คอลัมน์ ฟิสิกส์ธรรมดาสาระมันส์ : แหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุนอกกาแล็กซีทางช้างเผือก

กาแล็กซีต่างๆ มีการปลดปล่อยคลื่นวิทยุออกมาด้วยอัตราไม่เท่ากัน นักดาราศาสตร์สามารถแบ่งประเภทของกาแล็กซีตามความเข้มของคลื่นวิทยุที่ปลดปล่อยออกมาได้เป็น

-กาแล็กซีปกติ (Normal) ที่ปลดปล่อยคลื่นวิทยุออกมาไม่รุนแรงนัก ได้แก่ กาแล็กซีแอนโดรเมดาซึ่งเป็นกาแล็กซีที่มีขนาดใหญ่มากแต่ปลดปล่อยคลื่นวิทยุออกมาเพียง 10^32 วัตต์

-radio galaxy เป็นกาแล็กซีที่มีการปลดปล่อยคลื่นวิทยุออกมาอย่างรุนแรง เช่น ซิกนัส เอ (Cygnus A) ซึ่งปลดปล่อยคลื่นวิทยุออกมาถึง 10^38 วัตต์ ซึ่งมากกว่ากาแล็กซีแอนโดรเมดาถึงล้านเท่า

radio galaxy เป็นกาแล็กซีแบบ active ซึ่งมีการปลดปล่อยพลังงานออกมาอย่างรุนแรง แต่กาแล็กซีแบบ active บางกาแล็กซีที่มีการปลดปล่อยคลื่นวิทยุออกมาอย่างรุนแรง

Advertisement

ดังนั้น การศึกษาทำความเข้าใจธรรมชาติของกาแล็กซีแบบ active ย่อมทำให้เราเห็นภาพกว้างๆ ที่ครอบคลุมถึง radio galaxy ด้วย

 01

กาแล็กซีแบบ active

Advertisement

บริเวณใจกลางของกาแล็กซีแบบ active นั้นมีหลุมดำมวลยิ่งยวดที่ดึงดูดแก๊สด้วยแรงโน้มถ่วงมหาศาลให้โคจรไปรอบๆ เกิดเป็นโครงสร้างที่เรียกว่า จานรวมมวล (accretion disk) ซึ่งจะมีการปลดปล่อยพลังงานออกมามหาศาล โดยจานรวมมวลอาจไม่ได้วางตัวอยู่ในระนาบเดียวกับกาแล็กซี

สมัยก่อนนักดาราศาสตร์ไม่ทราบว่า เมื่อสังเกตจานรวมมวลของกาแล็กซีแบบแอ๊กทีฟที่มุมต่างๆ กัน มันจะปรากฏในลักษณะที่แตกต่างกันจนนักดาราศาสตร์ไม่รู้ว่ามันเป็นวัตถุประเภทเดียวกัน แต่เมื่อมีการศึกษาและเก็บข้อมูลมากขึ้น ในที่สุดนักดาราศาสตร์จึงสามารถสร้างแบบจำลองที่เรียกว่า unified model of active galactic nuclei ซึ่งสามารถอธิบายได้ว่า เควซาร์ บลาซาร์ และกาแล็กซีเซเฟิร์ต นั้นคือ กาแล็กซีแบบแอ๊กทีฟที่มองในมุมต่างๆ กัน

1.เควซาร์ (Quasars)

ช่วงปี ค.ศ.1960 นักดาราศาสตร์ตรวจจับแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุที่มีขนาดเล็กกว่ากาแล็กซีอย่างมากได้ มันเล็กเสียจนปรากฏเป็นจุดเหมือนดาวฤกษ์ แต่สเปกตรัมของมันไม่เหมือนดาวฤกษ์เลย

นักดาราศาสตร์จึงเรียกวัตถุปริศนานี้ว่า quasi-stellar object หรือเควซาร์ (Quasars)

หลังจากมีการค้นพบเควซาร์ได้ไม่นานนัก ในปี ค.ศ.1963 Maaeten Schmidt นักดาราศาสตร์แห่งหอดูดาวปาโลมาร์ (Palomar Observatory) พยายามจับคู่สเปกตรัมของเควซาร์กับเส้นสเปกตรัมบาลเมอร์ของไฮโดรเจนปรากฏว่าตรงกัน แต่มีการเลื่อนออกไปทางสีแดงซึ่งบ่งชี้ว่าเควซาร์มีการเคลื่อนที่ในทิศห่างออกจากโลกด้วยอัตราเร็วสูงมาก จากกฎของฮับเบิลทำให้นักดาราศาสตร์รู้ว่ามันอยู่ไกลจากโลกของเรามาก มันเป็นหนึ่งในวัตถุที่ไกลที่สุดเท่าที่นักดาราศาสตร์สามารถตรวจจับได้ เควซาร์บางดวงอย่าง ULAS J1120+0641 อยู่ห่างจากโลกมากเกือบ 29,000 ล้านปีแสง แสดงด้วยจุดสีแดงเล็กๆ ตรงกลางภาพ

ปัจจุบันนักดาราศาสตร์ทราบดีว่าเควซาร์คือกลุ่มก๊าซที่ไหลวนรอบๆ หลุมดำมวลยิ่งยวดถูกแรงโน้มถ่วงของหลุมดำบีบอัดจนปลดปล่อยพลังงานออกมามหาศาล พลังงานที่เควเซาร์ปลดปล่อยออกมานั้นมากกว่าพลังงานที่กาแล็กซีทั่วๆ ไปปลดปล่อยออกมานับล้านเท่า

02

2.บลาซาร์ (Blasars) คือวัตถุที่ปลดปล่อยพลังงานออกมาคล้ายกับเควซาร์ แต่มีความเปลี่ยนแปลงความเข้มของพลังงานในระยะเวลาที่สั้นกว่าเควซาร์ นอกจากนี้ คลื่นแสงและคลื่นวิทยุที่ปลดปล่อยออกมายังเป็นคลื่นแบบโพลาไรซ์มากกว่าเควซาร์ด้วย

มันคือกาแล็กซีแบบแอ๊กทีฟที่หันระนาบจานรวมมวลมาทางโลกจนนักดาราศาสตร์สังเกตเห็นได้แบบเต็มๆ

อาทิตย์หน้าจะเล่าเรื่องกาแล็กซีเซเฟิร์ตซึ่งเป็นกาแล็กซีที่คนทั่วไปไม่ค่อยรู้จักให้ฟังครับ

QR Code
เกาะติดทุกสถานการณ์จาก Line@matichon ได้ที่นี่
Line Image