Alcyoneus: กาแลคซีวิทยุขนาดใหญ่ที่สุด

 

กลีบ(lobes) ของอัลซิโอเนียสอยู่ห่างไกลอย่างมากจนมันทำลายสถิติกาแลคซีวิทยุที่มีขนาดใหญ่ที่สุด ภาพนี้เกิดจากการซ้อนทับภาพจาก WISE ที่ 3.4 ไมครอน(สีฟ้า) บนภาพ LoTSS(LOFAR Two-metre Sky Survey) DR2 ที่ 144 MHz ด้วยความละเอียดที่แตกต่างกัน 2 แบบ(สีส้ม) 

   นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบกาแลคซีวิทยุที่มีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยพบมา โดยกว้างอย่างน้อย 16 ล้านปีแสง กาแลคซีแห่งนี้ซึ่งได้ชื่อว่า อัลซิโอเนียส(Alcyoneus) ตามชื่อบุตรแห่งอูรานอส(Ouranos) เทพท้องฟ้าดึกดำบรรพ์ของกรีก อัลซิโอเนียสเป็นยักษ์ที่ต่อสู้กับเฮอร์คิวลิสและชาวโอลิมเปียอื่นๆ ถูกพบประมาณ 3 พันล้านปีแสงจากโลก จากแถลงการณ์มหาวิทยาลัยไลเดนในเนเธอร์แลนด์ส บอกว่า เป็นความบังเอิญ

      กาแลคซีวิทยุ(radio galaxies) มีหลุมดำมวลมหาศาล(supermassive black holes) ในแกนกลาง เมื่อวัสดุสารตกลงสู่หลุมดำ มันจะเปล่งพลังงานออกมาในรูปของไอพ่นแม่เหล็ก 2 ลำจากแต่ละด้านของใจกลางกาแลคซีกิจกรรมสูงซึ่งเรียกว่า นิวเคลียสกาแลคซีกัมมันต์(active galactic nucleus) เมื่ออนุภาคมีประจุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กับตัวกลางในห้วงอวกาศทำหน้าที่เหมือนเป็นซิงโครตรอน(synchrotron) เร่งความเร็วอิเลคตรอนจนเปล่งคลื่นวิทยุออกมา ไอพ่นบางลำก็กระจายออกกลายเป็นกลีบ(lobes) ไอพ่นและกลีบบางส่วนที่มีขนาดใหญ่เป็นพิเศษ(ในระดับเมกะพาร์เซค) จะถูกเรียกรวมๆ ว่า Giant Radio Galaxies(GRGs)

     ด้วยการใช้ข้อมูลจาก LOFAR(Low-Frequency Array) เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่กระจายอยู่ทั่วยุโรป นักวิจัยได้ตรวจจับกลุ่มพลาสมาขนาดใหญ่ 2 กลุ่มที่ถูกผลักออกจากหลุมดำยักษ์ที่ดูปกติ ที่ใจกลางกาแลคซี ด้วยความยาวที่วัดได้อย่างน้อย 16 ล้านปีแสง กระแสไอพ่นทั้งสองนี้พาดไปไกลกว่าหนึ่งร้อยเท่าความกว้างของทางช้างเผือก จึงเป็นโครงสร้างในระดับกาแลคซีที่มีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยพบ

เส้นชั้นความแรงของการเปล่งคลื่นวิทยุเผยให้เห็นถึงการแผ่ขยายของอัลซิโอเนียส  

      วัสดุสารที่ยิงออกสู่อวกาศโดยกระแสไอพ่นทั้งสอง ยังรวมถึงวัตถุดิบสำหรับการก่อตัวดาวฤกษ์ใหม่ๆ เมื่อเดินทางด้วยความเร็วเกือบเท่าแสง วัสดุสารนี้ร้อนขึ้นและกลายเป็นพลาสมา ซึ่งเรืองในช่วงวิทยุที่ LOFAR สามารถตรวจจับได้ นักดาราศาสตร์ที่ใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุตรวจไม่พบอัลซิโอเนียสก่อนหน้านี้ เนื่องจากกลุ่มพลาสมานี้ค่อนข้างสลัว นักวิจัยต้องแต่งภาพกาแลคซีที่มีอยู่เดิม เพื่อเผยให้เห็นรายละเอียดย่อยและใหม่ ซึ่งบอกให้ทีมทราบถึงโครงสร้างกาแลคซีขนาดใหญ่ เมื่อตรวจสอบโครงสร้างได้แล้ว นักวิจัยใช้ Sloan Digital Sky Survey เพื่อพยายามเข้าใจกาแลคซีต้นสังกัดของมัน ซึ่งพบว่า เป็นกาแลคซีทรงรี(elliptical galaxy) ที่ค่อนข้างปกติ มีมวลราว 2.4 แสนล้านเท่ามวลดวงอาทิตย์(ราวครึ่งหนึ่งของทางช้างเผือก) โดยหลุมดำของมันมีมวล 4 ร้อยล้านเท่าดวงอาทิตย์(ใหญ่เป็นร้อยเท่าของ Sagittarius A*/Sgr A* หลุมดำในใจกลางทางช้างเผือก)  

      ในขณะที่มีการตรวจจับไอพ่นวิทยุในกาแลคซีหลายแห่งซึ่งรวมถึงทางช้างเผือกด้วย แต่นักวิจัยยังไม่แน่ใจว่าเพราะเหตุใด อัลซิโอเนียสจึงมีขนาด(ไอพ่น) ที่ใหญ่โตมากอย่างนี้ ในตอนแรก พวกเขาคิดว่ามันน่าจะเกิดจากหลุมดำที่มีขนาดใหญ่ผิดปกติ, มีประชากรดาวจำนวนมาก(และจึงมีฝุ่นดาวที่มีจำนวนมาก) หรือกระแสไอพ่นที่ทรงพลังอย่างยิ่ง อย่างไรก็ตาม รายละเอียดเหล่านี้ของอัลซิโอเนียสก็ดูจะปกติค่อนข้างไปทางต่ำ เมื่อเทียบกับกาแลคซีวิทยุแห่งอื่นๆ

LOFAR 

     อัลซิโอเนียสอาจจะให้เงื่อนงำใหม่เกี่ยวกับโครงสร้างของเอกภพ ที่เรียกว่า ใยอวกาศ(cosmic web) ซึ่งเชื่อกันว่าเชื่อมโยงกาแลคซีทั้งหมดเข้าไว้ โครงข่ายที่ซับซ้อนนี้ประกอบด้วยสายใยกาแลคซีที่อยู่รวมกันเป็นกระจุก โดยมีช่องว่าง(void) ขนาดยักษ์คั่นไว้ สสารตัวกลางในอวกาศระหว่างกาแลคซีอาจจะมีบทบาทสำคัญในการตกแต่งรูปร่างของกลุ่มพลาสมายักษ์ของกาแลคซีแห่งนี้ อาจเป็นว่าอัลซิโอเนียสอยู่ในพื้นที่อวกาศที่มีความหนาแน่นต่ำกว่าปกติ ซึ่งจะช่วยให้มันขยายตัว หรือจากปฏิสัมพันธ์กับใยอวกาศได้แสดงบทบาทสำคัญในการเจริญของวัตถุนี้

    นักวิจัยจึงวางแผนที่จะทำการศึกษาสภาพแวดล้อมของอัลซิโอเนียสต่อไป เพื่อดูว่ามีอะไรรอบๆ ที่สามารถอธิบายความใหญ่โตของมันได้หรือไม่ การค้นพบของทีมที่นำโดย Martjin Oei นักศึกษาปริญญาเอกที่ไลเดน จะเผยแพร่ในวารสาร Astronomy & Astrophysics

 

แหล่งข่าว space.com : astronomers discover massive radio galaxy 100 times larger than the Milky Way
                phys.org : astronomers find largest radio galaxy ever
                sciencealert.com : the biggest galaxy ever found has just been discovered, and it will break your brain   
               iflscience.com : largest galaxy ever found in absurdly enormous and strangely ordinary