เมฆแมกเจลลันใหญ่ (Large Magellanic Cloud) เป็นกาแล็กซีแคระซึ่งอยู่ในเส้นทางที่ทางช้างเผือกเคลื่อนที่ผ่าน มันถูกทางช้างเผือกของเรากลืนกิน แต่กาแล็กซีนี้สามารถหลุดรอดจากการถูกกลืนกินและหลงเหลือเป็นเศษซากให้เรามองเห็นมันอยู่บนท้องฟ้าได้อย่างมหัศจรรย์ ปรากฏการณ์นี้ “กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล” สามารถจับภาพเศษซากของเมฆแมกเจลลันใหญ่และกลเม็ดที่ทำให้มันเหลือรอดและก่อกำเนิดดาวฤกษ์ดวงใหม่หล่อเลี้ยงกาแล็กซีเอาไว้ได้

เมฆแมกเจลลันใหญ่คือกาแล็กซีเพื่อนบ้านที่ใกล้ทางช้างเผือกของเรามากที่สุด มันอยู่ห่างไป 163,000 ปีแสง เนื่องด้วยมวลที่น้อยและระยะทางที่ค่อนข้างใกล้ทำให้เมฆแมกเจลลันถูกทางช้างเผือกของเรากลืนกิน แต่เคราะห์ดีที่กาแล็กซีแคระแห่งนี้สามารถหาทางหลบหนีจากการถูกกลืนกินได้ทำให้มันถนอมมวลสารและดาวฤกษ์ของตัวมันเองไว้ได้ แต่ถึงกระนั้นรูปร่างของมันก็บิดเบี้ยวกว่ากาแล็กซีอื่น ๆ ซึ่งเป็นผลจากการถูกกลืนกินในครั้งนั้น

ภาพวาดจำลองการถ่ายภาพเพื่อการวิเคราะห์ฮาโลของเมฆแมกเจลลันใหญ่ของกล้องฮับเบิลในงานวิจัยนี้ โดยกล้องฮับเบิลไม่สามารถสังเกตฮาโลของเมฆแมกเจลลันใหญ่โดยตรงได้ต้องอาศัยสังเกตจากดาวพื้นหลัง

เมื่อเร็ว ๆ นี้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้สังเกตเมฆแมกเจลลันใหญ่แห่งนี้เพื่อวิเคราะห์ว่ามันหลบหนีการถูกกลืนกินโดยทางช้างเผือกของเราไปได้อย่างไร ซึ่งจากการศึกษาทำให้เราพบว่าเมฆแมกเจลลันใหญ่ไม่ได้โคจรรอบทางช้างเผือกของเราหลังจากการพุ่งชนและถูกกลืนกิน นอกจากนี้ การถูกกลืนกินในครั้งนั้นทำให้มวลและ “ฮาโล” (Galactic Halo) ส่วนใหญ่สูญหายไป

ฮาโลคือพื้นที่บริเวณรอบนอกของกาแล็กซีซึ่งขยายตัวออกไปจากจานกาแล็กซี (Galactic Disk) และใจกลางกาแล็กซี (Galactic Core) มีลักษณะเป็นทรงกลมครอบคลุมพื้นที่กว้างใหญ่เกินกว่าขอบเขตที่สามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจน ซึ่งฮาโลของกาแล็กซีสามารถแบ่งออกได้เป็นสามกลุ่มใหญ่ ได้แก่ ฮาโลดาวฤกษ์ หมายถึงดาวฤกษ์ขอบนอกสุดของกาแล็กซีที่มีวงโคจรไม่เป็นระเบียบ เป็นเหมือนเมืองตามขอบชายแดน ส่วนมากมักพบว่าเป็นดาวฤกษ์เก่าแก่ที่มีความหนาแน่นของโลหะเจือปนในตัวดาวน้อย ต่อมาคือฮาโลก๊าซ กลุ่มก๊าซที่อยู่ขอบสุดของกาแล็กซีเหมือนกับฮาโลดาวฤกษ์ แต่มันสามารถกระจายตัวไปในพื้นที่ที่กว้างกว่าฮาโลดาวฤกษ์ได้ ในบางครั้งเราอาจจะเรียกมันว่าโคโรนาของกาแล็กซีและ ฮาโลสสารมืด ซึ่งเราคาดการณ์ว่าการสะสมตัวของสสารมืดน่าจะอยู่บริเวณขอบของกาแล็กซีและอาจจะก่อตัวเป็นชั้นฮาโลรอบกาแล็กซีได้

ภาพวาดจำลองขณะที่เมฆแมกเจลลันใหญ่ถูกทางช้างเผือกเหวี่ยงและดูดกลืน สร้างหางของกาแลกซี่ที่ยาวเหมือนกับดาวหาง

แม้ว่าเมฆแมกเจลลันใหญ่จะสูญเสียก๊าซและมวลไปมาก แต่ไม่น่าเชื่อว่าตัวของมันยังมีก๊าซที่จำเป็นต่อการก่อกำเนิดดาวฤกษ์ดวงใหม่ภายในตัวของมันอยู่ ซึ่งถือว่าเป็นสิ่งที่หาได้ยากในกลุ่มกาแล็กซีแคระที่ถูกกลืนกินโดยกาแล็กซีอื่น การสูญเสียก๊าซส่วนใหญ่เกิดจากกระบวนการที่มีชื่อเรียกว่า Ram-pressure Stripping หรือแรงดันจากก๊าซในฮาโลของทางช้างเผือกที่ผลักก๊าซออกจากเมฆแมกเจลลันใหญ่ จนก่อตัวเป็น "หาง" คล้ายดาวหาง นักวิจัยเปรียบทางช้างเผือกเหมือน "เครื่องเป่าผมยักษ์" ที่เป่าก๊าซของเมฆแมกเจลลันใหญ่ออกไป

การใช้งานกล้องโทรทรรศน์อวกาศศักยภาพสูงอย่างฮับเบิลทำให้นักดาราศาสตร์สามารถสังเกตและตรวจวัดขนาดของฮาโลของเมฆแมกเจลลันใหญ่ได้เป็นครั้งแรก ซึ่งพวกเขาพบว่าฮาโลของมันมีขนาดเพียง 50,000 ปีแสงและมวลน้อยกว่าฮาโลของทางช้างเผือกถึง 10 เท่า

จากการศึกษาของกล้องฯ ฮับเบิลในครั้งนี้ทำให้เราสามารถสรุปได้ว่าเมฆแมกเจลลันคือผู้รอดชีวิตจากการถูกกลืนกินโดยทางช้างเผือก เพราะจากการสังเกตการณ์ตอนนี้เมฆแมกเจลลันใหญ่ออกห่างจากจุดที่ใกล้ทางช้างเผือกของเรามากที่สุดแล้วและกำลังค่อย ๆ เคลื่อนตัวออกห่างจากทางช้างเผือก

การที่เมฆแมกเจลลันใหญ่ยังสามารถคงสภาพของฮาโลและมวลบางส่วนไว้ได้ เป็นเพราะว่าการถูกกลืนกินในครั้งนี้ ทางช้างเผือกยังเหลือมวลจำนวนหนึ่งที่เพียงพอสำหรับที่ตัวเมฆแมกจัลลันใหญ่จะสร้างแรงโน้มถ่วงเพื่อดึงและก่อตัวฮาโลเอาไว้ ส่งผลให้ก๊าซที่อยู่ในนั้นยังเพียงพอสำหรับการก่อตัว สร้างดาวฤกษ์ดวงใหม่ให้กับตัวมันไว้ได้อยู่

ภาพถ่ายอุปกรณ์ Cosmic Origins Spectrograph ที่ติดตั้งบนกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

การศึกษาฮาโลและมวลของเมฆแมกเจลลันใหญ่ในครั้งนี้จะเกิดขึ้นไม่ได้เลยหากไม่ได้รับการสังเกตการณ์โดยกล้องฯ ฮับเบิลและเทคโนโลยีกล้องถ่ายภาพ Cosmic Origins Spectrograph (COS) ภายในฮับเบิลที่ช่วยให้สามารถสังเกตการดูดซับแสงจากควาซาร์ซึ่งอยู่ด้านหลังฮาโลของเมฆแมกเจลลันใหญ่ เพื่อนำมาประเมินขนาด ความเร็ว และองค์ประกอบของก๊าซในฮาโลเทียบกับในอวกาศลึก

เมฆแมกเจลลันใหญ่เปรียบเสมือนห้องเรียนด้านจักรวาลวิทยาขนาดใหญ่ที่นักดาราศาสตร์สามารถศึกษากระบวนการวิวัฒนาการของกาแล็กซีและรูปแบบของกาแล็กซีในยุคแรกเริ่มได้ เนื่องจากเมฆแมกเจลลันใหญ่เป็นกาแล็กซีแคระที่พบว่ามีดาวฤกษ์เก่าแก่อยู่เป็นจำนวนมากและรูปร่างของเมฆแมกเจลลันใหญ่ก็เหมาะสมกับการศึกษาความไม่เป็นระเบียบของกาแล็กซีที่อยู่ในยุคดึกดำบรรพ์ และการชนกันของกาแล็กซีขนาดเล็กกับกาแล็กซีขนาดใหญ่ ซึ่งยังมีโจทย์อีกมากที่รอการศึกษาต่อในอนาคต เช่น ตำแหน่งการชนกันของสองฮาโล เป็นต้น

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

ที่มาข้อมูล : NASA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

“กล้องฯ ฮับเบิล” จับภาพ “กาแล็กซีแคระ” หนีเอาชีวิตรอดหลังถูกทางช้างเผือกกลืนกิน