ชื่อแขนแห่งทางช้างเผือก ทางช้างเผือกประกอบด้วยแขนกังหันสี่แขน

ท้องฟ้าเต็มไปด้วยดวงดาวดึงดูดสายตาผู้คนมาตั้งแต่สมัยโบราณ จิตใจที่ดีที่สุดของทุกชาติพยายามที่จะเข้าใจสถานที่ของเราในจักรวาล จินตนาการและปรับโครงสร้างของมัน ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ทำให้สามารถก้าวไปสู่การศึกษาพื้นที่อันกว้างใหญ่ตั้งแต่สิ่งก่อสร้างโรแมนติกและศาสนาไปจนถึงทฤษฎีที่ได้รับการตรวจสอบตามหลักตรรกะโดยอิงจากข้อเท็จจริงจำนวนมาก ตอนนี้เด็กนักเรียนคนใดมีความคิดว่ากาแล็กซีของเรามีหน้าตาเป็นอย่างไรจากการวิจัยล่าสุด ใคร ทำไม และเมื่อใดที่ตั้งชื่อบทกวีเช่นนี้ และอนาคตที่คาดหวังไว้คืออะไร

ที่มาของชื่อ

สำนวน "กาแล็กซีทางช้างเผือก" นั้นเป็นคำที่ซ้ำซากจำเจ Galactikos แปลมาจากภาษากรีกโบราณแปลว่า "นม" นี่คือสิ่งที่ชาว Peloponnese เรียกว่ากลุ่มดาวในท้องฟ้ายามค่ำคืนโดยอ้างว่ามีต้นกำเนิดมาจาก Hera ผู้อารมณ์ร้อน: เทพธิดาไม่ต้องการให้อาหาร Hercules ลูกชายนอกกฎหมายของ Zeus และด้วยความโกรธก็สาดนมแม่ หยดเหล่านั้นก่อตัวเป็นเส้นแสงดาว มองเห็นได้ในคืนที่อากาศแจ่มใส หลายศตวรรษต่อมา นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าผู้ทรงคุณวุฒิที่สังเกตได้เป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของเทห์ฟากฟ้าที่มีอยู่ พวกเขาตั้งชื่อกาแล็กซีหรือระบบทางช้างเผือกให้กับพื้นที่ของจักรวาลที่โลกของเราตั้งอยู่ หลังจากยืนยันสมมติฐานของการมีอยู่ของการก่อตัวอื่นที่คล้ายคลึงกันในอวกาศแล้ว เทอมแรกก็กลายเป็นสากลสำหรับพวกมัน

มองจากด้านใน

ความรู้ทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับโครงสร้างของส่วนของจักรวาล รวมถึงระบบสุริยะ แทบไม่ได้เรียนรู้จากชาวกรีกโบราณเลย การทำความเข้าใจว่ากาแล็กซีของเราเป็นอย่างไรได้พัฒนามาจากจักรวาลทรงกลมของอริสโตเติลไปสู่ทฤษฎีสมัยใหม่ซึ่งรวมถึงหลุมดำและสสารมืด

ความจริงที่ว่าโลกเป็นส่วนหนึ่งของระบบทางช้างเผือกทำให้เกิดข้อจำกัดบางประการสำหรับผู้ที่พยายามจะรู้ว่ากาแล็กซีของเรามีรูปร่างแบบใด เพื่อตอบคำถามนี้อย่างชัดเจน จำเป็นต้องมีมุมมองจากภายนอก และอยู่ห่างจากวัตถุที่สังเกตมาก ตอนนี้วิทยาศาสตร์ขาดโอกาสเช่นนี้แล้ว สิ่งทดแทนผู้สังเกตการณ์ภายนอกประเภทหนึ่งคือการรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของดาราจักรและความสัมพันธ์กับพารามิเตอร์ของระบบอวกาศอื่นที่มีให้ศึกษา

ข้อมูลที่รวบรวมช่วยให้เราพูดได้อย่างมั่นใจว่ากาแล็กซีของเรามีรูปร่างเหมือนจานที่มีความหนา (นูน) อยู่ตรงกลางและมีแขนกังหันแยกออกจากศูนย์กลาง ส่วนหลังประกอบด้วยดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดในระบบ เส้นผ่านศูนย์กลางของดิสก์มากกว่า 100,000 ปีแสง

โครงสร้าง

ใจกลางกาแล็กซีถูกซ่อนไว้ด้วยฝุ่นระหว่างดาว ทำให้ยากต่อการศึกษาระบบ วิธีดาราศาสตร์วิทยุช่วยในการรับมือกับปัญหา คลื่นที่มีความยาวระดับหนึ่งสามารถเอาชนะอุปสรรคได้อย่างง่ายดายและช่วยให้คุณได้ภาพที่ต้องการมาก ตามข้อมูลที่ได้รับ กาแล็กซีของเรามีโครงสร้างที่ไม่เหมือนกัน

ตามอัตภาพ เราสามารถแยกแยะสององค์ประกอบที่เชื่อมต่อถึงกัน: รัศมีและตัวดิสก์เอง ระบบย่อยแรกมีลักษณะดังต่อไปนี้:

• รูปร่างเป็นทรงกลม

• ศูนย์กลางของมันถือว่านูน
• ความเข้มข้นสูงสุดของดาวฤกษ์ในรัศมีนั้นเป็นลักษณะของส่วนตรงกลาง เมื่อคุณเข้าใกล้ขอบ ความหนาแน่นจะลดลงอย่างมาก
• การหมุนของบริเวณนี้ของกาแลคซีค่อนข้างช้า
• รัศมีส่วนใหญ่ประกอบด้วยดาวอายุมากซึ่งมีมวลค่อนข้างต่ำ
• พื้นที่สำคัญของระบบย่อยเต็มไปด้วยสสารมืด

ความหนาแน่นของดาวฤกษ์ในดิสก์กาแลคซีมีมากกว่ารัศมีอย่างมาก ในแขนเสื้อยังมีอายุน้อยและเพิ่งจะโผล่ออกมาด้วยซ้ำ

ศูนย์กลางและแกนกลาง

“หัวใจ” ของทางช้างเผือกตั้งอยู่ในนั้น หากไม่ได้ศึกษาก็เป็นเรื่องยากที่จะเข้าใจอย่างถ่องแท้ว่ากาแล็กซีของเราเป็นอย่างไร ชื่อ "แกนกลาง" ในงานเขียนทางวิทยาศาสตร์หมายถึงเฉพาะภาคกลาง มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงไม่กี่พาร์เซก หรือรวมถึงส่วนป่องและวงแหวนก๊าซซึ่งถือเป็นแหล่งกำเนิดของดวงดาว ต่อไปนี้จะใช้คำเวอร์ชันแรก

แสงที่มองเห็นนั้นเจาะทะลุใจกลางทางช้างเผือกได้ยากเพราะต้องเจอฝุ่นจักรวาลจำนวนมาก ซึ่งบดบังลักษณะของกาแล็กซีของเรา ภาพถ่ายและภาพที่ถ่ายในช่วงอินฟราเรดช่วยขยายความรู้เกี่ยวกับนิวเคลียสของนักดาราศาสตร์ได้อย่างมาก

ข้อมูลเกี่ยวกับคุณลักษณะของการแผ่รังสีในใจกลางกาแล็กซีทำให้นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามีหลุมดำอยู่ที่แกนกลางของนิวเคลียส มวลของมันมากกว่า 2.5 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ นักวิจัยระบุว่า รอบวัตถุนี้ หลุมดำหมุนรอบตัวเอง แต่น่าประทับใจน้อยกว่าในพารามิเตอร์ของมัน ความรู้สมัยใหม่เกี่ยวกับลักษณะโครงสร้างของอวกาศบ่งชี้ว่าวัตถุดังกล่าวตั้งอยู่ในใจกลางกาแลคซีส่วนใหญ่

แสงสว่างและความมืด

อิทธิพลที่รวมกันของหลุมดำต่อการเคลื่อนที่ของดวงดาวทำให้เกิดการปรับเปลี่ยนรูปลักษณ์ของกาแล็กซีของเราเอง ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงวงโคจรเฉพาะที่ไม่ปกติสำหรับวัตถุในจักรวาล เช่น ใกล้ระบบสุริยะ การศึกษาวิถีเหล่านี้และความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วของการเคลื่อนที่กับระยะห่างจากใจกลางดาราจักรเป็นพื้นฐานของทฤษฎีสสารมืดที่กำลังพัฒนาอย่างแข็งขันในปัจจุบัน ธรรมชาติของมันยังคงปกคลุมไปด้วยความลึกลับ การมีอยู่ของสสารมืดซึ่งคาดว่าจะประกอบขึ้นเป็นส่วนใหญ่ของสสารทั้งหมดในจักรวาลนั้น เกิดขึ้นได้จากผลของแรงโน้มถ่วงที่มีต่อวงโคจรเท่านั้น

ถ้าเราขจัดฝุ่นจักรวาลที่ซ่อนแกนกลางออกไปจากเรา ภาพอันน่าทึ่งก็จะถูกเปิดเผย แม้จะมีสสารมืดรวมตัวกัน แต่ส่วนนี้ของจักรวาลก็เต็มไปด้วยแสงที่ปล่อยออกมาจากดวงดาวจำนวนมาก มีพวกมันต่อหน่วยพื้นที่ที่นี่มากกว่าใกล้ดวงอาทิตย์หลายร้อยเท่า ประมาณหนึ่งหมื่นล้านดวงก่อตัวเป็นแถบดาราจักรหรือที่เรียกว่าแถบที่มีรูปร่างผิดปกติ

ถั่วอวกาศ

การศึกษาศูนย์กลางของระบบในช่วงความยาวคลื่นยาวทำให้เราได้ภาพอินฟราเรดที่มีรายละเอียด ปรากฎว่ากาแล็กซีของเรามีโครงสร้างที่แกนกลางที่มีลักษณะคล้ายถั่วลิสงในเปลือกหอย “ถั่ว” นี้เป็นสะพานที่รวมดาวยักษ์แดงมากกว่า 20 ล้านดวง (ดาวสว่างแต่ร้อนน้อยกว่า)

แขนกังหันของทางช้างเผือกแผ่ออกมาจากปลายคาน

งานที่เกี่ยวข้องกับการค้นพบ "ถั่วลิสง" ที่ใจกลางระบบดาวไม่เพียงช่วยให้กระจ่างเกี่ยวกับโครงสร้างของดาราจักรของเราเท่านั้น แต่ยังช่วยให้เข้าใจว่ามันพัฒนาไปอย่างไร ในขั้นต้นในอวกาศมีดิสก์ธรรมดาซึ่งมีจัมเปอร์เกิดขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ภายใต้อิทธิพลของกระบวนการภายใน แท่งเปลี่ยนรูปร่างและเริ่มมีลักษณะคล้ายถั่ว

บ้านของเราบนแผนที่อวกาศ

กิจกรรมนี้เกิดขึ้นทั้งในแถบและในแขนกังหันที่กาแล็กซีของเราครอบครอง พวกมันได้รับการตั้งชื่อตามกลุ่มดาวที่มีการค้นพบกิ่งก้านหลายส่วน ได้แก่ แขนของเพอร์ซีอุส ซิกนัส เซนทอร์ ราศีธนู และกลุ่มดาวนายพราน ใกล้อย่างหลัง (ที่ระยะห่างอย่างน้อย 28,000 ปีแสงจากแกนกลาง) คือระบบสุริยะ บริเวณนี้มีลักษณะบางอย่างที่ผู้เชี่ยวชาญระบุว่าทำให้สิ่งมีชีวิตบนโลกเกิดขึ้นได้

กาแลคซีและระบบสุริยะของเราหมุนไปพร้อมกับมัน รูปแบบการเคลื่อนไหวของแต่ละส่วนประกอบไม่ตรงกัน บางครั้งดวงดาวก็รวมอยู่ในกิ่งก้านก้นหอยและบางครั้งก็แยกออกจากกัน มีเพียงผู้ทรงคุณวุฒิที่นอนอยู่บนขอบเขตของวงโคโรเทชันเท่านั้นที่ไม่สามารถ "เดินทาง" เช่นนี้ได้ ซึ่งรวมถึงดวงอาทิตย์ซึ่งได้รับการปกป้องจากกระบวนการอันทรงพลังที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในอ้อมแขน การเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยก็สามารถลบล้างผลประโยชน์อื่นๆ ทั้งหมดสำหรับการพัฒนาสิ่งมีชีวิตบนโลกของเราได้

ท้องฟ้าอยู่ในเพชร

ดวงอาทิตย์เป็นเพียงหนึ่งในวัตถุที่คล้ายกันมากมายในกาแล็กซีของเรา ดาวเดี่ยวหรือกลุ่มรวมกันมากกว่า 4 แสนล้านดวงตามข้อมูลล่าสุด Proxima Centauri ซึ่งอยู่ใกล้เรามากที่สุดเป็นส่วนหนึ่งของระบบดาวสามดวง พร้อมด้วย Alpha Centauri A และ Alpha Centauri B ที่อยู่ห่างออกไปเล็กน้อย จุดที่สว่างที่สุด ของท้องฟ้ายามค่ำคืน ซิเรียส เอ อยู่ในความสว่างตามแหล่งต่างๆ เกินกว่าดวงอาทิตย์ 17-23 เท่า ซิเรียสไม่ได้อยู่คนเดียว เขามาพร้อมกับดาวเทียมที่มีชื่อคล้ายกัน แต่มีเครื่องหมายบี

เด็กๆ มักจะเริ่มทำความคุ้นเคยกับลักษณะของกาแล็กซีของเราโดยการค้นหาท้องฟ้าเพื่อหาดาวเหนือหรือกลุ่มดาวอัลฟ่ากลุ่ม Ursa Minor เนื่องจากตำแหน่งที่อยู่เหนือขั้วโลกเหนือของโลกได้รับความนิยม ความส่องสว่างของดาวเหนือนั้นสูงกว่าซิเรียสอย่างมาก (สว่างกว่าดวงอาทิตย์เกือบสองพันเท่า) แต่ก็ไม่สามารถท้าทาย Alpha Canis Majoris ในตำแหน่งที่สว่างที่สุดได้เนื่องจากระยะห่างจากโลก (ประมาณ 300 ถึง 465 ปีแสง)

ประเภทของผู้ทรงคุณวุฒิ

ดวงดาวไม่เพียงแตกต่างกันในเรื่องความส่องสว่างและระยะห่างจากผู้สังเกตเท่านั้น แต่ละค่าจะได้รับการกำหนดค่าที่แน่นอน (ใช้พารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องของดวงอาทิตย์เป็นหน่วย) ระดับความร้อนที่พื้นผิวและสี

ยักษ์ใหญ่มีขนาดที่น่าประทับใจที่สุด ดาวนิวตรอนมีความเข้มข้นของสสารต่อหน่วยปริมาตรสูงสุด ลักษณะสีมีความเชื่อมโยงกับอุณหภูมิอย่างแยกไม่ออก:

• สีแดงนั้นหนาวที่สุด
• การให้ความร้อนแก่พื้นผิวถึง 6,000 องศา เช่นเดียวกับดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดโทนสีเหลือง
• โคมไฟสีขาวและสีน้ำเงินมีอุณหภูมิมากกว่า 10,000 องศา

อาจแตกต่างกันและถึงจุดสูงสุดไม่นานก่อนที่มันจะพังทลาย การระเบิดของซูเปอร์โนวามีส่วนช่วยอย่างมากในการทำความเข้าใจว่ากาแล็กซีของเรามีหน้าตาเป็นอย่างไร ภาพถ่ายของกระบวนการนี้ที่ถ่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์นั้นน่าทึ่งมาก
ข้อมูลที่รวบรวมบนพื้นฐานของข้อมูลเหล่านี้ช่วยสร้างกระบวนการที่นำไปสู่การระบาดขึ้นใหม่และทำนายชะตากรรมของวัตถุในจักรวาลจำนวนหนึ่ง

อนาคตของทางช้างเผือก

กาแล็กซีของเราและกาแล็กซีอื่นๆ มีการเคลื่อนไหวและการโต้ตอบอยู่ตลอดเวลา นักดาราศาสตร์พบว่าทางช้างเผือกดูดกลืนเพื่อนบ้านซ้ำแล้วซ้ำเล่า คาดว่าจะมีกระบวนการที่คล้ายกันในอนาคต เมื่อเวลาผ่านไป จะรวมถึงเมฆแมเจลแลนและระบบดาวแคระอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง เหตุการณ์ที่น่าประทับใจที่สุดคาดว่าจะเกิดขึ้นใน 3-5 พันล้านปี นี่จะเป็นการชนกับเพื่อนบ้านเพียงคนเดียวที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าจากโลก ส่งผลให้ทางช้างเผือกกลายเป็นดาราจักรทรงรี

พื้นที่อันกว้างใหญ่อันไม่มีที่สิ้นสุดทำให้จินตนาการตื่นตาตื่นใจ เป็นเรื่องยากสำหรับคนทั่วไปที่จะตระหนักถึงขนาดของทางช้างเผือกหรือทั้งจักรวาล แต่ยังรวมถึงโลกด้วย อย่างไรก็ตาม ด้วยความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ อย่างน้อยเราก็สามารถจินตนาการได้ว่าเราเป็นส่วนหนึ่งของโลกที่ยิ่งใหญ่แบบใด

กาแลคซีทรงรีแคระในกลุ่มดาวราศีธนูอาจเป็นสาเหตุให้เกิดแขนกังหันของกาแลคซีของเรา นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยพิตต์สเบิร์กได้ข้อสรุปนี้ ผลงานของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature ฉบับล่าสุด

กลุ่มนี้นำโดยคริสโตเฟอร์ เพอร์เซลล์ การจำลองเชิงตัวเลขของพวกเขาเป็นครั้งแรกที่เสนอสถานการณ์ดังกล่าวสำหรับการก่อตัวของแขนกังหัน “มันให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ ที่คาดไม่ถึงแก่เราว่าทำไมดาราจักรของเราจึงมีหน้าตาแบบนั้น” เพอร์เซลล์กล่าว

“ถ้าพูดในเชิงจักรวาลวิทยา การคำนวณของเราแสดงให้เห็นว่าการชนกันเล็กๆ น้อยๆ เช่นนี้สามารถส่งผลกระทบใหญ่หลวงต่อการก่อตัวของกาแลคซีทั่วทั้งจักรวาล” เขากล่าวเสริม “แนวคิดนี้เคยแสดงออกมาในทางทฤษฎีแล้ว แต่ยังไม่ได้นำไปใช้”

ทีมนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เป็นพนักงานของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เออร์ไวน์ ซึ่งเป็นที่ตั้งของศูนย์คอมพิวเตอร์ดาราศาสตร์ น่าเสียดายที่ในสาขาจักรวาลวิทยา การจำลองเชิงตัวเลขโดยใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เป็นวิธีการวิจัยเพียงวิธีเดียว ปรากฏการณ์และวัตถุที่กำลังศึกษามีขนาดใหญ่และซับซ้อนมากจนไม่มีประโยชน์ที่จะพูดถึงไม่เพียงแต่เกี่ยวกับการวิเคราะห์เท่านั้น แต่ยังเกี่ยวกับวิธีการเชิงตัวเลขในเครื่องจักรทั่วไปอีกด้วย ด้วยความช่วยเหลือของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ นักดาราศาสตร์มีโอกาสที่จะสร้างปรากฏการณ์ทางจักรวาลวิทยาที่เกิดขึ้นในช่วงหลายพันล้านปีขึ้นมาใหม่ อย่างน้อยก็ในระดับเล็กๆ และศึกษาปรากฏการณ์เหล่านี้ในโหมดเร่งการแพร่พันธุ์ จากการจำลองเหล่านี้ มีการตั้งสมมติฐานแล้วทดสอบโดยใช้การสังเกตจริง

นอกจากข้อสรุปเรื่องการชนแล้ว การจำลองเชิงตัวเลขของเพอร์เซลล์ยังเผยให้เห็นคุณลักษณะที่น่าสนใจของดาวฤกษ์ในดาราจักรแคระอีกด้วย ทั้งหมดถูกล้อมรอบด้วยสสารมืดซึ่งมีมวลประมาณเท่ากับมวลของดวงดาวทั้งหมดในกาแลคซีของเรา

เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าสสารจริงมีสัดส่วนไม่ถึง 5% ของจักรวาล ในขณะที่สสารมืดมีสัดส่วนประมาณหนึ่งในสี่ การดำรงอยู่ของมันถูกเปิดเผยโดยปฏิกิริยาโน้มถ่วงเท่านั้น ตอนนี้เราสามารถพูดได้ว่ากาแลคซีทั้งหมด รวมถึงทางช้างเผือกและกาแลคซีแคระ (ก่อนชน) ถูกล้อมรอบด้วยสสารมืด และพื้นที่ของอวกาศนั้นใหญ่กว่ากาแลคซีหลายเท่าทั้งในด้านขนาดและมวล

“เมื่อสสารมืดทั้งหมดนี้ชนทางช้างเผือก 80 ถึง 90 เปอร์เซ็นต์ของมันจะสะท้อนกลับ” เพอร์เซลล์กล่าว การชนกันครั้งแรกนี้เกิดขึ้นเมื่อประมาณสองพันล้านปีก่อน ทำให้เกิดความไม่เสถียรในโครงสร้างของกาแลคซีของเรา ซึ่งต่อมาถูกขยายใหญ่ขึ้น และในที่สุดก็นำไปสู่แขนกังหันและการก่อตัวของวงแหวน

ในวิทยานิพนธ์ของเขา เพอร์เซลล์มุ่งความสนใจไปที่คำถามอีกข้อหนึ่ง: การชนซ้ำซากกับดาราจักรแคระนำไปสู่อะไร

ในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมา เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าทางช้างเผือกไม่ได้ถูกรบกวนในช่วงสองสามพันล้านปีที่ผ่านมา ในแสงนี้ แขนกังหันปรากฏขึ้นอันเป็นผลมาจากวิวัฒนาการที่โดดเดี่ยวของกาแลคซี

นับตั้งแต่วินาทีที่กาแลคซีทรงรีแคระซึ่งเป็นบริวารของทางช้างเผือกถูกค้นพบในกลุ่มดาวราศีธนู นักดาราศาสตร์ก็เริ่มศึกษาเศษซากของมัน ในปี พ.ศ. 2546 การคำนวณซูเปอร์คอมพิวเตอร์สำหรับวิถีโคจรของกาแลคซีแสดงให้เห็นว่าเคยชนกับทางช้างเผือกมาก่อน ครั้งแรกที่สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อ 1.9 พันล้านปีก่อน ครั้งที่สอง - 0.9 พันล้านปีก่อน

“แต่สิ่งที่เกิดขึ้นกับทางช้างเผือกไม่ได้ถูกจำลองขึ้นในแบบจำลอง” เพอร์เซลล์กล่าว “การคำนวณของเราเป็นครั้งแรกที่มีความพยายามเช่นนี้”

นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าการชนกันทำให้เกิดความไม่แน่นอน - ความผันผวนของความหนาแน่นของดวงดาว - ในดิสก์ของทางช้างเผือกที่กำลังหมุนอยู่ บริเวณชั้นในของดาราจักรของเราหมุนเร็วกว่าบริเวณรอบนอก และความไม่เสถียรนี้ได้ขยายวงกว้างขึ้น ส่งผลให้เกิดแขนกังหัน

นอกจากนี้ การจำลองยังเผยให้เห็นว่าเนื่องจากการชนกัน โครงสร้างวงแหวนจึงก่อตัวขึ้นที่ขอบกาแลคซีของเรา

การชนกันครั้งที่สองมีผลที่ตามมาน้อยกว่า นอกจากนี้ยังสร้างคลื่นที่ทำให้เกิดแขนกังหัน แต่มีความรุนแรงน้อยกว่ามากเนื่องจากกาแลคซีแคระสูญเสียสสารมืดไปส่วนใหญ่ในระหว่างการชนครั้งแรก เมื่อปราศจากสสารมืดที่จะทำหน้าที่เป็นภาชนะสำหรับกาแลคซี ดาวฤกษ์ของมันก็เริ่มสลายตัวภายใต้อิทธิพลของสนามโน้มถ่วงของทางช้างเผือก

“กาแลคซีอย่างทางช้างเผือกมักถูกกาแล็กซีแคระถล่มอยู่ตลอดเวลา แต่จนกระทั่งการศึกษาของเรา ยังไม่ทราบว่าผลที่ตามมาจากการชนดังกล่าวมีความสำคัญเพียงใด Purcell กล่าว “เราวางแผนที่จะค้นหาผลลัพธ์อื่นๆ ของการชนกัน เช่น การเรืองแสงในบริเวณรอบนอกของดิสก์ในกาแลคซีของเรา เราคาดว่าจะเห็นการเปลี่ยนแปลงในทางช้างเผือกอันเป็นผลมาจากการชนกัน แต่เราไม่ได้คาดหวังว่ามันจะทำให้เกิดแขนกังหัน เราไม่ได้คาดการณ์เรื่องนี้"

นี่เป็นเรื่องไม่คาดคิดอย่างยิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ชะลอการตีพิมพ์การค้นพบของพวกเขาออกไปเป็นเวลาหลายเดือนเพื่อตรวจสอบทุกอย่างอีกครั้ง “เราต้องโน้มน้าวตัวเองว่าเราปกติดี” เพอร์เซลล์กล่าวเสริม

ปัจจุบัน กระแสดาวที่ครั้งหนึ่งเคยเป็นของดาราจักรแคระกำลังโคจรรอบทางช้างเผือก อย่างไรก็ตาม มันไม่ได้พังทลายลงอย่างสมบูรณ์ และในอีกไม่กี่ล้านปีข้างหน้า การชนครั้งใหม่ก็จะเริ่มขึ้น “เราสามารถเข้าใจสิ่งนี้ได้ด้วยการสังเกตใจกลางทางช้างเผือก อีกด้านหนึ่งที่ห่างไกลจากเรา ดวงดาวตกลงสู่ดิสก์ของกาแลคซีจากด้านล่าง เราสามารถวัดความเร็วของดาวฤกษ์เหล่านี้ได้และบอกได้ว่าอีกไม่นานดาราจักรแคระจะชนจานอีกครั้งในเวลาเพียง 10 ล้านปี"

> ทางช้างเผือก

ทางช้างเผือก– กาแล็กซีกังหันที่มีระบบสุริยะ: ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ ขนาด พื้นที่ การตรวจจับและชื่อ ศึกษาด้วยวีดิทัศน์ โครงสร้าง สถานที่

ทางช้างเผือกเป็นกาแลคซีกังหันที่ทอดยาวครอบคลุมพื้นที่ 100,000 ปีแสงซึ่งเป็นที่ตั้งของระบบสุริยะ

หากคุณมีสถานที่ห่างไกลจากตัวเมือง ซึ่งมืดและมองเห็นท้องฟ้าเต็มไปด้วยดวงดาวได้อย่างสวยงาม คุณอาจสังเกตเห็นแสงเส้นจางๆ นี่คือกลุ่มที่มีแสงสว่างเล็กๆ นับล้านดวงและรัศมีที่ส่องสว่าง ดวงดาวอยู่ตรงหน้าคุณ กาแล็กซีทางช้างเผือก.

แต่เธอคืออะไร? ประการแรก ทางช้างเผือกเป็นกาแลคซีกังหันมีคานซึ่งเป็นที่ตั้งของระบบสุริยะ เป็นการยากที่จะเรียกกาแลคซีบ้านว่าเป็นสิ่งพิเศษ เนื่องจากมีกาแลคซีอื่นอีกหลายร้อยพันล้านแห่งในจักรวาล ซึ่งหลายแห่งก็คล้ายกัน

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับกาแล็กซีทางช้างเผือก

• ทางช้างเผือกเริ่มก่อตัวเป็นกลุ่มบริเวณหนาแน่นหลังบิ๊กแบง ดาวดวงแรกที่ปรากฎอยู่ในกระจุกทรงกลมซึ่งยังคงมีอยู่ เหล่านี้เป็นดาวฤกษ์ที่เก่าแก่ที่สุดในกาแลคซี
• กาแลคซีเพิ่มพารามิเตอร์เนื่องจากการดูดกลืนและการรวมตัวกันกับกาแลคซีอื่น ขณะนี้กำลังรับดาวจากกาแล็กซีคนแคระราศีธนูและเมฆแมกเจลแลน
• ทางช้างเผือกเคลื่อนที่ผ่านอวกาศด้วยความเร่ง 550 กม./วินาที สัมพันธ์กับการแผ่รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล
• หลุมดำมวลมหาศาล Sagittarius A* แฝงตัวอยู่ที่ใจกลางกาแลคซี มวลของมันมากกว่ามวลดวงอาทิตย์ถึง 4.3 ล้านเท่า
• ก๊าซ ฝุ่น และดวงดาวหมุนรอบใจกลางด้วยความเร็ว 220 กม./วินาที นี่เป็นตัวบ่งชี้ที่เสถียร ซึ่งบ่งบอกถึงการมีอยู่ของเปลือกสสารมืด
• ในอีก 5 พันล้านปี คาดว่าจะเกิดการชนกับกาแล็กซีแอนโดรเมดา บางคนเชื่อว่าทางช้างเผือกเป็นระบบกังหันคู่ขนาดยักษ์

การค้นพบและตั้งชื่อดาราจักรทางช้างเผือก

กาแลคซีทางช้างเผือกของเรามีชื่อที่ค่อนข้างน่าสนใจ เนื่องจากหมอกควันที่ปกคลุมคล้ายเส้นน้ำนม ชื่อนี้มีรากฐานมาแต่โบราณและแปลมาจากภาษาละติน “Via Lactea” ชื่อนี้ปรากฏในงาน “Tadhira” ของ Nasir ad-Din Tusi แล้ว เขาเขียนว่า: “มีดาวฤกษ์เล็กๆ จำนวนมากที่รวมตัวกันหนาแน่น อยู่ใกล้กันจึงดูเหมือนเป็นจุดๆ สีคล้ายนม…” ชื่นชมภาพถ่ายกาแล็กซีทางช้างเผือกที่มีแขนและศูนย์กลาง (แน่นอนว่าไม่มีใครสามารถถ่ายภาพกาแล็กซีของเราได้ แต่มีการออกแบบที่คล้ายคลึงกันและข้อมูลโครงสร้างที่แม่นยำที่ให้แนวคิดเกี่ยวกับการปรากฏตัวของกาแล็กซี ตรงกลางและแขน)

นักวิทยาศาสตร์คิดว่าทางช้างเผือกเต็มไปด้วยดวงดาว แต่นี่เป็นเพียงการคาดเดาจนถึงปี 1610 ตอนนั้นเองที่กาลิเลโอ กาลิเลอีชี้กล้องโทรทรรศน์ดวงแรกขึ้นไปบนท้องฟ้าและมองเห็นดวงดาวแต่ละดวง นอกจากนี้ยังเปิดเผยความจริงใหม่แก่ผู้คนอีกด้วยว่า มีดวงดาวมากมายมากกว่าที่เราคิด และพวกมันเป็นส่วนหนึ่งของทางช้างเผือก

อิมมานูเอล คานท์ ในปี ค.ศ. 1755 เชื่อว่าทางช้างเผือกคือกลุ่มดาวฤกษ์ที่รวมตัวกันด้วยแรงโน้มถ่วงร่วมกัน แรงโน้มถ่วงทำให้วัตถุหมุนและแบนเป็นรูปร่างจาน ในปี พ.ศ. 2328 วิลเลียม เฮอร์เชลพยายามสร้างรูปร่างกาแล็กซีขึ้นใหม่ แต่ไม่รู้ว่ารูปร่างส่วนใหญ่ซ่อนอยู่หลังหมอกควันฝุ่นและก๊าซ

สถานการณ์เปลี่ยนไปในช่วงทศวรรษปี ค.ศ. 1920 เอ็ดวิน ฮับเบิลพยายามโน้มน้าวเราว่าเราไม่เห็นเนบิวลากังหัน แต่เป็นกาแล็กซีแต่ละแห่ง ตอนนั้นเองที่มีโอกาสตระหนักถึงรูปแบบของเรา ตั้งแต่วินาทีนั้นเป็นต้นมา ก็ชัดเจนว่านี่คือกาแล็กซีกังหันมีคาน ดูวิดีโอเพื่อสำรวจโครงสร้างของกาแลคซีทางช้างเผือก และสำรวจกระจุกทรงกลมและดูว่ามีดาวกี่ดวงอาศัยอยู่ในกาแลคซี

กาแล็กซีของเรา: มุมมองจากภายใน

นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Anatoly Zasov เกี่ยวกับองค์ประกอบหลักของกาแลคซีของเรา สื่อระหว่างดวงดาว และกระจุกดาวทรงกลม:

ตำแหน่งของกาแล็กซีทางช้างเผือก

ทางช้างเผือกบนท้องฟ้าเป็นที่รู้จักอย่างรวดเร็วด้วยเส้นสีขาวที่กว้างและยาวชวนให้นึกถึงทางช้างเผือก ที่น่าสนใจคือกลุ่มดาวนี้มีให้ชมตั้งแต่กำเนิดดาวเคราะห์ ที่จริงแล้วบริเวณนี้ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางกาแลคซี

กาแลคซีมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 100,000 ปีแสง หากมองจากด้านบนจะสังเกตเห็นส่วนนูนตรงกลางซึ่งมีแขนกังหันขนาดใหญ่ 4 อันเล็ดลอดออกมา ประเภทนี้แสดงถึง 2/3 ของกาแลคซีในจักรวาล

ชิ้นงานที่มีจัมเปอร์ต่างจากเกลียวทั่วไปโดยมีแกนสองอันอยู่ตรงกลาง กาแล็กซีของเรามีสองแขนหลักและสองแขนรอง ระบบของเราตั้งอยู่ใน Orion Arm

ทางช้างเผือกไม่คงที่และหมุนไปในอวกาศโดยบรรทุกวัตถุทั้งหมดไปด้วย ระบบสุริยะเคลื่อนที่รอบใจกลางกาแลคซีด้วยความเร็ว 828,000 กม./ชม. แต่กาแล็กซีนี้มีขนาดใหญ่มาก ดังนั้นกาแล็กซีหนึ่งจึงใช้เวลาถึง 230 ล้านปี

แขนกังหันสะสมฝุ่นและก๊าซจำนวนมาก ทำให้เกิดสภาวะที่ดีเยี่ยมสำหรับการก่อตัวของดาวดวงใหม่ แขนยื่นออกมาจากดิสก์กาแลคซี ซึ่งทอดยาวประมาณ 1,000 ปีแสง

ที่ใจกลางทางช้างเผือก คุณสามารถมองเห็นส่วนนูนที่เต็มไปด้วยฝุ่น ดวงดาว และก๊าซ เป็นเพราะเหตุนี้คุณจึงได้เห็นดาวฤกษ์กาแล็กซีเพียงเปอร์เซ็นต์เล็กน้อยจากจำนวนทั้งหมด มันเป็นเรื่องของหมอกควันก๊าซและฝุ่นหนาที่บดบังการมองเห็น

ตรงกลางมีหลุมดำมวลมหาศาลซึ่งมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์หลายพันล้านเท่า เป็นไปได้มากว่ามันเคยมีขนาดเล็กกว่ามาก แต่การได้รับฝุ่นและก๊าซเป็นประจำทำให้พวกมันเติบโตได้ นี่เป็นคนตะกละอย่างไม่น่าเชื่อ เพราะบางครั้งแม้แต่ดวงดาวก็ถูกดูดเข้าไปด้วย แน่นอนว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะเห็นมันโดยตรง แต่อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงได้รับการตรวจสอบ

รอบๆ ดาราจักรมีรัศมีของก๊าซร้อน ซึ่งเป็นที่ที่ดาวอายุมากและกระจุกดาวทรงกลมอาศัยอยู่ มันขยายออกไปมากกว่าแสนปีแสง แต่มีดาวฤกษ์เพียง 2% ที่อยู่ในจานดิสก์ อย่าลืมเกี่ยวกับสสารมืด (90% ของมวลกาแลคซี)

โครงสร้างและองค์ประกอบของดาราจักรทางช้างเผือก

เมื่อสังเกตดูจะชัดเจนว่าทางช้างเผือกแบ่งอวกาศท้องฟ้าออกเป็นสองซีกโลกที่เกือบจะเหมือนกัน นี่แสดงว่าระบบของเราตั้งอยู่ใกล้กับระนาบกาแลคซี สังเกตได้ว่ากาแลคซีมีความสว่างพื้นผิวในระดับต่ำเนื่องจากมีก๊าซและฝุ่นกระจุกอยู่ในจาน สิ่งนี้ไม่เพียงแต่ทำให้ไม่สามารถมองเห็นใจกลางกาแลคซีได้ แต่ยังทำให้เข้าใจสิ่งที่ซ่อนอยู่ในอีกด้านหนึ่งด้วย คุณสามารถมองเห็นใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือกได้อย่างง่ายดายจากแผนภาพด้านล่าง

หากคุณสามารถหลบหนีออกไปนอกทางช้างเผือกและมองจากบนลงล่างได้ คุณจะเห็นเกลียวที่มีแท่ง มันขยายออกไปมากกว่า 120,000 ปีแสง และกว้าง 1,000 ปีแสง เป็นเวลาหลายปีที่นักวิทยาศาสตร์คิดว่าพวกเขาเห็นแขน 4 ข้าง แต่มีเพียงสองแขนเท่านั้น: Scutum-Centauri และ Sagittarius

แขนถูกสร้างขึ้นจากคลื่นหนาแน่นที่หมุนรอบกาแลคซี พวกมันเคลื่อนที่ไปรอบๆ พื้นที่ ดังนั้นพวกมันจึงอัดฝุ่นและก๊าซ กระบวนการนี้กระตุ้นให้เกิดดาวฤกษ์ที่ยังคุกรุ่นอยู่ สิ่งนี้เกิดขึ้นในกาแลคซีทุกประเภทประเภทนี้

หากคุณเคยเจอภาพถ่ายทางช้างเผือก นั่นเป็นการตีความทางศิลปะหรือกาแล็กซีอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน เป็นเรื่องยากสำหรับเราที่จะเข้าใจรูปลักษณ์ของมันเนื่องจากเราอยู่ข้างใน ลองนึกภาพว่าคุณต้องการอธิบายลักษณะภายนอกของบ้านหากคุณไม่เคยออกจากกำแพงเลย แต่คุณสามารถมองออกไปนอกหน้าต่างและมองไปที่อาคารใกล้เคียงได้ตลอดเวลา ในภาพด้านล่าง คุณสามารถเข้าใจได้อย่างง่ายดายว่าระบบสุริยะอยู่ที่ไหนในกาแล็กซีทางช้างเผือก

ภารกิจภาคพื้นดินและอวกาศเปิดเผยว่ากาแลคซีแห่งนี้เป็นที่ตั้งของดาวฤกษ์ 100-400 พันล้านดวง แต่ละดวงสามารถมีดาวเคราะห์ได้เพียงดวงเดียว กล่าวคือ กาแลคซีทางช้างเผือกสามารถรองรับดาวเคราะห์ได้หลายแสนล้านดวง โดย 17 พันล้านดวงมีขนาดและมวลใกล้เคียงกับโลก

มวลกาแลคซีประมาณ 90% ไปสู่สสารมืด ไม่มีใครสามารถอธิบายสิ่งที่เรากำลังเผชิญอยู่ได้ โดยหลักการแล้ว ยังไม่มีใครเห็นมัน แต่เรารู้เกี่ยวกับการมีอยู่ของมันเนื่องจากการหมุนเวียนของกาแลคซีอย่างรวดเร็วและอิทธิพลอื่นๆ สิ่งนี้เองที่ทำให้กาแลคซีไม่ถูกทำลายระหว่างการหมุนรอบตัวเอง ชมวิดีโอเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับดวงดาวบนทางช้างเผือก

ประชากรดาวฤกษ์ในกาแลคซี

นักดาราศาสตร์ Alexey Rastorguev เกี่ยวกับอายุดาว กระจุกดาว และคุณสมบัติของดิสก์กาแลคซี:

ตำแหน่งของดวงอาทิตย์ในกาแล็กซีทางช้างเผือก

ระหว่างแขนทั้งสองข้างหลักคือแขนนายพราน ซึ่งระบบของเราอยู่ห่างจากศูนย์กลาง 27,000 ปีแสง ไม่มีประโยชน์ที่จะบ่นเกี่ยวกับความห่างไกล เนื่องจากมีหลุมดำมวลมหาศาล (ราศีธนู A*) แฝงตัวอยู่ในใจกลาง

ดวงอาทิตย์ของเราต้องใช้เวลา 240 ล้านปีในการโคจรรอบกาแลคซี (หนึ่งปีจักรวาล) ฟังดูน่าเหลือเชื่อ เพราะครั้งสุดท้ายที่ดวงอาทิตย์เข้ามาในบริเวณนี้ ไดโนเสาร์ได้เดินทางท่องเที่ยวไปทั่วโลก ตลอดการดำรงอยู่ของมัน ดาวดวงนี้ได้บินผ่านประมาณ 18-20 ครั้ง นั่นคือมันเกิดเมื่อ 18.4 ปีก่อนอวกาศ และอายุของกาแลคซีคือ 61 ปีอวกาศ

วิถีการชนกันของกาแล็กซีทางช้างเผือก

ทางช้างเผือกไม่เพียงแต่หมุนเท่านั้น แต่ยังเคลื่อนที่ในจักรวาลด้วย และถึงแม้ว่าพื้นที่จะมีขนาดใหญ่ แต่ก็ไม่มีใครรอดพ้นจากการชนกัน

ตามการคำนวณ ภายในเวลาประมาณ 4 พันล้านปี กาแล็กซีทางช้างเผือกของเราจะชนกับกาแล็กซีแอนโดรเมดา พวกเขากำลังเข้าใกล้ด้วยความเร็ว 112 กม./วินาที หลังจากการชนกัน กระบวนการกำเนิดดาวก็เริ่มทำงาน โดยรวมแล้ว แอนโดรเมดาไม่ใช่นักแข่งที่เก่งที่สุด เพราะมันเคยชนกาแลคซีอื่นในอดีต (มีวงแหวนฝุ่นขนาดใหญ่อยู่ตรงกลาง)

แต่ชาวโลกไม่ควรกังวลเกี่ยวกับเหตุการณ์ในอนาคต ท้ายที่สุดเมื่อถึงเวลานั้นดวงอาทิตย์ก็จะระเบิดและทำลายโลกของเราแล้ว

อะไรต่อไปสำหรับกาแล็กซีทางช้างเผือก?

เชื่อกันว่าทางช้างเผือกเกิดจากการรวมตัวกันของกาแลคซีขนาดเล็ก กระบวนการนี้ดำเนินต่อไป เนื่องจากกาแลคซีแอนโดรเมดากำลังเร่งเข้ามาหาเราเพื่อสร้างวงรีขนาดยักษ์ภายใน 3-4 พันล้านปี

ทางช้างเผือกและแอนโดรเมดาไม่ได้อยู่โดดเดี่ยว แต่เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มท้องถิ่นซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระจุกดาวราศีกันย์ด้วย ภูมิภาคขนาดมหึมานี้ (110 ล้านปีแสง) เป็นที่ตั้งของกลุ่มและกระจุกกาแลคซี 100 กลุ่ม

หากคุณไม่สามารถชื่นชมกาแล็กซีบ้านเกิดของคุณได้ ให้ทำโดยเร็วที่สุด ค้นหาสถานที่เงียบสงบและมืดมนที่มีท้องฟ้าเปิดกว้างและเพลิดเพลินไปกับคอลเลคชันดวงดาวที่น่าทึ่งนี้ เราขอเตือนคุณว่าไซต์นี้มีแบบจำลอง 3 มิติเสมือนจริงของกาแล็กซีทางช้างเผือก ซึ่งช่วยให้คุณศึกษาดวงดาว กระจุกดาว เนบิวลา และดาวเคราะห์ที่รู้จักทั้งหมดทางออนไลน์ และแผนที่ดาวของเราจะช่วยคุณค้นหาเทห์ฟากฟ้าเหล่านี้บนท้องฟ้าด้วยตัวคุณเองหากคุณตัดสินใจซื้อกล้องโทรทรรศน์

ตำแหน่งและการเคลื่อนที่ของทางช้างเผือก

การวิเคราะห์อิทธิพลของเส้นโค้งการหมุนของกาแลคซีทางช้างเผือกอย่างมีอคติและรอบคอบต่อรูปร่างของแขนทำให้เกิดข้อสรุปที่ไม่คาดคิด หากกาแลคซีเคลื่อนที่ด้วยเส้นโค้งการหมุนเช่นนั้น เมื่อสองรอบที่แล้ว - ประมาณ 600 ล้านปีก่อน - แขนของมันจะ "บิด" ไปในทิศทางตรงกันข้าม และในทางตรงกันข้าม ในอีกไม่กี่รอบถัดไป แขนเสื้อก็จะสูญเสียไปโดยสิ้นเชิง ซึ่งจะม้วนงออย่างแน่นหนา และเติมดิสก์ทั้งหมดเท่าๆ กัน เมื่อพิจารณาว่าอายุของกาแลคซีควรจะอยู่ที่ประมาณหมื่นล้านปี อดีตของมันจึงดูลึกลับยิ่งกว่านั้น การเกิดขึ้นของแขนไม่สามารถอธิบายได้ด้วยความขัดแย้งทางจลนศาสตร์ล้วนๆ

ปรากฎว่าสมมติฐานเกี่ยวกับสสารมืดไม่เพียงแต่ไม่ได้กำจัดความขัดแย้งในเส้นโค้งการหมุนรอบตัวเองที่สังเกตได้ของกาแลคซีของเราเองเท่านั้น แต่ยังสร้างสิ่งใหม่ขึ้นมาอีกด้วย

เป็นไปได้ว่าเส้นโค้งการหมุนของกาแลคซีที่สังเกตและคำนวณได้นั้นไม่เสถียรและไม่ได้สะท้อนถึงวิวัฒนาการระยะยาวของทางช้างเผือก ความเร็วที่วัดได้ของดวงดาวนั้นสอดคล้องกับช่วงเวลาปัจจุบันและเห็นได้ชัดว่าไม่ได้พูดถึงคุณค่าในอดีตหรืออนาคตของมันเลย บางทีอาจเป็นไปได้ที่จะพูดคุยเกี่ยวกับพลวัตของการเคลื่อนไหวด้วยความน่าเชื่อถือในระดับหนึ่งเท่านั้น มิฉะนั้น กฎของกลศาสตร์จะให้ผลลัพธ์เชิงตรรกะตามธรรมชาตินี้

มีเหตุผลที่จะสรุปได้ว่าเส้นโค้งการหมุนที่มีรูปทรงในระยะยาวที่แตกต่างกันนั้นเป็นไปได้ ซึ่งเวลาหลายพันล้านปียอมให้แขนของทางช้างเผือกมีรูปทรง ซึ่งปัจจุบันกลายเป็นไปได้ที่จะคำนวณจากการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ แต่ในกรณีนี้ มีคำถามเชิงตรรกะเกิดขึ้น: กาแล็กซี "ตอนเริ่มต้น" เป็นอย่างไร? และ “เมื่อมันเริ่ม มันก็เริ่ม”?

ลองสมมุติว่ากาแล็กซีก่อตัวเมื่อ 3 พันล้านปีก่อน ช่วงเวลานี้เกิดขึ้นด้วยเหตุผลที่เป็นประโยชน์: เพื่อให้ง่ายต่อการดูวิวัฒนาการในแอนิเมชั่น และแขนอาจเกิดขึ้นได้ เช่น เป็นผลมาจากการล่มสลายของหลุมดำสองหลุม ซึ่งพุ่งเจ็ตของพวกมันออกไปในทิศทางที่ต่างกัน ขณะหมุน ไอพ่นเหล่านี้ "กวาด" พื้นที่โดยรอบ รวบรวมก๊าซและดวงดาว แขนเสื้อค่อยๆ โค้งงอเป็นรูปร่างปัจจุบัน ทำไมจึงมีหลุมดำสองหลุม? เนื่องจากมีสี่แขนและไอพ่นก็ประกอบกันเป็นคู่

นักดาราศาสตร์ถกเถียงกันว่ากาแลคซีของเรามีแขนกังหันสองหรือสี่แขนหรือไม่ พวกมันมักจะเอนไปทางตัวเลือกที่มีสี่แขน แต่การสำรวจเมื่อไม่นานมานี้จากกล้องโทรทรรศน์สปิตเซอร์ของ NASA ชี้ให้เห็นความเป็นไปได้อีกอย่างหนึ่งว่ากาแลคซีของเรามีสองแขน ในปี พ.ศ. 2556 นักดาราศาสตร์ได้ทำแผนที่บริเวณกำเนิดดาวฤกษ์และอ้างว่าพบแขนทั้งสองที่หายไป ทำให้จำนวนแขนทั้งหมดกลับมาเป็นสี่แขน

เมื่อเวลาผ่านไป หลักฐานของแขนทั้งสี่ของทางช้างเผือกก็ยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น ทีมนักดาราศาสตร์ชาวบราซิลใช้กระจุกดาวที่ฝังอยู่ในเมฆนาทอลเพื่อติดตามโครงสร้างของกาแลคซี “ผลลัพธ์ของเราสนับสนุนเวอร์ชันของแขนกังหันสี่แขนของกาแลคซี รวมถึงราศีธนู เพอร์ซีอุส และแขนด้านนอก” ทีมงานจากมหาวิทยาลัยสหพันธรัฐรีโอกรันดีโดซูลกล่าว

แม้ว่าจะพยายามปรับปรุงความเข้าใจเกี่ยวกับโครงสร้างกาแลคซี แต่ก็ยังมีคำถามอยู่ ไม่มีความเห็นตรงกันเกี่ยวกับจำนวนและรูปร่างของแขนกังหันของดาราจักร” ดี. คามาร์โก ผู้เขียนนำกล่าว เขาเสริมว่าตำแหน่งของดวงอาทิตย์ในดิสก์กาแลคซีที่มืดมิดเป็นปัจจัยสำคัญที่ขัดขวางความเข้าใจของเราเกี่ยวกับโครงสร้างอันกว้างใหญ่ของทางช้างเผือก กล่าวอีกนัยหนึ่ง เราไม่สามารถมองเห็นกาแล็กซีของเราจากมุมสูงได้

ทีมงานตั้งข้อสังเกตว่ากระจุกดาวอายุน้อยที่ฝังตัวเป็นตัวติดตามโครงสร้างกาแลคซีที่ดีเยี่ยม ผลการวิจัยในปัจจุบันแสดงให้เห็นว่ากระจุกดาราจักรที่ฝังตัวมักพบอยู่ในแขนกังหัน พวกเขาตั้งข้อสังเกตว่าการก่อตัวของดาวสามารถเกิดขึ้นได้หลังจากการแตกตัวและการกระจายตัวของเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์ที่พบในแขนกังหัน ดังนั้นกระจุกดาวอายุน้อยที่ฝังอยู่ซึ่งเกิดขึ้นในภายหลังจึงกลายเป็นเครื่องมือสำรวจโครงสร้างกาแลคซีที่ดีเยี่ยมเนื่องจากพวกมันไม่ได้เดินทางไกลจากแหล่งกำเนิดของมัน

ทีมงานใช้ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรด WISE ของ NASA เพื่อระบุกระจุกดาวอายุน้อยที่ยังคงฝังอยู่ในเมฆนาทอล ซึ่งมักปกคลุมไปด้วยฝุ่นจำนวนมาก แสงดาวอินฟราเรดถูกฝุ่นบดบังน้อยกว่าแสงที่ตามองเห็น ทำให้นักดาราศาสตร์มีมุมมองที่ไม่เคยมีมาก่อน ในความเป็นจริง ทีมงานได้ค้นพบกระจุกดาวฝังตัวใหม่ 7 กระจุก ซึ่งบางกระจุก (ชื่อคามาร์โก 441-444) อาจเป็นกระจุกดาวขนาดใหญ่ที่ตั้งอยู่ในกลุ่มเพอร์ซีอุสอาร์ม พวกเขาเสนอว่าเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์ถูกแขนกังหันบีบอัด ซึ่งอาจก่อให้เกิดการก่อตัวของดาวฤกษ์หลายกระจุก และการเกิดขึ้นของกระจุกดาวจำนวนมากที่มีอายุใกล้เคียงกัน

“กระจุกที่ฝังอยู่ในตัวอย่างนี้กระจายไปตามราศีธนู เซอุส และแขนด้านนอก” ทีมงานสรุป เธอยังตั้งข้อสังเกตอีกว่าการค้นหากระจุกดาวที่ฝังตัวใหม่ทั่วดาราจักรไม่ควรหยุดลง เนื่องจากตัวชี้วัดดังกล่าวสามารถช่วยให้เราเข้าใจโครงสร้างของดาราจักรได้