กาแล็กซี (Galaxy)

บนท้องฟ้ายามค่ำคืนอันมืดมิด เราอาจสังเกตเห็นแสงสว่างเป็นทางยาวพาดผ่านท้องฟ้า บางคนอาจเรียกมันว่า “ทางช้างเผือก” หรือ “ธารน้ำนม” แต่รู้หรือไม่ว่าแสงสว่างที่เห็นนั้นเป็นเพียงส่วนหนึ่งของกาแล็กซีขนาดใหญ่ที่โลกของเราอยู่อาศัย

กาแล็กซี คืออะไร

กาแล็กซี (Galaxy) คือกลุ่มของดาวฤกษ์นับล้านดวง กับสสารระหว่างดาวอันประกอบด้วยแก๊ส ฝุ่น และสสารมืด รวมอยู่ด้วยกันด้วยแรงโน้มถ่วง กาแล็กซีโดยทั่วไปมีขนาดน้อยใหญ่ต่างกัน นับแต่ดาราจักรแคระที่มีดาวฤกษ์ประมาณสิบล้านดวง ไปจนถึงดาราจักรยักษ์ที่มีดาวฤกษ์นับแสนล้านดวง

กาแล็กซีทางช้างเผือก

กาแล็กซีทางช้างเผือก (The Milky Way Galaxy) เป็นกาแล็กซีที่เราอาศัยอยู่ มีลักษณะเป็นกาแล็กซีก้นหอย มีดาวฤกษ์ประมาณแสนล้านดวง มวลรวมประมาณ 9 หมื่นล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือกมีหลุมดำมวลยิ่งยวดอยู่

กำเนิดกาแล็กซี

กาแล็กซีเป็นกลุ่มของดาวฤกษ์นับล้านดวง กับสสารระหว่างดาวอันประกอบด้วยแก๊ส ฝุ่น และสสารมืด รวมอยู่ด้วยกันด้วยแรงโน้มถ่วง กาแล็กซีโดยทั่วไปมีขนาดน้อยใหญ่ต่างกัน นับแต่ดาราจักรแคระที่มีดาวฤกษ์ประมาณสิบล้านดวง ไปจนถึงดาราจักรยักษ์ที่มีดาวฤกษ์นับแสนล้านดวง

นักดาราศาสตร์เชื่อว่ากาแล็กซีถือกำเนิดขึ้นจากการยุบตัวของกลุ่มแก๊สและฝุ่นในยุคแรกเริ่มของเอกภพ แก๊สและฝุ่นเหล่านี้จะรวมตัวกันด้วยแรงโน้มถ่วง จนเกิดเป็นดาวฤกษ์ กาแล็กซีจะเติบโตขึ้นเรื่อยๆ จากการรวมตัวของกาแล็กซีขนาดเล็กเข้าด้วยกัน

ทฤษฎีการก่อกำเนิดกาแล็กซี

ทฤษฎีการก่อกำเนิดกาแล็กซีที่ยอมรับกันในปัจจุบันคือ ทฤษฎีการยุบตัว (The Big Bang Nucleosynthesis) ทฤษฎีนี้กล่าวว่าเอกภพเริ่มต้นจากการระเบิดครั้งใหญ่เมื่อประมาณ 13,800 ล้านปีก่อน ในช่วงแรก เอกภพเต็มไปด้วยพลังงานและความร้อนสูงมาก เมื่อเวลาผ่านไป เอกภพเย็นตัวลงและเริ่มมีสสารเกิดขึ้น แก๊สและฝุ่นเหล่านี้จะรวมตัวกันด้วยแรงโน้มถ่วง จนเกิดเป็นดาวฤกษ์และกาแล็กซี

หลักฐานสนับสนุนทฤษฎีการยุบตัว

หลักฐานที่สนับสนุนทฤษฎีการยุบตัว ได้แก่

เอกภพกำลังขยายตัวอยู่
ธาตุต่างๆ ในเอกภพมีองค์ประกอบที่เหมือนกัน
กาแล็กซีมีรูปร่างและขนาดที่หลากหลาย

การยุบตัวของกลุ่มแก๊สและฝุ่น

การยุบตัวของกลุ่มแก๊สและฝุ่นจะเกิดขึ้นได้อย่างไรนั้น นักดาราศาสตร์ยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ แต่เชื่อว่าอาจเกิดจากการชนกันของกลุ่มแก๊สและฝุ่น หรืออาจเกิดจากการสั่นสะเทือนของเอกภพ

เมื่อกลุ่มแก๊สและฝุ่นยุบตัวลง แก๊สและฝุ่นจะหมุนวนด้วยความเร็วสูง แรงโน้มถ่วงจะทำให้แก๊สและฝุ่นรวมตัวกันแน่นขึ้น จนเกิดเป็นดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์เหล่านี้จะปล่อยพลังงานออกมา ทำให้กาแล็กซีสว่างไสว

การรวมตัวของกาแล็กซี

กาแล็กซีสามารถรวมตัวกันเข้าด้วยกันได้ ทำให้เกิดกาแล็กซีขนาดใหญ่ขึ้น กาแล็กซีทางช้างเผือกของเราเองก็มีแนวโน้มที่จะชนเข้ากับกาแล็กซีแมกเจลแลนใหญ่และกาแล็กซีแมกเจลแลนเล็กในอีกประมาณ 4 พันล้านปีข้างหน้า

ประเภทของกาแล็กซี

นักดาราศาสตร์จำแนกกาแล็กซีตามรูปร่างลักษณะออกเป็น 4 ประเภทหลัก ได้แก่

กาแล็กซีกลมรี (Elliptical Galaxy) มีรูปร่างเป็นทรงรี พบได้ประมาณ 2 ใน 3 ของกาแล็กซีทั้งหมด
กาแล็กซีก้นหอย (Spiral Galaxy) มีรูปร่างเป็นทรงกลมมีแขนก้นหอยยื่นออกมา พบได้ประมาณ 1 ใน 4 ของกาแล็กซีทั้งหมด
กาแล็กซีก้นหอยคาน (Barred Spiral Galaxy) มีลักษณะคล้ายกาแล็กซีก้นหอย แต่มีคานกั้นอยู่ตรงกลาง
กาแล็กซีไร้รูปร่าง (Irregular Galaxy) มีลักษณะไม่แน่นอน พบได้ประมาณ 1 ใน 20 ของกาแล็กซีทั้งหมด

กาแล็กซีกลมรี

กาแล็กซีกลมรีมีรูปร่างเป็นทรงรี แบ่งได้เป็น 7 ประเภทตามระดับความรีของกาแล็กซี โดยกาแล็กซีที่มีรูปร่างรีน้อยที่สุดเรียกว่า E0 และกาแล็กซีที่มีรูปร่างรีมากที่สุดเรียกว่า E7

กาแล็กซีกลมรีมักพบเป็นกาแล็กซีขนาดใหญ่ อาจมีดาวฤกษ์นับแสนล้านดวง ดาวฤกษ์ในกาแล็กซีกลมรีมักมีอายุมากแล้ว

กาแล็กซีก้นหอย

กาแล็กซีก้นหอยมีรูปร่างเป็นทรงกลมมีแขนก้นหอยยื่นออกมา แบ่งได้เป็น 4 ประเภทย่อยตามรูปร่างของแขนก้นหอย โดยกาแล็กซีที่มีแขนก้นหอยกว้างและชัดเจนเรียกว่า Sa และกาแล็กซีที่มีแขนก้นหอยแคบและมืดมนเรียกว่า Sd

กาแล็กซีก้นหอยมักพบเป็นกาแล็กซีขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ อาจมีดาวฤกษ์นับแสนล้านดวง ดาวฤกษ์ในกาแล็กซีก้นหอยมักมีอายุหลากหลาย

กาแล็กซีก้นหอยคาน

กาแล็กซีก้นหอยคานมีลักษณะคล้ายกาแล็กซีก้นหอย แต่มีคานกั้นอยู่ตรงกลาง แบ่งได้เป็น 4 ประเภทย่อยตามรูปร่างของแขนก้นหอย โดยกาแล็กซีที่มีแขนก้นหอยกว้างและชัดเจนเรียกว่า SBa และกาแล็กซีที่มีแขนก้นหอยแคบและมืดมนเรียกว่า SBd

กาแล็กซีก้นหอยคานมักพบเป็นกาแล็กซีขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ อาจมีดาวฤกษ์นับแสนล้านดวง ดาวฤกษ์ในกาแล็กซีก้นหอยคานมักมีอายุหลากหลาย

กาแล็กซีไร้รูปร่าง

กาแล็กซีไร้รูปร่างมีลักษณะไม่แน่นอน พบได้ประมาณ 1 ใน 20 ของกาแล็กซีทั้งหมด กาแล็กซีไร้รูปร่างมักเกิดจากกาแล็กซีขนาดเล็กที่รวมตัวกันหรือเกิดจากแรงโน้มถ่วงของวัตถุอื่นๆ เช่น กาแล็กซีขนาดใหญ่

กาแล็กซีไร้รูปร่างอาจมีดาวฤกษ์นับล้านดวง ดาวฤกษ์ในกาแล็กซีไร้รูปร่างมักมีอายุหลากหลาย

กาแล็กซีเป็นโครงสร้างขนาดใหญ่ที่บรรจุดาวฤกษ์ แก๊ส ฝุ่น และวัตถุท้องฟ้าอื่นๆ เอาไว้มากมาย กาแล็กซีมีบทบาทสำคัญต่อการก่อกำเนิดและวิวัฒนาการของชีวิตในเอกภพ

คำถามชวนคิด

กาแล็กซีทางช้างเผือกมีหลุมดำมวลยิ่งยวดอยู่ตรงไหน?
กาแล็กซีที่อยู่ใกล้กับกาแล็กซีทางช้างเผือกมากที่สุดคือกาแล็กซีอะไร?
มนุษย์จะเดินทางไปยังกาแล็กซีอื่นได้ในอนาคตหรือไม่?

คำตอบ

หลุมดำมวลยิ่งยวดที่อยู่ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือกมีชื่อว่า “หลุมดำซาร์เจนท์” ตั้งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 26,000 ปีแสง
กาแล็กซีที่อยู่ใกล้กับกาแล็กซีทางช้างเผือกมากที่สุดคือกาแล็กซีแมกเจลแลนใหญ่และกาแล็กซีแมกเจลแลนเล็ก อยู่ห่างจากโลกประมาณ 160,000 ปีแสง
มนุษย์อาจสามารถเดินทางไปยังกาแล็กซีอื่นได้ในอนาคต หากมีการพัฒนาเทคโนโลยีการขนส่งที่มีประสิทธิภาพเพียงพอ

บทสรุป

กาแล็กซีถือกำเนิดขึ้นจากการยุบตัวของกลุ่มแก๊สและฝุ่นในยุคแรกเริ่มของเอกภพ กาแล็กซีจะเติบโตขึ้นเรื่อยๆ จากการรวมตัวของกาแล็กซีขนาดเล็กเข้าด้วยกัน

ขอบคุณแหล่งที่มาของข้อมูล

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ( สสวท. ). คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์โลกและอวกาศ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6. สืบค้นเมื่อ 5 มิถุนายน 2563, จาก https://www.scimath.org/ebook-earthscience/item/10328-6
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ( สสวท. ). 2559. หนังสือเรียน รายวิชาพื้นฐาน โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4-6. พิมพ์ครั้งที่ 9. โรงพิมพ์ สกสค. ลาดพร้าว กรุงเทพมหานคร.
ศูนย์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์โลกและดาราศาสตร์ ( LISA ). กาแล็กซีประเภทต่างๆ. สืบค้นเมื่อ 5 มิถุนายน 2563, จาก http://www.lesa.biz/astronomy/galaxy/galaxies
หอดูดาวสำหรับโรงเรียน, สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ ( องค์การมหาชน ). กาแล็กซีทางช้างเผือก. สืบค้นเมื่อ 5 มิถุนายน 2563, จาก http://nso.narit.or.th/index.php/2017-11-25-10-50-19/2017-12-07-04-56-44/2017-12-10-09-07-42/2017-12-10-17-30-40
NASA Science Space Place. What is a galaxy? Retrieved June 5, 2020, from https://spaceplace.nasa.gov/galaxy/en/