ซุปเปอร์กระจุกไอนาสโต้

 

     ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติที่นำโดยนักดาราศาสตร์จากหอสังเกตการณ์ตาร์ตู ของมหาวิทยาลัยตาร์ตู ได้พบซุปเปอร์กระจุกกาแลคซีหลายแห่งในเอกภพ โดยที่โดดเด่นที่สุดในกลุ่มซุปเปอร์กระจุก มีชื่อว่า ซุปเปอร์กระจุกไอนาสโต้ ซึ่งตั้งชื่อตาม ศาสตราจารย์ Jaan Einasto ผู้บุกเบิกดาราศาสตร์แขนงนี้ ที่เพิ่งฉลองวันเกิดปีที่ 95 ไปเมื่อวันที่ 23 กุมภาพันธ์

     ซุปเปอร์กระจุก(supercluster) ก็คล้ายกับมหานครในอวกาศ เป็นกลุ่มและกระจุกของกาแลคซีที่เป็นโครงสร้างขนาดใหญ่ที่สุดและกระจุกตัวแออัดมากที่สุดในเอกภพ การค้นพบของทีมไม่เพียงแต่ขยายความเข้าใจเกี่ยวกับโครงสร้างมหึมาเหล่านี้ แต่ยังแผ้วถางเส้นทางสู่การเปิดช่องสู่ปริศนาการก่อตัวของพวกมันที่ยังค้างคา

     ในงานศึกษา นักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจสอบมวลของซุปเปอร์กระจุกซึ่งโดยทั่วไปอยู่ที่ราว 6 พันล้านล้านเท่าดวงอาทิตย์ โดยมีขนาดเฉลี่ยที่ 2 ร้อยล้านปีแสง เพื่อที่จะตัวเปรียบเทียบ ซุปเปอร์กระจุกเหล่านี้มีความกว้างกว่าทางช้างเผือกของเราราว 2000 เท่า ลองนึกถึงเหรียญสิบบาทบนสนามฟุตบอล เป็นขนาดของทางช้างเผือก ความยาวของสนามฟุตบอลก็เทียบเท่ากับขนาดของซุปเปอร์กระจุก ส่วนในแง่ของมวล ถ้าดวงอาทิตย์เป็นลูกกอล์ฟ มวลของซุปเปอร์กระจุกก็เทียบเท่ากับภูเขาเอเวอร์เรสต์

     สำหรับไอนาสโต้ ซึ่งมีขนาดใหญ่ที่สุดในบรรดาพวกที่ค้นพบใหม่ อยู่ห่างจากโลกออกไปราว 3 พันล้านปีแสง โครงสร้างขนาดมโหฬารของมันมีมวลเทียบเท่ากับราว 26 พันล้านล้านเท่าดวงอาทิตย์ ขนาดที่ใหญ๋โตมากนี้ทำให้แสงเดินทางจากปลายด้านหนึ่งของไอนาสโต้ ไปที่อีกด้านใช้เวลา 360 ล้านปี ใหญ่กว่าซุปเปอร์กระจุกลาเนียคี(Laniakea supercluster) ซึ่งทางช้างเผือกเป็นส่วนหนึ่งด้วย มีความกว้าง 250 ล้านปีแสง

     ศาสตราจารย์ ไอนาสโต้เอง ซึ่งมีส่วนสำคัญในการผลักดันการศึกษาซุปเปอร์กระจุก ทำให้ชื่อนี้เหมาะสมกับการค้นพบที่พิเศษนี้ และตามประเพณีของนักดาราศาสตร์เอสโตเนีย ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในความเชี่ยวชาญการศึกษาซุปเปอร์กระจุก ทีมได้จำแนกซุปเปอร์กระจุกอื่นๆ รวม 662 แห่งและสำรวจคุณสมบัติของพวกมัน ยกตัวอย่างเช่น กระจุกกาแลคซีที่อยู่ภ่ายในซุปเปอร์กระจุกจะมีมวลสูงกว่ากระจุกที่อยู่นอกซุปเปอร์กระจุก นี่แสดงว่าวิวัฒนาการและการเจริญของกระจุกกาแลคซีในซุปเปอร์กระจุกนั้นแตกต่างจากกระจุกที่อยู่นอกสภาพแวดล้อมของซุปเปอร์กระจุก

Laniakea supercluster 

     แม้ว่าซุปเปอร์กระจุกจะมีมวลอยู่ไม่น้อย แต่มวลของมันก็กระจายอยู่ในปริมาตรที่ใหญ่ ซึ่งทำให้พวกมันมีความหนาแน่นต่ำกว่าในกาแลคซีเอง อย่างไรก็ตาม ความหนาแน่นของพวกมันนั้นเพียงพอที่แรงดน้มถ่วงจะส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของสสารภายในซุปเปอร์กระจุก ซึ่งรวมถึงสสารมืดด้วย

     การสำรวจได้แสดงว่าเอกภพของเรานั้นกำลังขยายตัวด้วยความเร่ง นี่บอกว่าห้วงอวกาศระหว่างกาแลคซีกำลังขยายกว้างขึ้น เป็นเหตุให้กาแลคซีทั้งหลายเคลื่อนที่ออกห่างกันมากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป นักดาราศาสตร์ที่หอสังเกตการณ์ตาร์ตูได้แสดงว่า กาแลคซีภายในซุปเปอร์กระจุกกลับมีความเร็วการขยายตัวที่ต่ำกว่า ความเร็วการขยายตัวโดยรวมของเอกภพ

      ซึ่งเกิดขึ้นจากแรงโน้มถ่วงภายในซุปเปอร์กระจุกเอง ซึ่งต้านทานการขยายตัวโดยรวมของเอกภพ โดยดึงกาแลคซีภายในกลับเข้ามา อย่างไรก็ตาม แรงโน้มถ่วงไม่ได้มากพอที่จะทำให้ซุปเปอร์กระจุกเป็นระบบที่เกาะกลุ่มด้วยแรงโน้มถ่วงอย่างเหนียวแน่น สุดท้ายแล้ว ผลจากพลังงานมืดในการทำให้ซุปเปอร์กระจุกขยายตัวออก ก็จะเอาชนะแรงโน้มถ่วงได้

     ยิ่งกว่านั้น นักวิจัยได้แสดงความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นกับขนาดของซุปเปอร์กระจุก เน้นให้เห็นความสัมพันธ์แบบผกผันยกกำลังสอง การศึกษายังบอกถึงความสำคัญของความร่วมมือในระดับนานาชาติเพื่อพัฒนาองค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ โดยผู้มีส่วนในงานวิจัยนี้มาจากเอสโตเนีย, อินเดีย, ญี่ปุ่น, สเปน และฟินแลนด์ การค้นพบเผยแพร่ใน Astrophysical Journal

 

แหล่งข่าว phys.org – Einasto supercluster: the new heavyweight contender in the universe
                space.com – scientists find galaxy supercluster as massive as 26 quadrillion suns
               sciencealert.com – astronomers discover the most massive supercluster ever found