หนึ่งในบทเรียนแรกของ ดาราศาสตร์ คือโลกตั้งอยู่ในทางช้างเผือก และนี่คือกาแล็กซีรูปก้นหอย อย่างไรก็ตาม มีกาแลคซีหลายพันล้านแห่งในโลก จักรวาล และไม่ใช่ทั้งหมดที่มีรูปร่างเป็นเกลียว กาแล็กซีอาจมีรูปร่างที่แตกต่างกัน ซึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์จำแนกกาแล็กซีออกเป็นหลายประเภท ตลอดบทความนี้ เราจะวิเคราะห์ประเภทหลักของกาแลคซีตามลักษณะทางสัณฐานวิทยา องค์ประกอบ และวิวัฒนาการ
กาแล็กซีแบ่งออกเป็นสี่ประเภทหลัก: ดาราจักรเกลียว, ดาราจักรวงรี, กาแลคซีแม่และเด็ก y กาแลคซีที่ผิดปกติ- นอกจากนี้ กาแลคซีบางแห่งยังแสดงพฤติกรรมเฉพาะที่ทำให้เกิดพวกมันด้วย ดาราจักรที่ใช้งานอยู่ซึ่งเราจะวิเคราะห์ด้วย แม้ว่าภาพกาแลคซีที่รู้จักกันดีที่สุดจะมาจากทางช้างเผือกและกังหันอื่นๆ ความหลากหลายของรูปร่างและขนาดในจักรวาลนั้นยิ่งใหญ่เกินกว่าที่เราจะจินตนาการได้มาก ต่อไป เราจะมาเจาะลึกกาแลคซีที่น่าสนใจแต่ละประเภทกัน
กาแล็กซีก้นหอย
ลา ดาราจักรเกลียว พวกมันอาจเป็นกาแลคซีประเภทที่มองเห็นได้ชัดเจนที่สุดในจักรวาลและเป็นตัวแทนของกาแลคซีประมาณ 60% ใกล้โลก โดยปกติแล้ว กาแลคซีเหล่านี้มีลักษณะคล้ายวังวนจักรวาลที่ประกอบด้วยแกนกลางสว่างและมีแขนที่โค้งงอออกไปด้านนอก แขนกังหันเต็มไปด้วยดาวฤกษ์อายุน้อย ก๊าซและฝุ่น ทำให้พวกมันมีความสว่างและมีชีวิตชีวา ในกลุ่มกาแล็กซีกังหันเหล่านี้ มีการก่อตัวดาวฤกษ์อย่างต่อเนื่อง เนื่องจากก๊าซและฝุ่นเป็นส่วนประกอบสำคัญสำหรับกระบวนการนี้
ตัวอย่างที่ชัดเจนก็คือกาแล็กซีของเราเองนั้น ทางช้างเผือกซึ่งเป็นดาราจักรกังหันมีคาน ซึ่งหมายความว่ามีแถบรูปดาววิ่งผ่านแกนกลาง จากแกนกลาง แขนยื่นออกไปด้านนอกซึ่งก่อตัวโดยดาวฤกษ์อายุน้อย และแขนเหล่านี้เป็นองค์ประกอบสำคัญที่ทำให้เกิดดาวฤกษ์ได้ องค์ประกอบเหล่านี้ได้แก่ เมฆก๊าซและฝุ่น ที่พบในอ้อมแขนและทำให้เกิดดวงดาวดวงใหม่ได้
ดาราจักรกังหันสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภทย่อยหลักๆ คือ เกลียวปกติ และ เกลียวมีคาน. ทางช้างเผือก มันอยู่ในประเภทที่สอง ซึ่งแขนกังหันไม่ได้โผล่ออกมาจากแกนกลางโดยตรง แต่มาจากปลายของแท่งดาว แถบนี้อาจเป็นสถานะชั่วคราวในการวิวัฒนาการของกาแลคซี ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่นักดาราศาสตร์ยังคงศึกษาอยู่
โครงสร้างทั่วไปของดาราจักรกังหันประกอบด้วยหลายส่วน:
- แกนกลางกาแลกติก: บริเวณที่สว่างและกะทัดรัดตรงกลางประกอบด้วยดาวฤกษ์โบราณที่มีความหนาแน่นสูง
- ดิสก์กาแลกติก: บริเวณที่มีแขนกังหันซึ่งมีการก่อตัวดาวฤกษ์เป็นส่วนใหญ่
- ทรงกลด: บริเวณรอบจานประกอบด้วยดาวฤกษ์และกระจุกทรงกลมที่เก่าแก่มากเป็นส่วนใหญ่
ดาราจักรวงรี
ต่างจากเกลียว ดาราจักรวงรี พวกเขาไม่มีโครงสร้างแขนหรือเกลียว กาแลคซีเหล่านี้ซึ่งอาจมีรูปร่างเกือบเป็นทรงกลมหรือมีรูปร่างเป็นวงรียาวมาก โดยส่วนใหญ่ประกอบด้วยดาวอายุมาก จึงมีความสว่างน้อยกว่ากังหัน นอกจากนี้ กาแลคซีเหล่านี้ยังขาดก๊าซและฝุ่นจำนวนมาก ซึ่งหมายความว่าดาวดวงใหม่ไม่ได้ก่อตัวอย่างแข็งขัน
ลักษณะเด่นของกาแลคซีทรงรีก็คือ โดยเฉลี่ยแล้วมันเป็นกาแลคซีที่มีมวลมากที่สุดในจักรวาลและมีขนาดมหึมา กาแล็กซีเหล่านี้บางส่วนเรียกว่า ยักษ์วงรีมีดาวฤกษ์นับพันล้านดวงและมักพบในใจกลางกระจุกกาแลคซี เชื่อกันว่ากาแลคซีทรงรีขนาดยักษ์หลายแห่งได้ก่อตัวผ่านมา การรวมตัวกันของกาแล็กซีอื่นๆซึ่งทำให้มีรูปร่างและองค์ประกอบในปัจจุบัน
ในการจำแนกประเภทนี้ กาแลคซีทรงรีจะถูกแบ่งออกเป็นชนิดย่อย ขึ้นอยู่กับว่าพวกมันมีความยาวแค่ไหน:
- E0: ทรงกลมในทางปฏิบัติ
- E7: ยาวมาก
การไม่มีก๊าซและฝุ่นในกาแลคซีทรงรียังบ่งชี้ว่ากาแลคซีเหล่านี้ "ไม่ค่อยมีกัมมันตภาพรังสี" ในแง่ของการก่อตัวดาวฤกษ์ในปัจจุบัน ผลที่ตามมาคือดาราจักรทรงรีไม่ส่องสว่างเท่าดาราจักรชนิดก้นหอย แม้ว่าจะมีดาวมากกว่านั้นก็ตาม ดาวฤกษ์ภายในกาแลคซีทรงรีมักเป็นดาวฤกษ์ประเภทวิวัฒนาการ เช่น ยักษ์แดงซึ่งทำให้พวกมันมีสีแดง
ดาราจักรไม่ปกติ
รูปภาพ – Flickr/NASA Hubble
ลา กาแลคซีที่ผิดปกติ พวกเขาคือสิ่งที่ไม่มีรูปร่างที่กำหนดไว้ การปรากฏตัวของพวกมันดูวุ่นวาย โดยไม่มีโครงสร้างที่ชัดเจน เช่น กังหันหรือทรงรี และส่วนมากอาจจะมีรูปร่างผิดปกติเนื่องจากการชนกับกาแลคซีอื่นหรือจากปฏิกิริยาแรงโน้มถ่วง แม้ว่าพวกมันอาจดูไม่เป็นระเบียบ แต่กาแลคซีผิดปกติก็มีก๊าซและฝุ่นจำนวนมาก ทำให้เป็นสถานที่ที่การก่อตัวดาวฤกษ์ที่รุนแรงเกิดขึ้น
ตัวอย่างที่น่าสังเกตบางประการของดาราจักรไม่ปกติได้แก่ เมฆแมเจลแลนซึ่งเป็นดาวบริวารของทางช้างเผือก ดาราจักรผิดปกติแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก:
- ฉัน: พวกมันแสดงโครงสร้างบางอย่าง เช่น ร่องรอยของแขนกังหันหรือลักษณะที่คล้ายกัน
- Irr II: อสัณฐานโดยสิ้นเชิงไม่มีรูปแบบที่มองเห็นได้
การมีอยู่ของก๊าซระหว่างดาวจำนวนมากในกาแลคซีไม่ปกติทำให้ดาวฤกษ์อายุน้อยจำนวนมากก่อตัวขึ้นที่นั่น ดาวเหล่านี้เพิ่มความสว่างให้กับกาแลคซีเหล่านี้ ซึ่งสามารถโดดเด่นในพื้นที่ของจักรวาลที่กาแลคซีทรงรีและกังหันสามารถหรี่ลงได้
กาแล็กซี่แม่และเด็ก
ลา กาแลคซีแม่และเด็ก พวกมันอยู่ระหว่างเกลียวและวงรีในแง่ของสัณฐานวิทยาและลักษณะเฉพาะ พวกมันมีนิวเคลียสและจานที่โดดเด่น แต่ไม่มีแขนกังหันเหมือนก้นหอยทั่วไป ในลักษณะที่ปรากฏ กาแลคซีเลนติคูลาร์อาจมีลักษณะคล้ายกาแลคซีทรงรี เนื่องจากมีดาวอายุมากเป็นส่วนใหญ่ และมีก๊าซและฝุ่นเพียงเล็กน้อย
ดาราจักรเหล่านี้มักถูกมองว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการระหว่างดาราจักรกังหันและดาราจักรทรงรี ทฤษฎีบางทฤษฎีแนะนำว่ากาแลคซีเลนติคูลาร์อาจเป็นกังหันในอดีต แต่หลังจากที่ก๊าซและฝุ่นในจานของมันหมดลง พวกมันก็สูญเสียความสามารถในการสร้างดาวดวงใหม่ สิ่งนี้ทำให้พวกเขามีจำนวนประชากรดาวฤกษ์สูงวัยและไม่มีแขนกังหันที่โดดเด่น
ดาราจักรที่ใช้งานอยู่
ลา ดาราจักรที่ใช้งานอยู่ พวกเขาไม่ได้ถูกกำหนดโดยสัณฐานวิทยา แต่โดยพฤติกรรมของพวกเขา ในกาแลคซีเหล่านี้ นิวเคลียสจะปล่อยพลังงานออกมาในปริมาณมากเป็นพิเศษ ซึ่งมักจะมากกว่าพลังงานที่เหลือในกาแลคซีรวมกัน แหล่งที่มาของพลังงานนี้เชื่อกันว่าเป็น หลุมดำมวลมหาศาล ในใจกลางกาแล็กซีที่กำลังสะสมสสารอยู่ด้วยอัตราเร่ง ตัวอย่างที่โดดเด่นของดาราจักรกัมมันต์ ได้แก่ ควาซาร์, บลาซาร์ y กาแล็กซีซีเฟิร์ต.
กิจกรรมประเภทนี้พบได้ในกาแลคซีวิทยุซึ่งปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลออกมาในรูปของคลื่นวิทยุ ที่ ควาซาร์ พวกมันเป็นวัตถุที่สว่างที่สุดและมีพลังมากที่สุดในจักรวาล และสามารถสังเกตได้ในระยะไกลมาก ทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้รับข้อมูลเกี่ยวกับสถานะของจักรวาลยุคแรกเริ่ม
โดยรวมแล้ว กาแลคซีกัมมันต์ทำให้เราเข้าใจอย่างลึกซึ้งว่าหลุมดำมวลมหาศาลสามารถสร้างรูปร่างและส่งผลต่อคุณสมบัติโดยรวมของกาแลคซีได้อย่างไร
จักรวาลประกอบด้วยกาแล็กซีจำนวนมากมาย แต่ละกาแล็กซีมีประวัติ คุณลักษณะ และพลวัตภายในเป็นของตัวเอง ตั้งแต่กาแลคซีกังหันอันงดงามไปจนถึงกาแลคซีผิดปกติที่วุ่นวายที่สุด พวกมันล้วนมีบทบาทสำคัญในความเข้าใจจักรวาลและวิวัฒนาการของมัน กาแลคซีไม่ได้เป็นเพียงการรวมกลุ่มของดวงดาว แต่เป็นส่วนประกอบสำคัญสำหรับการศึกษาประวัติศาสตร์ของจักรวาล