ใบความรู้-เรื่อง-กาแล็กซี

ใบความรู้ เรื่อง กาแลก็ ซี (Galaxy) กาแล็กซี (Galaxy) หรอื ดาราจักร คือ ระบบที่กว้างใหญ่ไพศาล ประกอบด้วยดาวฤกษ์ กระจุกดาวฤกษ์ ก๊าซและฝุ่น รวมกันอยู่ใน ระบบเดียวกันเพราะมีแรงโน้มถ่วงซ่ึงกันและกัน กาแล็กซี ถือเป็นองค์ประกอบหน่ึงของเอกภพเกิดมาเม่ือ ประมาณ 18,000 ลา้ นปมี าแล้ว ประมาณว่าในเอกภพมีดาราจักรถึง 100,000 ล้านระบบ และเชื่อว่าดาวฤกษ์ ต่างๆ รวมท้ังดวงอาทิตย์ ซ่ึงเป็นศูนย์กลางของระบบสุริยะ ต่างก็เคล่ือนรอบศูนย์กลางของกาแล็กซีด้วยแรง โนม้ ถ่วงระหวา่ งดาวฤกษ์กับสิง่ ทีอ่ ยู่ ณ ใจกลางของกาแล็กซี ซ่ึงมีแรงโน้มถ่วงสูงมาก นักดาราศาสตร์เชื่อว่าสิ่ง นคี้ ือ หลมุ ดา (Blank Hole) ซงึ่ เช่ือว่ามคี วามลึกไมม่ ที สี่ น้ิ สุด สง่ิ ต่างๆ เม่ือหลุดเขา้ ไปไม่สามารถออกมาได้ ดาวฤกษ์ท่ีเห็นอยู่บนท้องฟ้าเป็นดาวที่อยู่ในกาแล็กซีของเรา หรือกาแล็กซีทางช้างเผือก (TheMilky Way Galaxy) มีลักษณะเป็นฝ้าขาวคล้ายเมฆบางๆ อยู่โดยรอบท้องฟ้า กาแล็กซีทาง ชา้ งเผือก เป็นกาแล็กซแี บบกงั หนั เนอ่ื งจากมองดา้ นบนและด้านล่างจะเห็นว่ามีโครงสร้างเป็นรูปจานหรือจักร หรือขดหอย (Spiral Structure) โดยจุดศูนย์กลางจะเป็นรูปวงรี (Ellipsoid) มีความยาวถึง 100,000 ปีแสง ดวงอาทิตย์ของเราอยู่ทางแขนด้านขวาห่างใจกลางของกาแลกซ่ีประมาณ 30,000 ปีแสง องคป์ ระกอบของกาแลก็ ซี องค์ประกอบของกาแล็กซีส่วนใหญ่เป็นดาวฤกษ์ กระจุกดาว แก๊สและฝุ่นธุลี เรียกว่า สสารระหว่าง ดาว ซ่ึงมีองค์ประกอบบางอย่างของกาแล็กซีที่สามารถสังเกตเห็นได้ในการศึกษาดวงดาวบนท้องฟ้า เช่น ดาวฤกษ์ มคี วามสว่างมากน้อยแตกตา่ งกนั และมสี ีตา่ งกนั ทางชา้ งเผอื ก โดยส่ิงต่างๆ ที่มองเห็นได้น้ันล้วนเป็น องคป์ ระกอบของกาแลก็ ซี ซง่ึ มีลกั ษณะทส่ี าคัญ ดังนี้ 1. กระจุกดาว คือ กลุ่มดาวฤกษ์ตั้งแต่จานวนเล็กน้อยนับสิบดวงไปจนถึงสิบล้านดวง ซึ่งที่พบแล้วในปัจจุบัน มปี ระมาณ 1,000 กระจุก โดยมลี กั ษณะ ดงั นี้ 1.1 เมฆดาว เป็นดาวแออดั กันแนน่ ปรากฏเหมอื นก้อนเมฆสวา่ ง มีมากในบริเวณใกลจ้ ดุ ใจกลาง กาแลก็ ซี 1.2 กระจุกดาวทรงกลม เป็นกลุ่มดาวฤกษ์จานวนตั้งแต่ประมาณแสนดวงถึงสิบล้านดวง ลักษณะค่อนข้าง เปน็ ทรงกลม โดยในกาแลก็ ซที างช้างเผือกพบมากในบรเิ วณรอบๆ จุดศูนยก์ ลางของกาแลก็ ซี 1.3 กระจุกดาวเปิด เช่น กระจุกดาวลูกไก่ สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่าประมาณ 7 ดวง หากมองด้วย กล้องสองตาจะมองเห็น 14 - 15 ดวง และหากมองด้วยกล้องโทรทรรศน์จะสามารถมองเห็นได้ มากมาย นับจานวนดาวฤกษ์ได้ไม่นอ้ ยกวา่ 2,362 ดวง กระจกุ ดาวลกู ไก่นีเ้ ป็นกระจุกดาวเปิดท่ีอยู่ใกล้ โลก มากที่สุด มีความสว่างไสวมาก สามารถมองเห็นได้จากประเทศต่างๆ ท่ัวท้ังโลก มีตาแหน่ง ปรากฏบนทอ้ งฟ้าใกล้เคียงกบั กลุม่ ดาววัว 2. สสารระหวา่ งดาว ระยะห่างระหวา่ งดาวฤกษ์แต่ละดวงเป็นบริเวณท่ีห่างไกลกันมาก มีสสารระหว่างดาวซ่ึง ประกอบดว้ ยแกส๊ และฝนุ่ ธลุ ี โดยสว่ นใหญ่เปน็ แกส๊ ไฮโดรเจนและฝุ่นธลุ ีทเี่ จอื จางกวา่ บรรยากาศของโลก มีส่วน ที่เป็นของแข็งเพียงร้อยละ 1 โดยกาแล็กซีทางช้างเผือกมีสสารระหว่างดาวประมาณร้อยละ 10 ของน้าหนัก มวลทั้งหมด

3. เนบิวลา คือ แถบหรอื บรเิ วณเมฆของแก๊สและฝ่นุ ธุลีของสสารระหวา่ งดวงดาวในอวกาศ มีการแพร่กระจาย เห็นเป็นแสงสว่างเรืองสวยงาม หรือจากการถ่ายภาพอาจพบเป็นแถบดาบังแสงดาวฤกษ์หรือวัตถุอื่นท่ี อยู่ ด้านหลัง ในอดีตไม่ทราบว่าแสงสว่างเรืองน้ันเป็นอะไร แต่ในปัจจุบันได้มีการตรวจวัดและพบว่าองค์ประกอบ ของเมฆแก๊สและฝุ่นละอองต่างๆ ท่ีเห็นเป็นเนบิวลานั้น ส่วนใหญ่เป็นแก๊สไฮโดรเจน มีแก๊สฮีเลียมประมาณ รอ้ ยละ 10 และประกอบด้วยสสารขนาดเลก็ อนื่ ๆ นักดาราศาสตร์ได้แบ่งรูปแบบของกาแล็กซีไว้ตามลักษณะรูปร่างและสมบัติของมัน ซึ่งช่วยให้ง่ายต่อ การศึกษาเรียนรู้ โดยแบง่ ออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ ได้แก่ กาแล็กซีปกติ (Regular Galaxy) และกาแล็กซีไม่ มีรปู แบบ (Irregular Galaxy) ประเภทของกาแลก็ ซี 1. กาแล็กซีปกติ (Regular Galaxy) ในปี ค.ศ.1926 นักดาราศาสตร์ชื่อว่าเอ็ดวิน ฮับเบิล (Edwin Hubble) ได้จาแนกรูปแบบของ กาแล็กซีออกมาตามแผนภาพส้อมเสียง (Hubble Tuning Fork) ซ่ึงประกอบไปด้วยกาแล็กซีรีและกาแล็กซี กังหันโดย มีรูปแบบย่อยๆ อีกหลากหลาย นอกจากน้ียังมีกาแล็กซีท่ีมีลักษณะคล้ายคลึงกับท้ังกาแล็กซีรีและ กาแลก็ ซีกังหนั ด้วย ภาพที่ 1 แผนภาพส้อมเสยี งจัดประเภทกาแลก็ ซีของฮบั เบลิ ท่มี า : http://bit.ly/2JrElzq 1) กาแลก็ ซรี ี (Elliptical Galaxy) กาแล็กซีรีมีรูปร่างคล้ายทรงกลม แต่มีลักษณะแบนตรงกลางเล็กน้อยและมีปลายเรียว ประกอบไป ด้วยดวงดาวท่ีมีอายุมาก มีมวลน้อย โดยจานวนดวงดาวท่ีอยู่ในกาแล็กซีน้ีมีต้ังแต่ 100 ล้านดวงไปจนถึง 100 ล้านล้านดวงเลยทีเดียว แต่พวกมันกลับมีสสาร เช่น แก๊สและฝุ่นละออง ระหว่างดาวฤกษ์น้อยกว่า กาแล็กซีอ่ืนๆ ซ่ึงน่ีอาจเป็นเหตุผลหนึ่งท่ีทาให้เราเห็นดาวฤกษ์อายุน้อยเพียงเล็กน้อยในกาแล็กซีน้ี กาแล็กซีรี ท่ีมีขนาดใหญ่ท่ีสุดในจักรวาล เรียกว่า กาแล็กซียักษ์ (Giant Elliptical Galaxies) ซึ่งอาจมีดวงดาวอยู่ถึง

1 ล้านลา้ นดวง หรอื กาแล็กซีรีบางกาแล็กซีก็มีขนาดใหญ่กว่ากาแล็กซีทางช้างเผือกถึง 20 เท่า ส่วนกาแล็กซีรี แคระ (Dwarf Elliptical Galaxies) เป็นกาแล็กซีท่ีมีขนาดเล็ก โดยมีคุณสมบัติอยู่ระหว่างกาแล็กซีรีท่ัวไปกับ กระจกุ ดาวทรงกลม (Globular Cluster) นอกจากนีย้ งั มกี าแลก็ ซรี ีทป่ี รากฏเปน็ สีแดงให้เห็น บ่งช้ีได้ว่าพวกมัน เกิดจากดาวฤกษ์อายุมากที่เย็นตัวลงแล้วด้วย ฮับเบิลแบ่งกาแล็กซีรี ออกเป็นกลุ่มย่อยๆ ตามค่าความแบน โดยกาหนดสัญลักษณ์ให้ E0 แทนกาแล็กซีรีท่ีมีลักษณะค่อนข้างกลม ไปจนถึง E7 ให้แทนกาแล็กซีรี ทม่ี ีลกั ษณะรยี าว ภาพที่ 2 กาแล็กซรี ี (EllipticalGalaxy) ทมี่ า : https://www.trueplookpanya.com/knowledge/content/66271/-blo-sciear-sci- 2) กาแลก็ ซกี ังหนั (Spiral Galaxy) กาแล็กซีส่วนใหญ่ในจักรวาลน้ีอยู่รูปแบบของกาแล็กซีกังหัน รวมถึงกาแล็กซีทางช้างเผือก (Milky Way) ซึง่ เปน็ ท่ีตัง้ ของโลกของเรากเ็ ป็นกาแลก็ ซแี บบกังหันดว้ ย ลกั ษณะของกาแล็กซีประเภทน้ี จะเป็น กระเปาะตรงกลาง เรียกว่า Galactic Bulge Spiral ประกอบด้วยดวงดาวท่ีมีอายุมาก ส่วนด้านข้าง มีลักษณะคล้ายจานแบน ประกอบไปด้วยฝุ่นละออง กลุ่มแก๊สและดาวอายุน้อย ซึ่งส่วนน้ีจะเป็นจุดที่เกิดเป็น โครงของแขนกาแล็กซี ยื่นออกมาในลักษณะรัศมีกระจายไปรอบๆ กาแล็กซี สาหรับดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะ ของเราอยู่บนแขนของกาแล็กซีทางช้างเผือก รัศมีของกาแล็กซีอยู่กันอย่างหลวมๆ รอบกระเปาะตรงกลาง บนแขนรัศมปี ระกอบไปดว้ ยกลมุ่ ดาวเก่าแก่ท่รี ้จู ักกันในชื่อของกระจุกดาวทรงกลม (globular clusters) กาแลก็ ซกี งั หันแบ่งย่อยออกได้เป็น 2 ประเภท 2.1) กาแลก็ ซีกังหันแบบธรรมดา (Normal Spiral Galaxy) แม้ว่ากาแล็กซีกงั หันจะมีลักษณะเป็นกระเปาะแบนและมีแขนเป็นรัศมีคล้ายๆ กัน แต่ความหนาแน่น ของแขนในแตล่ ะกาแลก็ ซีกแ็ ตกตา่ งกัน ดงั น้ัน จงึ สามารถแบง่ ย่อยออกได้โดยกาหนดสัญลักษณ์กาแล็กซีกังหัน แบบธรรมดาให้แทนด้วย S ตามด้วยอักษรภาษาอังกฤษตัวเล็ก a b c ตามความหนาแน่นของแขน ซึ่ง Sa

จะแทนกาแล็กซีกังหันแบบธรรมดาท่ีมีความหนาแน่นของแขนมากท่ีสุด ขณะท่ี Sc แทนกาแล็กซีกังหันแบบ ธรรมดาทีม่ คี วามหนาแนน่ ของแขนนอ้ ย ทาใหเ้ หน็ แขนเปิดและลกั ษณะเป็นเกลยี วไดอ้ ย่างชดั เจน ภาพที่ 3 กาแล็กซีกังหนั (Spiral Galaxy) ที่มา : https://www.trueplookpanya.com/knowledge/content/66271/-blo-sciear-sci- 2.2) กาแล็กซกี งั หันแบบมีคาน (Barred Spiral Galaxy) กาแล็กซีกังหันแบบมีคานจะมีโครงสร้างคล้ายคานพาดผ่านกลางกาแล็กซี บริเวณคานน้ีจะมีความ สว่างของดาวฤกษ์และสสารอยู่ นักดาราศาสตร์พยายามศึกษาเพื่อจะเข้าใจถึงบทบาทของคานนี้แต่ก็ยังไม่ได้ คาตอบท่ีชัดเจนนัก กาแล็กซีแบบมีคานสามารถแบ่งย่อยออกได้โดยกาหนดสัญลักษณ์กาแล็กซีกังหันแบบมี คานใหแ้ ทนดว้ ยSB ตามดว้ ยอักษรภาษาอังกฤษตวั เลก็ a b และ c ภาพท่ี 4 กาแล็กซรี ูปกังหันมีแกน ที่มา : http://bit.ly/2kLF0y0 3) กาแลก็ ซเี ลนส์ (Lenticular Galaxy) สาหรับกาแล็กซีเลนส์เป็นกาแล็กซีท่ีมีลักษณะคล้ายกับทั้งกาแล็กซีรีและกาแล็กซีกังหัน กล่าวคือมี ลักษณะเป็นกระเปาะตรงกลางกาแล็กซีคล้ายกับกาแล็กซีกังหัน แต่ไม่มีโครงสร้างท่ีเป็นแขนท่ียื่นออกมา โดยอยูร่ ะหว่างรูปแบบของ E7 และ Sa ตวั อย่างของกาแลก็ ซนี ้ี เช่น M85

กาแล็กซเี ลนสส์ ามารถแบ่งไดเ้ ป็น 2 ประเภท 3.1) กาแลก็ ซเี ลนสแ์ บบมคี าน (Barred Lenticular Galaxy) กาแล็กซีเลนส์แบบมีคานจะมีโครงสร้าง คล้ายคานพาดผ่านกลางกาแล็กซี ซึ่งคล้ายกับกาแล็กซี กังหันแบบมีคานมาก ๆ เพียงแต่ไม่มีโครงสร้างที่เป็นแขนของกังหันเท่านั้น ท้ังน้ีกาหนดสัญลักษณ์ของ กาแลก็ ซีลกั ษณะนี้ใหแ้ ทนดว้ ย SBO 3.2) กาแล็กซเี ลนสแ์ บบไม่มคี าน (Unbarred Lenticular Galaxy) กาแล็กซีเลนส์แบบไม่มีคาน จะไม่มีโครงสร้างท่ีเป็นแถบพาดผ่านกลางกาแล็กซี จึงคล้ายกับกาแล็กซี กังหันแบบไมม่ คี านแต่ไมม่ โี ครงสร้างทเ่ี ปน็ ส่วนแขนของกังหันน่ันเอง ทั้งนี้กาหนดสัญลักษณ์ของกาแล็กซี ลักษณะน้ใี หแ้ ทนดว้ ย SO ภาพที่ 5 กาแล็กซเี ลนส์ (Lenticular Galaxy) ทมี่ า : http://bit.ly/2kLF0y0 2. กาแล็กซีไม่มีรูปแบบ (Irregular Galaxy) กาแล็กซีไม่มีรูปแบบเป็นกาแล็กซีที่ไม่มีโครงสร้างท่ีชัดเจนเพียงพอจะบอกได้ว่ามันเป็นรูปกังหันหรือ ทรงรี และบางคร้ังอาจจะแสดงโครงสร้างแบบคานให้เห็น ประกอบไปด้วยกลุ่มแก๊ส ฝุ่นละออง ดาวฤกษ์ ดาวนิวตรอน หลมุ ดา และองค์ประกอบอื่นๆ ซ่ึงหากมีขนาดเล็กก็จะอยู่ในกลุ่มของกาแล็กซีแคระไร้ รูปแบบ ตัวอย่างที่ดีท่ีสุดของกาแล็กซีลักษณะนี้ที่สามารถมองเห็นได้จากโลกก็คือกาแล็กซีแมกเจลแลนเล็ก (Small Magellanic Cloud, SMC) ภาพที่ 6 กาแล็กซีกังหนั (Spiral Galaxy) ทม่ี า : https://www.trueplookpanya.com/knowledge/content/66271/-blo-sciear-sci-

กาแล็กซไี ม่มรี ูปแบบถกู แบ่งออกเป็น 1) Im galaxies เป็นกาแลก็ ซที เี่ กิดข้ึนให้เห็นได้บอ่ ยในบรรดากาแล็กซไี ม่มีรูปแบบ และสามารถแสดงให้เหน็ ร่องรอยของกาแล็กซีทีเ่ ป็นเกลยี วแขนได้ 2) IO galaxies เปน็ กาแล็กซไี ม่มีรปู แบบที่เกิดขึ้นแบบสมุ่ อยา่ งสมบรู ณ์ จกั รวาลของเรามีกาแล็กซปี ระเภทนี้ อยู่ประมาณ 20% ของกาแล็กซีไมม่ รี ปู แบบทง้ั หมด นักดาราศาสตร์พบว่า กาแล็กซีส่วนใหญ่ท่ีพบร้อยละ 77 เป็นกาแล็กซีแบบกังหันและกังหันบาร์ มขี นาดใหญ่ องค์ประกอบหลักเป็นประชากรดาวประเภทหน่ึง (Population I มีธาตุหนักเกิดจากซูเปอร์โนวา สว่างมาก อุณหภูมิสูง) ซ่ึงมีอายุน้อย กาแล็กซีจึงมีสีน้าเงิน กาแล็กซีร้อยละ 20 เป็นกาแล็กซีรี มีขนาดใหญ่ องค์ประกอบหลักเป็นประชากรดาวประเภทสอง (Population II ไม่มีธาตุหนัก สว่างน้อย อุณหภูมิต่า) ซ่ึงมีอายุมากและไม่มีดาวเกิดใหม่ กาแล็กซีจึงมีสีแดง ส่วนท่ีเหลือร้อยละ 3 เป็นกาแล็กซีไม่มีรูปแบบ มีขนาด เลก็ และกาลงั สอ่ งสวา่ งน้อย มปี ระชากรดาวประเภทหนึง่ การแบ่งประเภทของกาแล็กซีในแผนภาพส้อมเสียงของฮับเบิล เป็นการแบ่งตามรูปทรงสัณฐาน ท่ีมองเห็นจากโลกเท่าน้ัน กาแล็กซีแต่ละประเภทมิได้มีความสัมพันธ์เกี่ยวข้องในเชิงลาดับ อย่างไรก็ตาม นกั ดาราศาสตร์ในยุคปัจจุบันเช่ือว่า กาแล็กซีรี เกิดจากการรวมตัวของกาแล็กซีกังหัน เพราะประชากรดาวใน กาแล็กซกี ังหนั มอี ายนุ อ้ ยกว่าในกาแล็กซีรี