โรงเรียนบ้านควนตม

การตรวจสอบทางช้างเผือก มุมมองทฤษฎีของนักวิจัยดาราศาสตร์

การตรวจสอบทางช้างเผือก ในปีพ.ศ.2470 เบ็ตเทลลินด์บลัด นักดาราศาสตร์ชาวสวีเดน เสนอจากมุมมองทางทฤษฎีในทางช้างเผือก ดวงดาวชั้นนอกเคลื่อนที่ช้ากว่า และเวลาที่ดาวเหล่านี้จะหมุนรอบใจกลางทางช้างเผือก ก็แตกต่างกันเช่นกัน กล่าวอีกนัยหนึ่งคือดวงดาวหลายดวงในทางช้างเผือก ไม่ได้หมุนโดยรวม แต่แต่ละดวงหมุนรอบศูนย์กลางของทางช้างเผือก ผู้อำนวยการหอดูดาวแห่งมหาวิทยาลัย นักฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์ วิลเลิมเดอซิทเตอร์ กล่าวกับแจนออร์ท ซึ่งเพิ่งสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอก เกี่ยวกับพัฒนาการทางทฤษฎีนี้ ออร์ทเชื่อว่า การคาดเดานี้สามารถยืนยันได้จากการสังเกต ออร์ท เป็นนักดาราศาสตร์ชาวดัตช์ที่ศึกษาภายใต้กัปตัน และเป็นนักเรียนคนสุดท้ายของกัปตัน

ดังนั้นจึงเหมาะสมอย่างยิ่ง ที่เขาจะทำการวิจัยของกัปตัน เกี่ยวกับการเคลื่อนที่โดยรวมของดาวจำนวนมากต่อไป ออร์ทเก่งในการลดความซับซ้อนของคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ ในกระบวนการวิจัย เพื่ออธิบายการเคลื่อนที่ของดวงดาวในทางช้างเผือก เขาได้มาสองสูตรนี่คือสูตร ที่มีชื่อเสียงและค่าคงที่สองค่าในนั้นเรียกว่า ค่าคงที่โอลเทอร์ โดยใช้สูตรที่ได้มาของข้อมูลการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์บางดวง ออร์ทคำนวณว่า ระยะห่างระหว่างดวงอาทิตย์ และศูนย์กลางของกาแลคซีทางช้างเผือก อยู่ที่ประมาณ 20,000ปีแสงและตามสูตรนี้ เขาคำนวณเวลาที่ดวงอาทิตย์ต้องใช้ เพื่อทำการปฏิวัติรอบใจกลางดาราจักรทางช้างเผือกเป็นเวลา 200ล้านปี

เป็นที่น่ากล่าวขาน ในปีพ.ศ.2467 ขณะที่เขาอายุเพียง 24ปีออร์ทได้ค้นพบ รัศมีสีเงิน ซึ่งเป็นมวลทรงกลมที่ห่อหุ้มทางช้างเผือก ที่มีรูปร่างคล้ายแผ่นดิสก์ รัศมีสีเงิน ประกอบด้วยกระจุกดาว และดวงดาวที่มีอายุหลายปี โคจรรอบทางช้างเผือก ในปีพ.ศ.2475 เขายังค้นพบว่า คุณภาพของดิสก์ทางช้างเผือก มีมากกว่ามวลของสสารที่มองเห็นได้มาก ดังนั้นเขาจึงยืนยันว่า ทางช้างเผือกมีสสารที่ไม่ส่องสว่างจำนวนมาก ซึ่งทำให้เขาเป็นหนึ่งในผู้บุกเบิกความมืด

การวิจัยเรื่อง รัศมีสีเงิน ที่เขาค้นพบเมื่อ 8ปีก่อน มีสสารมืดมากกว่านี้ นอกจากนี้ออร์ท ยังเป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ไม่กี่คนแรก ที่ตระหนักถึงความสำคัญของดาราศาสตร์วิทยุ เขาไม่เพียงแต่กลายเป็นหนึ่งในผู้บุกเบิกดาราศาสตร์วิทยุเท่านั้น แต่ยังเป็นผู้บุกเบิก การสำรวจท้องฟ้าด้วยคลื่นวิทยุอีกด้วย การค้นพบโครงสร้างแขนเกลียวของทางช้างเผือก ดิสก์ของทางช้างเผือก เป็นที่ที่สสารระหว่างดาวโคจรเป็นหลัก หลังจากการค้นพบดาราจักรชนิดก้นหอย กาแลกซีน้ำวน51

นักดาราศาสตร์บางคนคาดการณ์ว่า ทางช้างเผือกของเราอาจเป็นดาราจักรชนิดก้นหอย ที่มีโครงสร้างแขนก้นหอย แต่ยังไม่ได้รับการยืนยัน แขนก้นหอยเป็นสถานที่ที่ก๊าซฝุ่น และดาวฤกษ์อายุน้อยกระจุกตัว ดาวส่วนใหญ่ในทางช้างเผือกเกิดบนแขนก้นหอย ในปีพ.ศ.2481 จากการศึกษา การกระจายของดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ ออร์ทพบการกระจายตัวของดาวฤกษ์แบบแขนก้นหอยในทางช้างเผือก แต่ความไม่แม่นยำของระยะห่างของดาว และตัวอย่างดาวที่ไม่สมบูรณ์ ทำให้ผลลัพธ์ไม่น่าเชื่อถือ วิลเลียมมอร์แกน นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน เป็นคนแรกที่พิสูจน์การมีอยู่ของแขนก้นหอย ในกาแลคซีทางช้างเผือกของเรา

ในวันคริสต์มาสปี1951 มอร์แกนได้บรรยายเป็นเวลา 15นาทีที่ American Astronomical Society โดยรายงานระยะทางที่แม่นยำ ระหว่างเขากับผู้ทำงานร่วมกันของเขาเกี่ยวกับดาว ดาวฤกษ์ประเภทโอและบี ดาวฤกษ์อายุน้อยมากที่เพิ่งก่อตัวขึ้น โดยใช้วิธีการทางแสง การวัดยืนยันการมีอยู่ของโครงสร้างแขนเกลียวใกล้ดวงอาทิตย์ ในการประชุมมอร์แกนได้รับเสียงปรบมืออย่างอบอุ่น ไม่เพียงแต่ปรบมือเท่านั้น แต่ยังมีนักดาราศาสตร์บางคนได้ศึกษา เพราะนี่เป็นการค้นพบ

ครั้งหนึ่งในประวัติศาสตร์ดาราศาสตร์ นี่เป็นครั้งแรกที่มนุษย์ยืนยันการมีอยู่ ของเกลียวแขนในทางช้างเผือก โครงสร้างแขนเกลียวใกล้ดวงอาทิตย์ วงกลมทึบบ่งบอกถึงการกระจายตัวของดาว ที่มีความสว่างสูง อย่างกระจุกตัววงกลมเปิดแสดงถึงดวงดาวที่อยู่ห่างไกล และสัญลักษณ์ดวงเล็ก บ่งบอกตำแหน่งของดวงอาทิตย์ ภาพแสดงแขนเกลียวใกล้ดวงอาทิตย์แบ่งออกเป็นสองกิ่ง การพัฒนางานวิจัย แขนกังหันของทางช้างเผือกในศตวรรษที่20

หลังจากมอร์แกนเปิดเผยโครงสร้างแขนเกลียวใกล้ดวงอาทิตย์ ครั้งแรกในปี2501 ออร์ทได้อธิบายโครงสร้างแขนเกลียว ของทางช้างเผือกอย่างสมบูรณ์ โดยสังเกตการกระจายของไฮโดรเจนเป็นกลาง ในทางช้างเผือกในแถบคลื่นวิทยุ ในช่วงต้นปีพ.ศ.2487 เฮนดริก นักศึกษาระดับปริญญาเอก ของมหาวิทยาลัยยูเทรกต์ในเนเธอร์แลนด์ ได้ค้นพบครั้งแรกว่า ไฮโดรเจนที่เป็นกลางในกาแลคซีทางช้างเผือก มีเส้นสเปกตรัมยาว 21ซม. โฟตอนที่มีความยาวคลื่น 21ซม. อยู่ในย่านความถี่วิทยุของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และจำเป็นต้องตรวจจับด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ในที่สุดในปีพ.ศ.2494 นักวิทยาศาสตร์ในสหรัฐอเมริกาและออสเตรเลีย เกือบจะสังเกตเห็นเส้นทางช้างเผือกที่คาดการณ์ไว้ก่อนหน้านี้เกือบ 21ซม.

สิ่งที่ต้องเข้าใจก็คือ เมฆไฮโดรเจนที่เป็นกลางในทางช้างเผือก แทบจะไม่เปล่งแสงที่มองเห็นได้ แม้ว่าพวกมันจะเปล่งแสงที่มองเห็นได้เพียงเล็กน้อย แต่ก็จะถูกปิดกั้นด้วยตัวมันเอง แต่เส้นสเปกตรัมขนาด 21ซม. ที่ปล่อยออกมานั้น ไม่มีข้อ จำกัด นี่คือสิ่งที่นักดาราศาสตร์ตรวจพบ และศึกษาเหตุผลสำคัญ หลังจากนั้นออร์ท ได้อุทิศตนเพื่อหาทุนและกำลังในการสร้างกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ในที่สุดก็ได้สร้างกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ที่ใหญ่ที่สุดในโลก โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 25 เมตร ในปีพ.ศ.2499 หลังจากสร้างกล้องโทรทรรศน์เสร็จแล้ว ออร์ทและแวนเดอร์เฮิร์ธ ได้ใช้กล้องนี้เพื่อสแกนพื้นที่ปล่อยเส้นสเปกตรัมขนาด 21ซม. ในทางช้างเผือกอย่างเป็นระบบ และใช้สูตรของออร์ท