในการที่จะสร้างภาพที่สมจริงของกาแลคซีในความเป็นจริง” Arp ระบุไว้ในคำนำ
Arp หวังว่าจากการศึกษาดาราจักรที่แปลกประหลาดเหล่านี้ นักดาราศาสตร์จะเข้าใจกระบวนการทางกายภาพเบื้องหลังการก่อตัวและวิวัฒนาการของกาแลคซีได้ดีขึ้น

“ ลักษณะเฉพาะของกาแลคซีที่อยู่ในภาพแผนที่นี้แสดงถึงการกระจัดกระจายการเปลี่ยนรูป และปฏิสัมพันธ์ซึ่งจะช่วยให้เราสามารถวิเคราะห์ลักษณะของกาแลคซีจริงที่เราสังเกตเห็น และอยู่ห่างไกลเกินกว่าที่จะทดลองโดยตรงได้” Arp เขียน

Arp เชื่อว่าดาราจักรที่มีรูปร่างผิดปกติเหล่านี้เป็นตัวอย่างของการขับออกมา แต่ภายหลังพบว่ากลายเป็นกาแลคซีที่ชนกันและรวมเข้าด้วยกัน ซึ่งเป็นความคิดที่เขาโต้แย้งอย่างรุนแรง เนื่องจากภาพแรก ๆ ที่ Arp รวบรวมโดยใช้กล้องโทรทรรศน์นั้นมีรอยดำมากกว่าเล็กน้อยบนพื้นหลังสีขาวจึงยากที่จะเห็นสิ่งที่เกิดขึ้นจริง และเป็นที่เข้าใจได้ว่าทำไม Arp ถึงคิดต่างออกไป

ภาพต่อไปนี้เป็นภาพถ่ายล่าสุดที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล สิ่งที่ใส่เข้าไปจะแสดงภาพถ่ายต้นฉบับตามที่ปรากฏใน Atlas

ดาราจักรหนวดแมลง (Antennae Galaxies) เป็นกาแลคซีที่ประกอบด้วยดาราจักรชนิดก้นหอยสองแห่งที่เริ่มรวมตัวกันเมื่อไม่กี่ร้อยล้านปีก่อน

ทำให้เป็นหนึ่งในตัวอย่างที่ใกล้ที่สุดและอายุน้อยที่สุดของกาแลคซีคู่หนึ่งที่ชนกัน ถือเป็นการรวมตัวของดาราจักรที่ใกล้โลกที่สุด ในการรวมตัวกันครั้งนี้ จะมีดาวดวงใหม่ๆเกิดขึ้นมากมายนับล้านดวงตามจุดสีน้ำเงิน

จุดสีส้มสว่างทางซ้ายและขวาของศูนย์กลางภาพคือแกนสองแกนของกาแลคซีดั้งเดิมและประกอบด้วยดาวฤกษ์เก่าเป็นหลัก กาแลคซีทั้งสองถูกแต่งแต้มด้วยบริเวณที่ก่อตัวเป็นรูปดาวสีน้ำเงินสดใสล้อมรอบด้วยก๊าซไฮโดรเจนเรืองแสงที่กำลังขยายตัวปรากฏในภาพเป็นสีชมพู และสีน้ำตาลคือดวงดาวและฝุ่นผงในอวกาศเก่าๆ

NGC 6621/2 (Arp 81) เป็นกาแลคซีคู่ที่มีปฏิสัมพันธ์กันอย่างรุนแรงซึ่งพบเห็นได้ประมาณ 100 ล้านปีหลังจากเข้าใกล้ที่สุด ประกอบด้วย NGC 6621 (ทางขวา) และ NGC 6622 (ทางซ้าย) การเผชิญหน้าได้ดึงหางยาวออกจาก NGC 6621 ที่พันอยู่ด้านหลังตัวของมัน การก่อตัวของดาวฤกษ์ที่รุนแรงที่สุดเกิดขึ้นในบริเวณระหว่างนิวเคลียสทั้งสอง ซึ่งมีการสังเกตเห็นประชากรจำนวนมากของกระจุกดาวส่องสว่างหรือที่เรียกว่ากระจุกดาวซุปเปอร์สตาร์

ก่อตัวขึ้นอย่างกว้างขวางระหว่างกาแลคซีทั้งสอง

นี่คือกาแล็กซีวังวนที่มีชื่อเสียง NGC 5194 หรือ M51 ซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับดาราจักรรูปไข่ที่เล็กกว่า NGC 5195 ปฏิสัมพันธ์ดังกล่าวทำให้รูปร่างของกาแล็กซีทั้งสองบิดเบี้ยว

แขนที่คดเคี้ยวและสง่างามของกาแลคซีเกลียว M51 ปรากฏเหมือนบันไดวนขนาดใหญ่ที่ทอดไปในอวกาศ พวกมันเป็นเส้นทางยาวของดวงดาวและก๊าซที่เต็มไปด้วยฝุ่น แขนของกาแล็กซี่วังวนเหล่านี้มีจุดประสงค์สำคัญคือเป็นโรงงานสร้างดาวบีบอัดก๊าซไฮโดรเจนและสร้างกลุ่มดาวดวงใหม่
มุมมองที่ชัดเจนของฮับเบิลแสดงให้เห็น NGC 5195 ผ่านหลัง M51 มาหลายร้อยล้านปี

ในภาพ สีแดงหมายถึงแสงอินฟราเรดและไฮโดรเจนภายในบริเวณที่ก่อตัวเป็นดาวยักษ์ สีฟ้าสามารถนำมาประกอบกับดาราสาวที่ร้อนแรงในขณะที่สีเหลืองมาจากดาวที่มีอายุมาก
ค้นพบโดย Charles Messier ในปี 1773 อยู่ห่างจากโลก 31 ล้านปีแสงในกลุ่มดาว Canes Venatici มีขนาดชัดเจนเท่ากับ 8.4 และสามารถมองเห็นด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กได้ง่ายที่สุดในช่วงเดือนพฤษภาคม มุมมองที่สวยงามของกาแลคซีวังวนและความใกล้ชิดกับโลกทำให้นักดาราศาสตร์สามารถศึกษาโครงสร้างของดาราจักรแบบก้นหอยแบบคลาสสิกและกระบวนการก่อตัวของดาวได้

กาแล็กซีหนู NGC 4676 เป็นกาแล็กซีที่ชนกันสองแห่งซึ่งได้รับการตั้งชื่อเนื่องจากดาวฤกษ์และก๊าซที่มีหางยาว Mice Galaxies นี้เป็นกาแล็กซีแบบ

สไปรัลสองกาแล็กซี ที่ห่างไปประมาณ 290 ล้านปีแสงในกระจุกกาแล็กซีโคมา การชนกันนี้อาจเกิดขึ้นซ้ำอีกจนกว่าจะรวมตัวเป็นดาราจักรเดียว

ในภาพด้านขวาคือ NGC4676A ส่วนทางซ้ายคือ NGC4676B เมื่อ 290ล้านปีก่อน NGC4676A / NGC4676B เริ่มเข้าสุ่กระบวนการรวมตัวกันของกาแล็กซี โดยชื่อของกาแล็กซีได้มาจากแขนของกาแล็กซีที่ยาวออกไปจากผลของแรงไทดัล เนื่องมาจากผลของแรงโน้มถ่วงที่เกิดขึ้นระหว่างส่วนใกล้กับส่วนไกลของกาแล็กซี เรียกว่า Galactic tide ภาพนี้ถูกถ่ายไว้ในปี 2002 โดยกล้องโทรทัศน์อวกาศฮับเบิล การชนกันนี้อาจเกิดขึ้นซ้ำอีกจนกว่าจะรวมตัวเป็นดาราจักรเดียว

ภาพนี้แสดงกาแลคซีสองแห่งคือ NGC 2936 ที่ครั้งหนึ่งเคยเป็นดาราจักรชนิดก้นหอยมาตรฐานและ NGC 2937 ซึ่งเป็นดาราจักรทรงรีขนาดเล็กกว่าซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กัน ภาพดังกล่าวมีความคล้ายคลึงกับนกเพนกวินที่เฝ้าไข่

กาแล็กซีนกเพนกวินหวงไข่ หรือ NGC 2936 นั้นเดิมทีมีลักษณะเป็นเกลียวก้นหอยแบนๆ แต่ได้รับอิทธิพลแรงโน้มถ่วงจากกาแล็กซีทรงรี NGC 2937

ที่อยู่ด้านล่างจนบิดเบี้ยวอย่างที่เห็น ทั้งสองกาแล็กซีอยู่ห่างจากโลกราวๆ 400 ล้านปีแสง เท่ากับว่าภาพที่เห็นนี้ คือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อ 400 ล้านปีก่อน ทั้งสองกาแล็กซีถูกจินตนาการว่ามีลักษณะคล้ายนกเพนกวิน(NGC 2936) กำลังปกป้องไข่ของมันอยู่ (NGC 2937)

ภาพที่งดงามนี้ได้มาจากข้อมูลภาพลำดับฮับเบิล ดาราจักรลูกอ๊อด Arp188 Galaxy อยู่ห่างจากโลก 420 ล้านปีแสงไปทางกลุ่มดาวที่อยู่ตอนเหนือของ 'Draco ' มีหางของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ที่มีความยาวประมาณ 280,000 ปีแสงซึ่งเป็นกระจุกดาวสีฟ้าขนาดใหญ่ที่สดใส เชื่อกันว่ากาแล็กซีผู้บุกรุกที่มีขนาดเล็กกว่าทำให้ดาราจักรชนิดก้นหอยในอดีตเข้ามาใกล้มากเกินไปและดึงเอาดวงดาวก๊าซและฝุ่นของดาราจักรชนิดก้นหอยออกมาเป็นหางยาวที่เห็นได้ชัดเจน

กาแลคซีผู้บุกรุก อยู่ด้านหลังของกาแลคซี่ลูกอ๊อดประมาณ 300,000 ปีแสง สามารถมองเห็นผ่านแขนของเกลียวที่มุมบน ในอนาคตกาแลคซี่ลูกอ๊อดมีแนวโน้มที่จะไม่มีหาง เพราะหางของมันจะกลายเป็นกลุ่มของกระจุกดาว

Arp 147 หรือที่เรียกว่า IC 298 เป็นดาราจักรวงแหวนคู่ที่มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 440 ล้านปีแสง ระบบนี้เกิดขึ้นเมื่อดาราจักรชนิดก้นหอย (ขวา) ชนกับดาราจักรรูปไข่ (ซ้าย) ทำให้เกิดคลื่นขยายตัวของการผลิตดาวที่มองเห็นเป็นแสงสีฟ้าสดใส

Arp 148 เป็นตัวอย่างที่น่าทึ่งของกาแลคซีสองแห่งที่ชนกันทำให้เกิดดาราจักรรูปวงแหวนและคู่หูที่มีหางยาว การชนกันระหว่างกาแล็กซีแม่ทั้งสองก่อให้เกิดผลกระทบจากคลื่นช็อกที่ดึงสสารเข้าสู่ศูนย์กลางก่อนจากนั้นจึงทำให้เกิดการแพร่กระจายออกไปด้านนอกเป็นวงแหวน

Arp 256 เป็นระบบของกาแลคซีเกลียวสองแห่งในช่วงแรกของการรวมตัวกัน จุดสีน้ำเงินจำนวนมากที่เห็นในแขนเกลียวบิดเบี้ยวเป็นสถานที่ก่อตัวของดาวดวงใหม่

Arp 272 แสดงการชนกันระหว่างกาแล็กซีก้นหอย 2 แห่งคือ NGC 6050 และ IC 1179 ดาราจักรชนิดก้นหอยทั้งสองเชื่อมโยงกันด้วยแขนที่หมุนวน
เรียกอีกอย่างว่า Cerberus Herculis (สัตว์ประหลาดสามหัวจากเทพนิยายกรีก) อยู่ห่างจากโลกประมาณ 490 ล้านปีแสงในทิศทางของกลุ่มดาวเฮอร์คิวลิส สำหรับระยะทางโดยประมาณนี้กรอบครอบคลุมมากกว่า 150,000 ปีแสง

UGC 4881 หรือ“ The Grasshopper” เป็นระบบที่ประกอบด้วยกาแลคซีสองแห่งที่ชนกัน มีหางเป็นลอนสดใสที่มีกระจุกดาวจำนวนมาก กาแลคซีถูกคิดว่าอยู่ครึ่งทางจากการรวมตัวกันแต่แกนของกาแลคซีแม่ยังคงแยกออกจากกันอย่างชัดเจน ซูเปอร์โนวาระเบิดในระบบนี้ในปี 1999 และนักดาราศาสตร์เชื่อว่าการก่อตัวของดาวฤกษ์ที่รุนแรงอาจเพิ่งเริ่มต้นขึ้น

อ้างอิง
https://spacetelescope.org/images/heic1311a/
Cr.https://es-la.facebook.com/ardwarong/posts/3166291876825302 / By อาจวรงค์ ป๋องแป๋ง จันทมาศ
Cr.https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/messier-51-the-whirlpool-galaxy
Cr.http://astromayhem.com/mice/mice.php
Cr.https://www.facebook.com/mostertoys/posts/1307255802759930/ ท่องอวกาศ
Cr.https://www.amusingplanet.com/2019/02/halton-arps-atlas-of-peculiar-galaxies.html / By KAUSHIK PATOWARY

(ขอขอบคุณที่มาของข้อมูลทั้งหมดและขออนุญาตนำมา)