หนึ่งในความลึกลับทางดาราศาสตร์ที่สำคัญก็คือ มีกระบวนการใดที่ทำให้กาแล็กซีเติบโตขึ้น และมีวิวัฒนาการอยู่ตลอดเวลา
การชนกันของสองกาแล็กซีน่าจะเป็นกุญแจไขปริศนาการเปลี่ยนรูปร่างของกาแล็กซีได้
วันที่ 24 เมษายน ค.ศ. 2008 กล้องฮับเบิลของ NASA / ESA ได้ปฏิบัติงานในวงโคจรรอบโลกครบ 18 ปี
กล้องฮับเบิล เป็นหนึ่งในโครงการวิทยาศาสตร์ที่ประสบผลสำเร็จอย่างมาก โคจรอยู่รอบโลกสูงประมาณ 600 กิโลเมตร ได้เปิดเผยความรู้ของเอกภพทีละเล็กทีละน้อย โดยทยอยส่งภาพที่ตื่นตาตื่นใจของจักรวาลที่ไม่เคยได้เห็นกันมาก่อนเลย
ข้อมูลที่ได้มาเหล่านั้นได้ช่วยนักวิทยาศาสตร์หลายอย่าง เช่น รู้องค์ประกอบในบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ พบว่ากาแล็กซีหลายแห่งมีหลุมดำอยู่ที่ศูนย์กลาง และรู้ว่าเอกภพมีอัตราเร่งในการขยายตัว เป็นต้น
ในวาระฉลองครบรอบ 18 ปีของกล้องฮับเบิล เรามีภาพการชนกันของกาแล็กซีมาให้ชมกัน เป็นครั้งแรกที่นำภาพของกล้องฮับเบิลจำนวนมากมาเผยแพร่ในครั้งเดียว และเราภูมิใจที่ได้นำเสนอในตอนนี้
นักดาราศาสตร์คิดว่า กาแล็กซีแรกเกิดจากมวลก๊าซในเอกภพที่เพิ่งเกิดใหม่ มีกลุ่มของกาแล็กซีก่อนเกิดมากมายค่อยๆ เข้ามาใกล้กัน มาเกาะรวมกันจนเป็นกาแล็กซีที่มีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ ตามเวลาที่ผ่านไปและตามแรงโน้มถ่วงระหว่างกัน
แล้วมันเกิดอะไรขึ้นเมื่อสองกาแล็กซีใหญ่ๆ มาชนกัน
แน่นอน ภาพของกล้องฮับเบิลตอบคำถามนี้ได้ แสดงให้เห็นช่วงที่มันเข้ามารวมกันอย่างชัดเจน
กล้องฮับเบิลมีภาพการชนกันในจักรวาลที่สวยงามมาก มันไม่ได้เกิดขึ้นรวดเร็วหรือรุนแรงมากอย่างที่คิดกัน
ดูแล้วเหมือนไม่ใช่การชนกันในแบบที่เราคุ้นเคย แต่มันเกิดขึ้นอย่างช้าๆ สวยงาม โดยกระบวนการทั้งหมดอาจใช้เวลานานถึง 100 ล้านปี
ในชุดภาพเหล่านี้ มีขั้นตอนการชนกันของกาแล็กซีแต่ละคู่ แต่ละภาพจึงเป็นตัวแทนแต่ละขั้นตอนที่เกิดขึ้น ดูเสมือนดาวฤกษ์กำลังเริงระบำ ออกแบบท่าร่ายรำโดยแรงโน้มถ่วง
แม้การรวมกันจะใช้เวลานานถึง 100 ล้านปี แต่กาแล็กซีทั้งสองที่มารวมกันนี้ แต่ละกาแล็กซีจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมากกว่าล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง แต่เพราะดาวฤกษ์แต่ละดวงอยู่ไกลกันมาก
ดังนั้น โอกาสที่ดาวฤกษ์จะชนกันจึงมีน้อยมาก ดาวฤกษ์นับ 100 ล้านดวง ในแต่ละกาแล็กซี ต่างก็มีการเคลื่อนที่ในแบบเฉพาะตัว ซึ่งเกิดจากแรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์ดวงอื่น และสสารมืดที่อยู่ในกาแล็กซีทั้งสอง ทำให้เกิดแรงโน้มถ่วงที่แตกต่างกันหรือแรงไทดัลมีค่าแปรเปลี่ยนไปตลอดเวลา จากการที่กาแล็กซีทั้งสองเข้าใกล้กันมากขึ้น จนรวมกันได้สมบูรณ์แบบ
ภาพถ่ายชุดนี้ของกล้องฮับเบิล ทำให้รู้ว่า ขณะที่กาแล็กซีมาชนกัน แต่ละขั้นตอนเกิดขึ้นได้อย่างไร เป็นเรื่องที่เข้าใจยาก สลับซับซ้อนและละเอียดอ่อน จนกาแล็กซีค่อยๆ เปลี่ยนรูปร่างไป
รูปแบบที่เป็นสัญญาณแรกที่บอกว่าจะชนกันแน่ๆ เห็นได้ตั้งแต่กาแล็กซีทั้งสองเข้ามาเผชิญหน้ากัน แรงโน้มถ่วงจะดึงดูดดาวฤกษ์และก๊าซที่อยู่รอบนอกของแต่ละกาแล็กซีให้กระจายออกมา ดูเหมือนเป็นสะพานเชื่อมต่อกาแล็กซีทั้งสอง
ขั้นตอนต่อไปคือ ก๊าซและฝุ่นจะกระจายออกเป็นทางยาว เรียกว่า หางที่เกิดจากแรงไทดัล ยืดขยายออกมาแล้วต่างก็ตวัดกลับไปรวมกันอยู่รอบแกนของกาแล็กซีทั้งสอง
หางไทดัลที่ยาวและดูแปลกตานี้ เป็นสัญญาณชัดเจนก่อนที่มันจะรวมกันและจะเป็นเช่นนี้ยาวนานมาก จนขั้นตอนการรวมตัวกันอย่างแท้จริงเกิดขึ้น
เมื่อแกนของกาแล็กซีทั้งสองมารวมกันแล้ว กลุ่มก๊าซและฝุ่นจะถูกผลักไปมาในอัตราเร่งต่างๆ กัน ซึ่งเกิดจากแรงดึงและดันของสสารที่มีทิศทางแตกต่างกันในกาแล็กซี แรงนี้ยังส่งผลให้เกิดคลื่นกระแทกไปกระทำต่อฝุ่นก๊าซที่อยู่ระหว่างดาวฤกษ์
ทำให้ฝุ่นก๊าซนี้เคลื่อนที่ไปรวมกันที่ศูนย์กลาง จนเกิดปฏิกิริยาหลอมรวมตัว ให้กำเนิดดาวฤกษ์ดวงใหม่ๆ ที่เห็นสีฟ้าคือดาวฤกษ์อายุน้อยนั่นเอง
เมื่อกลุ่มฝุ่นก๊าซมารวมตัวกัน มันจะร้อนขึ้นจนแผ่รังสีความร้อนความเข้มสูงออกมา จึงมีรังสีอินฟราเรดมากมายในบริเวณนี้ กาแล็กซีบางแห่งเห็นการบิดเป็นเกลียวสวยงามมาก ดาวฤกษ์และกลุ่มก๊าซในกาแล็กซีเข้ามาไขว้ตัดกัน
เกิดเป็นสายใยยาวๆ ที่ยืดขยายไกลออกไปจากศูนย์กลางมาก เราจึงเห็นความสวยงามของกาแล็กซีสองแห่งนี้ที่มาร่วมกันถักทอเพื่อสร้างกาแล็กซีรูปทรงใหม่ขึ้นมา ในขณะที่กาแล็กซีขนาดมหึมาทั้งสองนั้นมารวมกันจะเกิดปฏิกิริยาที่รุนแรง
ทำให้มีดาวฤกษ์เกิดใหม่จากกลุ่มก๊าซขนาดใหญ่ ส่องแสงสว่างออกมามากมาย เห็นกระจุกดาวเกิดใหม่สีฟ้ามากมาย
ภาพนี้คือ NGC 6670 กาแล็กซีอีกคู่หนึ่งที่มารวมกัน สังเกตภาพนี้ ดูเหมือนปลาโลมากำลังเล่นน้ำ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าน่าจะผ่านขั้นตอนแรกคือการเผชิญหน้ากันไปแล้ว และกำลังเริ่มเข้าสู่ขั้นตอนที่สอง
ภาพต่อมา กาแล็กซีที่ดูแปลก ๆ คู่นี้ เป็นภาพของกาแล็กซีรูปกังหันที่มีมวลและขนาดพอๆ กัน คือ NGC 5257 และ NGC 5258 ทั้งสองกำลังรวมกันเห็นได้ชัดเจนจากสะพานของดาวฤกษ์แสงจางๆ ที่เชื่อมต่อกัน ดูเหมือนนักเต้นรำกำลังจัดท่าทางเพื่อจะหมุนตัว
กาแล็กซีทั้งสองต่างก็มีหลุมดำมวลมหาศาลอยู่ที่ศูนย์กลางและกำลังก่อเกิดดาวฤกษ์ที่แผ่นจานของมันทั้งคู่
ส่วนกาแล็กซีคู่นี้ คือ ดับบ์ IC 694 และ NGC 3690 น่าจะเป็นคู่ที่ผ่านขั้นตอนแรกไปเมื่อ 700 ล้านปีที่แล้ว เพราะมีปรากฏการณ์ของขั้นตอนใหม่เกิดขึ้น
คือมีปฏิกิริยาหลอมรวมซากดาวระเบิดเพื่อก่อเกิดดาวฤกษ์ดวงใหม่ โดยในช่วงที่ผ่านมา 15 ปีหรือนานกว่านั้น มีดาวระเบิดหรือซูเปอร์โนวาเกิดขึ้นที่รอบนอกของกาแล็กซีนี้ถึง 6 ครั้ง จึงมีบันทึกว่าที่นี่ถือเป็นแหล่งกำเนิดซูเปอร์โนวา
ภาพนี้แสดงคู่ที่รวมกันอย่างสวยงาม กาแล็กซีถูกล้อมรอบด้วยหางยาวๆ ที่ยืดขยายออกมาจากศูนย์กลางกาแล็กซี เรียกว่าหางไทดัล ซึ่งก็คือดาวฤกษ์ และก๊าซที่ถูกดึงดูดจากมวลสารที่เคลื่อนไหวในขณะที่กาแล็กซีเข้ามารวมกัน
ภาพเหล่านั้น เราได้เห็นขั้นตอนการสูญสลายไปของกาแล็กซีที่สวยงามสองกาแล็กซี จากการชนกัน ทำลายล้างกัน แต่ผลของมันทำให้เกิดดาวฤกษ์ดวงใหม่ๆ มากมายกลายเป็นกาแล็กซีรูปทรงใหม่ที่โดดเด่นอย่างน่าอัศจรรย์
ถ้าท่านสนใจชมภาพของกล้องฮับเบิลทั้ง 59 ภาพนี้ สามารถเข้าไปชมได้ที่ spacetelescope.org
แปลและเรียบเรียง
อ.สิทธิชัย จันทรศิลปิน
