January 2007

ปริศนาชั้นบรรยากาศดาวเสาร์ยิ่งศึกษายิ่งลึกลับ

Hot New Mystery Surrounds Saturn

January 29^th, 2007

Adapted from: www.space.com

หลายปีมาแล้ว นักดาราศาสตร์ทราบดีว่าชั้นบรรยากาศชั้นบนของดาวเสาร์ และดาวเคราะยักษ์ที่ห่อหุ้มด้วยก๊าซหนาแน่น มีอุณหภูมิสูงเกินกว่าจะอธิบายได้ด้วยการดูดกลืนแสงอาทิตย์

ปรากฎการณ์ดังกล่าวถูกอธิบายด้วยกลไกที่คล้ายกับการเกิดแสงเหนือแสงใต้ (Aurora) บนโลก พลังงานแม่เหล็กภายในแมกนีโตสเฟียร์ (Magnetosphere) ทำให้เกิด Aurora และทำให้ชั้นบรรยากาศส่วนบนร้อนขึ้น

ภาพจำลองของแสงเหนือแสงใต้บนขั้วดาวเสาร์บริเวณด้านกลางคืน

Credit : John Clarke, Denis Grodent, ESA, and NASA

สำหรับดาวเคราะห์ยักษ์หลายดวงนักดาราศาสตร์ค้นพบ Aurora บริเวณขั้วดาวมานานแล้ว โดยอธิบายว่าความร้อนที่ถูกสร้างขึ้นจาก Aurora ถูกพามายังบริเวณศูนย์สูตรของดาวเคราะห์ด้วยกระบวนการที่เป็นปริศนาบางอย่าง

แต่ผลการคำนวณใหม่ซึ่งตีพิมพ์ลงในนิตยสาร Nature พบว่าหากกระบวนการนี้เกิดขึ้นจริง อย่างเช่นบนดาวเสาร์ มันควรจะทำให้ชั้นบรรยากาศส่วนบนบริเวณศูนย์สูตรมีอุณหภูมิต่ำลงไม่ใช่สูงขึ้น นั่นย่อมทำให้ปริศนาดังกล่าวยิ่งลึกลับดำมืดเข้าไปอีก

ภาพซ้อนแสดง aurora (ในความยาวคลื่นอื่น) บนขั้วเหนือของดาวพฤหัสบดีที่เป็นภาพจาก optical light

Credit : John Clarke, Denis Grodent, ESA, and NASA

Alan Aylward จาก University College London หนึ่งในกลุ่มวิจัยอธิบายว่า “เราจำเป็นต้องทดสอบสมมติฐานพื้นฐานเกี่ยวกับชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์เสียใหม่ และอะไรที่เป็นตัวการทำให้ชั้นบรรยากาศส่วนบนร้อนขึ้น”

บางทฤษฎียังคงใช้ได้อยู่ อย่างเช่น คลื่นลอยตัว (Buoyancy Wave) ที่ถูกสร้างขึ้นบริเวณชั้นบรรยากาศส่วนล่าง แล้วถ่ายทอดพลังงานขึ้นไปยังชั้นบรรยากาศส่วนบน

แสดงการแผ่ความร้อนของดาวเสาร์ จุดสีขาวที่ขั้วใต้คือบริเวณที่มีอุณหภูมิสูง

ส่วนบริเวณศูนย์สูตรดาวมีอุณหภูมิต่ำเนื่องจากอยู่ภายในร่มเงาของวงแหวน

Credit : http://saturnplanet.quickseek.com/

การไขปริศนานี้จะเป็นประโยชน์ต่อการศึกษาความเป็นไปของชั้นบรรยากาศโลกด้วย เนื่องจากดาวเคราะห์หลายดวงสามารถสูญเสียก๊าซในชั้นบรรยากาศออกไปได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ยิ่งโมเลกุลก๊าซได้รับความร้อนมากเท่าไหร่มันก็จะได้รับพลังงานจลน์มากพอที่จะหนีจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ออกไป ตัวอย่างเช่น ดาวเคราะห์วงในอย่างดาวพุธที่แทบไม่มีชั้นบรรยากาศเลย เนื่องจากร้อนจนก๊าซหนีออกไปหมด หรืออย่างดาวอังคารที่แรงโน้มถ่วงต่ำเกินไปจนแทบรั้งก๊าซร้อน ๆ ในชั้นบรรยากาศส่วนบนไว้ไม่ได้ ยิ่งนักวิทยาศาสตร์สามารถเข้าใจกลไกการให้ความร้อนต่อชั้นบรรยากาศส่วนบน นอกเหนือจากความร้อนจากแสงดวงอาทิตย์ได้มากเท่าไร ก็จะยิ่งช่วยทำความเข้าใจวิวัฒนาการของชั้นบรรยากาศโลกได้ดีขึ้น

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

ใจกลางกาแลกซีกำลังเล่นซ่อนหา

Integral Sees the Galactic Centre Playing Hide and Seek

January 23^rd, 2007

Adapted from: www.esa.int

หอสังเกตการณ์รังสีแกมมา Integral พบแหล่งกำเนิดรังสีและอนุภาคพลังงานสูงที่อยู่รอบ ๆ หลุมดำใจกลางกาแลกซีทางช้างเผือกอยู่ ๆ ก็ค่อย ๆ เลือนลงไปชั่วขณะหนึ่ง เหตุการณ์ไม่ปกตินี้ทำให้นักดาราศาสตร์พบเทหวัตถุที่มีความสว่างต่ำและอาจกลายถูกดูดตกลงไปในหลุมดำดังกล่าว

บริเวณ Bulge ของกาแลกซีคือส่วนที่โป่งนูน ณ ศูนย์กลางกาแลกซี

Credit : http://www.astrobio.nau.edu/~koerner/ast180/lectures/pic/cdrom/art_low-res/ch14/figure-14-08.jpg

ใจกลางกาแลกซีทางช้างเผือกเป็นสถานที่ที่อุดมไปด้วยพลวัตมากที่สุดแห่งหนึ่งในกาแลกซี นักดาราศาสตร์พบว่ามันเป็นที่อยู่ของหลุมดำมวลยวดยิ่ง (Supermassive Black Hole) Sagittarius A* (อ่านว่า เอ สตาร์) ด้วยปฏิบัติการ Integral ขององค์การอวกาศยุโรป ซึ่งส่งดาวเทียมสังเกตการณ์ในย่านรังสีเอกซ์ออกไปในอวกาศเพื่อติดตามความเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมบริเวณที่เรียกว่า Bulge ของกาแลกซีนับแต่เดือนกุมภาพันธ์ 2548 จนถึงปัจจุบัน ด้วยดาวเทียม Integral ทำให้นักวิจัยจาก ESA ค้นพบแหล่งกำเนิดรังสีพลังงานสูงภายในbulge แล้วประมาณ 80 แห่ง ซึ่งส่วนใหญ่เป็นระบบเทหวัตถุคู่รังสีเอกซ์ (X-ray Binary)

ใจกลางกาแลกซีทางช้างเผือก แสดงแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์และรังสีแกมมาความเข้มสูง

จากอุปกรณ์ IBIS/ISGRI บนยาน Integral ขณะที่แหล่งกำเนิดความเข้มสูงยังไม่หรี่ลง

Credits : ESA/ISDC

ระบบเทหวัตถุคู่รังสีเอกซ์ประกอบขึ้นจากดาวฤกษ์สองดวงโคจรรอบกันและกัน ดวงหนึ่งเป็นดาวฤกษ์ธรรมดา ส่วนอีกดวงเป็นซากดาวฤกษ์ อย่างเช่น ดาวแคระขาว(White Dwarf) ดาวนิวตรอน(Neutron) หรือแม้แต่หลุมดำ(Black Hole) ถ้าหากดาวทั้งสองเข้าใกล้กันมากพอที่แรงโน้มถ่วงจากซากดาวสามารถดูดเอาก๊าซจากดาวฤกษ์ปกติมาได้ ขณะที่ก๊าซที่ถูกขโมยมาดังกล่าวหมุนเป็นวนและตกลงไปในซากดาว ก๊าซจะร้อนขึ้นจนมีอุณหภูมิหลายล้านองศาเซลเซียสจนแผ่รังสีเอกซ์และรังสีแกมมาออกมา ส่วนรังสีเอกซ์หรือรังสีแกมมาเรย์จะมีความเข้มข้นเท่าใดนั้นก็ขึ้นอยู่ปริมาณก๊าซที่ตกลงไปในซากดาว

ใจกลางกาแลกซีทางช้างเผือก แสดงแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์และรังสีแกมมาความเข้มสูง จากอุปกรณ์ IBIS/ISGRI บนยาน Integral

ขณะที่แหล่งกำเนิดความเข้มสูงล้วนหรี่ลง เช่น micro-quasar 1E 1740.7-2942 ซึ่งปกติจะสว่างกว่าวัตถุอื่นๆ

แต่ในภาพกลับหรี่ลงไป เช่นเดียวกับ Sagittarius A* (ตำแหน่ง 1)

Credits : ESA/ISDC

สืบเนื่องจากผลการเก็บข้อมูลเมื่อเดือนเมษายนปีที่แล้ว รังสีพลังงานสูงจากแหล่งกำเนิดรังสีประมาณ 10 แห่ง ที่ใกล้ใจกลางกาแลกซีที่สุด มีความเข้มข้นของแสงลดลงชั่วระยะเวลาหนึ่ง ซึ่งมีความเป็นไปได้ว่ามีแรงลึกลับบางอย่างก่อกวนพวกมันจนต้องหยุดกิจกรรมตามปกติชั่วคราว

ปรากฎการณ์นี้ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถประมาณความสว่างต่ำที่สุดของรังสีที่แผ่ออกมาจากระบบเทหวัตถุคู่รังสีเอกซ์ รวมทั้งได้เก็บข้อมูลจากระบบเทหวัตถุอื่น ๆ ที่ไม่เคยพบมาก่อนเพราะรังสีความเข้มสูงจากแหล่งกำเนิดรังสีที่หรี่ลงไปนั้นกลบเอาไว้

ซึ่งอาจเป็นระบบเทหวัตถุคู่รังสีเอกซ์หรือเมฆโมเลกุลขนาดใหญ่ที่แผ่รังสีพลังงงานสูงออกมาเมื่อมีอันตรกิริยากับซูเปอร์โนวาในอดีต นอกจากนี้ยังมีความเป็นไปได้ที่จะมีรังสีพลังงานสูงความเข้มข้นต่ำออกมาจากหลุมดำใจกลางกาแลกซี

ภารกิจเฝ้าติดตาม เหตุการณ์ในใจกลางกาแลกซีทางช้างเผือกของดาวเทียม Integral ยังคงดำเนินต่อไปตลอดปีนี้ โดยเผยแพร่ข้อมูลทุกๆ หนึ่งหรือสองวัน ผ่านทางชุมชนทางวิทยาศาสตร์ในเวบเพจของ Integral Science Data Centre (IDSC), นครเจนีวา สวิตเซอร์แลนด์

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

หลุมดำเขมือบของว่างขนาดเท่าดาวเคราะห์

Black Hole Grabs Planet-Sized Snack

January 23^rd, 2007

Adapted from: www.space.com

พบการประทุในย่านรังสีเอกซ์จากหลุมดำมวลยวดยิ่ง (Supermassive Black Hole) ณ ใจกลางกาแลกซีทางช้างเผือก (Milky Way) ทำให้เมฆก๊าซรอบ ๆ หลุมดำสุกสว่างขึ้นจนตรวจจับได้

Sagittarius A* อยู่ห่างจากโลก 27,000 ปีแสง เป็นหลุมดำมวลยวดยิ่งที่ทำหน้าที่เป็นแกนกลางของกาแลกซีทางช้างเผือก ซึ่งคาดกันว่ามีมวลเท่ากับดวงอาทิตย์นับ 3 ล้านดวง มันถูกล้อมรอบด้วยเมฆก๊าซที่อุดมไปด้วยโลหะ (Iron-Rich) ปริมาณมหาศาล ซึ่งเรืองสว่างและแผ่รังสีเอกซ์ได้ด้วยตนเองหากถูกชนโดยโฟตอนหรืออิเลคตรอน

ภาพจากกล้องจันทราแสดงหลักฐานสำหรับแสงก้อง (Light Echo) จาก หลุมดำ Sagittarius A*

Credit : NASA/CXC/Caltech/M.Muno et al

ไม่มีกล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์ใดสามารถจับภาพการประทุครั้งดังกล่าวจากหลุมดำดังกล่าวได้ทัน เนื่องจากสัญญาณการประทุมาถึงโลกเมื่อ 60 ปีก่อน แต่นักดาราศาสตร์สามารถระบุว่าเกิดเหตุการณ์ดังกล่าวด้วยข้อมูลจาก “แสงก้อง” (Light Echoes) ที่ออกมาจากเมฆก๊าซโดยการบันทึกภาพของหอสังเกตการณ์รังสีเอกซ์จันทรา

แสงก้องคือปรากฎการณ์ที่แสงซึ่งออกมาจากแหล่งกำเนิดแรก (ในที่นี้คือการประทุของหลุมดำ) แล้วสะท้อนเทหวัตถุอื่นอย่างเช่นฝุ่นหรือก๊าซก่อนที่จะเดินทางมายังโลก ผลการสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราตลอดระยะเวลาหลายปีช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษารูปแบบการเรืองสว่างของก๊าซที่ถูกคลื่นพลังงานเคลื่อนที่ผ่านในแต่ละแห่งและเวลาใด ๆ

ใจกลางกาแลกซีทางช้างเผือกคือหลุมดำ Sagittarius A* (อ่านว่า เอ สตาร์)

Credit : Kassin, LaRosa, Lazio, & Hyman 1999

เป็นที่ทราบกันดีว่า  Sagittarius  A*  เกิดการประทุขนาดเล็กมาหลายครั้งประทุทุก ๆ 100 ปีหรือนานกว่าเล็กน้อย  แต่ครั้งล่าสุดกลับให้แสงสว่างมากกว่าครั้งไหน ๆ ถึง 1,000 เท่า และเกิดยาวนานกว่า 1,000 เท่าอีกด้ว คาดกันว่า Sagittarius A* ถูกล้อมรอบด้วยวงแหวนสสารที่หมุนวนรอบหลุมดำ นักวิจัยตั้งสมมติฐานว่ามีบางสิ่งที่ไปรบกวนการหมุนของวงแหวน จนทำให้สสารมวลเท่าดาวพุธตกลงไปในหลุมดำแล้วกระตุ้นให้เกิดการประทุ

เปรียบเทียบควอซาร์ที่ไม่มีกาแลกซีให้อยู่ (ซ้ายมือ) กับควอซาร์ปกติภายในกาแลกซีจะเห็นว่าควอซาร์สว่างกว่าดาวฤกษ์ภายในกาแลกซีเดียวกันรวมกัน

Credit : NASA/ESA, ESO, Frédéric Courbin (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Switzerland)

& Pierre Magain (Universite de Liege, Belgium)

อย่างไรก็ตาม Sagittarius A* ก็ยังไม่ถือว่าน่าทึ่งมากมายนักเมื่อเปรียบเทียบกับหลุมดำมวลยวดยิ่งที่เป็นแกนกลางกาแลกซีอื่น ๆ คำตอบของปัญหาอาจอยู่ภายในวิวัฒนาการของกาแลกซี ในขณะที่ทางช้างเผือกของเรามีอายุหลายพันล้านปี ส่วนการประทุที่น่าสนใจกว่าภายใน ควอซาร์ กาแลกซีรุ่นใหม่ ที่มีหลุมดำซึ่งสามารถส่องสว่างกลบแสงดาวภายในกาแลกซีที่มันอยู่ได้ทั้งหมด พลังงานของ Sagittarius A* แทบจะเปรียบเทียบกับควอซาร์ไม่ได้เลย คำถามคือเหตุใดหลุมดำใจกลางทางช้างเผือกของเราจึงได้สลัวเช่นนั้น นักวิจัยสรุปว่าอาจเป็นเพราะดาวฤกษ์และก๊าซแทบไม่เข้าใกล้หลุมดำ Sagittarius A* จนเป็นอันตรายต่อการถูกดูดตกลงไปจนแผ่รังสีในปริมาณเข้มข้นกว่าดาวฤกษ์อื่น ๆ ภายในกาแลกซี

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

ดาวเคราะห์ยักษ์กับลมที่เร็วกว่าเสียง

Giant Planets Pack Supersonic Winds

January 23^rd, 2007

Adapted from: www.space.com

นักดาราศาสตร์พบลมในดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะสามดวงรุนแรงเสียจนอุณหภูมิคงที่เหมือนอยู่ในเตาอบ  แม้ว่าด้านกลางคืนของดาวเคราะห์จะไม่เคยได้รับแสงจากดาวฤกษ์แม่ก็ตาม

ดาวเคราะห์ประเภท ดาวพฤหัสบดีร้อน (Hot Jupiters) เป็นดาวที่มีมีขนาดและชั้นบรรยากาศที่เป็นก๊าซหนาแน่นเช่นเดียวกับดาวพฤหัสบดี แต่โคจรใกล้ดาวฤกษ์แม่มากกว่าดาวพฤหัสบดีโคจรรอบดวงอาทิตย์ทำให้อุณหภูมิผิวดาวร้อนมาก ซึ่งดาวเคราะห์ทั้งสามโคจรห่างจากดาวฤกษ์หลักประมาณ 8 ล้านกิโลเมตร ซึ่งใกล้กว่าระยะทางระหว่างดาวพุธกับดวงอาทิตย์

ภาพจากจินตนาการของศิลปินแสดงดาวเคราะห์คล้ายดาวพฤหัสบดีในระบบดาว HD209458

Credit : NASA and G. Bacon (STScI) STScI-PRC01-38

เมื่อเดือนตุลาคมปีที่แล้วมีการค้นพบดาวพฤหัสบดีร้อน Upsilon Andromeda b ซึ่งมีอุณหภูมิร้อนราวกับหินหลอมแต่อีกครึ่งหนึ่งเย็นราวกับตู้แช่แข็ง นักวิจัยหลายคนคาดว่าด้านที่ถูกแสงแดดของดาวเคราะห์ดังกล่าวอาจหันเข้าหาดวงฤกษ์ของมันตลอดเวลาด้วยแรงไทดัล (Tidal force) เหมือนกับกรณีที่ดวงจันทร์หันด้านเดิมเข้าหาโลกเสมอซึ่งเกิดจากเวลาที่ใช้หมุนรอบตัวเองเท่ากับเวลาที่ดวงจันทร์ใช้โคจรรอบโลก ข้อสันนิษฐานอื่นคือ Upsilon Andromeda b อาจปลดปล่อยความร้อนที่ได้รับจากดาวฤกษ์ออกสู่อวกาศอย่างรวดเร็ว ก่อนที่ลมจะพาความร้อนไปยังด้านกลางคืนได้ทัน

ภาพจำลองดาวเคราะห์คล้ายดาวพฤหัสบดี Upsilon Andromeda b ที่โคจรอยู่ใกล้ดาวฤกษ์แม่มาก

Credit : NASA/JPL-Caltech.

ปลายปี 2548 นักวิจัยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์วัดรังสีอินฟราเรดจากดาวฤกษ์แต่ละดวงบนวงโคจรของพวกมันดวงละ 8 ตำแหน่ง พวกเขาวัดความสว่างในย่านรังสีอินฟราเรดของดาวเคราะห์เมื่อด้านกลางวันหันมาทางโลก แต่เมื่อวัดในด้านกลางคืนบ้าง กลับพบว่าทั้งสองด้านกลับไม่มีความแตกต่างกัน ซึ่งแสดงว่าอุณหภูมิดาวเคราะห์ด้านกลางวันและด้านกลางคืนนั้นเท่ากันโดยประมาณ

ดาวเคราะห์ดังกล่าวมีอุณหภูมิสม่ำเสมอทั้งผิวที่ 925 องศาเซลเซียส นักวิทยาศาสตร์คาดว่าดาวเคราะห์เหล่านั้นมีลมที่มีความเร็วเหนือเสียง (Supersonic) ด้วยอัตราเร็ว 14,500 กิโลเมตรต่อชั่วโมง พัดกวนชั้นบรรยากาศให้ปั่นป่วนและทำให้อุณหภูมิทางด้านมืดของดาวไม่สามารถลดลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งหากดาวเคราะห์ไม่มีลมดังกล่าว อุณหภูมิจะต่ำกว่านี้เล็กน้อย เนื่องจากดาวจะเย็นตัวลงเมื่อมันแผ่รังสีอินฟราเรด ความร้อนถูกดูดเก็บไว้จากด้านกลางวันจากนั้นลมความเร็วสูงก็พาความร้อนมายังด้านกลางคืนเพื่อแผ่รังสีอินฟราเรดออกไป

เปรียบเทียบรูปแบบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะกับระบบสุริยะ

Credit : http://www.dhushara.com/book/quantcos/planets/plan.jpg

ดาวเคราะห์ทั้งสามได้แก่ 51 Pegasi, HD179949b และ HD209458b ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 50, 100, และ 147 ปีแสง ตามลำดับ ด้วยวงโคจรที่ใกล้ดาวฤกษ์มาก โดยเฉพาะ 51 Pegasi เป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงแรกที่ถูกค้นพบ เมื่อปี 2538 หลังจากนั้นจำนวนดาวเคราะห์นอกระบบที่ถูกค้นพบก็มากขึ้นจนมากกว่า 200 ดวงแล้ว โดยส่วนใหญ่จัดอยู่ในประเภทดาวพฤหัสบดีร้อน นักดาราศาสตร์หลายคนหวังเอาไว้ว่าอาจค้นพบดาวเคราะห์ขนาดเล็กได้เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาไปมากกว่านี้

เหตุที่ดาวพฤหัสบดีร้อนมีทั้งแบบที่อุณหภูมิอบอุ่นทั้งดวงหรือแบบที่มีความแตกต่างของอุณหภูมิผิวอย่างสุดขั้วยังคงเป็นปริศนา สาเหตุอาจเป็นเพราะองค์ประกอบทางเคมีภายในชั้นบรรยากาศ ซึ่งอาจมีส่วนต่ออัตราการดูดกลืนและแผ่ความร้อน และรวมทั้งลมก็สามารถนำความร้อนไปยังด้านกลางคืนได้ด้วย

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

พบกาแลกซีฮอบบิท

New 'Hobbit' Galaxies Discovered Around

January 23^rd, 2007

Adapted from: www.space.com

นักดาราศาสตร์พบกาแลกซีใหม่ 8 กาแลกซี ภายในกลุ่มกาแลกซีท้องถิ่น (Local Group of Galaxies) ที่เรียกกันเล่น ๆ ว่า กาแลกซีฮอบบิท (Hobbit) อันเป็นกาแลกซีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่เคยค้นพบ

กลุ่มกาแลกซีท้องถิ่นคือกลุ่มกาแลกซีประมาณ 40 แห่ง ที่มีกาแลกซีทางช้างเผือก (Milky Way) กับ แอนโดรมีดา (Andromeda) เป็นสมาชิกที่มีขนาดใหญ่โดดเด่นกว่าเพื่อ ที่เหลือคือกาแลกซีบริวารขนาดเล็กที่เรียกว่า กาแลกซีแคระ (Dwarf Galaxy) ซึ่งตกอยู่ภายใต้แรงโน้มถ่วงของกาแลกซีใหญ่ กาแลกซีแคระซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีคือ กาแลกซีเมฆของแมกเจลแลนใหญ่ (Large Magellanic Clouds) กับเมฆของแมกเจลแลนเล็ก (Small Magellanic Cloud)

กาแลกซีทางช้างเผือกและกาแลกซีอันโดรมีดา ภายในกลุ่มท้องถิ่นเดียวกัน

Credit : http://universe-review.ca/I03-09-LocalGroup.jpg

ด้วยภาพถ่ายจากโครงการสำรวจท้องฟ้า Sloan Digital Sky Survey (SDSS-II) ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ค้นพบกาแลกซีใหม่ 7 กาแลกซี ซึ่งตกอยู่ภายใต้แรงโน้มถ่วงของทางช้างเผือก ขณะที่กาแลกซีแห่งที่แปดได้รับอิทธิพลจากแรงโน้มถ่วงจากกาแลกซีอื่นๆ น้อยมากจนดูเหมือนเป็นกาแลกซีอิสระ

กาแลกซีใหม่ทั้งหมดมีขนาดเล็กและแสงสว่างน้อยกว่ากาแลกซีแคระอื่น ๆ ที่เคยค้นพบ โดยอยู่ในช่วงความสว่างตั้งแต่ 1,000 – 100,000 เท่าของความสว่างดวงอาทิตย์

เหตุที่ความสว่างค่อนข้างต่ำนั้นเป็นอาจเป็นเพราะดาวภายในกาแลกซีเหล่านั้นล้วนมีอายุมาก โดยเฉพาะ 7 กาแลกซี ล้วนมีดาวฤกษ์เก่าแก่เป็นส่วนใหญ่ กาแลกซีจำนวน 2 ใน 7 อยู่ในทิศทางของกลุ่มดาว Canes Venatici, ภายในกลุ่มดาวคนเลี้ยงสัตว์ (Bootes), กลุ่มดาวราศีสิงห์ (Leo), กลุ่มดาว Coma Berenices, กลุ่มดาวหมีใหญ่ (Ursa Major) และ กลุ่มดาวเฮอร์คิวลีส (Hercules) ล้วนมีกาแลกซีแคระใหม่ดังกล่าว กลุ่มดาวละ 1 กาแลกซี

นักวิจัยจากโครงการ SDSS-II ประกาศการค้นพบกาแลกซีแคระ 8 แห่ง บริวารของกาแลกซีทางช้างเผือก

ตามตำแหน่งที่ระบุในภาพ

Credit: Vasily Belokurov, SDSS-II, Astronomy magazine, Kalmbach Publishing Co

กาแลกซีแห่งที่ 8 ได้ชื่อว่า Leo T เป็นกาแลกซีที่น่าสนใจด้วยเหตุผลหลายประการ มันอยู่ห่างจากโลก 1.4 ล้านปีแสง ซึ่งไกลเสียจนดูเหมือนว่าเป็นอิสระจากแรงโน้มถ่วงของกาแลกซีใกล้เคียง, ไม่ถูกรบกวนโดยกาแลกซีทางช้างเผือกและกาแลกซีแคระอื่นๆ รวมทั้งมีทั้งดาวฤกษ์รุ่นเก่าและรุ่นใหม่ นอกจากนี้ Leo T ยังมีก๊าซไฮโดรเจนที่เป็นกลางทางประจุไฟฟ้าอยู่เป็นจำนวนมาก ซึ่งก๊าซดังกล่าวถือเป็นส่วนผสมหลักในการก่อตัวเป็นดาวฤกษ์ นั่นหมายความว่ากาแลกซีแห่งนี้ยังคงเป็นแหล่งกำเนิดชั้นดีให้กับดาวฤกษ์รุ่นใหม่

กาแลกซีเมฆของแมกเจลแลนใหญ่ (ซ้ายมือ) กับ เล็ก (ขวามือ)

Credit : http://www.eurastro.de/pictures/namibia/mr/n309a.jpg

ด้วยระยะทางอันแสนไกลดังกล่าวทำให้ Leo T เป็นกาแลกซีที่ริบหรี่ที่สุดในบรรดากาแลกซีแคระทั้ง 8 ทฤษฎีการกำเนิดกาแลกซีในปัจจุบันทำนายไว้ว่ากาแลกซีทางช้างเผือกของเราควรจะล้อมรอบด้วยฝูงกาแลกซีบริวารขนาดเล็ก แต่ก่อนหน้านี้นักดาราศาสตร์ยังคงค้นพบกาแลกซีบริวารเพียงแค่ 12 กาแลกซี ซึ่งเป็นปัญหาที่เรียกว่า “ปัญหาบริวารที่สูญหาย” ของวงการดาราศาสตร์ฟิสิกส์เลยทีเดียว ในขณะที่การค้นพบกาแลกซีใหม่ครั้งนี้ยังคงเป็นก้าวแรกๆ ของเส้นทางการไขปริศนาระดับกาแลกซีดังกล่าว ราวกับยอดภูเขาน้ำแข็งที่โผล่พ้นน้ำ อย่างไรก็ดีโครงการ SDSS ยังคงสำรวจท้องฟ้าไปได้เพียงแค่ 1 ใน 5 เท่านั้น ดังนั้นมันต้องมีกาแลกซีแคระจำนวนมากอยู่แน่นอน

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

สนามแม่เหล็กจากดาวแคระขาวเหนี่ยวนำเพื่อนบ้าน

Dr. Frankenstein Stars Electrify Partners

January 15^th, 2007

Adapted from: www.space.com

พบดาวแคระขาวหลายดวงภายในระบบดาวคู่ สามารถเหนี่ยวนำให้เกิดการประทุแบบเดียวกับดวงอาทิตย์ที่เรียกว่า solar flare จุดดับ และปรากฎการณ์อื่นๆ บนดาวฤกษ์คู่หูของตัวเอง

นักวิทยาศาสตร์อธิบายว่า สนามแม่เหล็กความเข้มสูงจากดาวแคระขาวสามารถแผ่ไปถึงภายในดาวฤกษ์คู่หูแล้วเหนี่ยวนำให้เกิดปฏิกิริยาทางไฟฟ้าแม่เหล็กอย่างที่เกิดบนดวงอาทิตย์ของเรา  อย่างเช่น การระเบิดที่ผิวอย่างรุนแรง เป็นต้น

เปรียบเทียบขนาดดาวแคระขาวซึ่งมีขนาดเท่าดวงอาทิตย์แต่มีรัศมีใกล้เคียงกับโลก

Credit : http://www-astronomy.mps.ohio-state.edu/~pogge/Ast162/Unit3/Images/WhiteDwarf.gif

ดาวแคระขาวเป็นสภาพสุดท้ายของดาวฤกษ์ที่มีมวลเท่ากับ 1-8 เท่าของดวงอาทิตย์ ซึ่งสูญเสียมวลไปจากการระเบิดที่เรียกว่า supernova ปลดปล่อยก๊าซหุ้มเหลือไว้เพียงแกนกลางของดาวมวลประมาณครึ่งหนึ่งของดวงอาทิตย์อัดแน่นกันอยู่ในปริมาตรที่เท่ากับโลก จึงมีความหนาแน่นสูงมาก

ดาวฤกษ์ในแถบกระบวนหลัก(Main Sequence Star) ที่มีมวลไม่ถึง 8 เท่าของมวลดวงอาทิตย์เมื่อสิ้นอายุขัยจะกลายเป็นดาวแคระขาว

Credit : http://www.physics.hku.hk/~nature/CD/regular_e/lectures/images/chap16/evo_sn.jpg

Stellar Kafka จาก National Optical Astronomy Observatory (NOAO) สหรัฐอเมริกา และสมาชิกทีมวิจัย ใช้กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน ณ ยอดเขา Kitt Peak และVery Large Telescope ของ European Southern Observatory ในประเทศ Chile เก็บข้อมูลแล้ววิเคราะห์ระบบดาวคู่พลังงานสูง (polar binary system) จำนวนสี่ระบบ เพื่อศึกษาอิทธิพลจากดาวแคระขาวที่มีผลต่อดาวฤกษ์เพื่อนบ้าน  ระบบดาวคู่ดังกล่าวล้วนเป็นระบบดาวที่มีดาวแคระขาวจับคู่กับดาวฤกษ์มวลน้อยและอุณหภูมิต่ำ ขนาดเท่าดาวพฤหัสบดี (Jupiter) ที่มีมวลเพียงหนึ่งในห้าของดวงอาทิตย์ โดยดาวทั้งสองโคจรรอบกันและกันครบรอบภายในเวลาประมาณสามชั่วโมงหรือน้อยกว่านั้น และด้วยคาบการโคจรที่สั้นมากก็หมายความว่า ระยะห่างระหว่างดาวทั้งสองต้องใกล้กันเสียจนสนามแม่เหล็กอันเข้มข้นจากดาวแคระขาวสามารถผ่านเข้าไปในเนื้อสารดาวฤกษ์เพื่อนบ้าน

ระบบดาวคู่ซึ่งสมาชิกดวงหนึ่งเป็นดาวแคระขาวที่มีสนามแม่เหล็กรุนแรงจนสามารถก่อกวนดาวฤกษ์เพื่อนบ้านได้

Credit : P. Marenfeld and NOAO/AURA/NSF

แต่เดิมนักดาราศาสตร์หลายคนเชื่อว่าสนามแม่เหล็กดังกล่าวไม่มากพอที่จะกระตุ้นให้เกิด จุดดับบนดาวฤกษ์ (starspot) หรือแม้แต่การลุกจ้า (flare) บนผิวดาวฤกษ์ได้ แต่งานวิจัยนี้กลับพบหลักฐานชิ้นสำคัญที่หักล้างความเชื่อดังกล่าวได้ ซึ่งพวกเขาเรียกกลไกนี้ว่า “hyperactivity”

นอกจากการทำความเข้าใจอันตรกิริยาเชิงแม่เหล็กระหว่างดาวในระบบดาวคู่แล้ว ผลงานนี้ยังสามารถนำไปประยุกต์กับระบบดาวที่มีดาวเคราะห์โคจรใกล้ชิดกับดาวฤกษ์อีกด้วย

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

แอนโดรมีดาอาจใหญ่กว่าที่เคยคิด

Andromeda Galaxy Five Times Bigger Than Thought

January 11^th, 2007

Adapted from: www.space.com

กลุ่มนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยคาลิฟอร์เนีย ซานตาครูซ (University of California Santa Cruz : UCSC) รายงานผลงานวิจัยนี้ในการประชุม American Astronomical Society ครั้งที่ 209 ณ นครSeattle ว่ากาแลกซีแอนโดรมีดา (Andromeda galaxy) มีขนาดใหญ่กว่าที่เคยทราบกันถึง 5 เท่า

กลุ่มวิจัยดังกล่าวทำการสำรวจกาแลกซีแอนโดรมีดาโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ Mayall บนยอดเขา Kitt Peak และ สเปคโตรกราฟ DEIMOS บนกล้องโทรทรรศน์ KECK II ณ เกาะฮาวาย พบดาวฤกษ์ขนาดใหญ่หลายดวงซึ่งขาดแคลนธาตุหนัก (metal-poor stars) [ธาตุหนักคือธาตุที่มีเลขอะตอมหรือจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสมากกว่า 2 ซึ่งก็คือธาตุที่ไม่ใช่ ไฮโดรเจน (1 โปรตอน) กับฮีเลียม (2 โปรตอน) ] อยู่ห่างจากใจกลางกาแลกซีประมาณ 500,000 ปีแสง โดยดาวฤกษ์เหล่านั้นล้วนเป็นดาวยักษ์แดง (red giants) ภายในอาณาบริเวณที่เรียกว่าฮาโล (Halo) ซึ่งแสดงว่าแอนโดรมีดามีเส้นผ่านศูนย์กลางใหม่อย่างน้อย 1 ล้านปีแสง

กาแลกซ