ดาราจักรอายุน้อยจะแบน แต่แกแล็กซี่เก่าจะบวมมากกว่า

การสำรวจครั้งใหม่เชื่อมโยงรูปร่างของดาราจักรกับอายุของดวงดาวได้อย่างแม่นยำ เป็นการยากที่จะตัดแต่งเมื่อคุณเป็นดาราจักรเก่า การสำรวจดาราจักรหลายร้อยแห่งพบว่า รูปร่างของพวกมันและอายุของดวงดาวมีความเชื่อมโยงอย่างชัดเจนนักดาราศาสตร์รายงานวันที่ 23 เมษายนในดาราศาสตร์ธรรมชาติ นักดาราศาสตร์ Jesse van de Sande จากมหาวิทยาลัยซิดนีย์กล่าว

“เราทราบมานานแล้วว่ารูปร่างและอายุเชื่อมโยงกันในดาราจักรสุดโต่ง ดาราจักรแบนราบและทรงกลมมาก” เขากล่าว “นี่เป็นครั้งแรกที่เราได้แสดงให้เห็นว่ามันเป็นความจริงสำหรับดาราจักรทุกประเภท — ทุกรูปร่าง ทุกวัย ทุกมวล”

Van de Sande และเพื่อนร่วมงานของเขาใช้การสังเกตกาแลคซี 843 แห่งจากSAMI Galaxy Surveyเพื่อค้นหาความสัมพันธ์ ทีมงานวัดปริมาณวงรีของดาราจักร การวัดความแบนหรือทรงกลมของดาราจักร โดยการวัดว่าดาวเคลื่อนที่ไปอย่างไร ในดาราจักรรูปวงรีสูง เช่น วงก้นหอยขนาดยักษ์อย่างทางช้างเผือก ดวงดาวต่างๆ ได้สั่งการเคลื่อนไหว เหมือนกับรถยนต์ที่อยู่รอบสนามแข่ง ในกาแล็กซีที่กลมกว่าและมีวงรีต่ำ ดวงดาวจะเคลื่อนที่แบบสุ่มมากขึ้น ราวกับฝูงผึ้ง สีของดวงดาวในกาแล็กซีบ่งบอกถึงอายุเฉลี่ยของพวกมัน

การวางแผนอายุและการเคลื่อนที่ของดาวเผยให้เห็นแนวโน้ม: 

ยิ่งดวงดาวมีอายุมากเท่าไหร่ การเคลื่อนที่ของพวกมันก็จะสุ่มมากขึ้นเท่านั้น และรูปร่างของดาราจักรก็จะยิ่งกลม ยิ่งดาวอายุน้อย การเคลื่อนที่แบบสุ่มน้อยลง และรูปร่างของดาราจักรยิ่งราบเรียบ

ข้อเท็จจริงที่ว่าจำนวนหนึ่ง ซึ่งเป็นการสุ่มเคลื่อนที่ของดวงดาว “จับแก่นแท้ของรูปร่างของดาราจักร และจำนวนนี้เคลื่อนที่แบบล็อกขั้นตามอายุของดาราจักรนั้น เป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจ” ฟาน เดอ แซนเดกล่าว

ยังไม่เป็นที่แน่ชัดว่าดาราจักรเริ่มมีลักษณะเป็นวงก้นหอยสวยงามและมีลักษณะเป็นก้อนมากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป หรือกาแล็กซีที่มีอายุมากกว่าจะมีลักษณะเป็นก้อนตลอด

คำอธิบายแรกเรียกร้องให้มีฝุ่นชนิดพิเศษ หากผู้ร้ายกลายเป็นคนธรรมดา นักวิจัยคงตรวจพบแล้ว Riess กล่าว

ฝุ่นธรรมดาประกอบด้วยอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่า 0.1 ไมโครเมตร ดูดซับความยาวคลื่นสีน้ำเงินของแสงได้ดีกว่า ปล่อยให้ความยาวคลื่นสีแดงผ่านได้โดยไม่มีสิ่งกีดขวาง

การสังเกตซุปเปอร์โนวาเดียวกันที่ความยาวคลื่นต่างกันเล็กน้อย—บางอันเป็นสีแดง, บางอันเป็นสีฟ้ากว่า—นักดาราศาสตร์ไม่พบหลักฐานว่าฝุ่นดังกล่าวปิดกั้นแสงอย่างมีนัยสำคัญ

ซึ่งไม่ได้แยกแยะประเภทฝุ่นระหว่างกาแล็กซี่สมมุติที่ประกอบด้วยอนุภาคขนาด 0.1 µm หรือใหญ่กว่านั้น ฝุ่นสีเทาขนานนามโดยนักทฤษฎี Anthony N. Aguirre จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด วัสดุดังกล่าวจะดูดซับแสงสีแดงเกือบเท่ากับสีน้ำเงิน

ฝุ่นสีเทาจะหักล้างการมีอยู่ของมันผ่านการสังเกตซุปเปอร์โนวาเดี่ยวที่ความยาวคลื่นสองช่วงที่แยกจากกัน การทดสอบที่ Riess และเพื่อนร่วมงานของเขาทำเมื่อปีที่แล้ว พวกเขาไม่พบความแตกต่างในความสว่างเมื่อพวกเขาสังเกตเห็นซุปเปอร์โนวาที่ 400 นาโนเมตรหรือแสงสีน้ำเงินด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและที่ 900 นาโนเมตรหรือแสงอินฟราเรดใกล้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ Keck I บน Mauna Kea ของฮาวาย

“เราไม่เห็นหลักฐานใดๆ ของฝุ่นสีเทา” รีสส์กล่าว 

หากไม่มีการศึกษาซุปเปอร์โนวาอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน “เราไม่สามารถพูดอย่างเป็นหมวดหมู่ว่าไม่มีซูเปอร์โนวาอยู่ที่นั่น แต่การสังเกตลักษณะนี้ไม่เอื้ออำนวยต่อซูเปอร์โนวาที่ระดับความเชื่อมั่น 95 ถึง 98 เปอร์เซ็นต์” เขากล่าว Riess รายงานการค้นพบเมื่อเดือนที่แล้วในการประชุม American Astronomical Society ในแอตแลนต้า

นักดาราศาสตร์ยังไม่เคยพบความแตกต่างที่มีนัยสำคัญในองค์ประกอบระหว่างซุปเปอร์โนวาในบริเวณใกล้เคียงกับซูเปอร์โนวาที่อยู่ห่างไกล โครงการใหม่กำลังมองหาความแตกต่างระหว่างซุปเปอร์โนวาอายุน้อยและอายุน้อยในกาแลคซีใกล้เคียง

Saul Perlmutter จาก Lawrence Berkeley (Calif.) National Laboratory และเพื่อนร่วมงานของเขาใช้กล้องโทรทรรศน์ที่มีมุมมองกว้างผิดปกติ ซึ่งบางตัวออกแบบมาเพื่อล่าดาวเคราะห์น้อยที่อยู่ใกล้โลก โครงการจะไม่แกว่งอย่างเต็มที่จนถึงปีหน้า

ซุปเปอร์โนวาที่ห่างไกล เพื่อทดสอบแบบจำลองทางหนี-จักรวาลโดยตรง นักดาราศาสตร์จำเป็นต้องค้นหาซุปเปอร์โนวาในระยะทางที่ไกลกว่าที่พวกมันเคยสังเกตมา ทฤษฎีแนะนำว่าก่อนที่การขยายตัวของจักรวาลจะเร็วขึ้น มันก็ชะลอตัวลง นั่นเป็นเพราะว่าจักรวาลรุ่นเยาว์นั้นเล็กกว่าและหนาแน่นกว่าในปัจจุบันมาก และแรงดึงดูดที่เกิดจากสสารธรรมดาในยุคแรกๆ ของเอกภพจะลดแรงผลักใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับค่าคงที่ของจักรวาล (SN: 11/27/99, p. 341).