ระบบนิเวศที่ควบคุมอนาคตของดาราจักรกำลังได้รับความสนใจ

สื่อรอบดาราจักรนั้นสังเกตได้ยาก แต่เครื่องมือใหม่ทำให้เป็นไปได้ในตอนนี้กาแล็กซีมีอะไรมากกว่าที่ตาเห็น ดวงดาวที่สว่างไสวของดาราจักรดูเหมือนจะหมุนวนอย่างเงียบ ๆ กับฉากหลังอันมืดมิดของอวกาศ แต่การมองอย่างระมัดระวังมากขึ้นเผยให้เห็นถึงความโกลาหลมากมาย

“กาแล็กซีก็เหมือนคุณกับฉัน” เจสสิก้า แวร์ก นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยวอชิงตันในซีแอตเทิล กล่าวในการประชุมของสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันเมื่อเดือนมกราคม “พวกเขาใช้ชีวิตอยู่ในสภาวะที่วุ่นวายอยู่เสมอ”

ความวุ่นวายส่วนใหญ่เกิดขึ้นในสถานที่ขนาดใหญ่และซับซ้อนที่เรียกว่าสื่อเซอร์คัมกาแลกติกหรือ CGM 

กลุ่มฝุ่นและก๊าซที่ลุกลามเป็นวงกว้างนี้เป็นแหล่งเชื้อเพลิงของดาราจักร ที่ทิ้งขยะ และศูนย์รีไซเคิล ทั้งหมดนี้รวมอยู่ในที่เดียว นักดาราศาสตร์คิดว่าคำตอบของความลึกลับของดาราจักรที่เร่งด่วนที่สุด วิธีที่ดาราจักรยังคงก่อตัวดาวดวงใหม่มาเป็นเวลาหลายพันล้านปี เหตุใดการก่อตัวดาวฤกษ์จึงหยุดลงกะทันหัน ถูกซ่อนอยู่ใน CGM ที่ห่อหุ้มดาราจักร

“เพื่อให้เข้าใจกาแลคซี่ คุณต้องเข้าใจระบบนิเวศที่พวกมันอยู่ภายใน” นักดาราศาสตร์ Molly Peeples จากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศในบัลติมอร์กล่าว

ทว่าบรรยากาศทางช้างเผือกนี้กระจัดกระจายจนมองไม่เห็น — CGM 1 ลิตรมีอะตอมเพียงอะตอมเดียว ใช้เวลาเกือบ 60 ปีในการอัพเกรดกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเพื่อเริ่มสำรวจ CGM ที่ห่างไกล และค้นหาว่าการหมุนตลอดเวลาของพวกมันสามารถสร้างหรือทำลายกาแลคซีได้อย่างไร

Werk กล่าวว่า “เมื่อเร็ว ๆ นี้เท่านั้นที่เราสามารถระบุลักษณะความสัมพันธ์ระหว่างวัฏจักรก๊าซนี้กับคุณสมบัติของกาแลคซีได้อย่างแท้จริงโดยสังเกตจากการสังเกต

ด้วยการสำรวจสำมะโนนอกดาราจักรครั้งแรก นักดาราศาสตร์จึงร่วมมือกันว่า CGM ควบคุมชีวิตและความตายของดาราจักรได้อย่างไร และการศึกษาเชิงทฤษฎีใหม่บ่งชี้ว่าดาวของดาราจักรจะจัดเรียงตัวแตกต่างกันมากโดยปราศจากกระแสลมแรงของตัวกลาง นอกจากนี้ การสังเกตใหม่แสดงให้เห็นว่าCGM บางตัวมีลักษณะเป็นก้อนอย่างน่าประหลาดใจ ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับ CGM ซึ่งเปิดใช้งานโดยกล้องโทรทรรศน์ใหม่และการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ อาจเปลี่ยนวิธีที่นักวิทยาศาสตร์คิดเกี่ยวกับทุกสิ่งตั้งแต่การชนกันของดาราจักรไปจนถึงต้นกำเนิดของอะตอมของเราเอง

“ CGM เป็นส่วนหนึ่งของภูเขาน้ำแข็งที่อยู่ใต้น้ำ” Kevin Schawinski นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จาก ETH Zurich ผู้ศึกษาส่วนต่างๆ ของดาราจักรทั่วไปกล่าว “ตอนนี้เรามีการวัดผลที่ดี ซึ่งเรามั่นใจว่ามันสำคัญ”

รอฮับเบิล

การอัพเกรดกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลในปี 2552 ซึ่งทำให้สำมะโน CGM เป็นไปได้ แทบจะไม่เกิดขึ้น

ในกรณีบังเอิญในจักรวาล แชมป์เปี้ยนหัวหน้าของกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลก็เป็นนักดาราศาสตร์กลุ่มแรกที่ค้นพบวิธีสังเกต CGM ของดาราจักรด้วย Lyman Spitzer จากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันและ John Bahcall จากสถาบันเพื่อการศึกษาขั้นสูงในพรินซ์ตัน รัฐนิวเจอร์ซีย์ และนักดาราศาสตร์คนอื่น ๆ สังเกตเห็นบางสิ่งที่แปลกประหลาดหลังจากการค้นพบควาซาร์ในปี 2506 ( SN Online: 3/21/14 ) ) บีคอนสว่างที่ตอนนี้รู้จักเป็นสีขาว จานร้อนที่ล้อมรอบหลุมดำมวลมหาศาลในใจกลางดาราจักรที่อยู่ห่างไกลออกไป

ทุกที่ที่นักดาราศาสตร์มองไป สเปกตรัมของควาซาร์ — รุ้งที่สร้างขึ้นเมื่อแสงของพวกมันกระจายไปทั่วความยาวคลื่นทั้งหมด — มีรอยบากด้วยรูมืด แสงความยาวคลื่นบางช่วงไม่ผ่านเข้ามา

ในปี 1969 สปิตเซอร์และบาห์คอลได้ตระหนักว่ากำลังเกิดอะไรขึ้น: แสงที่หายไปถูกก๊าซดูดกลืนที่ขอบดาราจักร ซึ่งเป็นสิ่งเดียวกับที่เรียกกันว่า CGM ในภายหลัง นักดาราศาสตร์มองดูควาซาร์ที่ส่องผ่าน CGM เหมือนกับไฟหน้าผ่านหมอก

ในขณะนั้นไม่สามารถทำอะไรได้อีกมาก ชั้นบรรยากาศของโลกยังดูดซับแสงในช่วงความยาวคลื่นเดียวกัน ทำให้ยากที่จะบอกได้ว่าอะตอมที่ปิดกั้นแสงใดอยู่ใน CGM ของดาราจักรและอะตอมใดที่มาจากบ้านใกล้บ้าน การรู้ว่า CGM นั้นมีอย่างหนึ่ง การวัดจะต้องมีบางอย่างพิเศษ

สปิตเซอร์และบาห์คอลรู้ว่าพวกเขาต้องการอะไร: กล้องโทรทรรศน์อวกาศที่สามารถสังเกตได้จากชั้นบรรยากาศภายนอกโลก ทั้งคู่เป็นแชมป์เปี้ยนสองคนของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลที่มีเสียงร้องและสม่ำเสมอที่สุด ซึ่งเปิดตัวในปี 1990 เพื่อนร่วมงานของสปิตเซอร์เรียกเขาว่า ” บิดาแห่งปัญญาและการเมือง ” ของฮับเบิล

บาห์คอลไม่เคยหยุดสนับสนุนฮับเบิล ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2548 หกเดือนก่อนที่เขาจะเสียชีวิตเมื่ออายุ 70 ​​​​ปีจากโรคเลือดที่หายาก เขาเขียนบทความหนึ่งใน ลอสแองเจลี สไทมส์ ซึ่ง เรียกร้องให้สภาคองเกรสคืนเงินทุนสำหรับภารกิจในการซ่อมแซมเครื่องมือฮับเบิลที่เสื่อมสภาพซึ่ง NASA ได้ยกเลิกหลังจากปีพ. ศ. 2546 โคลัมเบียภัยพิบัติกระสวยอวกาศ

Bahcall และเพื่อนร่วมงานเขียนว่า “สิ่งที่อยู่ในความเสี่ยงไม่ได้เป็นเพียงเทคโนโลยีที่เป็นตัวเอกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความมุ่งมั่นของเราในการแสวงหาพื้นฐานที่สุดของมนุษย์: การทำความเข้าใจเกี่ยวกับจักรวาล” “การค้นพบที่สำคัญที่สุดของฮับเบิลอาจเป็นได้ในอนาคต”