ប្រវត្តិ និងការពន្យល់អំពី Quasars
ក្វាសារ គឺជាវត្ថុអាថ៌កំបាំង និងភ្លឺបំផុតមួយនៅក្នុងចក្រវាឡ។ ទោះបីជាទំហំរូបវន្តរបស់វាមិនតែងតែធំជាងប្រព័ន្ធព្រះអាទិត្យក៏ដោយ ក្វាសារមានសមត្ថភាពបញ្ចេញថាមពលដែលលើសពីពន្លឺរួមបញ្ចូលគ្នានៃផ្កាយរាប់រយពាន់លាននៅក្នុងកាឡាក់ស៊ី។ ពន្លឺនេះមកពីចម្ងាយឆ្ងាយ ដែលនៅពេលដែលយើងសង្កេតមើលពួកវា យើងកំពុងសម្លឹងមើលទៅក្នុង "អតីតកាល" នៃចក្រវាឡ ។ ដើម្បីយល់ពីក្វាសារ យើងត្រូវពិចារណារឿងពីរយ៉ាង៖ ប្រវត្តិនៃការរកឃើញរបស់ពួកវា និងរូបវិទ្យាដែលពន្យល់ពីពន្លឺខ្លាំងរបស់វា។
តើ Quasar ជាអ្វី?
ពាក្យថា ក្វាសារ (quasar) មកពីអក្សរកាត់សម្រាប់ពាក្យ quasi-stellar radio source (ប្រភពវិទ្យុ "ដូចផ្កាយ")។ ដំបូងឡើយ ក្វាសារ (quasar) បានបង្ហាញខ្លួនជាចំណុចពន្លឺតូចៗដូចផ្កាយតាមរយៈតេឡេស្កុបអុបទិក ប៉ុន្តែតាមពិតពួកវាបានបញ្ចេញរលកវិទ្យុដ៏មានអានុភាពខ្លាំង។ នៅពេលដែលវិស័យតារាសាស្ត្របានវិវត្ត ក្វាសារត្រូវបានគេយល់ថាជាស្នូលកាឡាក់ស៊ីសកម្ម (AGNs) ដែលដំណើរការដោយរន្ធខ្មៅដ៏ធំសម្បើមនៅចំកណ្តាលកាឡាក់ស៊ី។
ក្វាសាមិនមែនជា "ផ្កាយយក្ស" ទេ ប៉ុន្តែជាបាតុភូតដែលកើតឡើងនៅពេលដែល ប្រហោងខ្មៅ ដ៏ធំសម្បើម — ដែលមានម៉ាស់រាប់លានទៅរាប់ពាន់លានដងនៃម៉ាស់ព្រះអាទិត្យ — ទាញឧស្ម័ន និងធូលីជុំវិញចូល។ សម្ភារៈនេះបង្កើតជាឌីសប្រមូលផ្តុំក្តៅខ្លាំង (ឌីសបង្វិល)។ ដំណើរការកកិត និងម៉ាញេទិកនៅក្នុងឌីសនេះបំប្លែងថាមពលទំនាញទៅជា វិទ្យុសកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច ៖ ពីរលកវិទ្យុ អ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ កាំរស្មីដែលអាចមើលឃើញ កាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេ និងសូម្បីតែកាំរស្មីអ៊ិច។
ប្រវត្តិនៃការរកឃើញ Quasar
១. ការចាប់ផ្តើមនៃ តារាសាស្ត្រវិទ្យុ (ទសវត្សរ៍ឆ្នាំ ១៩៤០–១៩៥០)
បន្ទាប់ពីសង្គ្រាមលោកលើកទី 2 តារាសាស្ត្រវិទ្យុបានរីកចម្រើន។ តារាវិទូបានចាប់ផ្តើមគូសផែនទីមេឃដោយប្រើរលកវិទ្យុ ហើយបានរកឃើញប្រភពវិទ្យុដ៏មានឥទ្ធិពលជាច្រើន ដែលពិបាកកំណត់អត្តសញ្ញាណនៅក្នុងពន្លឺដែលអាចមើលឃើញ។ ប្រភពខ្លះបានលេចចេញជាចំណុចតូចៗស្រដៀងនឹងផ្កាយ ជាជាងភាពងងឹតដូចកាឡាក់ស៊ីក្រាស់ៗ។
ក្នុងអំឡុងពេលនេះ តារាវិទូបានកត់សម្គាល់ឃើញវត្ថុ "ចម្លែក" មួយចំនួន៖ ភ្លឺខ្លាំងនៅក្នុងវិទ្យុ ប៉ុន្តែវាមិនច្បាស់ថាវាជាអ្វីទេ។
២. ការកំណត់អត្តសញ្ញាណ 3C 273 និងការរកឃើញដ៏សំខាន់ (ទសវត្សរ៍ឆ្នាំ ១៩៦០)
ព្រឹត្តិការណ៍សំខាន់មួយបានកើតឡើងនៅដើមទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1960 នៅពេលដែលប្រភពវិទ្យុពីកាតាឡុក Cambridge (ឧទាហរណ៍ 3C 48 និង 3C 273) ត្រូវបានស៊ើបអង្កេតបន្ថែម។ 3C 273 បានក្លាយជាក្វាសាដំបូងគេដែលត្រូវបានកំណត់អត្តសញ្ញាណយ៉ាងច្បាស់លាស់។
ព្រឹត្តិការណ៍សំខាន់គឺការសង្កេតឃើញការលាក់បាំង (នៅពេលដែលព្រះច័ន្ទឆ្លងកាត់ពីមុខប្រភពវិទ្យុ) ដែលបានជួយកំណត់ទីតាំងរបស់ 3C 273 ដោយភាពជាក់លាក់ខ្ពស់។ ដោយមានទីតាំងច្បាស់លាស់នេះ តារាវិទូអាចរកឃើញសមភាគីអុបទិករបស់វា៖ "ផ្កាយ" ភ្លឺមួយដែលបានប្រែក្លាយទៅជាមានវិសាលគមចម្លែក។
នៅឆ្នាំ 1963 តារាវិទូ Maarten Schmidt បានបកស្រាយខ្សែវិសាលគមនៃ 3C 273 ថាជាខ្សែអ៊ីដ្រូសែនដែលជួបប្រទះនឹងការផ្លាស់ប្តូរពណ៌ក្រហមដ៏ធំមួយ។ នេះមានន័យថាវត្ថុនោះនៅឆ្ងាយណាស់ ហើយកំពុងរំកិលចេញយ៉ាងលឿនដោយសារតែការពង្រីកនៃ សកលលោក ។ ប្រសិនបើវានៅឆ្ងាយម្ល៉េះ ដើម្បីឲ្យមើលទៅភ្លឺខ្លាំងបែបនេះ ក្វាសាត្រូវតែមានពន្លឺខ្ពស់មិនគួរឱ្យជឿ។ ការរកឃើញនេះបានធ្វើឲ្យកក្រើកវិស័យតារាសាស្ត្រ៖ វត្ថុមួយបញ្ចេញថាមពលយ៉ាងច្រើនពីតំបន់តូចមួយ។
៣. ការជជែកវែកញែក និងការបង្រួបបង្រួមទ្រឹស្តី (ទសវត្សរ៍ឆ្នាំ ១៩៦០-១៩៧០)
បន្ទាប់ពីការរកឃើញនៃការផ្លាស់ប្តូរពណ៌ក្រហមដ៏ធំ ការជជែកវែកញែកមួយបានកើតឡើង៖ តើការផ្លាស់ប្តូរពណ៌ក្រហមរបស់ក្វាសារពិតជាលោហធាតុវិទ្យាមែនទេ (ដោយសារតែការពង្រីកសកលលោក)? សកលលោក) ឬមានយន្តការផ្សេងទៀតទេ? ប៉ុន្តែយូរៗទៅ ភស្តុតាងបានប្រមូលផ្តុំថា ក្វាសារពិតជាស្ថិតនៅចម្ងាយលោហធាតុវិទ្យាមែន។
វាក៏ជាអំឡុងពេលនេះដែរ ដែលគំនិតដែលថា ក្វាសារ គឺជាស្នូលកាឡាក់ស៊ីសកម្ម។ គោលគំនិតនៃ "ម៉ាស៊ីនកណ្តាល" ដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ គឺត្រូវការជាចាំបាច់ ដើម្បីពន្យល់ពីថាមពលរបស់ក្វាសារ។ ប្រភពថាមពលដែលសមហេតុផលបំផុតគឺការប្រមូលផ្តុំរូបធាតុទៅលើរន្ធខ្មៅ - ដំណើរការមួយដែលមានប្រសិទ្ធភាពជាងការលាយនុយក្លេអ៊ែរនៅក្នុងផ្កាយ។
៤. យុគសម័យនៃតេឡេស្កុបទំនើប និងការគូសផែនទីក្វាសារ (ទសវត្សរ៍ឆ្នាំ ១៩៨០-បច្ចុប្បន្ន)
ជាមួយនឹងតេឡេស្កុបធំៗនៅលើផែនដី និងតេឡេស្កុបអវកាសដូចជា Hubble រួមផ្សំជាមួយនឹងការស្ទង់មើលមេឃទ្រង់ទ្រាយធំ (ដូចជា Sloan Digital Sky Survey/SDSS) ចំនួនក្វាសារដែលគេស្គាល់បានកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។ ក្វាសារត្រូវបានគេរកឃើញតាំងពីសម័យដើមដំបូងបំផុត នៅពេលដែលសកលលោកមានអាយុត្រឹមតែរាប់រយលានឆ្នាំប៉ុណ្ណោះ។ នេះលើកឡើងនូវសំណួរសំខាន់មួយ៖ តើរន្ធខ្មៅដ៏ធំសម្បើមអាចលូតលាស់យ៉ាងឆាប់រហ័សយ៉ាងដូចម្តេច?
ការស្រាវជ្រាវសម័យទំនើបក៏បានរកឃើញផងដែរថា ក្វាសារច្រើនតែត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងកាឡាក់ស៊ីដែលកំពុងឆ្លងកាត់អន្តរកម្ម ឬការប៉ះទង្គិចគ្នា ព្រោះដំណើរការទាំងនេះអាចដឹកនាំឧស្ម័នឆ្ពោះទៅកាន់ចំណុចកណ្តាលនៃកាឡាក់ស៊ី និង «ចិញ្ចឹម» ប្រហោងខ្មៅ។
តើ Quasars អាចភ្លឺខ្លាំងយ៉ាងដូចម្តេច?
១. ឌីសបង្កើនកម្លាំង និងការបំលែងថាមពលទំនាញ
គន្លឹះនៃពន្លឺរបស់ក្វាសាគឺឌីសប្រមូលផ្តុំរបស់វា។ សារធាតុដែលធ្លាក់ចូលទៅក្នុងដែនទំនាញរបស់រន្ធខ្មៅមិន "បាត់" ភ្លាមៗទេ ប៉ុន្តែផ្ទុយទៅវិញវាវិលដើម្បីបង្កើតជាឌីស។ នៅក្នុងឌីស ភាគល្អិតឧស្ម័នកកិតគ្នាទៅវិញទៅមក ហើយត្រូវបានកូរយ៉ាងច្របូកច្របល់ ដែលធ្វើឱ្យពួកវាឡើងកំដៅដល់រាប់លានដឺក្រេ។ កំដៅនេះបង្កើតវិទ្យុសកម្មខ្លាំង ជាចម្បងគឺកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេ និងកាំរស្មីអ៊ិច។
ប្រសិទ្ធភាពថាមពលនៃការប្រមូលផ្តុំទៅលើរន្ធខ្មៅអាចមានប្រហែល 10% (ខ្ពស់ជាងនេះទៅទៀតសម្រាប់រន្ធខ្មៅដែលវិលយ៉ាងលឿន)។ សូមប្រៀបធៀបរឿងនេះទៅនឹងការរលាយនុយក្លេអ៊ែររបស់ផ្កាយ ដែលបំប្លែងម៉ាស់របស់វាទៅជាថាមពលត្រឹមតែប្រហែល 0,7% ប៉ុណ្ណោះ។ នេះជាមូលហេតុដែលក្វាសារអាចភ្លឺជាងកាឡាក់ស៊ី។
2. ការបញ្ចេញឧស្ម័នប្រតិកម្ម
ក្វាសាជាច្រើនមាន "រលក" - រលកថាមពលខ្ពស់នៃភាគល្អិតដែលត្រូវបានបាញ់ចេញពីជិតប៉ូលនៃរន្ធខ្មៅក្នុងល្បឿនជិតនឹងល្បឿនពន្លឺ។ រលកទាំងនេះត្រូវបានដឹកនាំដោយដែនម៉ាញេទិក ហើយអាចលាតសន្ធឹងហួសពីទំហំនៃកាឡាក់ស៊ី។ ប្រសិនបើរលកទាំងនោះត្រូវបានដឹកនាំឱ្យកាន់តែជិតនឹងបន្ទាត់នៃការមើលឃើញរបស់យើង ក្វាសាអាចមើលទៅភ្លឺជាងដោយសារតែឥទ្ធិពលរ៉ូឡាទីវីស្ទិក (ការបំភ្លឺដូបប្លឺរ)។
៣. តំបន់ខ្សែបន្ទាត់បញ្ចេញឧស្ម័នធម្មតា
វិសាលគម Quasar មានខ្សែបន្ទាត់បញ្ចេញពន្លឺធំទូលាយ និងតូចចង្អៀត។ ខ្សែបន្ទាត់បញ្ចេញពន្លឺធំទូលាយមានប្រភពមកពីឧស្ម័នដែលធ្វើចលនាយ៉ាងលឿននៅជិតចំណុចកណ្តាល (រាប់ពាន់គីឡូម៉ែត្រក្នុងមួយវិនាទី) ខណៈពេលដែលខ្សែបន្ទាត់បញ្ចេញពន្លឺតូចចង្អៀតមានប្រភពមកពីឧស្ម័នដែលនៅឆ្ងាយជាង និងធ្វើចលនាយឺតជាង។ ការវិភាគខ្សែបន្ទាត់ទាំងនេះជួយតារាវិទូវាស់ម៉ាស់នៃប្រហោងខ្មៅ និងស្ថានភាពឧស្ម័ននៅចំណុចកណ្តាលនៃកាឡាក់ស៊ី។
ក្វាសារ និងការវិវត្តន៍នៃសកលលោក
ក្វាសាមិនមែនគ្រាន់តែជា «ពន្លឺភ្លឺ» នៅឆ្ងាយៗនោះទេ; ពួកវាជាសញ្ញាសម្គាល់សំខាន់ៗនៃប្រវត្តិសាស្ត្រនៃលំហអាកាស។
១. ការមើលឃើញសកលលោកវ័យក្មេង៖ ដោយសារតែក្វាសារជាច្រើននៅឆ្ងាយខ្លាំង ពន្លឺរបស់វាបានមកពីសម័យកាលដែលកាឡាក់ស៊ីទើបតែចាប់ផ្តើមបង្កើត។ ក្វាសារជួយយើងសិក្សាពីសម័យកាលដំបូងនៃការបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធលោហធាតុ។
២. តួនាទីក្នុងការបង្កើតកាឡាក់ស៊ី៖ ថាមពលពីក្វាសារអាចកំដៅ ឬផ្លុំឧស្ម័នចេញពីកាឡាក់ស៊ី (មតិប្រតិកម្ម) ដោយហេតុនេះបញ្ឈប់ការបង្កើតផ្កាយ ឬគ្រប់គ្រងអត្រាកំណើននៃកាឡាក់ស៊ី។
៣. ការវាស់វែងរូបធាតុអន្តរកាឡាក់ស៊ី៖ ពន្លឺក្វាសារឆ្លងកាត់ឧស្ម័ននៅក្នុងលំហអន្តរកាឡាក់ស៊ី។ ឧស្ម័ននេះបន្សល់ទុក "ដាន" ក្នុងទម្រង់ជាខ្សែស្រូបយក (ព្រៃលីម៉ាន-អាល់ហ្វា) នៅក្នុងវិសាលគមក្វាសារ។ ពីនេះ តារាវិទូគូសផែនទីការចែកចាយអ៊ីដ្រូសែន និងរចនាសម្ព័ន្ធទ្រង់ទ្រាយធំនៃសកលលោក។
ក្វាសារនៅតែរក្សាអាថ៌កំបាំងមួយ
ទោះបីជាគំរូនៃរន្ធខ្មៅដ៏ធំសម្បើម និងឌីសបង្កើនទំហំមានភាពរឹងមាំក៏ដោយ ក៏នៅតែមានសំណួរជាច្រើន។ ឧទាហរណ៍ តើគ្រាប់ពូជរន្ធខ្មៅដំបូងបានបង្កើតឡើងយ៉ាងដូចម្តេច? ហេតុអ្វីបានជាក្វាសារខ្លះបង្ហាញពីភាពប្រែប្រួលយ៉ាងឆាប់រហ័ស? តើដែនម៉ាញេទិកបង្កើតរូបរាងរបស់យន្តហោះប្រតិកម្មយ៉ាងដូចម្តេច? ហើយហេតុអ្វីបានជាកាឡាក់ស៊ីខ្លះមានស្នូលសកម្ម ខណៈពេលដែលកាឡាក់ស៊ីខ្លះទៀត "ស្ងាត់"?
ការរីកចម្រើននៃ តេឡេស្កុបជំនាន់ថ្មី ដូចជា តេឡេស្កុបអវកាស James Webb (JWST) និងកន្លែងសង្កេតវិទ្យុទំនើបៗ បន្តជំរុញព្រំដែននៃការសង្កេតក្វាសារទៅកាន់ចម្ងាយកាន់តែឆ្ងាយ និងលម្អិតកាន់តែច្បាស់។ ជាលទ្ធផល ក្វាសារនៅតែជាមន្ទីរពិសោធន៍ធម្មជាតិដ៏សំខាន់សម្រាប់សាកល្បងរូបវិទ្យាខ្លាំង និងការយល់ដឹងអំពីប្រវត្តិនៃសកលលោក។
Penutup
ប្រវត្តិនៃក្វាសារគឺជាឧទាហរណ៍មួយអំពីរបៀបដែលបច្ចេកវិទ្យា និងការបកស្រាយវិទ្យាសាស្ត្រអាចផ្លាស់ប្តូរការយល់ដឹងរបស់មនុស្សអំពីលំហអាកាស។ ពីចំណុចវិទ្យុដែលមើលទៅដូចជាផ្កាយ ឥឡូវនេះក្វាសារត្រូវបានគេយល់ថាជាស្នូលនៃកាឡាក់ស៊ីដែលត្រូវបានបំភ្លឺដោយការប្រមូលផ្តុំនៃរន្ធខ្មៅដ៏ធំសម្បើម។ ពន្លឺរបស់វាមិនត្រឹមតែគួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាថែមទាំងបម្រើជា "បង្គោលភ្លើងហ្វារលោហធាតុ" ដែលជួយយើងស៊ើបអង្កេតសកលលោកដំបូងៗ។ នៅពេលដែលការសង្កេត និងទ្រឹស្តីបន្តវិវត្ត ក្វាសារនឹងនៅតែជាវត្ថុសំខាន់បំផុតនៅក្នុងវិស័យតារាសាស្ត្រសម័យទំនើប។
ប្រសិនបើអ្នកចង់បាន ខ្ញុំអាចបន្ថែមបញ្ជីឯកសារយោងសម្រាប់ការអានដ៏ពេញនិយម ឬបង្កើតអត្ថបទដែលសាមញ្ញជាងនេះសម្រាប់សិស្សសាលា ឬកំណែបច្ចេកទេសបន្ថែមទៀតជាមួយនឹងពាក្យរូបវិទ្យាតារាសាស្ត្រដ៏ទូលំទូលាយជាងនេះ។
