| ที่มา | คอลัมน์ ฟิสิกส์ธรรมดาสาระมันส์ มติชนรายวัน |
|---|---|
| ผู้เขียน | อาจวรงค์ จันทมาศ www.facebook.com/ardwarong |
| เผยแพร่ |
ในปี ค.ศ.1943 คาร์ล เค เซย์เฟิร์ต (Carl K. Seyfert) นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน ตีพิมพ์เผยแพร่การศึกษากาแล็กซีแบบก้นหอยในช่วงคลื่นแสงที่ตามองเห็น เขาพบว่ากาแล็กซีก้นหอยบางกาแล็กซีมีนิวเคลียสขนาดเล็ก แต่ปลดปล่อยพลังงานออกมามหาศาลและมีสเปกตรัมที่แปลกไปจากกาแล็กซีก้นหอยอื่นๆ
ทุกวันนี้นักดาราศาสตร์เรียกกาแล็กซีที่เขาศึกษาว่า กาแล็กซีเซย์เฟิร์ต (Seyfert Galaxy) ราวๆ 2% ของกาแล็กซีแบบก้นหอยจะเป็นกาแล็กซีเซย์เฟิร์ต
แสงจากกาแล็กซีทั่วไปนั้นมาจากดาวฤกษ์ที่อยู่ในกาแล็กซีนั้น ดังนั้นสเปกตรัมของกาแล็กซีทั่วๆ ไปจึงประกอบไปเส้นการดูดกลืน (Absorption lines) ที่พบได้ในดาวฤกษ์ แต่สเปกตรัมของกาแล็กซีเซย์เฟิร์ตกลับเป็นเส้นการปลดปล่อยพลังงานที่มาจากอะตอมที่อยู่ในสภาพไอออไนซ์จำนวนมาก (กล่าวคือมันเป็นอะตอมที่พลังงานสูงจนอิเล็กตรอนหลุดออกไป) นักดาราศาสตร์สรุปได้ทันทีว่ากาแล็กซีเซย์เฟิร์ตประกอบด้วย แก๊สที่อุณหภูมิสูง มีความหนาแน่นต่ำ และอยู่ในสถานะกระตุ้น นอกจากนี้สเปกตรัมที่สังเกตได้ยังกระจายตัวอยู่ในช่วงกว้างซึ่งบ่งชี้ว่าเกิดจากปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ ของแก๊สที่โคจรรอบศูนย์กลางกาแล็กซีด้วยอัตราเร็วสูงมาก ในระดับ 10,000 กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งนับว่าเร็วกว่าอัตราเร็วของแก๊สที่อยู่ใจกลางกาแล็กซีทั่วไปนับสิบเท่า
นั่นหมายความว่ามีปรากฏการณ์บางอย่างที่รุนแรงมากเกิดขึ้นที่ใจกลางกาแล็กซีเซย์เฟิร์ต
กาแล็กซีเซย์เฟิร์ตแบ่งออกเป็นสองประเภท
– กาแล็กซีเซย์เฟิร์ตประเภท 1 (Type 1 Seyfert galaxy) เป็นกาแล็กซีแบบที่มีการปลดปล่อยรังสีเอกซ์และอัลตราไวโอเล็ตออกมาอย่างรุนแรง
– กาแล็กซีเซย์เฟิร์ตประเภท 2 (Type 2 Seyfert galaxy) มีการปลดปล่อยรังสีเอกซ์ที่อ่อนกว่าแบบแรกมาก สเปกตรัมของเส้นการคายพลังงานแคบกว่ากาแล็กซีเซย์เฟิร์ตแบบแรก แต่ก็กว้างกว่ากาแล็กซีทั่วๆ ไป
นอกจากนี้นักดาราศาสตร์ยังพบว่ารังสีเอกซ์ที่ออกมาจากนิวเคลียสของกาแล็กซีเซย์เฟิร์ตนั้นมีความเปลี่ยนแปลงที่รวดเร็วในระดับนาที ความเปลี่ยนแปลงดังกล่าวทำให้นักดาราศาสตร์วิเคราะห์ได้ว่าใจกลางของมันต้องมีขนาดเล็กมาก กาแล็กซีเซย์เฟิร์ตบางกาแล็กซีมีใจกลางไม่ใหญ่ไปกว่าวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์มากนัก แต่กลับปลดปล่อยพลังงานออกมามากมาย
ทุกวันนี้แบบจำลอง Unified model of active galactic nuclei ทำให้นักดาราศาสตร์รู้ว่าทั้งเควซาร์ บลาซาร์ และกาแล็กซีเซย์เฟิร์ต ต่างก็เป็นนิวเคลียสกาแล็กซีแบบแอ๊กทีฟที่ถูกมองในมุมต่างๆ กันทั้งสิ้น(ภาพ2)
จากรูปจะเห็นว่าหากเราทำการสังเกตกาแล็กซีแบบแอคทีฟผ่านสันของจานรวมมวล เราจะมองไม่เห็นใจกลางของกาแล็กซีเพราะฝุ่นปริมาณมากบังอยู่ นั่นคือลักษณะของกาแล็กซีเซย์เฟิร์ตประเภท 2 ที่รังสีเอ็กซ์ไม่รุนแรงมากนักเพราะถูกฝุ่นดูดกลืนไปบ้าง นอกจากนี้เราอาจสังเกตเห็นสสารและพลังงานที่พุ่งออกจากใจกลางทั้งสองทางซึ่งเริ่มเย็นตัวลงและโคจรรอบกาแล็กซีช้าลงได้ด้วย
แต่ถ้าจานรวมมวลเอียงเล็กน้อยจนเราสามารถสังเกตเห็นใจกลางของมันได้บ้าง เราจะเห็นสเปกตรัมการแผ่รังสีจากแก๊สร้อนจัดและแก๊สที่โคจรรอบจุดศูนย์กลางที่รวดเร็ว ซึ่งนั่นเป็นลักษณะของกาแล็กซีเซย์เฟิร์ตประเภทที่ 1
อย่างไรก็ตาม แบบจำลอง Unified model of active galactic nuclei ยังไม่ใช่แบบจำลองที่สมบูรณ์จนสามารถอธิบายปรากฏการณ์เกี่ยวกับกาแล็กซีได้ทุกอย่าง นักดาราศาสตร์ยังไม่เข้าใจธรรมชาติของจานรวมมวลอย่างชัดเจน เช่นว่า พลังงานมหาศาลที่ปลดปล่อยออกมาในทิศตั้งฉากกับจานรวมมวลนั้นเกิดขึ้นได้อย่างไร เป็นต้น
อย่างไรก็ตาม แบบจำลองนี้ช่วยนักดาราศาสตร์เข้าใจสิ่งที่เกิดขึ้นบริเวณใจกลางของจานรวมมวลของกาแล็กซีแบบแอ๊กทีฟได้เป็นอย่างดี
