‘กระดูก’ ในทางช้างเผือกสามารถช่วยทำแผนที่โครงสร้างกาแลคซี

ท่อก๊าซติดตามตำแหน่งของแขนเกลียว ผลการศึกษาพบว่าโครงกระดูกกาแล็กซี่ของเส้นเอ็นก๊าซระหว่างดวงดาวที่มืดอาจช่วยทำแผนที่โครงกาแล็กซี่ของเราได้ การศึกษาใหม่ชี้ให้เห็น

“กระดูก” เหล่านี้หกชิ้นซึ่งแต่ละชิ้นมีความยาว 40 ถึง 150 ปีแสงและกว้างน้อยกว่าหนึ่งปีแสง ดูเหมือนจะวางอยู่ตามแขนกังหันของก๊าซและดาวฤกษ์  ที่อยู่ใกล้เคียงซึ่งหมุนรอบทางช้างเผือก ความบางของกระดูกอาจเป็นเครื่องมือที่แม่นยำสำหรับการติดตามโครงร่างที่ใหญ่กว่าของกาแลคซีของเรา ซึ่งเป็นงานที่ยากสำหรับนักดาราศาสตร์ที่ติดอยู่ในทางช้างเผือก

Catherine Zucker ผู้เขียนร่วมการศึกษา 

นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจากศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด-สมิทโซเนียนในเคมบริดจ์ รัฐแมสซาชูเซตส์ กล่าวว่า “กระดูกจะไม่มีประโยชน์เพียงอย่างเดียว” แต่เมื่อรวมกับวิธีการทำแผนที่แบบอื่นๆ แล้ว “พวกมันเป็นวิธีการระบุสถานที่ ของแขนเกลียว” งานวิจัยปรากฏใน วารสาร Astrophysical Journal 10 ธันวาคม

สิ่งที่นักดาราศาสตร์รู้เกี่ยวกับภาพใหญ่ของทางช้างเผือกส่วนใหญ่มาจากการวัดความเร็วของเมฆก๊าซ และร่วมกับการสันนิษฐานบางประการเกี่ยวกับวิธีที่ดาราจักรหมุนไป แปลความเร็วเหล่านั้นเป็นระยะทาง ทางช้างเผือกเป็นดาราจักรชนิดก้นหอย แต่ไม่ว่าจะมีแขนสองแขนหรือสี่แขน ไม่ว่าแขนเหล่านั้นจะโอบรอบดาราจักรไปจนสุดขอบดาราจักร และแม้แต่ขอบเขตแขนของระบบสุริยะก็ตาม ก็ยังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่

โครงสร้างของทางช้างเผือก “เป็นหนึ่งในสิ่งที่ยากที่สุดในการวัดทางดาราศาสตร์” เจมส์ แจ็คสัน นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยบอสตันกล่าว ในปี 2010 แจ็กสันรายงานการค้นพบกระดูกทางช้างเผือกครั้งแรกที่รู้จักแถบก๊าซและฝุ่นสีเข้มหนาแน่นยาวหลายร้อยปีแสงและกว้างประมาณ 1 ปีแสง ชื่อเล่น Nessie หลังจากที่สิ่งมีชีวิตในตำนานที่ซุ่มซ่อนอยู่ในน่านน้ำของ Loch Ness ในสกอตแลนด์ มันอยู่ห่างออกไปประมาณ 10,000 ปีแสงในทิศทางของใจกลางกาแลคซีและตามแนวแขนข้างเคียงที่รู้จักกันในชื่อ Scutum-Centaurus

นักดาราศาสตร์ Alyssa Goodman จากศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์และผู้เขียนร่วมของการศึกษาปี 2015 เสนอ ว่า Nessie อาจเป็น “กระดูกสันหลัง” ของแขน Scutum-Centaurus เนื่องจากเนสซีมีความหนาแน่นและกระทัดรัดกว่าเนบิวลาและกระจุกดาวที่ค่อนข้างปุกปุยที่ล้อมรอบมัน กระดูกสันหลังนี้และส่วนอื่นๆ เช่นนี้อาจเป็นตัวติดตามที่แม่นยำกว่าของโครงร่างกาแลคซีที่ใหญ่กว่า

“มันไม่ใช่ความคิดที่บ้า” แจ็คสันกล่าว การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เมื่อเร็วๆ นี้  ชี้ให้เห็นว่ากระดูกจำนวนมากเหล่านี้ควรก่อตัวขึ้นตามแขนของดาราจักรชนิดก้นหอย

กระดูกอาจเกี่ยวข้องกับเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์ 

ซึ่งเป็นโรงงานที่ก่อตัวดาวฤกษ์ขนาดมหึมาซึ่งอาศัยอยู่ภายในแขนกังหัน การแผ่รังสีและลมที่รุนแรงจากดวงดาวที่ก่อตัวขึ้นภายในกระดูกจะทำลายล้างอย่างรวดเร็ว ทำให้กระดูกแตกหลังจากผ่านไปประมาณ 10 ล้านปี “พวกมันถูกสับเร็วมาก” แจ็คสันกล่าว

กระดูกหกชิ้นของซัคเกอร์แสดงให้เห็นว่าเนสซี่ไม่ได้อยู่คนเดียว และดูเหมือนกระดูกพวกนี้จะนอนตามแขนเกลียวเหมือนเนสซี แต่เธอยังเน้นว่าการศึกษาของเธอเป็นการพิสูจน์แนวคิด นักวิจัยจำกัดการค้นหาให้แคบลงจนถึงแขนกังหันที่รู้จักเพื่อดูว่ามีเส้นใยอยู่หรือไม่และอยู่ในแนวเดียวกับแขนหรือไม่ “ตอนนี้ การระบุกระดูกตามลักษณะเกลียวหลักๆ ทำได้ง่ายกว่ามาก” ซักเกอร์กล่าว

เธอและเพื่อนร่วมงานวางแผนที่จะขยายการค้นหาให้กว้างขึ้น “เราคิดว่ากระดูกสามารถก่อตัวได้ทุกที่ในดาราจักรชนิดก้นหอย” ซักเกอร์กล่าว นั่นเป็นเหตุผลที่กระดูกไม่สามารถแก้ปัญหาทั้งหมดในการสร้างแผนที่กาแลคซีได้ แต่การรวมกระดูกเข้ากับโครงสร้างเกลียวอื่นๆ อาจช่วยแก้ไขความคลาดเคลื่อนในแผนที่ของดาราจักร ด้วยแคตตาล็อกกระดูกหลายร้อยชิ้น และความช่วยเหลือของเครื่องมือทำแผนที่จักรวาลอื่นๆ นักดาราศาสตร์หวังว่าจะเข้าใจมากขึ้นว่าบ้านในกาแลคซีของเราถูกสร้างขึ้นอย่างไร 

ดาวแคระขาวนี้ร้อนกว่าที่อื่นการเผาไหม้ของดาวที่ตายแล้วส่งเสียงดังที่ 250,000 องศาเซลเซียส ความร้อนอยู่ในบริเวณรอบนอกของทางช้างเผือก นักวิจัยรายงานในเดือนธันวาคมAstronomy & Astrophysics เครื่องเผาไหม้นี้มีชื่อว่า RX J0439.8-6809 ซึ่งอยู่ห่างจากกลุ่มดาวโดราโดประมาณ 30,000 ปีแสง และร้อนกว่าที่เคยบันทึกไว้ประมาณ 50,000 องศา

J0439 ซึ่งค้นพบเมื่อ 20 ปีที่แล้วในข้อมูลจากดาวเทียม ROSAT ปรากฏครั้งแรกเป็นรอยเปื้อนของรังสีเอกซ์ นักวิจัยคิดว่า J0439 อาศัยอยู่ในเมฆแมเจลแลนใหญ่ ซึ่งเป็นดาราจักรบริวารที่ใหญ่ที่สุดของทางช้างเผือก และอาจเป็นดาวแคระขาวที่หลอมไฮโดรเจนบนพื้นผิวของมัน หรืออาจเป็นดาวนิวตรอน นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Klaus Werner และ Thomas Rauch ทั้งสองแห่งมหาวิทยาลัย Eberhard Karls ในเมือง Tübingen ประเทศเยอรมนี ได้วิเคราะห์ตำแหน่ง อุณหภูมิ และองค์ประกอบที่แท้จริงของ J0439 ด้วยข้อมูลล่าสุดจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

ยานอวกาศกาลิเลโอพยายามหาปริมาณน้ำในชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดี กาลิเลโอส่งยานสำรวจขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศเพื่อวัดอุณหภูมิ ความดัน และปริมาณสารเคมี การสอบสวนทำงานอย่างไม่มีที่ติ โดยลึกกว่าที่นักวิจัยคาดไว้มาก แต่มันไปในที่ที่โชคร้ายและวัดน้ำของมันก็แห้ง