เราเห็นความรุ่งโรจน์ของกาแลคซีที่กำลังก่อตัวดาวฤกษ์ เช่น กังหันหมุนวน (NGC 3982) แต่พลาดก๊าซบางๆ ที่อยู่รอบๆ พวกมัน ซึ่งมีแม้แต่คาร์บอนที่จำเป็นในการประกอบตัวเรา
เครดิตภาพ: NASA Goddard
การวิจัยใหม่เผยให้เห็นอะตอมที่ถูกสร้างขึ้นในดวงดาวต้องใช้เส้นทางคดเคี้ยวขนาดมหึมาก่อนที่จะรวมเข้ากับดาวฤกษ์และดาวเคราะห์รุ่นอนาคต เส้นทางนี้เป็นทางอ้อมมากจนทำให้อะตอมเหล่านี้อยู่นอกคำจำกัดความทั่วไปของกาแลคซี ซึ่งหมายความว่าดาวฤกษ์ที่สูญหายไปนานบางส่วนจะเคลื่อนผ่านออกนอกกาแลคซีก่อนที่จะถูกดึงกลับมาเป็นโลก และสุดท้ายคือตัวเราเองด้วย
ธาตุทั้งหมด (ยกเว้นไฮโดรเจนและฮีเลียม) ก่อตัวขึ้นในดาวฤกษ์ โดยส่วนใหญ่ในระหว่างนั้น- เมื่อตระหนักถึงสิ่งนี้ นักดาราศาสตร์จึงคิดว่าซุปเปอร์โนวานั้น – และอาจเป็นไปได้ด้วย – ต้องเกิดขึ้นในภูมิภาคกาแล็กซีของเราเพื่อสร้างอะตอมส่วนใหญ่ที่ประกอบเป็นโลกและดาวเคราะห์หินอื่นๆ อย่างไรก็ตาม พวกเขาได้เรียนรู้อย่างช้าๆ ว่ากระแสน้ำขนาดยักษ์ภายในทางช้างเผือกและกาแลคซีที่คล้ายกัน ที่เรียกว่าหมุนผลิตภัณฑ์เหล่านี้ไปรอบๆ เป็นเวลาหลายพันล้านปีก่อนที่เงื่อนไขจะเหมาะสม
“ลองนึกถึงสื่อประเภท circumgalactic ว่าเป็นสถานีรถไฟขนาดยักษ์ มันจะผลักวัสดุออกและดึงกลับเข้าไปอย่างต่อเนื่อง” ซาแมนธา การ์ซา ผู้สมัครระดับปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยวอชิงตัน ผู้เขียนหลักของการศึกษาวิจัยกล่าวคำแถลง- “ธาตุหนักที่ดาวสร้างขึ้นจะถูกผลักออกจากดาราจักรเจ้าภาพและเข้าสู่ตัวกลางในกาแล็กซี่โดยการระเบิดของซูเปอร์โนวาที่พวกมันระเบิด ซึ่งในที่สุดพวกมันจะถูกดึงกลับเข้ามาและดำเนินวงจรการก่อตัวดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ต่อไป”
“ผลกระทบต่อวิวัฒนาการกาแลคซีและธรรมชาติของแหล่งกักเก็บคาร์บอนที่มีอยู่ในกาแลคซีเพื่อกำเนิดดาวดวงใหม่นั้นน่าตื่นเต้นมาก” ศาสตราจารย์ Jessica Werk ผู้เขียนร่วมกล่าวเสริม “คาร์บอนชนิดเดียวกันในร่างกายของเราน่าจะใช้ไปเป็นจำนวนมาก เวลาอยู่นอกกาแล็กซี!”
ความรู้ของเราเกี่ยวกับหัวข้อนี้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แม้ว่าตัวกลางในกาแล็กซีจะมีการสร้างทฤษฎีมาเป็นเวลานาน แต่การดำรงอยู่ของมันได้รับการยืนยันในปี 2011 เท่านั้น ไฮโดรเจนเป็นส่วนประกอบที่ใหญ่ที่สุด แต่อาจมีแหล่งที่มาได้หลากหลาย ในทางกลับกัน ออกซิเจนที่ระบุในการค้นพบครั้งแรกต้องมาจากภายในกาแลคซี Garza, Werk และเพื่อนร่วมงานได้ระบุการมีอยู่ของคาร์บอนแล้วเช่นกัน ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามันเป็นไปตามเส้นทางที่คล้ายกัน
อะตอมในตัวกลางดาราจักรดูดซับแสงจากควาซาร์ที่อยู่ห่างไกล โดยมีความยาวคลื่นเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับแต่ละอะตอม
เครดิตรูปภาพ: NASA/ESA/A.field
หนึ่งในคำอธิบายที่แข่งขันกันสำหรับการค้นพบล่าสุด(ORC) คือพวกมันประกอบด้วยสสารที่พุ่งออกจากกาแลคซีโดยการระเบิดของซุปเปอร์โนวาหลายครั้ง หากเป็นเช่นนั้น ความเร็วที่เกี่ยวข้องหมายความว่ากาแลคซีไม่น่าจะสามารถพาพวกมันกลับมาได้ อย่างไรก็ตาม กระบวนการที่ใช้ตัวกลางในกาแล็กซีนั้นมีความอ่อนโยนมากกว่า ซึ่งเป็นการวนซ้ำอย่างช้าๆ ที่นำอะตอมกลับมารีไซเคิล
“ถ้าคุณสามารถรักษาวัฏจักรนี้ต่อไปได้ โดยผลักสสารออกมาแล้วดึงกลับเข้าไป ในทางทฤษฎีแล้ว คุณจะมีเชื้อเพลิงเพียงพอที่จะทำให้การกำเนิดดาวดำเนินต่อไปได้” การ์ซากล่าว ผู้เขียนสงสัยว่าการหยุดชะงักในกระบวนการอาจเป็นสาเหตุที่ทำให้กาแลคซีบางแห่งดูเหมือนจะหยุดก่อตัวดาวฤกษ์ก่อนเวลาอันควร
ตัวกลางในกาแล็กซีกระจายตัวมากจนการตรวจจับการมีอยู่ขององค์ประกอบต่างๆ ถือเป็นความท้าทาย บางอย่างก็ยากกว่าอย่างอื่น ผู้เขียนรวบรวมแสงจากเก้าที่ได้เคลื่อนผ่านตัวกลางทางช้างเผือกของดาราจักรกำเนิดดาวทั้ง 11 ดวง ที่กำลังเดินทางมาเพื่อถูกกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลสกัดไว้ สิ่งเหล่านี้มีมวลและขนาดพอๆ กันกับกาแลคซีพาสซีฟที่การก่อตัวดาวฤกษ์หยุดหรือหยุดลง
เครื่องสเปกโตรกราฟต้นกำเนิดจักรวาลเผยให้เห็นคาร์บอนอย่างล้นเหลือในสภาพแวดล้อมของกาแลคซีเหล่านี้ ในกรณีที่รุนแรงที่สุดจะพบที่ระยะทาง 400,000 ปีแสง; ยาวเป็นสี่เท่าของทางช้างเผือก ในขณะเดียวกัน การตรวจจับคาร์บอนมีเพียง 1 ใน 3 ของกาแล็กซีแฝงเท่านั้น
ผู้เขียนหวังว่าข้อสังเกตเพิ่มเติมจะทดสอบสมมติฐานที่ว่าการหยุดชะงักในการรีไซเคิลคาร์บอนส่งผลให้กาแลคซีเชิงรับสูญเสียกิจกรรม
การปรากฏตัวขององค์ประกอบที่หนักกว่าจำนวนมากในตัวกลางยังไม่ได้รับการยืนยัน แต่แมกนีเซียมก็มีก่อนหน้านี้ถูกพบให้แพร่หลายมากขึ้นรอบๆ ดาราจักรกำเนิดดาว
ยิ่งไปกว่านั้นในขณะที่เราต้องการองค์ประกอบที่หลากหลายคาร์บอนและออกซิเจนอยู่จำเป็นต่อชีวิตที่รู้จัก เราไม่ใช่แค่ละอองดาวเท่านั้น แต่ยังเป็นละอองดาวที่เดินทางได้อย่างน่าอัศจรรย์อีกด้วย
การศึกษานี้เผยแพร่แบบเปิดในจดหมายวารสารดาราศาสตร์ฟิสิกส์-
