กาแล็กซีแมกเจลแลนใหญ่ รูปร่าง

กาแล็กซี (Galaxy) หรือ ดาราจักร หมายถึง อาณาจักรของดาว กาแล็กซีหนึ่งๆ ประกอบด้วยก๊าซ ฝุ่น และดาวฤกษ์หลายพันล้านดวง กาแล็กซีมีขนาดใหญ่หมื่นล้านถึงแสนล้านปีแสง “ทางช้างเผือก” เป็นกาแล็กซีของเรามีขนาดประมาณหนึ่งแสนปีแสง เนื่องจากโลกของเราอยู่ภายในทางช้างเผือก การศึกษาโครงสร้างของทางช้างเผือก จำต้องศึกษาจากภายในออกมา การศึกษากาแล็กซีอื่นๆ จึงช่วยให้เราเข้าใจกาแล็กซีของตัวเองมากขึ้น

แต่โบราณมนุษย์เข้าใจว่า ทางช้างเผือกเป็นปรากฏการณ์ภายในบรรยากาศโลกเช่นเดียวกับเมฆ หมอก รุ้งกินน้ำ จนกระทั่งคริสต์ศตวรรษที่ 18 ได้มีการสร้างกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่จึงทราบว่า ทางช้างเผือกประกอบด้วยดวงดาวมากมาย เซอร์ วิลเลียม เฮอร์เชล (ผู้ค้นพบดาวยูเรนัส) ทำการสำรวจความหนาแน่นของดาวบนท้องฟ้าและให้ความเห็นว่า ดวงอาทิตย์อยู่ตรงใจกลางของทางช้างเผือก ศตวรรษต่อมา ฮาร์โลว์ แชพลีย์ ทำการวัดระยะทางของ กระจุกดาวทรงกลมซึ่งห่อหุ้มกาแล็กซี โดยใช้ความสัมพันธ์คาบ-กำลังส่องสว่างของดาวแปรแสงแบบ RR Lyrae ที่อยู่ในกระจุกดาวทรงกลมทั้งหลาย เขาพบว่ากระจุกดาวเหล่านี้อยู่ห่างจากโลกนับหมื่นปีแสง รอบล้อมส่วนป่องของกาแล็กซี ดังนั้นดวงอาทิตย์ไม่น่าจะอยู่ตรงใจกลางของทางช้างเผือก

นักวิทยาศาสตร์ได้จาแนกกาแล็กซี่ออกเป็น 4 ประเภท ตามลักษณะรูปร่าง ดังนี้

1. กาแล็กซี่กลมรี ( Elliptical Galaxy ) มีรูปร่างกลมรี ซึ่ง บางกาแล็กซี่อาจกลมมาก บางกาแล็กซี่อาจรีมาก นักดาราศาสตร์ให้ ความเห็นว่า กาแล็กซี่ประเภทนี้จะมีรูปร่างกลมรีมากน้อยเพียงใดนั่น ขึ้นอยู่กับอัตราการหมุนของกาแล็กซี่ ถ้าหมุนเร็วกาแล็กซี่จะมีรูปร่าง ยาวรีมาก

2. กาแล็กซี่ก้นหอย ( Spiral Galaxy ) มีรูปร่างแบบก้นหอย มีแขนโค้งเหมือนลายก้นหอยหรือกังหัน บางทีจึงเรียกว่า กาแล็กซี่ กังหัน ตัวอย่างเช่น กาแล็กซี่ทางช้างเผือก กาแล็กซี่แอนโดรเมดา กา แล็กซี่ส่วนใหญ่ที่พบในเอกภพจะเป็นกาแล็กซี่ประเภทนี้

3. กาแล็กซี่ก้นหอยคาน (Barred Spiral Galaxy) มีลักษณะ คล้ายคลึงกับกาแล็กซี่ก้นหอย แต่ตรงกลางมีลักษณะเป็นคาน และมี แขนแบบกาแล็กซี่ก้นหอยต่อออกมาจาก ปลายคานทั้งสองหรือเรียก อีกชื่อว่า กาแล็กซี่กังหันแบบมีแกน มีอัตราหมุนรอบตัวเองเร็วกว่า กาแล็กซี่ทุกประเภท

4. กาแล็กซี่ไร้รูปร่าง (Irregular Galaxy) เป็นกาแล็กซี่ที่มี รูปร่างลักษณะต่างออกไปจากกาแล็กซี่ทั้ง 3 ประเภทที่กล่าวมาแล้ว เป็นกาแล็กซี่ส่วนน้อย มีรูปร่างที่ไม่แน่นอน หรือเรียกว่า กาแล็กซี่อ สัณฐาน มักจะเป็นกาแล็กซี่ขนาดเล็ก เช่น กาแล็กซี่แมกเจลแลนใหญ่ และกาแล็กซี่แมกเจลแลนเล็ก

กาแล็กซีไม่ได้อยู่กระจายทั่วไปเท่าๆ กันในจักรวาล หากแต่อยู่รวมกันเป็นกลุ่มหรือเป็นกระจุก  นักดาราศาสตร์เรียกกลุ่มของทางช้างเผือกและกาแล็กซีเพื่อนบ้านว่า กลุ่มท้องถิ่น (Local Group) ซึ่งมีขนาดประมาณ 4 ล้านปีแสง ดังภาพที่ 1  

        ทางช้างเผือกเป็นกาแล็กซีขนาดปานกลาง มีกาแล็กซีบริวารขนาดเล็ก ได้แก่ เมฆแมกเจลแลนใหญ่ เมฆแมกเจลแลนเล็ก ดังภาพที่ 2 และกาแล็กซีแคระอีกจำนวนหนึ่ง   ในต้นคริสตศตวรรษที่ 16  เฟอร์ดินานด์ แมกเจลแลน (Ferdinand Magellan) นักสำรวจชาวโปรตุเกส ได้ล่องเรือลงมายังตอนใต้ของมหาสมุทรแอตแลนติกและมหาสมุทรแปซิฟิก ได้สังเกตว่า ใกล้ขั้วฟ้าใต้มีเมฆขาว 2 แห่ง ซึ่งมีลักษณะคล้ายทางช้างเผือกแต่มีขนาดเล็กกว่ามาก จึงตั้งชื่อว่า เมฆแมกเจนแลนใหญ่ (Large Magellenic Cloud) และ เมฆแมกเจนแลนเล็ก (Small Magellenic Cloud)  ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีว่า เมฆแมกเจลแลนทั้งสองคือกาแล็กซีไร้รูปทรง ขนาดเล็ก ซึ่งเป็นบริวารของกาแล็กซีทางช้างเผือก  เมฆแมกเจลแลนใหญ่มีขนาดประมาณ 17,000 ปีแสง อยู่ห่างจากกาแล็กซีทางช้างเผือก 160,000 ปีแสง   เมฆแมกเจลแลนเล็กมีขนาดประมาณ 7,500 ปีแสง อยู่ห่างจากกาแล็กซีทางช้างเผือก 200,000 ปีแสง

ภาพที่ 3 ​M31 กาแล็กซีแอนโดรมีดา, M32 (จุดสว่างด้านบน) และ M110 (ฝ้าสว่างด้านล่าง)

        นอกจากนั้นยังมีกาแล็กซีกังหันขนาดใหญ่อีกแห่งหนึ่ง คือ กาแล็กซีดุมล้อ (M33 Pinwheel Galaxy) อยู่ห่างจากโลกประมาณ 3 ล้านปีแสง  โชติมาตรปรากฎ 5.7  สามารถใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กส่องดูได้ในตำแหน่งของกลุ่มดาวสามเหลี่ยม (Triangulum)  หากสังเกตดูในภาพที่ 3 จะเห็นว่า แขนกังหันของกาแล็กซีมีทั้งเนบิวลาสว่างสีแดง เนบิวลาสะท้อนแสงสีฟ้า ซึ่งล้วนเป็นแหล่งกำเนิดของดาวฤกษ์ทั้งสิ้น นักดาราศาสตร์จึงตั้งข้อสังเกตว่า กาแล็กซีรูปกังหันเปรียบเสมือนโรงงานผลิตดาว  เป็นกาแล็กซีที่มีอายุน้อยและเต็มไปด้วยประชากรดาวเกิดใหม่ 

ภาพที่ 3 กาแล็กซีดุมล้อ (M33 Pinwheel Galaxy)