นักดาราศาสตร์ DIY อุปกรณ์คำนวณค่าสนามแม่เหล็กดวงอาทิตย์ไปใช้กับกาแล็กซีซิการ์ เพื่อหาสาเหตุการเกิดลำแก๊ส

นักดาราศาสตร์ DIY อุปกรณ์คำนวณค่าสนามแม่เหล็กดวงอาทิตย์ไปใช้กับกาแล็กซีซิการ์ เพื่อหาสาเหตุการเกิดลำแก๊ส

Messier 82 (NGC3034/M82) หรือ กาแล็กซีซิการ์ (Cigar Galaxy) อยู่ในกลุ่มดาวหมีใหญ่ (Ursa Major) ห่างออกไป 12 ล้านปีแสง กาแล็กซีซิการ์เป็นกาแล็กซีที่มีอัตราการเกิดของดาวใหม่สูงมากเกิดจากแรงโน้มถ่วงรบกวนจากกาแล็กซีใกล้เคียง Messier 81 (M81) ทำให้เกิดปฏิกิริยาที่เรียกว่า “Starburst” ที่ใช้อธิบายกาแล็กซีที่มีอัตราการเกิดของดาวใหม่สูง โดยแค่ใจกลางของกาแล็กซีซิการ์อาจเกิดดาวใหม่ขึ้นเร็วกว่ากาแล็กซีทางช้างเผือกทั้งกาแล็กซีถึง 10 เท่า

ซึ่ง Starburst เป็นปฏิกิริยาลูกโซ่กล่าวคือยิ่งมีดาวเกิดใหม่เร็วขึ้นมากเท่าไหร่อัตราการเกิดก็จะยิ่งเพิ่มขึ้น เพราะการเกิดใหม่ของดาวอย่างรวดเร็วนั้นจะทำให้เกิด Galactic wind ที่รุนแรงยิ่งขึ้นซึ่งจะผลักแก๊สต่าง ๆ ไปรวมตัวกันเป็นกลุ่มก้อนเกิดเป็นดาวใหม่ ๆ เพิ่มขึ้นอีกจำนวนมาก และ Galactic wind ของกาแล็กซีซิการ์นี้ มันรุนแรงจนผลักแก๊สและเศษฝุ่นต่าง ๆ ของตัวมันเองออกจากกาแล็กซีสู่พื้นที่อวกาศระหว่างกาแล็กซีที่เรียกว่า Intergalactic medium อีกด้วย

ภาพของกาแล็กซีซิการ์ที่ช่วงคลื่นแสงที่มองเห็นได้กับช่วงคลื่น Infrared – ที่มา NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/NOAO

Galactic wind ดังกล่าวทำให้เกิดกลุ่มก้อนของแก๊สร้อน (สีแดง) และกลุ่มของฝุ่น (สีเหลือง) พุ่งออกมาจากกาแล็กซีในแนวตั้งฉากกับ Plane ของกาแล็กซี ซึ่งเมื่อไม่นานมานี้นักดาราศาสตร์พบว่าลำแก๊สเหล่านี้ไม่ได้แค่พุ่งออกมาเพราะแรงผลักจาก Galactic wind อย่างเดียว แต่มีเรื่องของสนามแม่เหล็กเข้ามาเกี่ยวข้องด้วย

ภาพถ่ายของกาแล็กซีซิการ์ M82 ที่ช่วงความยาวคลื่นอินฟราเรด – ที่มา NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

ข้อมูลจาก SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) เดิมใช้ในการศึกษาเพียงแค่ใจกลางของกาแล็กซีซิการ์เท่านั้นเพื่อศึกษาสนามแม่เหล็กของมัน แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักดาราศาสตร์ได้ใช้เครื่องมือซึ่งเดิมใช้ในด้านการศึกษา Heliophysics ของดวงอาทิตย์เท่านั้น แต่คราวนี้เอามา DIY ใช้กับสเกลที่ใหญ่ขึ้น ก็นะ จากสเกลดวงอาทิตย์ เอาไปใช้ระดับกาแล็กซี

SOFIA หอดูดาวบินได้บนเครื่อง 747 ที่ออกแบบให้ไปอยู่ตรงไหน เมื่อไหร่ ก็ได้บนโลก

ข้อมูลก่อนหน้านี้จากอุปกรณ์ HAWC+ (High-Resolution Airborne Wideband Camera) ของ SOFIA พบว่าสนามแม่เหล็กของกาแล็กซีซิการ์นั้นได้รับผลกระทบจาก Galactic wind ที่รุนแรงซึ่งเป็นผลสืบเนื่องมาจากการเกิด Starburst ภายในใจกลางของกาแล็กซี ทำให้สนามแม่เหล็กบริเวณใจกลางของกาแล็กซีนั้นเบนไปจนตั้งฉากกับกังหันของกาแล็กซีเอง และสอดคล้องกับทิศทางของลำแก๊สที่กำลังพุ่งออกจากกาแล็กซี ทำให้นักดาราศาสตร์สงสัยว่าสนามแม่เหล็กที่เบนไปแบบนี้มีความเกี่ยวข้องกับลำแก๊สดังกล่าวหรือไม่

ภาพของกาแล็กซีซิการ์แสดงการตรวจจับการเรียงตัวของสนามแม่เหล็กอ้างอิงจากข้อมูลของ SOFIA – ที่มา NASA/SOFIA/E. Lopez-Rodriguez; NASA/Spitzer/J. Moustakas et al.

ในขณะเดียวกันกล้องโทรทรรศน์ต่าง ๆ อย่างกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Spitzer ของ NASA ก็ตรวจพบเศษฝุ่นที่คาดว่าน่าจะมาจากกาแล็กซีซิการ์อยู่ห่างออกไปจากตัวกาแล็กซีถึง 20,000 ปีแสง คำถามก็คือมันกระเด็นมายังไงตั้ง 20,000 ปีแสง ไม่มีใครรู้ ทั้งที่จริงแล้วมันคือจะกระจายออกมาเป็นลำจากกาแล็กซีซิการ์ สนามแม่เหล็กจึงต้องมีส่วนเกี่ยวข้องแน่ ๆ เพราะสนามแม่เหล็กของกาแล็กซีซิการ์อาจมีคุณสมบัติเหมือนลมสุริยะที่สนามแม่เหล็กของมันนั้นยืดยาวออกไปไกลมาก ๆ

อำนาจของสนามแม่เหล็กจากลมสุริยะที่ครอบคลุม Heliosphere จากอนุภาคภายนอกได้ทั้งหมด – ที่มา NASA’s Goddard Space Flight Center/Conceptual Image Lab

มีความเป็นไปได้ที่เส้นสนามแม่เหล็กของกาแล็กซีซิการ์จะยืดออกไปไกลมาก ๆ และสามารถเหนี่ยวนำสารและแก๊สต่าง ๆ ออกไปไกลถึง 20,000 ปีแสงได้ ด้วยความที่ Heliophysics ของสนามแม่เหล็กและลมสุริยะของดวงอาทิตย์มันคล้าย ๆ กัน นักดาราศาสตร์ก็เลยเอาเครื่องมือที่เอาไว้ใช้คำนวณค่าสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์มาใช้กับกาแล็กซีซิการ์ซะเลย

อุปกรณ์ดังกล่าวใช้สำหรับการทำ Potential Field Extrapolation หรือการ Extrapolate ข้อมูลเส้นสนามแม่เหล็ก กล่าวคือการจำลองและคาดการณ์ค่าต่อ ๆ ไปของเส้นสนามแม่เหล็ก เพราะเมื่อก่อนเราไม่สามารถวัดเส้นสนามแม่เหล็กของลมสุริยะโดยตรงได้ เลยต้องใช้อุปกรณ์มาคำนวณและจำลองขึ้นแทน ซึ่งจุดประสงค์ของอุปกรณ์ก็คล้ายเดิมแค่นักดาราศาสตร์ DIY เอาไปใช้ในสเกลที่ใหญ่ขึ้นอย่างระดับกาแล็กซีเท่านั้นเอง

นักดาราศาสตร์ Extrapolate สนามแม่เหล็กของกาแล็กซีซิการ์ที่ระยะห่างประมาณ 25,000 ปีแสงรอบ ๆ กาแล็กซีและพบว่าเส้นสนามแม่เหล็กพวกนี้ยืดยาวห่างออกไปไกลมาก ๆ ทะลุระยะทางที่ Extrapolate และไม่ได้ย้อนกลับมาเหมือนแหวนแม่เหล็กบนดวงอาทิตย์อย่าง Coronal loops คุณสมบัติคล้ายกับลมสุริยะของดวงอาทิตย์ที่เส้นสนามแม่เหล็กยืดขยายออกไปถึง Interstellar medium

ภาพจำลองเส้นสนามแม่เหล็กของกาแล็กซีซิการ์จากข้อมูลของ SOFIA – ที่มา NASA, SOFIA, L. Proudfit; NASA, ESA, Hubble Heritage Team; NASA, JPL-Caltech, C. Engelbracht

จึงมีความเป็นไปได้สูงมากที่เศษซากแก็สและฝุ่นต่าง ๆ ที่ Spitzer เจอห่างออกไปกว่า 20,000 ปีแสงนั้นถูกสนามแม่เหล็กของกาแล็กซีซิการ์เหนี่ยวนำมานั่นเอง อย่างไรก็ตามยังไม่มีการสรุปข้อสันนิษฐานนี้อย่างแน่ชัด แต่ยังต้องสังเกตการณ์และเก็บข้อมูลต่อไป

เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO

อ้างอิง

Magnetic ‘Highway’ Channels Material Out of Cigar Galaxy

NASA’s Spitzer Reveals Stellar Smoke

Weighing Galactic Wind Provides Clues to Evolution of Galaxies

เราใช้คุกกี้เพื่อพัฒนาประสิทธิภาพ และประสบการณ์ที่ดีในการใช้เว็บไซต์ของคุณ คุณสามารถศึกษารายละเอียดได้ที่ นโยบายความเป็นส่วนตัว และสามารถจัดการความเป็นส่วนตัวเองได้ของคุณได้เองโดยคลิกที่ ตั้งค่า

Privacy Preferences

คุณสามารถเลือกการตั้งค่าคุกกี้โดยเปิด/ปิด คุกกี้ในแต่ละประเภทได้ตามความต้องการ ยกเว้น คุกกี้ที่จำเป็น

Allow All
Manage Consent Preferences
  • Always Active

Save