เปิดภาพ "กาแล็กซีล้อเกวียน จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ "เจมส์ เว็บบ์"

วันนี้ (3 ส.ค.2565) นายมติพล ตั้งมติธรรม นักวิชาการดาราศาสตร์ สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (สดร.) เผยแพร่ข้อมูลผ่านเพจเฟซบุ๊ก NARIT เปิดภาพ"กาแล็กซีล้อเกวียน" (Cartwheel Galaxy) จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์ (James Webb Space Telescope: JWST) แสดงให้เห็นโครงสร้างภายใน กลไกการเกิดใหม่ของกระจุกดาวภาย และหลุมดำ ณ ใจกลางกาแล็กซี เผยให้เห็นถึงวิวัฒนาการของกาแล็กซีหลายพันล้านปีที่ผ่านมา

สำหรับกาแล็กซีล้อเกวียน อยู่ห่างออกไป 500 ล้านปีแสงในทิศทางของกลุ่มดาวช่างแกะสลัก (Sculptor constellation)

กาแล็กซีนี้มีลักษณะปรากฏคล้ายกับวงล้อขนาดใหญ่ล้อมรอบวงล้อขนาดเล็ก เชื่อมต่อด้วยสายธารของดาวฤกษ์ มีลักษณะคล้ายล้อเกวียน เกิดจากการชนกันของกาแล็กซี อันเป็นวิวัฒนาการสำคัญของกาแล็กซีที่ส่งต่อให้เกิดปฏิกิริยาใหม่มากมายตามมาภายหลัง

กาแล็กซีล้อเกวียนนี้เป็นส่วนหนึ่งของกาแล็กซีที่มีโครงสร้างแบบกาแล็กซีวงแหวน ซึ่งเป็นโครงสร้างที่หาได้ยากกว่ากาแล็กซีแบบกังหัน เช่น กาแล็กซีทางช้างเผือก ที่พบเห็นได้ง่ายกว่าเป็นอย่างมาก ในโครงสร้างวงแหวนนี้ แสดงให้เห็นวงแหวนหลายชั้นกำลังขยายตัวออกคล้ายกับคลื่นผิวน้ำที่ค่อย ๆ แผ่ออกเป็นวงกว้างจากก้อนกรวดที่ถูกโยนลงไป

วงแหวนภายในนั้นเต็มไปด้วยกระจุกดาวขนาดยักษ์ที่เต็มไปด้วยดาวยักษ์ที่กำลังถือกำเนิดขึ้นใหม่เป็นจำนวนมาก ส่วนวงแหวนภายนอกนั้นมีการขยายตัวอย่างช้า ๆ มาตลอดกว่า 440 ล้านปี เต็มไปด้วยดาวฤกษ์เกิดใหม่และซูเปอร์โนวา ในขณะที่แก๊สในวงแหวนค่อน ๆ ประทะเข้ากับมวลสารที่ล้อมรอบอยู่ภายนอก 

 

กล้องโทรทรรศน์อื่น เช่น กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลนั้นเคยบันทึกภาพของ Cartwheel Galaxy มาก่อนแล้ว (ภาพล่างขวา) แต่รายละเอียดสำคัญเกี่ยวกับกาแล็กซีนั้นยังคงถูกบดบังไปด้วยฝุ่นและแก๊สเป็นจำนวนมากที่รายล้อมกระจุกดาวเกิดใหม่เหล่านี้ ซึ่งกล้อง JWST ที่ศึกษาในย่านคลื่นอินฟราเรดนั้นจะสามารถส่องทะลุฝุ่นอันหนาทึบเหล่านี้เพื่อไขความลับที่ยังไม่เคยถูกเปิดเผยมาก่อนได้

ภาพจากกล้อง NIRCam (ภาพซ้าย) ที่ศึกษาในช่วงคลื่นอินฟราเรดใกล้นั้นเปิดเผยให้เห็นดาวฤกษ์เกิดใหม่ที่ถูกบดบังเอาไว้ด้วยฝุ่นที่ไม่สามารถสังเกตเห็นได้ในช่วงคลื่นแสงที่ตามองเห็นโดยกล้องฮับเบิล แต่กาแล็กซีนี้ในช่วงคลื่นอินฟราเรดใกล้นั้น พบเห็นเป็นดาวจำนวนมากมายที่หนาแน่นในช่วงแกนกลาง และดาวฤกษ์เกิดใหม่ที่ประปรายกว่าในบริเวณโดยรอบ

ในขณะที่ภาพจากกล้อง MIRI (ภาพบนขวา) ทำงานในช่วงย่านคลื่นอินฟราเรดกลาง เผยให้เห็นโครงสร้างของ "ก้าน" ที่เชื่อมต่อระหว่างวงแหวนวงในและวงนอก เปรียบได้กับโครงกระดูกที่เป็นส่วนเชื่อมต่อของกาแล็กซีเอาไว้ด้วยกัน แม้ว่าโครงสร้างนี้จะสามารถพบเห็นได้ในภาพของฮับเบิล แต่ภาพที่ได้จากกล้อง MIRI ของ JWST นั้นแสดงให้เห็นถึงรายละเอียดที่ซับซ้อนเกินกว่าที่กล้องฮับเบิลจะสามารถบันทึกเอาไว้ได้

ภาพของ Cartwheel Galaxy ที่ JWST บันทึกเอาไว้ได้นั้น เปรียบได้กับ "ภาพนิ่ง" ภาพหนึ่งของกาแล็กซีในช่วงหัวเลี้ยวหัวต่อที่กำลังวิวัฒนาการอย่างไม่หยุดยั้ง นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า ก่อนที่จะเกิดการชนกันนั้น Cartwheel Galaxy น่าจะมีลักษณะใกล้เคียงกับกาแล็กซีทางช้างเผือกในปัจจุบัน ซึ่งหากเกิดการชนกันของกาแล็กซีอื่น เช่น กาแล็กซีแอนโดรเมดาที่กำลังพุ่งเข้าชนในอีก 5 พันล้านปีในอนาคต กาแล็กซีทางช้างเผือกอาจจะมีการวิวัฒนาการไปในลักษณะที่ใกล้เคียงกับภาพที่เห็นอยู่นี้

การศึกษาเช่นนี้จึงเป็นส่วนสำคัญที่ช่วยให้เราสามารถทำความเข้าใจถึงอดีต และอนาคตของกาแล็กซี ในกระบวนการวิวัฒนาการที่เกิดขึ้นเช่นเดียวกับกาแล็กซีอีกเป็นจำนวนมากในเอกภพ

 

ภาพของ Cartwheel Galaxy ที่ถูกบันทึกโดยอุปกรณ์ NIRCam ของกล้อง JWST (ภาพซ้าย) อุปกรณ์ MIRI ของกล้อง JWST (ภาพบนขวา) และภาพในอดีตที่ถูกบันทึกโดยกล้อง HST (ภาพล่างขวา) เปิดเผยให้เห็นถึงวงแหวนของกระจุกดาวฤกษ์เกิดใหม่ ที่เกิดจากการชนกันของกาแล็กซีขนาดเล็กที่ทะลุผ่าน Cartwheel Galaxy คล้ายคลื่นผิวน้ำที่กระเพื่อมออกจากก้อนกรวดที่ถูกโยนลงไป

ภาพโดย NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team และ ESA/Hubble & NASA อ้างอิง/อ่านเพิ่มเติม