ទ្រឹស្តីនៃការបង្កើតកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីប
កាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបទិក គឺជាប្រភេទកាឡាក់ស៊ីសំខាន់ៗមួយនៅក្នុងសកលលោក រួមជាមួយនឹងកាឡាក់ស៊ីរាងជាវង់ និងកាឡាក់ស៊ីមិនទៀងទាត់។ ពួកវាមានទំនោរមានរាងមូលទៅរាងពងក្រពើ មានការចែកចាយពន្លឺរាបស្មើ និងចែកចាយស្មើៗគ្នាដោយគ្មានលំនាំដៃវង់ច្បាស់លាស់។ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងកាឡាក់ស៊ីរាងជាវង់ កាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបទិកជាទូទៅមានឧស្ម័ន និងធូលីតិចជាង មានអត្រានៃការបង្កើតផ្កាយថ្មីទាបជាង ហើយត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ដោយផ្កាយចាស់ៗ ដែលមានពណ៌លឿងទៅក្រហម។ សំណួរដ៏ធំគឺ៖ តើកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបទិកបង្កើតយ៉ាងដូចម្តេច? តារាវិទូបានបង្កើតទ្រឹស្តីបំពេញបន្ថែម និងសេណារីយ៉ូនៃការបង្កើតជាច្រើន ដោយប្រើប្រាស់ការសង្កេតតាមតេឡេស្កុបទំនើប និងការក្លែងធ្វើលោហធាតុវិទ្យា ដើម្បីគូសផែនទីប្រវត្តិនៃកាឡាក់ស៊ីចាប់ពីសកលលោកដំបូងរហូតដល់បច្ចុប្បន្ន។
លក្ខណៈនៃកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបជាតម្រុយនៃប្រភពដើម
មុននឹងពិភាក្សាអំពីទ្រឹស្តីនេះ វាជាការសំខាន់ណាស់ក្នុងការយល់ដឹងពីលក្ខណៈរូបវន្តនៃកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីប ដែលផ្តល់តម្រុយដល់ដំណើរការបង្កើតរបស់វា។ កាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបជាធម្មតាមានរចនាសម្ព័ន្ធ "រលោង" ពីព្រោះផ្កាយរបស់វាត្រូវបានចែកចាយនៅក្នុងគន្លងចៃដន្យ ជាជាងការបង្វិលជាចម្បងនៅក្នុងប្លង់តែមួយដូចជាកាឡាក់ស៊ីវង់។ លើសពីនេះ កាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបជាច្រើនមានទំហំធំខ្លាំងណាស់ ហើយមានទីតាំងនៅចំកណ្តាលនៃចង្កោមកាឡាក់ស៊ី ដែលបង្ហាញពីបរិស្ថានក្រាស់ និងអន្តរកម្មអន្តរកាឡាក់ស៊ីញឹកញាប់។ វិសាលគមពន្លឺរបស់ពួកវាច្រើនតែបង្ហាញឧស្ម័នត្រជាក់តិចតួច ដែលបណ្តាលឱ្យមានការបង្កើតផ្កាយទាប។ លក្ខណៈទាំងនេះនាំឱ្យមានការសន្និដ្ឋានថា កាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបបានជួបប្រទះព្រឹត្តិការណ៍ថាមវន្តសំខាន់ៗ ដែលបានរំខានដល់គន្លងរបស់ផ្កាយ និងបានប្រើប្រាស់ ឬបញ្ចេញឧស្ម័នបង្កើតផ្កាយរបស់វា។
ទ្រឹស្តីការរួមបញ្ចូលគ្នានៃកាឡាក់ស៊ី
ទ្រឹស្តីមួយក្នុងចំណោមទ្រឹស្តីដ៏គួរឱ្យជឿជាក់បំផុតសម្រាប់ការបង្កើតកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបគឺទ្រឹស្តីនៃការរួមបញ្ចូលគ្នានៃកាឡាក់ស៊ី ជាពិសេសការរួមបញ្ចូលគ្នាដ៏សំខាន់។ នៅក្នុងសេណារីយ៉ូនេះ កាឡាក់ស៊ីរាងជាវង់ ឬសម្បូរឧស្ម័នពីរបុកគ្នា ហើយបញ្ចូលគ្នា បង្កើតបានជាប្រព័ន្ធថ្មីធំជាង និងស្វ៊ែរជាង។ នៅពេលដែលការប៉ះទង្គិចគ្នាកើតឡើង កម្លាំងទំនាញដ៏ខ្លាំងក្លារំខានដល់ចលនារបស់ផ្កាយ ធ្វើឱ្យខូចទ្រង់ទ្រាយដៃវង់ និងបង្កើតការចែកចាយផ្កាយដែលមានអ៊ីសូត្រូពិចច្រើនជាងមុន - ដែលជាលក្ខណៈនៃកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីប។
ក្នុងអំឡុងពេលនៃការបញ្ចូលគ្នា ឧស្ម័នអន្តរតារាឆ្លងកាត់ការបង្ហាប់ខ្លាំង ដែលបង្កឱ្យមានការផ្ទុះនៃការបង្កើតផ្កាយ (ការផ្ទុះផ្កាយ)។ ការផ្ទុះផ្កាយនេះអាចប្រើប្រាស់ឧស្ម័នក្នុងបរិមាណច្រើនក្នុងរយៈពេលខ្លី (និយាយតាមលំហអាកាស) ហើយឧស្ម័នដែលនៅសល់អាចត្រូវបានរុញចេញដោយខ្យល់ពី supernovae ឬដោយសកម្មភាពនៃស្នូលកាឡាក់ស៊ី។ បន្ទាប់ពីឧស្ម័នស្តើងទៅ កាឡាក់ស៊ីដែលនៅសល់ត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ដោយផ្កាយចាស់ៗ ដែលផ្តល់ឱ្យវានូវរូបរាង "ក្រហម" និងអកម្ម - លក្ខណៈនៃកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីប។
ភស្តុតាងសង្កេតសម្រាប់ទ្រឹស្តីនេះបានមកពីកាឡាក់ស៊ីដែលមានអន្តរកម្ម ដូចជាប្រព័ន្ធដែលមានកន្ទុយទឹកឡើងចុះ ការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយរូបវិទ្យា និងស្នូលគោលពីរ។ កាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបមួយចំនួនក៏បង្ហាញរចនាសម្ព័ន្ធស្រទន់ដូចជា "សំបក" ឬរលកតូចៗ ដែលត្រូវបានគេគិតថាជាសំណល់នៃឌីណាមិកការរួមបញ្ចូលគ្នាពីមុន។
ការរួមបញ្ចូលគ្នាតិចតួច និងកំណើនកើនឡើង
មិនមែនកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបទាំងអស់សុទ្ធតែកើតចេញពីការប៉ះទង្គិចគ្នាដ៏ធំតែមួយនោះទេ។ កាឡាក់ស៊ីជាច្រើន ជាពិសេសកាឡាក់ស៊ីដ៏ធំសម្បើម ត្រូវបានគេគិតថាលូតលាស់តាមរយៈការរួមបញ្ចូលគ្នាតូចៗ៖ កាឡាក់ស៊ីធំៗ «ស៊ី» កាឡាក់ស៊ីតូចៗម្តងហើយម្តងទៀត។ ដំណើរការនេះកើតឡើងបន្តិចម្តងៗ ប៉ុន្តែក្នុងរយៈពេលរាប់ពាន់លានឆ្នាំ វាអាចបង្កើនម៉ាស់ និងផ្លាស់ប្តូររចនាសម្ព័ន្ធរបស់កាឡាក់ស៊ីយ៉ាងច្រើន។
ការរួមបញ្ចូលគ្នាតិចតួចអាច "បំប៉ោង" ទំហំនៃកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបដោយមិនបង្កើនដង់ស៊ីតេកណ្តាលរបស់វាគួរឱ្យកត់សម្គាល់។ នេះស្របនឹងការសង្កេតឃើញថា កាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបដ៏ធំនៅក្នុងសកលលោកវ័យក្មេងជារឿយៗមើលទៅតូចជាងកាឡាក់ស៊ីនៅក្នុងសកលលោកបច្ចុប្បន្ន។ ម្យ៉ាងវិញទៀត កាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបអាចបានបង្កើតតូចជាងមុន បន្ទាប់មកពង្រីកបន្តិចម្តងៗដោយសារតែការប្រមូលផ្តុំនៃផ្កាយរណបតូចៗ។
គំរូដួលរលំតែមួយ (ដួលរលំតែមួយ)
មុនពេលទ្រឹស្តីការរួមបញ្ចូលគ្នាក្លាយជាលេចធ្លោ គំរូដួលរលំ monolithic គឺមានប្រជាប្រិយភាពសម្រាប់ការពន្យល់ពីកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីប។ នៅក្នុងសេណារីយ៉ូនេះ កាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបបានបង្កើតឡើងតាំងពីដំបូង នៅពេលដែលពពកឧស្ម័នយក្សបានដួលរលំយ៉ាងឆាប់រហ័សនៅក្រោមទំនាញផែនដី បន្ទាប់មកបានបង្កើតផ្កាយយ៉ាងឆាប់រហ័សក្នុងរយៈពេលខ្លី។ បន្ទាប់ពីការផ្ទុះឡើងនៃការបង្កើតផ្កាយ ឧស្ម័នត្រូវបានអស់ ឬឡើងកំដៅ ដូច្នេះការបង្កើតផ្កាយបានឈប់ ដោយបន្សល់ទុកនូវចំនួនផ្កាយចាស់ៗ។
គំរូនេះពន្យល់ពីមូលហេតុដែលកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបជាច្រើនមានផ្កាយចាស់ៗ និងមានភាពលោហធាតុខ្ពស់នៅក្នុងចំណុចកណ្តាលរបស់វា។ ការបង្កើតផ្កាយយ៉ាងឆាប់រហ័សបណ្តាលឱ្យមាន supernovae ជាច្រើនដែលបង្កើនឧស្ម័នជាមួយនឹងធាតុធ្ងន់ៗ ហើយការបង្កើននេះត្រូវបាន "ចាក់សោ" ទៅក្នុងផ្កាយជំនាន់ក្រោយក្នុងរយៈពេលខ្លីនេះ។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការសង្កេតសម័យទំនើបបានបង្ហាញថា សកលលោកបានវិវត្តន៍តាមឋានានុក្រម — រចនាសម្ព័ន្ធធំៗដែលបង្កើតឡើងពីការរួមបញ្ចូលគ្នានៃរចនាសម្ព័ន្ធតូចៗ — ដូច្នេះការដួលរលំតែមួយដុំសុទ្ធសាធត្រូវបានចាត់ទុកថាមិនពេញលេញ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ គំនិតជាមូលដ្ឋាននៅតែពាក់ព័ន្ធជាការពិពណ៌នាអំពីដំណាក់កាលដំបូង៖ កាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបអាចបានឆ្លងកាត់ការបង្កើតផ្កាយយ៉ាងឆាប់រហ័សនៅក្នុងថ្ងៃដំបូងរបស់វា បន្ទាប់មកវិវត្តន៍តាមរយៈការរួមបញ្ចូលគ្នា និងការកើនឡើង។
ការត្រជាក់ឧស្ម័ន ហាឡូសរូបធាតុងងឹត និងការវិវត្តន៍ឋានានុក្រម
ទ្រឹស្តីទំនើបៗអំពីការបង្កើតកាឡាក់ស៊ីមិនអាចបំបែកចេញពីតួនាទីនៃរូបធាតុងងឹតបានទេ។ កាឡាក់ស៊ីបង្កើតនៅក្នុង "ហាឡូ" នៃរូបធាតុងងឹតដែលផ្តល់នូវ "ក្របខ័ណ្ឌ" ទំនាញ។ ឧស្ម័នបារីយ៉ូនិច (ឧស្ម័នធម្មតា) ធ្លាក់ចូលទៅក្នុងហាឡូនេះ ត្រជាក់ ហើយបន្ទាប់មកបង្កើតជាផ្កាយ។ នៅក្នុងលោហធាតុ ΛCDM (Lambda Cold Dark Matter) ហាឡូតូចៗបង្កើតជាមុនសិន បន្ទាប់មកបញ្ចូលគ្នាទៅជាហាឡូធំជាង។ នៅក្នុងបរិស្ថានក្រាស់ដូចជាចង្កោមកាឡាក់ស៊ី អត្រានៃការរួមបញ្ចូលគ្នា និងអន្តរកម្មគឺខ្ពស់ជាង ដូច្នេះការបង្កើតកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបគឺញឹកញាប់ជាង - ស្របនឹងការពិតដែលថាកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបត្រូវបានរកឃើញជាញឹកញាប់នៅក្នុងចំណុចកណ្តាលនៃចង្កោម។
ការក្លែងធ្វើលោហធាតុវិទ្យាបង្ហាញថា កាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបដ៏ធំសម្បើមអាចឆ្លងកាត់ដំណាក់កាលពីរ៖ ដំណាក់កាលដំបូងនៃការបង្កើតផ្កាយយ៉ាងឆាប់រហ័សពីឧស្ម័នចូល (ជារឿយៗហៅថា ការបង្កើតផ្កាយនៅនឹងកន្លែង) បន្ទាប់មកដោយដំណាក់កាលលូតលាស់តាមរយៈការប្រមូលផ្តុំផ្កាយពីកាឡាក់ស៊ីផ្សេងទៀត (អ៊ិចស្តូពីកន្លែង) ជាចម្បងតាមរយៈការរួមបញ្ចូលគ្នា។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានេះបណ្តាលឱ្យមានកាឡាក់ស៊ីដែលមានស្នូលក្រាស់ និងហាឡូផ្កាយរាយប៉ាយជាងមុន។
តួនាទីរបស់ប្រហោងខ្មៅដ៏ធំសម្បើម និងមតិប្រតិកម្ម (AGN Feedback)
ស្ទើរតែគ្រប់កាឡាក់ស៊ីធំៗទាំងអស់មានប្រហោងខ្មៅដ៏ធំសម្បើមនៅចំកណ្តាលរបស់វា។ នៅក្នុងកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីប ប្រហោងខ្មៅនេះដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការរារាំងការបង្កើតផ្កាយតាមរយៈយន្តការប្រតិកម្មនៃស្នូលកាឡាក់ស៊ីសកម្ម (AGN)។ នៅពេលដែលរូបធាតុធ្លាក់ទៅលើប្រហោងខ្មៅ ថាមពលដ៏ធំសម្បើមត្រូវបានបញ្ចេញក្នុងទម្រង់ជាវិទ្យុសកម្ម និងចំហាយទឹក។ ថាមពលនេះអាចកំដៅឧស្ម័ន ឬថែមទាំងបណ្តេញវាចេញពីកាឡាក់ស៊ី ដែលរារាំងវាពីការត្រជាក់ និងក្រាស់គ្រប់គ្រាន់ដើម្បីបង្កើតផ្កាយ។
មតិប្រតិកម្ម AGN ជួយពន្យល់ពីមូលហេតុដែលកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបដ៏ធំសម្បើមនៅតែរលត់ ទោះបីជាពួកវាមានសមត្ថភាពទំនាញផែនដីក្នុងការទាក់ទាញឧស្ម័នក៏ដោយ។ បើគ្មានយន្តការនេះទេ ការក្លែងធ្វើច្រើនតែបង្កើតកាឡាក់ស៊ីដែលបន្តបង្កើតផ្កាយយូរពេក ដែលមិនស៊ីសង្វាក់គ្នានឹងការសង្កេត។
ឥទ្ធិពលបរិស្ថាន៖ ចង្កោមកាឡាក់ស៊ី និងការបាត់បង់ឧស្ម័ន
បរិស្ថានក៏បង្កើតរូបរាងកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបផងដែរ។ នៅក្នុងចង្កោមកាឡាក់ស៊ី ឧបករណ៍ផ្ទុកអន្តរកាឡាក់ស៊ីក្តៅអាចដកឧស្ម័នចេញពីកាឡាក់ស៊ីដែលធ្វើដំណើរឆ្លងកាត់វា ដែលជាដំណើរការមួយហៅថា ការដកសម្ពាធរ៉ាម។ លើសពីនេះ អន្តរកម្មទំនាញម្តងហើយម្តងទៀតជាមួយកាឡាក់ស៊ីជិតខាងជាច្រើនអាចរំខានដល់រចនាសម្ព័ន្ធនៃកាឡាក់ស៊ីរាងជាវង់ និងកាត់បន្ថយទុនបំរុងឧស្ម័នរបស់វា។ ជាលទ្ធផល កាឡាក់ស៊ីរាងជាវង់អាចប្រែក្លាយទៅជាកាឡាក់ស៊ីរាង lenticular (S0) ឬថែមទាំងវិវត្តទៅជាកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបតាមរយៈការរួមបញ្ចូលគ្នា និងការរំខានម្តងហើយម្តងទៀត។
នៅក្នុងបរិស្ថានក្រាស់ ការបង្កើតកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាពដោយសារកត្តាពីរយ៉ាង៖ ឱកាសប៉ះទង្គិចកើនឡើង និងយន្តការបន្សាបឧស្ម័នកាន់តែខ្លាំង។ នេះជាមូលហេតុដែលទំនាក់ទំនងរូបវិទ្យា-ដង់ស៊ីតេបង្ហាញថា កាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបមានច្រើននៅក្នុងតំបន់ដែលមានដង់ស៊ីតេកាឡាក់ស៊ីខ្ពស់។
សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
ទ្រឹស្តីបច្ចុប្បន្ននៃការបង្កើតកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបត្រូវបានគេយល់ថាជាលទ្ធផលនៃការរួមបញ្ចូលគ្នានៃដំណើរការជាច្រើន ជាជាងយន្តការតែមួយ។ ការរួមបញ្ចូលគ្នាធំៗអាចផ្លាស់ប្តូរកាឡាក់ស៊ីរាងជាវង់ទៅជាប្រព័ន្ធរាងអេលីបដែលមានគន្លងផ្កាយចៃដន្យ និងរយៈពេលខ្លីនៃការបង្កើតផ្កាយ។ ការរួមបញ្ចូលគ្នាតូចៗម្តងហើយម្តងទៀតជួយឱ្យកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបលូតលាស់ និងពង្រីកតាមពេលវេលា។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ដំណាក់កាលដំបូងដ៏ខ្លាំងក្លា ស្រដៀងនឹងគំរូដួលរលំ monolithic នៅតែពាក់ព័ន្ធសម្រាប់ការពន្យល់អំពីចំនួនប្រជាជនផ្កាយដែលមានវ័យចំណាស់។ ដំណើរការទាំងអស់នេះកើតឡើងនៅក្នុងលោហធាតុងងឹតឋានានុក្រម ជាមួយនឹងមតិប្រតិកម្មពីរន្ធខ្មៅដ៏ធំសម្បើម និងឥទ្ធិពលនៃបរិស្ថានចង្កោម ដែលអាចដកឧស្ម័នចេញ ដែលដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់។
ជាមួយនឹងការមកដល់នៃតេឡេស្កុបជំនាន់ថ្មី និងការក្លែងធ្វើដែលមានគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ តារាវិទូកាន់តែអាច "អាន" ប្រវត្តិនៃកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបពីការចែកចាយផ្កាយ សមាសធាតុគីមី និងដាននៃរចនាសម្ព័ន្ធដ៏ល្អិតល្អន់របស់វា។ កាឡាក់ស៊ីរាងអេលីប ដែលមើលទៅសាមញ្ញ និងរលោងពីចម្ងាយ តាមពិតមានប្រវត្តិលោហធាតុដែលពោរពេញទៅដោយការប៉ះទង្គិចគ្នា ការរីកចម្រើនបន្តិចម្តងៗ និងដំណើរការរូបវន្តខ្លាំងដែលបង្កើតរូបរាងនៃសកលលោករហូតមកដល់សព្វថ្ងៃនេះ។
