นักดาราศาสตร์อาจจะรู้แล้วว่า “สุดขอบทางช้างเผือก” อยู่ตรงไหนกันแน่ ?

ผมคิดว่าหลายคนอ่านหัวข้อแล้วคงจะรู้สึกแหม่ง ๆ เพราะนักดาราศาสตร์สามารถหาขนาดพื้นที่ของดาราจักรอื่น ๆ ที่ห่างออกไปเป็นล้านปีแสงได้ แต่กลับไม่รู้ว่าสุดขอบกาแล็กซีของตัวเองอยู่ตรงไหน แต่นี่คือเรื่องจริงครับ ข้อมูลขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของกาแล็กซีทางช้างเผือกก่อนหน้านี้คาดว่าน่าจะอยู่ที่ 1.5 – 2 แสนปีแสง (เผื่อเอาไว้ถึง 5 หมื่นปีแสง แต่ก็ยังไม่พอ)

เหตุผลที่เป็นเช่นนั้นจริง ๆ แล้วก็อธิบายไม่ยากครับ เพราะเวลาที่เราอยู่ท่ามกลางสถานที่แห่งหนึ่ง (และไม่ได้อยู่ตรงกลาง) การจะบอกว่าสถานที่ที่เราอยู่กว้างแค่ไหนนั้นเป็นไปได้ยาก เนื่องจากเราไม่สามารถมองเห็นภาพรวมทั้งหมดของมันได้

แตกต่างจากการมองภาพของสถานที่อื่น ๆ จากระยะไกลซึ่งทำให้เห็นภาพรวมของขนาดและรูปลักษณ์ได้อย่างชัดเจนในทันที

มีเพียงแค่สองทางที่เราจะรู้ขนาดของสถานที่ที่ตัวเองอยู่ได้อย่างแน่ชัด คือการออกไปมองจากด้านนอก ซึ่งวิธีนี้เป็นไปไม่ได้อย่างน้อยก็ในตอนนี้ ส่วนอีกวิธีคือการวัดระยะห่างของสิ่งที่อยู่ไกลที่สุดในสถานที่นั้น ๆ

และข้อมูลล่าสุดที่วัดได้จากการทำแผนที่ดาราศาสตร์ในโครงการไกอา (Gaia mapping data) เมื่อปี 2019 พบว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของทางช้างเผือกมีขนาดราว ๆ 2.6 แสนปีแสง มากกว่าข้อมูลเดิมที่เคยคาดไว้เอาไว้ 6 หมื่นปีแสง

ภาพจำลองกาแล็กซีทางช้างเผือก

แต่นั่นก็ไม่ใช่ทั้งหมดของทางช้างเผือกนะครับ เพราะระยะดังกล่าวเป็นเพียงแค่ระยะเส้นผ่านศูนย์กลางของสองวัตถุที่อยู่ห่างกันที่สุด 2 ด้านเท่านั้น แต่ขนาดจริง ๆ ของกาแล็กซีทางช้างเผือกนั้นน่าจะกว้างกว่านั้น หากนับอิทธิพลความโน้มถ่วงที่เกิดจากสสารมืดที่ล่องลอยอยู่รอบ ๆ กาแล็กซีส่วนนอกซึ่งเรามองไม่เห็นด้วย

*กาแล็กซีทางช้างเผือก ก็เหมือนกับระบบสุริยะของเรา ที่ไม่ได้ไปสุดแค่ แถบไคเปอร์ (ส่วนนอกสุดของระบบสุริยะ เป็นที่อยู่ของดาวพลูโต และก้อนน้ำแข็งอื่น ๆ) แต่อิทธิพลของดวงอาทิตย์ยังไปได้ไกลกว่านั้นอีก

รูปแสดงแถบไคเปอร์ของระบบสุริยะ จะเห็นเป็นวงแหวนสีขาวขนาดใหญ่

แล้วสุดขอบกาแล็กซีมันไปอยู่ไปตรงไหน?

จากการศึกษาล่าสุดของ อลิส ดีสัน (Alis Deason) นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ จาก มหาวิทยาลัยเดอร์แฮม (Durham University) ระบุว่าเส้นผ่านศูนย์กลางจริง ๆ นับรวมอิทธิพลทั้งหมดของกาแล็กซี แม้แต่ที่มองไม่เห็นจะอยู่ประมาณ 1.9 ล้านปีแสง

เนื่องจากอย่างที่ได้กล่าวไปข้างต้น ว่ากาแล็กซีของเราไม่ได้มีแต่ดวงดาวหรือกลุ่มแก๊ส แต่ยังมีสิ่งที่เรามองไม่เห็นรวมอยู่ด้วย

ภาพจำลองขอบเขตสุดท้ายของทางช้างเผือก จะเห็นพื้นที่ว่างเปล่ากว้างออกไปมาก แต่จริง ๆ ตรงนั้นไม่ได้ว่างเปล่า

ดวงดาวและกลุ่มแก๊ซต่าง ๆ ในกาแล็กซีของเรา โคจรอยู่รอบ ๆ หลุมดำมวลมหาศาลใจกลางกาแล็กซี ที่ชื่อว่า ซาจิทาเรียส A* (Sagittarius A*)

แต่เราพบว่าดาวที่โคจรอยู่วงนอกสุดมีการเคลื่อนไหวเร็วกว่าที่มันจะควรจะเป็น และด้วยความเร็วการโคจรแบบนั้นมันน่าจะหลุดออกนอกกาแลกซี่ไปแล้ว แต่ไม่ นั่นทำให้เรารู้ว่ามีแรงปริศนาบางอย่างที่มองไม่เห็นอยู่ตรงนั้น และคอยดึงมันเอาไว้ เราเรียกสิ่งนั้นว่าสสารมืดนั่นเองครับ

สรุป – ถ้าหากเพื่อน ๆ เป็นผู้สนใจดาราศาสตร์อย่างจริงจังและไม่ได้เรียนตามตำราเก่าเอาไว้สอบ ผมแนะนำให้อัปเดตข้อมูลเพิ่มเติมใหม่ เพราะจากข้อมูลเมื่อปี 2019 ดาราจักรของเราไม่ได้มีขนาด 1.5 – 2 แสนปีแสง แต่มีขนาด 2.6 แสนปีแสง แต่หากพูดถึงขนาดจริง ๆ โดยนับรวมไปถึงอิทธิพลที่มองไม่เห็นจากสสารมืดเส้นผ่านศูนย์กลางของทางช้างเผือกจะอยู่ที่ประมาณ 1.9 ล้านปีแสง

Fact – วัตถุที่โคจรอยู่ไกลที่สุดในระบบสุริยะ ถูกค้นพบเมื่อปี 2018 เป็นดาวเคราะห์น้อยชื่อว่า 2018 VG18 หรือชื่อเล่นคือ ฟาร์เอาต์ (Farout) และมันมีสีชมพูครับ

อ่านต่อ – หลุมดำ ณ ใจกลางทางช้างเผือก “กำลังหิวโหย” อย่างที่ไม่เคยเป็นมาก่อน