กาแล็กซีเซย์เฟริท

ในปีค.ศ. 1943 คาร์ล เค. เซย์เฟริท ได้ทำการศึกษากาแล็กซีกังหัน ที่มีใจกลาง สว่างกว่าปกติมากในช่วงคลื่นที่ตามองเห็น ซึ่งต่อมาภายหลัง กาแล็กซีเหล่านี้ ถูกเรียกว่า กาแล็กซีเซย์เฟริท ในกาแล็กซีปกติ แสงที่เรามองเห็นนั้น ได้รับมาจากดาวฤกษ์ทั้งหลายที่อยู่ในกาแล็กซีนั้น และเส้นสเปกตรัมก็ได้มาจากการรวมกันของเส้นสเปกตรัมจากดาวฤกษ์ทั้งหลายนั้น ซึ่งจะปรากฎมีเส้นมืดหลักๆอย่างเส้นมืดในอนุกรมบาล์มเมอร์ของธาตุไฮโดรเจน และเส้นมืดของไอออนซ์ของ
แคลเซียม แต่เส้นสเปกตรัมที่มาจากใจกลางของกาแล็กซีเซย์เฟริทนั้น กลับมีเส้นสว่างกว้าง (Board Emission Line) แสดงถึงสภาพกลุ่มก๊าซภายในใจกลางกาแล็กซี ที่อยู่ในสภาวะของไอออนซ์ตื่นตัวสูง เบาบาง แต่มีความร้อนมาก และมีความเร็วสูง อย่างไรก็ตาม ต่อมาได้มีการค้นพบกาแล็กซีเซย์เฟริท บางดวงที่มีแต่ เส้นสว่างแคบ (Narrow Emission Line) จึงได้มีการแบ่งชนิดของกาแล็กซีเซย์เฟริท ออกเป็น 2 ชนิด ดังจะได้กล่าวถึงต่อไป




ภาพถ่ายแสดงตัวอย่างของกาแล็กซีเซย์เฟริท NGC 7742

ในปีค.ศ. 1960 ได้มีการตรวจพบว่า ใจกลางของกาแล็กซีเซย์เฟริท มีการแปรแสงอย่างรวดเร็วมาก คือมีการเปลี่ยนแปลงความสว่างเพิ่มเป็นสองเท่า หรือลดลงครึ่งหนึ่ง โดยใช้เวลาน้อยกว่าหนึ่งปี ซึ่งการเปลี่ยนแปลงที่รวดเร็วนี้ ในวัตถุที่มีขนาดใหญ่อย่างกาแล็กซีนั้น นับว่าเป็นเรื่องไม่ธรรมดา และเนื่องจากวัตถุใดๆก็ตามไม่สามารถเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าแสง แสดงว่าใจกลางของกาแล็กซีเซย์เฟริท จะต้องมีขนาดเล็กกว่า 1 ปีแสง แต่กลับมีความสว่างมากกว่ากาแล็กซีทางช้างทางเผือกทั้งดวงถึง 100 เท่า ดังนั้นแล้ว ใจกลางของกาแล็กซีเซย์เฟริทต้องเป็นแหล่งผลิตพลังงานอันมหาศาลเลยทีเดียว

ในกาแล็กซีเซย์เฟริทบางดวง มีการพ่นเจ็ทส์ออกมาเหมือนกาแล็กซีแอคทีฟชนิดอื่นด้วย ปรากฏการณ์ต่างๆ เหล่านี้ มีทิศทางบ่งชี้ไปในทางเดียวกันว่า แกนกลางของกาแล็กซีเซย์เฟริท เป็นที่อยู่ของ หลุมดำมวลยิ่งยวด ที่มีมวลประมาณ 1000 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ ล้อมรอบด้วยแอคเครชั่นดีสค์
นอกจากนี้ยังพบอีกว่า กาแล็กซีเซย์เฟริทที่สว่างที่สุดบางดวง มีความสว่างพอๆกับควอซาร์ที่สว่างน้อยที่สุด นักดาราศาสตร์จึงได้จัดให้กาแล็กซีเซย์เฟริทอยู่ในกลุ่มของกาแล็กซีแอคทีฟ ประเภทที่มีความสว่างน้อย หรือที่มีชื่อเรียกว่า แกนกลางกาแล็กซีแอคทีฟ กำลังสว่างน้อย (Low Luminosity Active Galactic Nuclei, LLAGN) ซึ่งนอกจากมีกาแล็กซีเซย์เฟริทเป็นชนิดย่อยแล้ว ยังมี กาแล็กซีแอคทีฟชนิดอื่นเป็นกาแล็กซีชนิดย่อยของ LLAGN ร่วมอยู่ด้วย ดังนี้ 

1. LINER (Low Ionization Nuclear Emission Line Region)
2. BLRG (Board Line Radio Galaxies) 
3. NLRG (Narrow Line Radio Galaxies) 
4. NLXG (Narrow Line X-ray Galaxies) 
5. ULIRG (Ultraluminosity in far-Infrared Galaxies) 
6. Starburst Galaxies



ภาพถ่ายแสดงบริเวณใจกลางของกาแล็กซีเซย์เฟริท NGC 5728 ที่มีการแผ่รังสีอุลตร้าไวโอเล็ท

บริเวณเส้นกว้างและบริเวณเส้นแคบ
ในบริเวณใจกลางของกาแล็กซีเซย์เฟริทซึ่งเป็นกาแล็กซีแอทีฟชนิดหนึ่งนั้น นอกจากจะมีหลุมดำมวลยิ่งยวด แอคเครชั่นดีสค์และทอรัสแล้ว ยังมีบริเวณสำคัญอีก 2 บริเวณ บริเวณแรกมีชื่อเรียกว่า บริเวณเส้นกว้าง (Board Line Region, BLR) เป็นบริเวณของกลุ่มก๊าซที่มีอนุภาคพลังงานสูงเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว ประมาณ 1,000 – 10,000 กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งมีผลต่อการแผ่รังสี การที่อนุภาคซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดแสงมีความเร็วสูง ทำให้เกิดปรากฏการณ์ดอปเปลอร์เอฟเฟ็คท์ (Doppler Effect) เป็นผลให้เส้นสว่างที่เกิดบนเส้นสเปกตรัมกว้าง
กว่าปกติ บริเวณเส้นกว้างนี้จะล้อมรอบแอคเครชั่นดีสค์และหลุมดำมวลยิ่งยวดเอาไว้ แต่ยังอยู่ในบริเวณชั้นในถัดจากทอรัสเข้าไป ดังนั้นเราจะไม่สามารถตรวจพบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากบริเวณเส้นกว้างนี้ได้เลย ถ้ามองเข้าไปทางด้านข้างในแนวระนาบของกาแล็กซี เนื่องจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเหล่านี้ จะถูกทอรัสบดบังและดูดกลืนไปเสียเป็นส่วนใหญ่ บริเวณที่สองคือ บริเวณเส้นแคบ (Narrow Line Region, NLR) เป็นบริเวณของกลุ่มก๊าซที่มีอนุภาคเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่ำกว่า 1,000 กิโลเมตรต่อวินาที ทำให้เส้นสเปกตรัมมีเส้นสว่างแคบกว่า บริเวณเส้นแคบนี้ขยายตัวอยู่นอกบริเวณเส้นกว้าง และไม่ถูกบดบังหรือดูดกลืนโดยทอรัส

ดังนั้นไม่ว่าเราจะมองกาแล็กซีเซย์เฟริทจากทิศทางใดก็จะสามารถตรวจพบเส้นสว่างแคบเหล่านี้ได้ ซึ่งเป็นเส้นสเปกตรัมที่ไม่อาจพบเห็นได้ในห้องปฏิบัติการบนโลก (Forbidden Line) 


ภาพวาดแสดงโครงสร้างในบริเวณใจกลางของกาแล็กซีแอคทีฟ

ชนิดของกาแล็กซีเซย์เฟริท
จากเส้นสเปกตรัมที่ตรวจจับได้จากกาแล็กซีเซย์เฟริท ทำให้มีการแบ่งชนิดของกาแล็กซีเซย์เฟริท ออกเป็น 2 ชนิดหลักคือ

1. กาแล็กซีเซย์เฟริท 1 (Seyfert I) เป็นกาแล็กซีที่หันด้านบนหรือด้านล่างของระนาบกาแล็กซีมาทางโลก ทำให้เราสามารถตรวจพบ ทั้งบริเวณเส้นกว้างและบริเวณเส้นแคบ ดังนั้นเส้นสเปกตรัมที่ได้ก็จะพบทั้งเส้นสว่างกว้างและเส้นสว่างแคบ กาแล็กซีเซย์เฟริท 1 มีกำลังส่องสว่างมากในช่วงรังสีอินฟราเรด คลื่นแสงที่ตามองเห็น และรังสีอัลตร้าไวโอเล็ต
2. กาแล็กซีเซย์เฟริท 2 (Seyfert II) เป็นกาแล็กซีที่หันด้านข้างของระนาบกาแล็กซีมาทางโลก ทำให้เราสามารถตรวจพบได้เฉพาะบริเวณเส้นแคบ จึงปรากฏเฉพาะเส้นสว่างแคบบนเส้นสเปกตรัมเท่านั้น กาแล็กซีเซย์เฟริท 2 มีกำลังส่องสว่างมากในช่วงรังสีอินฟราเรดพอๆกับกาแล็กซีเซย์เฟริท 1 แต่จะมีกำลังส่องสว่างน้อยกว่า ในช่วงคลื่นแสงที่ตามองเห็น และรังสีอัลตร้าไวโอเล็ต

 


หน้าแรก

 

 

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล