กาแล็กซีไร้สสารมืด: ปริศนาใหม่ของวงการฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ?

 BBC Thai 02042561 Science

เชื่อกันว่าสสารมืด (Dark matter )เป็นองค์ประกอบลึกลับที่มองไม่เห็นแต่มีความจำเป็นอย่างยิ่งในการช่วยยึดเหนี่ยวดาราจักรหรือกาแล็กซีต่าง ๆ ให้เกาะตัวเป็นกลุ่มเป็นก้อนอยู่ได้

แต่ล่าสุดนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเยลของสหรัฐฯ กลับค้นพบกาแล็กซี NGC1052-DF2 ซึ่งมีมวลสารเบาบาง จนคาดได้ว่าเป็นกาแล็กซีแห่งแรกที่นักวิทยาศาสตร์พบว่าไม่มีสสารมืดปะปนอยู่ด้วย

กาแล็กซี NGC1052-DF2 มีลักษณะเป็นดาราจักรที่ดูโปร่งแสงและมีดวงดาวอยู่จำนวนน้อย แต่กลับมีขนาดใกล้เคียงกับดาราจักรรูปเกลียวหรือก้นหอย (Spiral galaxy) ที่พบได้ทั่วไป ซึ่งรวมถึงกาแล็กซีทางช้างเผือกของเราด้วย อย่างไรก็ตาม ดวงดาวในกาแล็กซีปริศนานี้ต่างแยกกันจับตัวเป็นกลุ่มเล็ก ๆ จนทำให้มีแสงสว่างมากกว่าปกติ

มีการตีพิมพ์เผยแพร่ผลการค้นพบนี้ในวารสารเนเจอร์ โดยศาสตราจารย์ปีเตอร์ ฟาน ด็อกคุม ผู้นำทีมวิจัยระบุว่า ในตอนแรกพวกเขาไม่ได้ตั้งใจจะมองหากาแล็กซีที่ปราศจากสสารมืด แต่มุ่งศึกษากาแล็กซีที่แผ่ขยายอาณาเขตของตนออกไปเป็นบริเวณกว้าง จนได้พบกับกาแล็กซี NGC1052-DF2 ซึ่งมวลสารของดวงดาวที่มีอยู่ทั้งหมดนั้นเท่ากับมวลรวมของกาแล็กซีพอดี อันเป็นคุณสมบัติที่แตกต่างจากดาราจักรโดยทั่วไป ซึ่งจะต้องมีมวลของสสารมืดเกินมาด้วย

ดร.มิเชลล์ คอลลินส์ จากมหาวิทยาลัยเซอร์รีย์ของสหราชอาณาจักรอธิบายว่า ลักษณะดังกล่าวของ NGC1052-DF2 แสดงว่ามันไม่มีสสารมืดอยู่ ทั้งที่ในจักรวาลมีสสารมืดอยู่มากกว่าสสารแบบปกติถึง 5 เท่า และเป็นเสมือนเส้นใยโครงสร้างหลักของจักรวาลที่ยึดเหนี่ยวสิ่งต่าง ๆ เอาไว้

ดร. คอลลินส์บอกว่า ตามปกติแล้วดาราจักรต่าง ๆ จะมีสสารมืดแทรกอยู่และมีความหนาแน่นเป็นพิเศษที่รอบนอก ทำให้ดูเหมือนว่าสสารมืดแผ่ขยายตัวเป็นวงครอบคลุมทั้งกาแล็กซี โดยสสารมืดซึ่งมีมวลมากกว่าสสารปกติจะช่วยจับยึดกลุ่มก๊าซที่จำเป็นเอาไว้ในขณะที่กาแล็กซีก่อตัวขึ้น

ดร. แคเธอรีน แม็กค์ จากมหาวิทยาลัยนอร์ทแคโรไลนาสเตทของสหรัฐฯ คาดว่า NGC1052-DF2 น่าจะก่อตัวขึ้นโดยวิธีอื่นที่ไม่อาศัยสสารมืด เช่นอาจเกิดจากปฏิกิริยาของกลุ่มก๊าซที่ไหลเข้าหรือออกจากกาแล็กซีที่มีขนาดใหญ่กว่า

"สิ่งที่น่าตื่นเต้นคือกาแล็กซีที่ไร้สสารมืดนี้ อาจเป็นเครื่องพิสูจน์ว่าสสารมืดนั้นเป็นสสารที่มีอยู่จริง ไม่ได้เป็นเพียงปรากฏการณ์อย่างหนึ่งที่เกิดขึ้นจากปฏิสัมพันธ์ของความโน้มถ่วงและสสารปกติ ซึ่งควรจะต้องพบได้ในทุกแห่งของจักรวาล" ดร. แม็กค์กล่าว "หากสสารมืดมีอยู่จริง มันอาจจะมีหรือไม่มีอยู่ในกาแล็กซีใดก็ได้ เหมือนกับที่ไม่ปรากฏอยู่ในกาแล็กซีที่เพิ่งค้นพบนี้"

อย่างไรก็ตาม ทีมนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ผู้ค้นพบกาแล็กซีไร้สสารมืดชี้ว่า ต้องการจะศึกษาเพิ่มเติมเพื่อยืนยันว่า NGC1052-DF2 ปราศจากสสารมืดอย่างแท้จริงเสียก่อน เนื่องจากเครื่องมือที่ใช้ศึกษาในปัจจุบันนี้ยังมีข้อจำกัดทางเทคนิคในการพิสูจน์เรื่องดังกล่าวอยู่ และในอนาคตจะมีการศึกษากาแล็กซีที่คาดว่ามีลักษณะคล้ายกันแต่เล็กกว่าและส่องสว่างน้อยกว่า เพื่อเปรียบเทียบยืนยันด้วย

ข้อมูลและภาพจาก BBC ไทย วันที่ 1 เมษายน 2561

JoomSpirit