การจำแนกประเภทกาแล็กซี Image Credit: NASA

วิธีนำเสนอทฤษฎีแบบที่หนึ่ง จุดประสงค์ของกิจกรรมนี้คือการนำเสนอรูปพรรณสัณฐานแบบต่างๆ ของกาแล็กซีแก่นักเรียน นักเรียนจะได้ใช้ภาพกาแล็กซีต่างๆ ที่บันทึกได้จาก Liverpool Telescope และพยายามจำแนกกาแล็กซีเหล่านั้นโดยเกณฑ์การจำแนกกาแล็กซีของฮับเบิล การอภิปรายหลักจะมุ่งเน้นไปถึงคุณภาพของเกณฑ์การจำแนกนี้ National Schools’ Observatory

วิธีนำเสนอทฤษฎีแบบที่สอง ภาควิชาดาราศาสตร์ Liverpool John Moores University กำลังพัฒนาเกณฑ์การจำแนกกาแล็กซีแบบใหม่ พวกเขาต้องการความคิดเห็นจากนักดาราศาสตร์สมัครเล่นเกี่ยวกับเกณฑ์การจำแนกกาแล็กซีที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน ลองจำแนกประเภทกาแล็กซีให้กับภาพกาแล็กซีที่บันทึกเอาไว้โดย กล้อง Liverpool Telescope โดยใช้เกณฑ์การจำแนกของฮับเบิล ให้ความเห็นว่าคุณภาพของเกณฑ์การจำแนกกาแล็กซีนี้เป็นอย่างไร และเราจะสามารถพัฒนาเกณฑ์การจำแนกให้ดียิ่งขึ้นได้อย่างไร National Schools’ Observatory

กาแล็กซี กาแล็กซีประกอบขึ้นด้วยก๊าซ ดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ น้ำแข็ง และฝุ่นละอองที่ถูกดึงเอาไว้ด้วยกันโดยแรงโน้มถ่วง กาแล็กซีสามารถพบได้ในรูปร่างและขนาดที่หลากหลายเป็นอย่างมาก ตั้งแต่กาแล็กซีแคระที่มีดาวฤกษ์สิบล้านดวง (107) ไปจนถึงกาแล็กซีขนาดยักษ์ที่มีดาวฤกษ์หลายล้านล้านดวง (1012) ในเอกภพที่เราสังเกตได้ มีกาแล็กซีอยู่ไม่ต่ำกว่า 1 แสนล้าน (1011 ) กาแล็กซี Image Credit: NASA National Schools’ Observatory

กาแล็กซีทรงรี ครึ่งหนึ่งของกาแล็กซีเป็นกาแล็กซีทรงรี กาแล็กซีทรงรีมีการกระจายตัวของแสงที่เรียบ ไร้จุดสังเกต และปรากฏอยู่ในลักษณะของทรงรี ภายในกาแล็กซีทรงรีนั้นมีอัตราการเกิดของดาวดวงใหม่น้อยมาก สามารถพบได้ในบริเวณกึ่งกลางของกระจุกกาแล็กซีที่รวมตัวกันอย่างหนาแน่น มีแก๊สอยู่น้อยมาก Image Credit: NASA National Schools’ Observatory

กาแล็กซีกังหัน อีกครึ่งหนึ่งของกาแล็กซีมีแขนเป็นรูปกังหัน กาแล็กซีกังหันมีการเกิดดาวดวงใหม่อยู่หนาแน่น กาแล็กซีกังหันจะอยู่กระจายตัวกันมากกว่ากาแล็กซีทรงรี ดาวฤกษ์ยุคก่อนหน้าที่ดับไปแล้ว จะปล่อยฝุ่นและองค์ประกอบที่สำคัญในการกำเนิดดวงดาวไปเป็นทางทั่วกาแล็กซี ในรูปของแถบฝุ่นในแขนของกาแล็กซีกังหัน เต็มไปด้วยแก๊ส Image Credit: NASA National Schools’ Observatory

กาแล็กซีกังหันแบบมีคาน แขนของกาแล็กซีกังหันประเภทนี้ไม่ได้ม้วนลงไปตลอดจนถึงศูนย์กลาง แขนของกาแล็กซีจะเชื่อมต่อกับบริเวณปลายของโครงสร้างที่มีลักษณะคล้ายกับคาน เราเชื่อว่ากาแล็กซีกังหันแบบมีคานอาจจะมีกลไกบางอย่างที่ส่งแก๊สไปสู่ศูนย์กลางของกาแล็กซี ซึ่งอาจจะมีหลุมดำมวลยิ่งยวดอยู่ Image Credit: NASA National Schools’ Observatory

กาแล็กซีลูกสะบ้า หรือ กาแล็กซีเลนส์ กาแล็กซีเลนส์ถูกตั้งชื่อโดยรูปทรงที่คล้ายกับเลนส์ อยู่ในช่วงรอยต่อระหว่างกาแล็กซีกังหัน กับกาแล็กซีทรงรี เช่นเดียวกับกาแล็กซีแบบกังหัน กาแล็กซีเลนส์มีรูปทรงเป็นจาน ที่มีป่องตรงกลาง แต่ไม่มีแขนที่เห็นได้ชัดเจน มีสสารระหว่างดวงดาวน้อยกว่ากาแล็กซีกังหัน และเช่นเดียวกับกาแล็กซีทรงรี กาแล็กซีเลนส์มีอัตราการเกิดของดาวที่น้อย และส่วนมากประกอบไปด้วยดาวอายุมาก Image Credit: NASA National Schools’ Observatory

กาแล็กซีไร้รูปร่าง กาแล็กซีบางกาแล็กซีนั้นไม่มีรูปร่างที่ชัดเจน บางครั้ง กาแล็กซีอาจจะมีปฏิสัมพันธ์กับกาแล็กซีอื่น แรงโน้มถ่วงที่เกิดขึ้นระหว่างสองกาแล็กซีอาจจะทำให้รูปพรรณสัณฐานของกาแล็กซีมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างไป เราเรียกกาแล็กซีในลักษณะนี้ว่า กาแล็กซีไร้รูปร่าง Image Credit: NASA National Schools’ Observatory

เกณฑ์การจำแนกกาแล็กซีของฮับเบิล ถูกพัฒนาขึ้นโดยฮับเบิลในปี ค.ศ. 1936. บางครั้งถูกเรียกว่า “ส้อมเสียงของฮับเบิล” Image Credit: NSO National Schools’ Observatory

เกณฑ์การจำแนกกาแล็กซีของฮับเบิล กาแล็กซีทรงรีจะแทนด้วยตัวอักษร E. ตัวเลขจะเป็นตัวบอกความรี กาแล็กซีประเภท EO เป็นกาแล็กซีที่เกือบจะเป็นวงกลม กาแล็กซีที่แบนที่สุด มีค่าความรีประมาณ e=0.7 (E7). กาแล็กซีเลนส์ที่อยู่ระหว่างกาแล็กซีทรงรีกับกาแล็กซีกังหัน จะแทนด้วย SO. Image Credit: NSO National Schools’ Observatory

เกณฑ์การจำแนกกาแล็กซีของฮับเบิล กาแล็กซีกังหันแบบไม่มีคานส่วนมาก จะแทนด้วยตัวอักษรจาก Sa ถึง Sc. Sa จะมีแขนกังหันที่ม้วนแน่น และมีส่วนป่องกลางที่สว่าง Sb จะมีแขนกังหันที่ม้วนไม่แน่นเท่า และมีส่วนป่องกลางที่สว่างน้อยกว่า Sc จะมีแขนกังหันที่ม้วนอย่างหลวมๆ และมีส่วนป่องกลางที่สว่างน้อยมาก Image Credit: NSO National Schools’ Observatory

เกณฑ์การจำแนกกาแล็กซีของฮับเบิล กาแล็กซีกังหันแบบมีคาน จะมีระบบเรียกชื่อที่อยู่ในลักษณะเดียวกันกับกาแล็กซีกังหันแบบไม่มีคาน SBa จะมีแขนกังหันที่ม้วนแน่น และมีส่วนป่องกลางที่สว่าง SBb จะมีแขนกังหันที่ม้วนไม่แน่นเท่า และมีส่วนป่องกลางที่สว่างน้อยกว่า SBc จะมีแขนกังหันที่ม้วนอย่างหลวมๆ และมีส่วนป่องกลางที่สว่างน้อยมาก Image Credit: NSO National Schools’ Observatory

สมมติฐาน ด้วยระบบการจำแนกที่ชัดเจน เช่นส้อมเสียงของฮับเบิล นักดาราศาสตร์ควรที่จะสามารถจำแนกประเภทกาแล็กซีจากรูปพรรณสัณฐานได้อย่างชัดเจน กลุ่มนักดาราศาสตร์สมัครเล่น (นักเรียน) ก็ควรที่จะได้คำตอบที่สอดคล้องกันในการจำแนกประเภทว่าแต่ละกาแล็กซีควรจะถูกจัดอยู่ในกลุ่มไหน Image Credit: NSO National Schools’ Observatory

ทดสอบสมมติฐาน นักเรียนแต่ละคนจะได้ใบงานส้อมเสียงของฮับเบิล จากนั้น ทั้งห้องเรียนจะได้เห็นกาแล็กซีพร้อมๆ กันทีละกาแล็กซี นักเรียนแต่ละคนจะพิจารณาว่ากาแล็กซีที่แสดงอยู่ควรจะจำแนกอยู่ในหมวดหมู่ใด จากนั้นให้ทำเครื่องหมายลงไปในใบงาน ให้สอดคล้องกับประเภทของกาแล็กซีที่นักเรียนคิด เมื่อแสดงครบทุกกาแล็กซีแล้ว ให้รวบรวมความเห็นของนักเรียนสำหรับแต่ละกาแล็กซี และอภิปราย Image Credit: NSO National Schools’ Observatory

เปรียบเทียบสมมติฐานกับผลที่ได้ นักเรียนมีความเห็นตรงกันมากแค่ไหนสำหรับแต่ละกาแล็กซี? นักเรียนได้มีความเห็นตรงกันหมดทุกกาแล็กซีหรือไม่? มีกาแล็กซีใดที่มีความเห็นขัดแย้งกันมากกว่ากาแล็กซีอื่นหรือไม่? ประเภทของกาแล็กซีที่มีนักเรียนจำแนกมากที่สุด สอดคล้องกับที่ให้เอาไว้ในไฟล์ Excel ชื่อ ‘Galaxy List’ หรือไม่? Image Credit: NSO National Schools’ Observatory

อภิปรายผลที่ได้ เกณฑ์การจำแนกประเภทของฮับเบิล สามารถจำแนกประเภทของกาแล็กซีได้อย่างชัดเจนหรือไม่? เราพบกับอุปสรรคใดบ้างในการพยายามจำแนกประเภทกาแล็กซีที่ให้มา? เราจำเป็นจะต้องมีเกณฑ์การจำแนกที่ละเอียดกว่านี้หรือไม่? เราจะสามารถพัฒนาเกณฑ์การจำแนกได้อย่างไร? Image Credit: NSO National Schools’ Observatory

คำถามและแบบฝึกหัด อีกระบบการจำแนกกาแล็กซีหนึ่ง มีชื่อว่าระบบ de Vaucouleurs ระบบนี้แตกต่างจากระบบของฮับเบิลอย่างไร หนึ่งในกาแล็กซีที่ให้มา เป็นกาแล็กซีแบบไร้รูปร่าง จงลองใช้ระบบ de Vaucouleurs ในการจำแนกประเภทกาแล็กซีนี้ กาแล็กซีทางช้างเผือกของเราเป็นกาแล็กซีประเภทใด เพราะเหตุใดการระบุประเภทกาแล็กซีทางช้างเผือกของเราจึงเป็นเรื่องที่ยาก? Image Credit: NSO National Schools’ Observatory