star

โครงสร้างที่ใหญ่กว่าของดาราจักร

การสำรวจอวกาศห้วงลึกแสดงว่าดาราจักรมักอยู่ใกล้กัน พบดาราจักรที่อยู่ลำพัง ไม่มีอันตรกิริยากับดาราจักรขนาดใกล้เคียงกันตลอดช่วงหนึ่งพันล้านปีที่ผ่านมาได้น้อยมาก มีเพียง 5% ของดาราจักรที่ได้สำรวจแล้วเท่านั้นที่ปรากฏว่าเป็นดาราจักรโดดเดี่ยวอย่างแท้จริง อย่างไรก็ดี ดาราจักรเดี่ยวเหล่านี้อาจเคยมีอันตรกิริยาหรือแม้กระทั่งรวมตัวกันกับดาราจักรอื่นมาแล้วในอดีต บ้างก็อาจมีดาราจักรขนาดเล็กโคจรอยู่โดยรอบ ดาราจักรเดี่ยวสามารถก่อกำเนิดดาวฤกษ์ใหม่ได้ในอัตราที่สูงกว่าปกติ เพราะแก๊สของมันไม่ได้ถูกดึงดูดออกไปโดยดาราจักรข้างเคียง[79]

joker123

Seyfert’s Sextet ตัวอย่างกลุ่มดาราจักรที่อยู่ใกล้กัน ภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
ในภาพกว้าง เอกภพยังคงขยายตัวอย่างต่อเนื่อง ทำให้แต่ละดาราจักรมีระยะทางเฉลี่ยห่างออกจากกันมากยิ่งขึ้นเรื่อย ๆ (ดู กฎของฮับเบิล) แรงโน้มถ่วงดึงดูดซึ่งกันและกัน ทำให้การรวมตัวกันของดาราจักรในระดับท้องถิ่น สามารถเอาชนะการขยายตัวของเอกภพได้ การรวมกลุ่มกันของดาราจักรเกิดขึ้นนานแล้วนับแต่ยุคต้นของเอกภพ เมื่อกลุ่มของสสารมืดดึงดูดดาราจักรเข้าหากัน กลุ่มที่อยู่ข้างเคียงก็รวมตัวกันเป็นกระจุกซึ่งมีโครงสร้างใหญ่ขึ้น การรวมตัวกันเช่นนี้ทำให้แก๊สระหว่างดาราจักรที่อยู่ในกระจุกเดียวกันมีอุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้นอย่างมาก อาจสูงถึง 30-100 ล้านเคลวิน[80] ประมาณ 70-80% ของมวลในแต่ละกระจุกอยู่ในรูปของสสารมืด อีก 10-30% เป็นแก๊สร้อน สสารอีกเล็กน้อยไม่กี่เปอร์เซ็นต์ที่เหลือ อยู่ในรูปของดาราจักร[81]

สล็อต

ดาราจักรส่วนใหญ่ในเอกภพถูกยึดไว้ด้วยแรงโน้มถ่วงกับกลุ่มดาราจักรอื่นอีกจำนวนหนึ่ง ก่อให้เกิดโครงสร้างคล้ายแฟร็กทัลภายในกระจุกดาราจักร ระดับที่เล็กที่สุดของการรวมตัวกันเรียกว่ากลุ่มดาราจักร กลุ่มดาราจักรเป็นรูปแบบพื้นฐานที่สุดของกระจุกดาราจักร และเป็นการรวมตัวกันของดาราจักรที่พบได้มากที่สุดในเอกภพ[82][83] การที่ดาราจักรดึงดูดกันและกันอยู่ได้นั้น ดาราจักรสมาชิกจะต้องมีความเร็วต่ำเพียงพอที่จะไม่หลุดหนีไป ทว่าหากมีพลังงานจลน์ไม่เพียงพอ ก็อาจทำให้จำนวนสมาชิกในกลุ่มลดน้อยลงเนื่องจากเกิดการรวมเข้าด้วยกัน[84]

โครงสร้างที่ใหญ่กว่ากลุ่มดาราจักรเรียกว่ากระจุกดาราจักร (cluster) ประกอบด้วยดาราจักรนับพันรวมกลุ่มกันภายในพื้นที่เพียงไม่กี่เมกะพาร์เซก กระจุกดาราจักรมักมีดาราจักรรีขนาดยักษ์อยู่หนึ่งดาราจักร เรียกว่าดาราจักรสว่างที่สุดในกระจุก (brightest cluster galaxy: BCG) เมื่อเวลาผ่านไป แรงไทดัลจะค่อย ๆ ฉีกทำลายดาราจักรบริวาร แล้วรวมดาราจักรเหล่านั้นเข้าเป็นส่วนหนึ่งของมัน[85]

กลุ่มกระจุกดาราจักร (supercluster) ประกอบไปด้วยดาราจักรจำนวนหลายหมื่น พบรวมตัวกันอยู่เป็นกระจุก เป็นกลุ่ม หรือบางครั้งก็อยู่เดี่ยว ๆ ในระดับนี้ดาราจักรจะวางตัวเป็นแผ่น (sheet) และเส้นใย (filament) ล้อมรอบที่ว่างอันกว้างใหญ่ไพศาล[86] เหนือขึ้นไปจากโครงสร้างนี้ เอกภพจะมีลักษณะเป็นไอโซทรอปีและเป็นเนื้อเดียวกัน[87]

สล็อตออนไลน์

ดาราจักรทางช้างเผือกเป็นสมาชิกอยู่ในโครงสร้างที่เรียกว่า “กลุ่มท้องถิ่น” (Local Group) ซึ่งจัดว่าเป็นกลุ่มดาราจักรขนาดเล็ก มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณหนึ่งเมกะพาร์เซก ทางช้างเผือกกับดาราจักรแอนดรอเมดาเป็นดาราจักรที่สว่างที่สุดในกลุ่มนี้ ส่วนสมาชิกอื่น ๆ เป็นดาราจักรแคระที่อยู่รอบดาราจักรทั้งสอง[88] กลุ่มท้องถิ่นยังเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มกระจุกดาราจักรหญิงสาว ซึ่งประกอบขึ้นจากกลุ่มและกระจุกดาราจักรจำนวนมากโดยมีศูนย์กลางอยู่ที่กระจุกดาราจักรหญิงสาว[89]

การสังเกตการณ์ในหลายความยาวคลื่น
หลังการค้นพบดาราจักรอื่นนอกเหนือจากทางช้างเผือก การสังเกตการณ์ในยุคแรก ๆ อาศัยเพียงการสังเกตในแสงที่ตามองเห็น ซึ่งดาวฤกษ์แผ่รังสีในย่านนี้ออกมามากที่สุด การสังเกตการณ์ดาวฤกษ์ที่รวมตัวกันเป็นดาราจักรจึงเป็นส่วนประกอบสำคัญในวิชาดาราศาสตร์เชิงแสง มันเป็นย่านสเปกตรัมที่เหมาะที่สุดในการสังเกตการณ์บริเวณเอช 2 และยังเหมาะสำหรับการตรวจสอบการกระจายตัวของฝุ่นในแขนดาราจักร

jumboslot

ความทึบแสงของฝุ่นที่อยู่ในสสารระหว่างดาวทำให้การสังเกตในแสงที่ตามองเห็นทำไม่ได้ นักดาราศาสตร์จึงอาศัยการสังเกตในย่านอินฟราเรดไกลซึ่งสามารถทะลุผ่านฝุ่นระหว่างดาวออกไปได้ค่อนข้างดี การสังเกตในย่านนี้ทำได้อย่างละเอียดสำหรับการสำรวจบริเวณด้านในของเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์และแกนกลางของดาราจักร[90] นักดาราศาสตร์ใช้อินฟราเรดในการสังเกตดาราจักรที่อยู่ห่างไกลมากซึ่งมีการเลื่อนไปทางแดงสูง และก่อตัวในช่วงต้นของประวัติศาสตร์เอกภพ แต่การที่ไอน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศของโลกดูดซับบางส่วนของอินฟราเรดไว้ จึงจำเป็นต้องติดตั้งกล้องโทรทรรศน์บนที่สูงหรือในอวกาศ

การศึกษาดาราจักรที่มองไม่เห็นครั้งแรก โดยเฉพาะอย่างยิ่งดาราจักรกัมมันต์ กระทำโดยใช้คลื่นวิทยุ ซึ่งความถี่วิทยุระดับ 5-30 เมกะเฮิรตซ์ สามารถผ่านชั้นบรรยากาศของโลกได้ (ไอโอโนสเฟียร์ปิดกั้นสัญญาณที่มีความถี่ต่ำกว่านี้)[91] อินเตอร์ฟีรอมิเตอร์วิทยุ (radio interferometer) ขนาดใหญ่ถูกนำมาใช้ในการทำแผนที่ลำพลังงานที่เปล่งออกมาจากนิวเคลียสของดาราจักร กล้องโทรทรรศน์วิทยุก็สามารถนำมาใช้ในการสังเกตไฮโดรเจนที่เป็นกลาง (โดยตรวจการแผ่รังสีที่ 21 ซม.) รวมถึงสสารที่ไม่แตกตัวเป็นไอออนในยุคต้นของเอกภพซึ่งต่อมาได้ยุบตัวเป็นดาราจักร[92]

slot

กล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์และอัลตราไวโอเลต สามารถตรวจสอบปรากฏการณ์ดาราจักรที่ปลดปล่อยพลังงานสูงมาก ๆ ได้ เช่นกรณีที่ดาวฤกษ์ในดาราจักรห่างไกลถูกฉีกออกด้วยแรงโน้มถ่วงของหลุมดำ ซึ่งทำให้เกิดการส่องสว่างของอัลตราไวโอเลต[93] รังสีเอกซ์ก็ช่วยในการทำแผนที่การกระจายตัวของแก๊สร้อนในกระจุกดาราจักร นอกจากนี้ การมีอยู่ของหลุมดำมวลยวดยิ่งที่แกนกลางดาราจักรก็สามารถยืนยันได้ด้วยดาราศาสตร์รังสีเอกซ์