ดาว 400 พันล้านดวง ในทางช้างเผือก
•ระดับ มัธยมศึกษา•

"Facts About the Milky Way"

“..แต่ในข้อเท็จจริงสามารถวัดเส้นผ่าศูนย์กลางได้ถึง 120,000-180,000 ปีแสง..กลุ่มดาวยังเล็กอายุน้อยจึงยังไม่ได้ลอยออกไป และออกจากอ้อมแขน..สำหรับหลุมดำที่ใกล้โลกที่สุดชื่อ A 0620-00/V616 Mon Nova Mon 1975 ห่างจากโลกเรา 3,500 ปีแสง..”

abstract :

ทางช้างเผือกเป็น 1 ใน 200 พันล้านกาแล็คซี่ของจักรวาล (Universe) หรือเอกภพที่มีโลกอยู่ในระบบสุริยะซึ่งเป็นถิ่นที่อยู่ของ อารยธรรมมนุษย์ ในทางช้างเผือกนักวิทยาศาสตร์ยอมรับว่า มีความเป็นไปได้ว่าเป็นถิ่นที่อยู่ของอารยธรรมอื่นเช่นกัน และเชื่อว่ามนุษย์ ไม่ได้อยู่อย่างโดดเดี่ยวในจักรวาลเพียงลำพัง การศึกษาวิวัฒนาการทางช้างเผือกมีหนึ่งในเหตุผลคือ การค้นหาแหล่งที่มาของ อารยธรรมมนุษย์

Milky way galaxy

content :

การติดตามโครงสร้างทางช้างเผือกพบว่าดาวฤกษ์ถูกปกคลุมด้วยฝุ่นมากกว่า 400 แห่ง และมีกลุ่มดาวฤกษ์ฝังตัวอยู่ 7 แห่ง ในทางช้างเผือก ผลการศึกษาสนับสนุนรูปแบบทางช้างเผือกมีแขน 4 ส่วนของโครงสร้างเกลียวของกาแล็คซี่และแขนคือ บริเวณที่ ซึ่งดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ในกาแลคซี่ (Galaxy) จะก่อตัวขึ้นจากก๊าซและฝุ่นอันเป็นส่วนผสมสำคัญของดาว

บริเวณแขนเกลียวเป็นเหมือนการจราจรติดขัด ในขณะที่ก๊าซและดาวพุ่งเข้าหากันจะเคลื่อนตัวช้าๆในอ้อมแขน เนื่องจากวัสดุที่ผ่านแขน เกลียวหนาแน่นจะบีบอัดในสองแขนที่เรียกว่า Perseus และ Scutum Centaurus ดูเหมือนจะโดดเด่นมากขึ้นและเต็มไปด้วยดาวฤกษ์ ส่วนแขน Sagittarius และ Outer arms มีก๊าซเท่าๆกันแต่มีดาวน้อยกว่า การศึกษาใหม่ข้อมูลจากการสำรวจ Sky Micron All Sky (2MASS) พบกลุ่มดาวฝังอยู่ในแขน Perseus, Sagittarius และ Outer arms เป็นกลุ่มดาวยังเล็ก อายุน้อยจึงยังไม่ได้ลอยออกไปและออกจากอ้อมแขนเพราะดาวทารกจะก่อตัว (Star-forming) เริ่มต้นชีวิตขึ้นในย่านที่เต็มไปด้วย ก๊าซหนาแน่นแต่ก็จะอพยพไปตามกาลเวลาเมื่อเริ่มต้นเป็นด้วยหนุ่มสาว

1.ขนาดของทางช้างเผือก
โดยทั่วไปเราทราบและกล่าวกันว่าขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางทางช้างเผือก (Milky way galaxy) ประมาณ 100,000 ปีแสง มีความหนาประมาณ 1,000 ปีแสง แต่ในข้อเท็จจริงสามารถวัดเส้นผ่าศูนย์กลางได้ถึง 120,000-180,000 ปีแสง ส่วนที่เกินเลยจาก 100,000 ปีแสง เป็นลักษณะฝุ่นหมอกของก๊าซซึ่งอาจมีจำนวนดาวน้อยและห่างไกล จึงมีความมืดมากทำให้ค้นหาดาวยาก

กาแล็กซี่ทางช้างเผือกมีพื้นที่กว้างใหญ่ไพศาล เป็นที่ตั้งของโลกในระบบสุริยะซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของมนุษยชาติ ระบบสุริยะ (Solar System) ของเราอยู่ห่างจากศูนย์กลางกาแล็คซี่ (Galactic Bar) ประมาณ 27,000 ปีแสงโดยอยู่ที่ขอบด้านในของอนุภาคของก๊าซ และฝุ่นที่มีชื่อเรียกว่า แขนนายพราน (Orion Arm)

เราสามารถจินตนาการเปรียบเทียบในความยาว 100,000 ปีแสงของทางช้างเผือก โดยยานอวกาศวอยเอจเจอร์ ซึ่งมีความเร็ว ในอวกาศ 17.3 กม. / วินาที เดินทางตามความยาว 100,000 ปีแสง (Light year) จะใช้เวลามากกว่า 1,700,000,000 ปี

Milky way galaxy

2.จำนวนดาวในทางช้างเผือก
เป็นสิ่งที่ไม่สามารถนับได้ แต่วิธีการที่ค้นหาจำวนดาวของทางช้างเผือก ใช้การคำนวณมวลทั้งหมดของกาแล็คซี่ ซึ่งประเมินว่ามีจำนวน ดาวระหว่าง 200-400 พันล้านดวง มีกลุ่มดาว (Star cluster) กว่า 200 กลุ่ม ซึ่งในแต่ละกลุ่มมีจำนวนดาวไม่กี่ดวงจนหนาแน่นถึง 1,000,000 ดวง

ในขณะเดียวกันหากมองจากโลกเราสามารถมองเห็นดาวที่สว่างไสวด้วยตาเปล่า หรือกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็ก ราว 6,000-7,000 ดวง สาเหตุที่เราไม่สามารถมองเห็นได้ครบถ้วนหรือมากกว่านั้น เพราะระยะทางที่ห่างไกลด้วยสายตามนุษย์(ตาเปล่า)จะสามารถ มองเห็นได้ในรัศมี ประมาณ 500 ปีแสงจากโลก และยังเกี่ยวข้องกับความส่องสว่าง (Apparent magnitude) ของดาว (Star)

3.ภาพถ่ายทางช้างผือก
ในมุมมองจากโลกเราสามารถมองเห็นแขนของกาแล็คซี่ทางช้างเผือกได้ด้วยตาเปล่า จากทุกพื้นที่บนโลกในมุมที่มีการเปลี่ยนแปลงไป ลักษณะการเห็นเป็นแนวพาดยาวบนท้องฟ้า เห็นจุดเล็กจุดน้อยของดาวมีแสงฟุ้งกระจายเป็นทิวยาว และขณะนี้เราไม่สามารถถ่ายภาพ ทางช้างเผือกได้จากด้านบน นี่เป็นเพราะเราอยู่ในแผ่นจานกาแลคซี่ เหมือนกับการพยายามถ่ายรูปบ้านของคุณเองจากภายในบ้าน ซึ่งหมายความว่าภาพใดๆที่เคยเห็นในกาแล็กซีแบบเกลียว เป็นภาพที่ถูกสร้างขึ้นจากศิลปิน

4.ในทางช้างเผือกมีการเปลี่ยนแปลง
ทางช้างเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 600 กม. / วินาที ซึ่งประมาณ 2.2 ล้านกิโลเมตร/ ชั่วโมง ทุกๆกาแล็คซี่ในจักรวาลมีการ เคลื่อนตัวหมุนรอบรอบศูนย์กลาง และยังมีการขยายตัวอันเป็นกลไกธรรมชาติของแรงโน้มถ่วง ดังนั้นสิ่งที่บรรจุอยู่ในกาแล็คซี่จึงมี การเคลื่อนตัวในความเร็วที่อาจแตกต่างกัน เกิดการผสมผสนานการชนปะทะกัน และยังมีส่วนประกอบทางเคมีของอนุภาคฝุ่นก๊าซ จากรังสีและความร้อนจากการระเบิดของดาว (Supernovas & Supernovas remnants) การกัดเซาะของพายุระหว่างดวงดาว ส่งผลให้ภายในเปลี่ยนแปลงในทุกๆนาที

ดังนั้นรูปทรงกลุ่มฝุ่นหมอกเนบิวล่า (Nebula) จะมีการเปลี่ยนแปลงไปจากเดิมและเห็นชัดในระยะแสนถึงล้านปี ในทำนองเดียวกัน ส่งผลต่อรูปทรงของกาแล็คซี่ด้วยและในอนาคตอีกนานแสนนาน สิ่งที่จะเกิดขึ้นกับทางช้างเผือกคือการชนปะทะกันระหว่างกาแล็คซี่ ทางช้างเผือกกับกาแล็คซี่แอนดรอเมดา(Andromeda Galaxy) ซึ่งเป็นกลุ่มกาแล็คซี่เพื่อนบ้าน (Local group galaxy)

Andromeda Galaxy

เหตุการณ์ที่จะเกิดขึ้นในอนาคต
• วันปัจจุบัน
• 2 พันล้านปี กาแลคซี่แอนดรอเมดากำลังใกล้เข้ามาอย่างเห็นได้ชัด
• 3.75 พันล้านปี กาแลคซี่แอนดรอเมดาชิดใกล้มากขึ้น
• 3.85 พันล้านปี ท้องฟ้าสว่างไสวด้วยการก่อตัวดาวดวงใหม่
• 3.9 พันล้านปี การก่อตัวของดาวยังคงดำเนินต่อไป
• 4 พันล้านปี กาแลคซี่แอนดรอเมดาถูกยืดออกและทางช้างเผือกเริ่มบิดเบี้ยว
• 5.1 พันล้านปี แกนของทางช้างเผือกและกาแลคซี่แอนดรอเมดา ปรากฏเป็นคู่ของแฉกที่สว่าง
• 7 พันล้านปี กาแลคซ่ีทั้งสองผสานเป็นกาแลคซ่ีรูปไข่ขนาดใหญ่ มีแกนหลักที่สว่างไสว

5.หลุมดำในทางช้างเผือก
บริเวณใจกลางทางช้างเผือก มีหลุมดำมวลมหาศาล (SMBH) เรียกว่า Sagittarius A * ซึ่งเป็นแหล่งคลื่นวิทยุขนาดใหญ่ที่เชื่อกัน ว่าเป็นหลุมดำ (Black hole) ที่มีขนาดประมาณ 22,5 ล้านกิโลเมตร (ประมาณ 14 ล้านไมล์) ที่พยายามจะกลืนกินทุกสิ่ง ที่อยู่ใกล้เคียงตลอดเวลา แต่ยังมีหลุมดำขนาดเล็กหลบซ่อนอยู่ตามจุดต่างๆในทางช้างเผือกในรัศมี 50,000 ปีแสงห่างจากดวงอาทิตย์ 37 แห่งและในรัศมี 200,000 ปีแสง มีรวมมากกว่า 132 แห่ง โดยมีแนวโน้มยังค้นพบเพิ่มใหม่ๆอีก สำหรับหลุมดำที่ใกล้โลกที่สุดชื่อ A 0620-00/V616 Mon Nova Mon 1975 ห่างจากโลกเรา 3,500 ปีแสง

Sagittarius A *

6.อายุทางช้างเผือก
ประมาณการล่าสุดระบุอายุของจักรวาลไว้ประมาณ 13.7 พันล้านปี ทางช้างเผือกของเราอยู่ที่ประมาณ 13.6 พันล้านปี การสืบค้นถูก กำหนดโดยการวัดอายุของดาวฤกษ์และอนุภาคที่เก่าแก่ เราทราบว่าองค์ประกอบบางส่วนของทางช้างเผือกมีมานานแล้วแต่ใช้เวลา ในการเติบโตในช่วงพองตัวขึ้นของกาแล็คซี่ ราว 10-12 พันล้านปีก่อนหน้านี้ และมีความพร้อมสมบูรณ์จนเป็นกาแล็คซี่ในเวลาต่อมา

หลักฐานอีกประการหนึ่งที่พบว่าทางช้างเผือกเป็นกาแล็คซี่รุ่นเก่า โดยเฉพาะในกระจุกดาวต่างๆ พบว่ามีดาวแคระขาว (White dwarf star) ที่มีอายุเก่าแก่มากอยู่จำนวนมาก แต่ก็มีดาวหนุ่มสาวเกิดขึ้นใหม่ตลอดเวลามีการประเมินว่า จะมีดาวเกิดใหม่ในทางช้างเผือก อย่างน้อยปีละ 1 ดวง

7.ทางช้างเผือกเป็นส่วนหนึ่งของกาแล็คซี่อันไกลโพ้น
ในรัศมี 3 ล้านปีแสง ทางช้างเผือกเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างยึดโยงแรงโน้มถ่วงกับกาแล็คซี่อื่นๆ แต่ยังมีกาแล็กซี่ที่ยิ่งใหญ่กว่าคือ กาแล็คซี่เมฆแมคเจลแลนใหญ่ กาแล็คซี่เมฆแมคเจลแลนเล็ก (Magellanic clouds) และกาแล็กซี่แอนดรอเมดรา นอกจากนั้น ทางช้างเผือกยังอยู่ใกล้กับกาแล็คซีอื่นๆที่มีขนาดเล็กกว่า อีกประมาณ 50 แห่ง เป็นกลุ่มที่เรียกว่า กาแล็คซี่เพื่อนบ้านและนี่เป็นเพียง ส่วนเล็กๆของละแวกใกล้เคียง

ไกลออกไป 110 ล้านปีแสง เราพบว่าทางช้างเผือกเป็นส่วนหนึ่งของแรงโน้มถ่วงที่สัมพันธ์กับ กลุ่มกาแลคซีที่มีขนาดใหญ่กว่าที่เรียกว่า Virgo Supercluster เป็นกลุ่มกระจุกของกาแลคซี (Galaxy cluster) ที่มีขนาดใหญ่มากอย่างน้อยมีกาแล็คซี่ 100 แห่ง ซึ่งวัดได้จากเส้นผ่าศูนย์กลางมีขนาดนับร้อยล้านปีแสง

Local group galaxy

8.ระบบชีวิตอื่นในทางช้างเผือก
ปัจจุบันเรามีสมการทางวิทยาศาสตร์ที่เรียกว่า สมการเดรก (Drake Equation) วิธีที่สามารถ ประเมินจำนวนของอารยธรรม จากเทคโนโลยีที่อาจจะมีอยู่ในจักรวาล คิดขึ้นโดย ดร. แฟรงก์เดรก เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปโดยนักวิทยาศาสตร์ในวงกว้าง ได้ประเมินอารยธรรมสิ่งทรงปัญญาในทางช้างเผือกซึ่งมีปัญญาไม่ด้อยไปกว่ามนุษย์ ในทางทฤษฎีว่ามีจำนวน 10,000 อารยธรรม จาก จำนวนดาว 1,000,000 ดวง

Drake Equation

ข้อเท็จจริงคือ ตลอดระยะกว่า 50 ปี เรายังไม่มีเทคโนโลยีที่ดีพอในขณะนี้ ได้มีการสำรวจดาวนับหลายแสนดวง จากจำนวนดาว 400 พันล้านดวงในทางช้างเผือกยังถือว่าเป็นตัวเลขที่น้อยนิด ในการประเมินพบว่าดาวเคราะห์มีเป็นจำนวนมากกว่าดาวฤกษ์เป็นหลาย สิบเท่า และครึ่งหนึ่งนั้นเป็นดาวเคราะห์ก๊าซ (Jovian planets) อีกครึ่งหนึ่งเป็นดาวเคราะห์หิน (Terrestrial planets)

Sunflowercosmos.org

จัดทำความรู้ อวกาศ-ดาราศาสตร์ ศัพท์ดาราศาสตร์ เพื่อภารกิจสื่อสารดาราศาสตร์
Space and Astronomy Network of Community Activities.