ในเวลากลางคืนเดือนมืดเมื่อท้องฟ้าโปร่ง เราจะเห็นดวงดาวระยิบระยับเต็มท้องฟ้าไปหมด และถ้าเราแหงนหน้าขึ้น เราอาจมองเห็นหมอกควันสีขาวสว่างจ้า รวมทั้งดวงดาวมากมาย เป็นสายผ่านกลางท้องฟ้า หมอกควันและดวงดาวเหล่านี้มีชื่อว่า ทางช้างเผือก (Milky Way) (ดูรูป 1)

รูป 1 ทางช้างเผือก
ที่มา: https://www.eso.org/public/images/potw1938a/ สืบค้นเมื่อ 27 พฤศจิกายน 2563

ที่จริงแล้ว ทางช้างเผือกก็คือ ศูนย์กลางของดาราจักร (galaxy) ที่มองเข้ามาจากขอบนอกนั่นเอง ดาราจักรประกอบด้วยดวงดาวหลายพันล้านดวง แก๊ส ฝุ่น และสสารมืด (dark matter) ที่รวมตัวกันอยู่ได้ด้วยแรงโน้มถ่วง และเคลื่อนตัวไปพร้อมกันในอวกาศ โดยดวงดาวส่วนใหญ่ที่เราเห็นเป็นประกายระยิบระยับคือ ดาวฤกษ์ (star) เพราะมีแสงสว่างในตัวเอง ส่วนที่มีจำนวนน้อยคือ ดาวเคราะห์ (planet) ซึ่งไม่มีแสงสว่างในตัวเอง แต่ที่เห็นได้เพราะเป็นแสงสะท้อนจากดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นแสงสุกสว่างไม่เป็นประกาย ในอวกาศมีดาราจักรอื่น ๆ อีกมายมายหลายแสนล้านดาราจักร สำหรับดาราจักรที่โลกตั้งอยู่มีชื่อว่า ดาราจักรทางช้างเผือก (Milky Way Galaxy)

โลกของเราอยู่ในระบบสุริยะ (Solar System) อันมีดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง มีดาวเคราะห์ 8 ดวง เป็นบริวาร เรียงลำดับจากที่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดออกไป คือ ดาวพุธ (Mercury) ดาวศุกร์ (Venus) โลก (Earth) ดาวอังคาร (Mars) ดาวพฤหัส (Jupiter) ดาวเสาร์ (Saturn) ดาวยูเรนัส (Uranus) และดาวเนปจูน (Neptune) โดยระบบสุริยะจะอยู่ในดาราจักรทางช้างเผือกอีกชั้นหนึ่ง

ดาราจักรมีมากมายหลายชนิดและหลายขนาด สำหรับดาราจักรทางช้างเผือก เป็นดาราจักรชนิดก้นหอยมีคาน (barred spiral galaxy) มีลักษณะเป็นแผ่นจาน โดยที่แกนกลางเป็นคาน มีแขนยื่นออกมาที่ปลายคานทั้งสองข้าง เป็นรูปก้นหอยที่หมุนตามเข็มนาฬิกา (ดูรูป 2) โดยดวงดาวทั้งหมดที่เรามองเห็นอยู่ในท้องฟ้าจะอยู่ในดาราจักรทางช้างเผือกนี้

รูป  2 ดาราจักรทางช้างเผือก
ที่มา: http://4.bp.blogspot.com/-Pfe10xw_S_g/Vhg689nypOI/AAAAAAAADrE/RvlfUQQQtVk/s1600/milkywaygalaxy.jpg สืบค้นเมื่อ 30 พฤศจิกายน 2563

ดาราจักรทางช้างเผือก ประกอบด้วยดาวฤกษ์กว่า 200 พันล้าน (billion) ดวง รวมทั้งฝุ่น แก๊ส และสสารมืด เมื่อวัดจากขอบหนึ่งไปยังขอบตรงข้ามจะมีระยะทาง 100,000 ปีแสง โดย 1 ปีแสง คือ ระยะทางที่แสงเดินทางในเวลา 1 ปี ซึ่งเท่ากับ 10 ล้านล้าน (trillion) กิโลเมตร ระบบสุริยะของเราตั้งอยู่ที่ชายขอบของดาราจักร ซึ่งอยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางประมาณ 25,000 ปีแสง โลกของเราจะหมุนตัวรอบดวงอาทิตย์ โดยใช้เวลา 1 ปี จึงจะครบ 1 รอบ ในขณะเดียวกันดวงอาทิตย์ก็จะหมุนตัวรอบศูนย์กลางของดาราจักร แต่จะใช้เวลาถึง 250 ล้านปี จึงจะครบ 1 รอบ

ดาราจักรทางช้างเผือก  มีส่วนประกอบหลัก 3 ส่วน คือ ศูนย์กลางที่เรียกว่า ดุม (bulge) มีความหนาถึง 10,000 ปีแสง ซึ่งเป็นส่วนที่สว่างที่สุด อันเนื่องมาจากดาวฤกษ์เก่าส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ที่นี่ และที่จุดศูนย์กลางคือ หลุมดำ (black hole) ที่มีแรงดึงดูดมหาศาล จนแม้กระทั่งแสงก็ไม่สามารถเล็ดลอดออกมาได้

ส่วนที่สองคือ แขนและแผ่นจานที่มีความหนา 1,000 ปีแสง ประกอบด้วยแขนขนาดใหญ่ 2 แขน มีชื่อว่า Scutum-Centaurus และ Perseus  แขนใหญ่ทั้งสองนี้ติดกับปลายสุดทั้งสองข้างของแกนกลาง อันประกอบไปด้วยดาวฤกษ์ทั้งเก่าและใหม่จำนวนมาก  แขนขนาดกลาง 2 แขน ชื่อว่า Norma และ Sagittariusจะอยู่ระหว่าง 2 แขนใหญ่ แขนกลางเป็นแหล่งกำเนิดของดาวฤกษ์ใหม่ ที่เกิดจากฝุ่นและแก๊สอันมีอยู่มากมายในส่วนนี้ นอกจากนี้ยังมีแขนขนาดย่อย 2 แขน โดยระบบสุริยะตั้งอยู่ในแขนขนาดย่อยที่เรียกว่า แขนนายพราน (Orion Arm)

ส่วนที่สามคือ กลดดาราจักร (galactic halo) มีลักษณะเหมือนลูกบอล ล้อมรอบดาราจักรทั้งหมด อันประกอบด้วยแก๊สร้อน ดาวฤกษ์ และสสารมืด โดยสสารมืดมีจำนวนมากที่สุด คือ มีถึงร้อยละ 90 ของมวลสารทั้งหมด ส่วนดาวฤกษ์มีจำนวนน้อยมาก คือ มีเพียงร้อยละ 2 ของจำนวนดาวฤกษ์ที่มีอยู่ส่วนที่สอง กลดดาราจักรมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า จึงต้องดูด้วยกล้องโทรทรรศน์ชนิดพิเศษ (ดูรูป 3)

รูป 3กลดดาราจักร
ที่มา: https://chandra.cfa.harvard.edu/blog/node/398 สืบค้นเมื่อ 30 พฤศจิกายน 2563

ก่อนที่จะมีการใช้แผนที่และเข็มทิศเป็นเครื่องนำทาง คนสมัยโบราณได้อาศัยทางช้างเผือก เป็นเครื่องชี้ทางในเวลาเดินทางไกล ไม่ว่าจะเป็นทางบกหรือทางทะเล

ในปี 2556 รางวัลอีกโนเบล สาขาชีววิทยาและดาราศาสตร์ ได้มอบให้แก่นักวิจัยสวีเดน 3 คน (Marie Dacke, Emily Baird และ Eric J. Warrant) กับนักวิจัยอาฟริกาใต้ 2 คน (Marcus Byrne และ Clarke Scholtz) ที่ได้ทำการวิจัยทดลองจนได้ผลสรุปว่า ด้วงมูลสัตว์ (dung beetle) สามารถกลิ้งมูลสัตว์กลับรังในคืนเดือนมืด ด้วยการใช้ทางช้างเผือกนำทาง (ดูรูป 4)

รูป 4 ตัวด้วงมูลสัตว์กำลังกลิ้งมูลสัตว์กลับรัง โดยอาศัยทางช้างเผือกนำทาง
ที่มา: http://www.animalheartsandminds.com/wp-content/uploads/2014/09/beetle-milkyway-collage.jpg สืบค้นเมื่อ 27 พฤศจิกายน 2563

รางวัลอีกโนเบล: รางวัลสำหรับงานวิจัยที่ทำให้ “ขำ” ก่อน “คิด”

หมายเหตุ: ปรับปรุงจาก “ทางช้างเผือก” ใน ประชากรและการพัฒนา 34(5) มิถุนายน - กรกฎาคม 2557: 8