นักวิทยาศาสตร์ชี้ ทางช้างเผือกอาจถูกล้อมด้วย "กาแล็กซีกำพร้า" ที่ยังไม่ถูกค้นพบอีกนับร้อย

งานวิจัยล่าสุดโดยทีมนักจักรวาลวิทยาจากมหาวิทยาลัยเดอแรม ประเทศอังกฤษ เผยให้เห็นภาพใหม่ของจักรวาลใกล้ตัวเราว่า กาแล็กซีทางช้างเผือกของเราอาจล้อมรอบไปด้วย “กาแล็กซีกำพร้า” หรือกาแล็กซีแคระที่ยังไม่ถูกตรวจพบอีกถึง 100 แห่ง โดยทีมวิจัยได้ผสานการจำลองด้วยซูเปอร์คอมพิวเตอร์ร่วมกับแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ขั้นสูงเพื่อคาดการณ์การมีอยู่ของกาแล็กซีจางๆ เหล่านี้ ซึ่งอาจโคจรรอบทางช้างเผือกในระยะใกล้

กาแล็กซีกำพร้า (Orphan Galaxy) 

ดาราจักรหรือกาแล็กซีประเภทหนึ่งที่ในทางทฤษฎีแล้วได้สูญเสียสสารมืด (Dark Matter) ที่เคยห่อหุ้มและยึดเหนี่ยวโครงสร้างของมันไว้ไปเกือบทั้งหมด ทำให้แบบจำลองทางจักรวาลวิทยาในคอมพิวเตอร์ไม่สามารถตรวจจับได้โดยตรงอีกต่อไป เปรียบเสมือน "กำพร้า" ที่ถูกพรากจากกลุ่มก้อนสสารมืดซึ่งเป็นเสมือนบ้านของมัน

โดยปกติแล้ว กาแล็กซีทุกแห่งจะถือกำเนิดและมีชีวิตอยู่ภายใน "เฮโล" (Halo) ของสสารมืด ซึ่งเป็นกลุ่มก้อนสสารมืดขนาดมหึมาที่มีแรงโน้มถ่วงมหาศาลคอยยึดเหนี่ยวดวงดาวและสสารต่างๆ ในกาแล็กซีไว้ด้วยกัน อย่างไรก็ตาม กาแล็กซีกำพร้า คือ อดีตกาแล็กซีบริวาร (Satellite Galaxy) ที่โคจรรอบกาแล็กซีขนาดใหญ่กว่าที่เป็นกาแล็กซีแม่ (Host Galaxy)

ดร.อิซาเบล ซานโตส-ซานโตส หัวหน้าทีมวิจัย กล่าวว่า “เราทราบดีว่าปัจจุบันมีการค้นพบกาแล็กซีบริวารของทางช้างเผือกแล้วประมาณ 60 แห่ง แต่เราคาดว่าจริง ๆ แล้วน่าจะมีกาแล็กซีขนาดเล็กและจางมากอีกหลายสิบแห่งที่ยังซ่อนตัวอยู่ ซึ่งหากการคาดการณ์ของเราถูกต้อง มันจะช่วยยืนยันความถูกต้องของทฤษฎีสสารมืดเย็นแลมบ์ดา (ΛCDM) ได้อย่างมีนัยสำคัญ”

แบบจำลอง LCDM และ Aquarius

ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์ใช้แบบจำลอง LCDM (Lambda Cold Dark Matter) หรือ กรอบทฤษฎีหลักที่ใช้อธิบายการกำเนิดและพัฒนาการของจักรวาล โดยเชื่อว่าส่วนใหญ่ของจักรวาลประกอบด้วยพลังงานมืด (70%) และสสารมืด (25%) ส่วนที่เหลือเพียง 5% คือ สสารปกติอย่างอะตอมที่เรารู้จัก 

อย่างไรก็ตาม แบบจำลอง LCDM กำลังถูกท้าทายจากปริศนาเรื่องกาแล็กซีที่ขาดหาย ซึ่งหมายถึงจำนวนกาแล็กซีบริวารรอบทางช้างเผือกที่ยังไม่ถูกตรวจพบและน้อยกว่าที่คาดไว้จากการคำนวณ

งานวิจัยใหม่ที่อ้างอิงจากการจำลอง Aquarius ซึ่งถือเป็นหนึ่งในแบบจำลองฮาโลของสสารมืดที่ละเอียดที่สุดเท่าที่เคยมีมา ได้ใช้เครื่องซูเปอร์คอมพิวเตอร์ COSMA ในการคาดการณ์ว่ากาแล็กซีกำพร้าเหล่านี้อาจมีอยู่จริงระหว่าง 80 ถึง 100 แห่ง โดยเฉพาะกาแล็กซีที่เคยมีฮาโลของตัวเองแต่ถูกแรงโน้มถ่วงของทางช้างเผือกแยกออกไป

ดร.คาร์ลอส เฟรงค์ นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์อีกคนในทีมกล่าวเสริมว่า “หากเราค้นพบประชากรดาราจักรจาง ๆ เหล่านี้ได้จริง มันจะถือเป็นชัยชนะของแบบจำลอง LCDM อย่างแท้จริง เพราะเราสามารถใช้ฟิสิกส์และคณิตศาสตร์คาดการณ์โครงสร้างที่ซ่อนอยู่ในจักรวาลได้ ก่อนที่กล้องโทรทรรศน์จะมองเห็นเสียอีก”

การค้นพบกาแล็กซีกำพร้า

ทีมนักวิจัยยังเชื่อว่าวัตถุที่เพิ่งค้นพบใหม่ราว 30 แห่งในละแวกทางช้างเผือก อาจเป็นหนึ่งในกาแล็กซีกำพร้าที่จำลองไว้ และมีความหวังว่าหอสังเกตการณ์ยุคใหม่อย่าง Vera C. Rubin Observatory จะมีความสามารถในการมองเห็นกาแล็กซีแคระเหล่านี้ในอนาคต

“เรากำลังเห็นนักดาราศาสตร์เริ่มใช้ข้อมูลการจำลองของเราเป็นจุดอ้างอิงในการวิเคราะห์ข้อมูลจริงจากท้องฟ้า” ดร.ซานโตส-ซานโตสกล่าวปิดท้าย “และเราเชื่อว่าวันหนึ่ง เราจะสามารถยืนยันการมีอยู่ของกาแล็กซีที่ ‘หายไป’ เหล่านี้ได้ ซึ่งจะช่วยให้เราเข้าใจการก่อตัวของจักรวาลได้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น”

งานวิจัยนี้ถูกนำเสนออย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ 11 กรกฎาคม 2025 ในงานประชุมดาราศาสตร์แห่งชาติของ Royal Astronomical Society ที่มหาวิทยาลัยเดอแรม สหราชอาณาจักร