Tag: สสารมืด

Cosmic web ใยแห่งจักรวาล

ตั้งแต่ยุค 60  วงการดาราศาสตร์ได้มีความพยายามในการจัดทำแคตตาล็อกกาแล็กซีอย่างเป็นระบบ โดยมีแคตตาล็อกกาแล็กซีและกระจุกกาแล็กซี (Clusters) ที่สามารถระบุจำนวน-ระยะทาง-ชนิดของกาแล็กซีและกระจุกกาแล็กซีได้เกือบ 30,000 แห่ง และในปัจจุบันก็คือยุคประมาณ 10 ปีที่ผ่านมาข้อมูลเหล่านี้ในฐานข้อมูลแกแลคซี่ก็มีจำนวนเพิ่มมากขึ้นถึงหลักแสนครับ

ต่อมาในยุคของ Supercomputer ที่สามารถ simulate แบบจำลองทางจักรวาลวิทยาได้แม่นยำขึ้น นักวิทยาศาสตร์จึงทราบว่าบรรดาแกแลคซี่ทั้งหลายรวมทั้งพื้นที่ของ Dark matter , Void ของจักรวาลถูกจัดเรียงอยู่ใน “Cosmic web” อันกว้างใหญ่ไพศาล  โดยนำข้อมูลของแกแล็กซี่นับแสนแห่งที่อธิบายในวรรคบนมาสร้างเป็น 3D map ด้วย Supercomputer

และจาก 3D map นี้ทำให้เราทราบว่ากาแล็กซี , พื้นที่ของ Dark matter , Void มีลักษณะเป็น “ปม” และ “เส้นใย”  โดย 3D map ถูกทำออกมาให้เป็นภาพที่เข้าใจง่ายโดยส่วนกลุ่มหรือ cluster ของแกแลคซี่คือส่วนเรืองแสงทอดยาวไปทั่วอวกาศ  และส่วนที่มืดหรือมีสีคล้ำก็คือส่วนที่อุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ไม่สามารถเห็นแสงในทุกย่านแสงของมันได้เลย ซึ่งในปัจจุบันก็สันนิษฐานว่าคือส่วนของสสารมืด

ขออธิบายโครงสร้าง Cosmic web ตามรายละเอียดด้านล่างนี้ครับ

🛑 ส่วนเรืองแสงสีเหลืองคือกลุ่มหรือ cluster ของแกแลคซี่
🛑 ส่วนสีม่วงจาง ๆ คือก๊าซไฮโดรเจนที่กระจายตัวระหว่างกาแล็กซีต่าง ๆ  ในส่วนนี้เราตรวจจับได้จาก UV sensors ในดาวเทียมที่ส่งขึ้นอวกาศเพื่อตรวจจับพวก UV trails เหล่านี้โดย  UV sensors จะตรวจจับแสงย่าน UV จาง ๆ ของกลุ่ม Hydrogen ที่จะปล่อยแสงย่าน UV เมื่อได้รับรังสีเข้มข้นของดาวฤกษ์
🛑 สีม่วงเข้มและสีดำคือพื้นที่ของ Dark matter  ซึ่งไม่ปล่อยแสงหรือมีปฏิสัมพันธ์กับแสงเลย แต่นักดาราศาสตร์สามารถติดตามการมีอยู่ของมันได้ผ่านปรากฏการณ์ Gravitational Lensing  และนำพิกัดของทุกแห่งที่เกิด Gravitational Lensing มาสร้างรวมใน 3D map นี้ครับ

มีอีกเทคนิคหนึ่งที่ใช้สร้าง 3D map ก็คือวิเคราะห์แสงจากวัตถุที่อยู่ไกลมากและสว่างมากที่เรียกว่า Quasar  เมื่อแสงจาก Quasar เดินทางผ่านจักรวาลมันจะผ่านกลุ่มก๊าซ/ฝุ่น (Interstellar medium) ที่ตรวจจับได้ยาก …. ในมุมมองนี้จากโลกทำให้เกิดเหมือนกับเงาที่บังแสงจาก Quasar เป็นภาพของแผนที่อีกแบบหนึ่งครับ

มีบางอย่างพุ่งทะลุทางช้างเผือกจริงหรือ ? 😮

 ในช่วงหลายเดือนมานี้มีข่าว และมีบทความเกี่ยวกับว่ามีบางสิ่งพุ่งทะลุทางช้างเผือกจนฉีกขาดเป็นรูอะไรทำนองนี้ แต่เนื้อหาจริง ๆ ของเรื่องนี้มันอาจจะไม่ถึงขั้นว่า “พุ่งทะลุ” หรือเป็นรอยฉีกเป็นรอยแยกในทางช้างเผือกแต่อย่างใด และมีหลายบทความก็ได้ทำภาพประกอบให้ดูน่ากลัวเกินจริง

ต้นเรื่องของเรื่องนี้ ก็คือตั้งแต่ปี 2019 (7 ปีที่แล้ว)
Something Strange Punched a Hole in the Milky Way. But What Exactly Is It?
https://www.livescience.com/65483-dark-impactor-could-be-dark-matter.html

ก่อนอื่นขออธิบายเรื่อง Stellar stream ก่อนครับ

ตามภาพที่เห็นนี้ ลักษณะที่เป็นสายธารสีขาวรอบแกแล็กซี่ทางช้างเผือกของเราจะเรียกว่า Stellar stream

Stellar stream คือกระจุกดาวทรงกลมหรืออาจจะเป็น dwarf galaxy ซึ่งถูกอิทธิพลจากความโน้มถ่วงของทางช้างเผือกกระทำ จนกระทั่งลักษณะเดิมซึ่งเป็นกลุ่มก้อนหรือเป็นกระจุกทรงกลมของดาวฤกษ์นั้นได้แตกสลายกลายเป็นดาวฤกษ์จำนวนมหาศาล เคลื่อนที่เป็นสายธารโคจรรอบทางช้างเผือกครับ

Stellar stream นั่นเป็นเรื่องที่ศึกษากันมานานมากแล้ว และตั้งแต่ยุคของกล้องโทรทรรศน์อวกาศ GAIA ก็ได้ตรวจพบ Stellar stream ในทางช้างเผือกหลายสิบแห่ง แม้กระทั่งแกแล็กซี Andromeda ก็ตรวจพบครับ
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_stellar_streams

ต่อมาในปี 2006 ได้มีการค้นพบ Stellar stream แห่งหนึ่งชื่อว่า GD-1 ….

ซึ่งนักดาราศาสตร์ถือว่ามีความผิดปกติมาก เนื่องจากเส้นทางและลักษณะของสายธารของการโคจรมีบางช่วงที่ “ขาด” และดูเหมือนกับถูกกระทำจากความโน้มถ่วงอย่างรุนแรง  ซึ่งการถูกตัดขาดช่วงของสายธารดาวฤกษ์นี้เป็นลักษณะของการคล้ายกับการถูก “พุ่งชน” ซึ่งการพุ่งชนนี้สร้างรอยขาด / รอยแยกจากอิทธิพลความโน้มถ่วงที่กว้างมาก

และจากแบบจำลองก็แสดงให้เห็นว่าเกิดจากมวลมหาศาลระดับล้านเท่าของดวงอาทิตย์ ซึ่งมันก็เป็นไปได้อย่างเดียวก็คือหลุมดำขนาดใหญ่แบบ Supermassive Blackhole  แต่เนื่องจากไม่มีหลักฐานอื่นที่บ่งชี้ถึงหลุมดำเลย ดังนั้นตอนนี้จึงฟันธงได้ก่อนว่าเป็นอิทธิพลจากกลุ่มสสารมืด (Dark matter) ซึ่งเป็นสสารที่มีมวลแต่ตรวจจับไม่ได้มองไม่เห็นครับ

นี่แหละ จึงเป็นที่มาของประโยค “Something Strange Punched a Hole in the Milky Way. But What Exactly Is It?” ซึ่งมันก็ไม่ใช่มีรอยโหว่หรือรูรั่วในทางช้างเผือกของเราแต่อย่างใด มันก็เป็นเพียงแค่ความผิดปกติของ Stellar stream เท่านั้นเอง  และในเพจ facebook ต่างประเทศหลายแห่งก็ทำภาพให้มันเว่อร์วังไปซะอย่างนั้น