กระแสของก๊าซเย็นกำลังให้อาหารแก่ Anthill Galaxy ที่อยู่ห่างไกลโดยไม่คาดคิด
กระแสน้ำสามารถทำให้กาแลคซีได้รับเชื้อเพลิงก่อตัวดาวเป็นเวลาหลายพันล้านปี
กระแสก๊าซที่เย็นและยาวกำลังป้อนกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลมากราวกับฟางที่โค้งงอ การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นถึงแนวทางใหม่สำหรับกาแลคซีที่จะเติบโตในเอกภพยุคแรก นักวิจัยรายงานในวารสาร Science วันที่ 31 มีนาคม
การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์คาดการณ์ว่ากระแสก๊าซน่าจะเชื่อมต่อกาแลคซีกับใยจักรวาล แต่นักดาราศาสตร์คาดว่าก๊าซจะอุ่น ทำให้ไม่เหมาะสำหรับเชื้อเพลิงก่อตัวดาวฤกษ์และการเติบโตของดาราจักร
ดังนั้นนักดาราศาสตร์ Bjorn Emonts และเพื่อนร่วมงานของเขาจึงรู้สึกประหลาดใจที่เห็นกระแสของก๊าซเย็นที่ก่อตัวเป็นดาวพุ่งเข้าสู่ Anthill Galaxy ซึ่งเป็นดาราจักรขนาดใหญ่ที่แสงต้องใช้เวลาถึง 12 พันล้านปีกว่าจะมาถึงโลก
ทีมพบลำธารขณะทำแผนที่ก๊าซเย็นในบริเวณใกล้เคียงของกาแลคซีโดยใช้ Atacama Large Millimeter/submillimeter Array หรือ ALMA ในประเทศชิลี Emonts สนใจเป็นพิเศษเกี่ยวกับความยาวคลื่นวิทยุของแสงที่อะตอมของคาร์บอนปล่อยออกมาเมื่ออุณหภูมิอยู่ระหว่าง -260° ถึง -160° องศาเซลเซียส
Emonts จาก National Radio Astronomy Observatory ในชาร์ลอตส์วิลล์ รัฐเวอร์จิเนีย กล่าวว่า ผู้คนไม่คิดว่าลำธารเหล่านี้จะเย็นได้ขนาดนี้
แต่จากข้อมูล ณ ที่นั้น ธารน้ำแข็งเย็นยะเยือกทอดตัวห่างจากกาแลคซีอย่างน้อย 325,000 ปีแสง กระแสน้ำมีมวลถึง 7 หมื่นล้านดวง และฝากก๊าซเย็นไว้บนกาแลคซีเทียบเท่ากับดวงอาทิตย์ประมาณ 450 ดวงทุกปี ทีมคำนวณ นั่นก็เพียงพอที่จะเพิ่มมวลของดาราจักรเป็นสองเท่าภายในหนึ่งพันล้านปี
Emonts คิดว่าไม่มีใครเคยเห็นลำธารแบบนี้มาก่อน เพราะทีมของเขาใช้ ALMA ในการกำหนดค่าที่ผิดปกติ โดยกล้องโทรทรรศน์ของมันถูกจัดวางให้อยู่ใกล้กันมากที่สุด นั่นทำให้หอดูดาวมีความละเอียดต่ำลง แต่มีขอบเขตการมองเห็นที่กว้างขึ้น
“คนปกติไม่ทำอย่างนั้น” Emonts กล่าว “โดยพื้นฐานแล้ว เราเบี่ยงเบนความสนใจของ ALMA ในระดับที่เลวร้ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้”
หากกาแลคซีอื่นได้รับอาหารจากโครงสร้างที่คล้ายคลึงกัน อาจหมายความว่ากาแลคซีในยุคแรก ๆ ส่วนใหญ่เติบโตโดยการดื่มน้ำจากลำธารของจักรวาลโดยตรง แทนที่จะเกิดจากสมมติฐานหลัก นั่นคือการควบรวมของกาแลคซีที่มีความรุนแรง
นักดาราศาสตร์พบกาแล็กซีหายากที่ปิดการก่อตัวของดาวฤกษ์
หลุมดำของกาแล็กซีกำลังเติบโต และกาแล็กซีก็กำลังสร้างดาวดวงใหม่ด้วยเช่นกัน สำหรับตอนนี้
กาแล็กซีอันไกลโพ้นถูกจับได้ว่าปิดตัวลง
กาแล็กซีที่เรียกว่า CQ 4479 ยังคงก่อตัวดาวฤกษ์ใหม่มากมาย แต่ยังมีหลุมดำมวลมหาศาลที่ป้อนอาหารอย่างแข็งขันที่ใจกลางของมัน ซึ่งจะทำให้การก่อตัวของดาวฤกษ์หยุดลงภายในไม่กี่ร้อยล้านปี นักดาราศาสตร์รายงานเมื่อวันที่ 11 มกราคมที่การประชุมเสมือนของสมาคมดาราศาสตร์อเมริกัน การศึกษาดาราจักรนี้และดาราจักรอื่นๆ ในลักษณะนี้จะช่วยให้นักดาราศาสตร์ทราบว่าการปิดตัวลงดังกล่าวเกิดขึ้นได้อย่างไร
“กาแลคซีตายอย่างแม่นยำได้อย่างไรเป็นคำถามเปิด” Allison Kirkpatrick นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแคนซัสในลอว์เรนซ์กล่าว “สิ่งนี้สามารถให้ข้อมูลเชิงลึกมากมายแก่เราเกี่ยวกับกระบวนการนั้น”
นักดาราศาสตร์คิดว่าดาราจักรมักเริ่มสร้างดาวดวงใหม่ด้วยความหลงใหล ดาวฤกษ์ก่อตัวขึ้นจากกลุ่มก๊าซเย็นที่หดตัวภายใต้แรงโน้มถ่วงของพวกมันเอง และจุดชนวนปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชันที่ใจกลางของพวกมัน แต่เมื่อถึงจุดหนึ่ง มีบางอย่างขัดขวางเชื้อเพลิงก่อตัวดาวฤกษ์เย็นและส่งมันไปยังหลุมดำมวลมหาศาลที่แกนกลางของดาราจักร หลุมดำนั้นกินก๊าซ ทำให้ร้อนจนขาวโพลน หลุมดำที่ป้อนอาหารอย่างแข็งขันสามารถมองเห็นได้จากระยะทางหลายพันล้านปีแสงและเป็นที่รู้จักกันในชื่อควาซาร์ การแผ่รังสีจากก๊าซร้อนจะปั๊มพลังงานเพิ่มเติมเข้าไปในส่วนที่เหลือของกาแลคซี พัดพาหรือทำให้ก๊าซที่เหลือร้อนขึ้นจนกว่าโรงงานก่อตัวดาวจะปิดลงโดยสมบูรณ์
ภาพดังกล่าวสอดคล้องกับประเภทของกาแล็กซีที่นักดาราศาสตร์มักเห็นในเอกภพ ได้แก่ กาแล็กซีก่อกำเนิดดาว “สีน้ำเงินและใหม่” และกาแลคซีที่อยู่เฉยๆ “สีแดงและตาย” แต่ในขณะที่ตรวจสอบข้อมูลจากการสำรวจท้องฟ้าขนาดใหญ่ Kirkpatrick และเพื่อนร่วมงานก็สังเกตเห็นอีกประเภทหนึ่ง ทีมงานพบกาแลคซีประมาณสองโหลที่ปล่อยรังสีเอกซ์ที่มีพลังในลักษณะของหลุมดำที่กลืนกิน แต่ยังส่องแสงด้วยแสงอินฟราเรดพลังงานต่ำ เผยให้เห็นว่ายังมีก๊าซเย็นอยู่ในกาแลคซี Kirkpatrick และเพื่อนร่วมงานขนานนามกาแลคซีเหล่านี้ว่า “ควาซาร์เย็น” ในบทความในวารสาร Astrophysical Journal ฉบับวันที่ 1 กันยายน
“เมื่อคุณเห็นหลุมดำกำลังเพิ่มมวลสาร คุณคาดว่าการก่อตัวของดาวฤกษ์ได้ดับลงแล้ว” Kevin Cooke ผู้เขียนร่วมและนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแคนซัส ผู้นำเสนองานวิจัยในที่ประชุมกล่าว “แต่ควาซาร์ที่เย็นจัดอยู่ในช่วงเวลาแปลก ๆ เมื่อหลุมดำตรงกลางเพิ่งเริ่มป้อนอาหาร”
ในการตรวจสอบควอซาร์เย็นแต่ละแห่งโดยละเอียดยิ่งขึ้น เคิร์กแพทริกและคุกใช้ SOFIA ซึ่งเป็นเครื่องบินที่ติดตั้งกล้องโทรทรรศน์ที่สามารถมองเห็นในช่วงความยาวคลื่นอินฟราเรดที่การสังเกตการณ์ควอซาร์เย็นเดิมไม่ครอบคลุม SOFIA สำรวจ CQ 4479 ซึ่งเป็นควาซาร์เย็นที่อยู่ห่างออกไปประมาณ 5.25 พันล้านปีแสงในเดือนกันยายน 2019
การสังเกตพบว่า CQ 4479 มีมวลประมาณ 2 หมื่นล้านเท่าของดวงอาทิตย์ในดาวฤกษ์ และเพิ่มดวงอาทิตย์อีกประมาณ 95 ดวงต่อปี (นั่นเป็นอัตราที่รุนแรงเมื่อเทียบกับทางช้างเผือก กาแลคซีบ้านเราสร้างดาวฤกษ์ใหม่จำนวนสองหรือสามดวงต่อปี) หลุมดำใจกลางของ CQ 4479 มีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ถึง 24 ล้านเท่า และกำลังเติบโตประมาณ 0.3 มวลเท่าดวงอาทิตย์ ต่อปี. เคิร์กแพทริกกล่าวว่าในแง่ของเปอร์เซ็นต์ของมวลรวม ดาวฤกษ์และหลุมดำเติบโตในอัตราที่เท่ากัน
“วิวัฒนาการขั้นบันได” แบบนั้นสวนทางกับทฤษฎีว่ากาแลคซีขึ้นและลงอย่างไร เคิร์กแพทริคกล่าวว่า “คุณควรให้ดาวทั้งหมดของคุณเติบโตให้เสร็จก่อน แล้วจึงค่อยขยายหลุมดำของคุณ” “[กาแล็กซี] นี้แสดงให้เห็นว่ามีช่วงเวลาที่พวกมันเติบโตไปด้วยกันจริงๆ”
Cooke และเพื่อนร่วมงานประเมินว่าในอีกครึ่งพันล้านปี กาแลคซีจะมีดาวฤกษ์จำนวน 100 พันล้านดวงเท่าดวงอาทิตย์ แต่หลุมดำของมันจะนิ่งเฉยและเงียบ ก๊าซก่อตัวดาวที่เย็นจัดจะร้อนขึ้นหรือปลิวหายไป
การสำรวจของ CQ 4479 สนับสนุนแนวคิดกว้างๆ ว่าดาราจักรตายอย่างไร อเล็กซานดรา โปป นักดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ แอมเฮิสต์ ผู้ไม่เกี่ยวข้องกับงานใหม่กล่าว เนื่องจากกาแลคซีปิดการก่อตัวดาวในที่สุด จึงสมเหตุสมผลที่ควรมีช่วงเวลาแห่งการเปลี่ยนแปลง การค้นพบนี้เป็น “การยืนยันขั้นตอนสำคัญนี้ในวิวัฒนาการของดาราจักร” เธอกล่าว การมองดูควาซาร์ที่เย็นมากขึ้นอย่างใกล้ชิดจะช่วยให้นักดาราศาสตร์ทราบได้ว่ากาแลคซีตายเร็วเพียงใด
สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ apartments-veronika.com