กาแลกซี/ทางช้างเผือก

กาแลกซี ดวงอาทิตย์ของเราอยู่ในวังวนดาวฤกษ์ขนาดยักษ์ ที่เรียกว่าทางช้างเผือก (the Milky Way)  กลุ่มดาวฤกษ์ขนาดใหญ่มหึมา เรียกว่า กาแลกซี และกาแลกซีทางช้างเผือกก็กว้างใหญ่ไพศาลเหมือนกาแลกซีทุกกาแลกซี กาแลกซีมีมากมายหลายรูปและหลายขนาด  บางกาแลกซีหมุนเป็นวังวนเหมือนกาแลกซีของเรา แต่กาแลกซีอื่น ๆ เป็นกลุ่มควันไม่มีรูปทรง กาแลกซีที่เล็กที่สุดมีดาวฤกษ์เพียงไม่กี่ล้านดวง กาแลกซีที่ใหญ่ที่สุดมีดาวฤกษ์ถึงล้านล้านดวง แม้ว่ากาแลกซีเหล่านั้นมองดูเหมือนเต็มไปด้วยดาวฤกษ์ก็จริง แต่ส่วนใหญ่จะเป็นอวกาศที่ว่างเปล่า ถ้าคุณสร้างแบบจำลองมาตราส่วนทางช้างเผือกด้วยการเอาเม็ดทรายแทนดาวฤกษ์แต่ละดวง ดาวฤกษ์ที่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด จะอยู่ห่างออกไป 4 ไมล์ (6 กิโลเมตร) ดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลที่สุด อยู่ไกลถึง 80,000 ไมล์ (130,000 กิโลเมตร) ดาวในจักรวาลจะถูกแรงโน้มถ่วงดึงเข้าหากันและการเดินทางไปรอบ ๆ ศูนย์กลางกาแลกซี อย่างช้าๆ ในกาแลกซีจำนวนมาก รวมทั้งกาแลกของเรา มีหลุมดำที่มีมวลมหาศาลซ่อนอยู่ศูนย์กลาง  ดาวฤกษ์และวัตถุอื่น ๆ จะถูกดูดเข้าไปในหลุมดำของจักรวาลนี้ด้วยแรงโน้มถ่วงและหายไปตลอดกาล

ทางช้างเผือก (The Milky Way) หากคุณสามารถมองลงมาจากด้านบนของกาแลกซีทางช้างเผือก มุมมองของคุณจะเหมือนลอยอยู่เหนือเมืองที่มีแสงระยิบระยับในเวลากลางคืน ดาวฤกษ์ของกาแลกซี 200,000,000,000 (สองแสนล้าน) ดวง ส่วนมากจะรวมกันอยู่ตรงกระเปาะกลาง (the central bulge) มีแขนกังหัน (spiral arms) ขนาดใหญ่สองแขน และขนาดเล็กมากมายหมุนรอบกระเปาะกลางนี้ ทางช้างเผือก เข้าใจว่า น่าจะเป็นชนิดก้นหอยมีคาน  แต่เราไม่สามารถมองเห็นรูปร่างของมันได้อย่างชัดเจน เมื่อมองจากโลก เนื่องพวกเราอยู่ในกาแลกซี (ไม่ได้อยู่นอกแกแลกซี) ในท้องฟ้าตอนกลางคืน ทางช้างเผือกจะมองเห็นเป็นเพียงวงแสงสีน้ำนม

1. ศูนย์กลางกาแลกซี ภาพจากกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรด (ไวต่อความร้อน) นี้  แสดงให้เห็นดาวฤกษ์และกลุ่มก๊าซเกาะกลุ่มอยู่ใจกลางของทางช้างเผือก หลุมดำที่มีมวลมหาศาล น่าจะซ่อนอยู่ที่ไหนสักแห่งในพื้นที่นี้ 2.  ระบบสุริยะ ระบบสุริยะของเราอยู่ในแขนกังหันเล็ก (a minor spiral arm)  ที่เรียกว่า แขนนายพราน (the Orion Arm)  เราโคจรรอบศูนย์กลางของกาแลกซีครั้งละทุก ๆ 200 ล้านปี การเดินทาง ประมาณ 120 ไมล์ (200 กิโลเมตร) ต่อวินาที 3. เนบิวลาปู (Crab Nebula) กลุ่มควันก๊าซและผงธุลีเกิดขึ้นทั่วทางช้างเผือก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแขนกังหัน เนบิวลาปูเป็นกลุ่มควันของซากที่เหลืออยู่จากการดับของดาวฤกษ์ที่ระเบิดแล้ว 4.  กระจุกดาวทรงกลม ดาวฤกษ์ไม่ได้มีเฉพาะที่ทางช้างเผือกซึ่งอยู่ในวงกลมหลักของกาแลกซีเท่านั้น  ยังมีดาวฤกษ์อีกมากมายอยู่ในกระจุกดาวทรงกลม (globular clusters) ซึ่งเป็นดาวฤกษ์โบราณเกาะกลุ่มกันแน่นลอยอยู่ด้านบนและด้านล่างของกาแลกซีในพื้นที่ทรงกลมที่เรียกว่ากลดดาราจักร  (the halo)

7 ล้านล้าน คือจำนวนจักรวาลคร่าว ๆ ที่พอสังเกตได้

6,000 ปี คือ ระยะเวลาใช้นับดาวฤกษ์ของทางช้างเผือกในอัตราหนึ่งวินาที

รูปทรงของกาแลกซี นักดาราศาสตร์จำแนกกาแลกซีออกเป็นประเภทหลักสองสามประเภท ขึ้นอยู่กับรูปร่างmที่พวกเราสังเกตได้จากโลก
กาแลกซีแบบกังหัน ใจกลางของดาวฤกษ์จะถูกล้อมรอบด้วยแขนกังหันที่โค้งออก	กาแลกซีชนิดก้นหอยมีคาน แถบตรงวิ่งข้ามศูนย์เชื่อมต่อแขนกังหัน	กาแลกซีชนิดรูปไข่หรือกาแลกซีวงรี มีมากกว่าครึ่งหนึ่งของกาแลกซีทั้งหมด มีรูปทรงกลมเรียบง่าย	กาแลกซีไร้รูปแบบ กาแลกซีที่มีรูปร่างไม่แน่ชัด จัดเป็นกาแลกซีชนิดไร้รูปแบบ

แขนกังหันเกิดขึ้นได้อย่างไร ดาวฤกษ์ในกาแลกซีโคจรรอบศูนย์กลาง ใช้เวลาหลายล้านปีจึงได้หนึ่งรอบ แขนกังหันจะปรากฏตรงที่ดาวฤกษ์ลอยผ่านเข้ามาและผ่านออกไปจากพื้นที่อันหนาแน่น  คล้ายกับรถยนต์ผ่านเข้ามาชั่วคราวทำให้จราจรติดขัด      ทฤษฎีหนึ่งก็คือว่าการจราจรคับคั่งเหล่านี้ เกิดขึ้นเพราะวงโคจรของดาวฤกษ์ต่าง ๆ ไม่เรียงเป็นแถวอย่างเป็นระเบียบ		กาแลกซีชนกัน บางครั้งกาแลกซีเกิดชนกันและกระจัดกระจายออกจากกัน  ดาวฤกษ์แต่ละดวงไม่ได้ชนกัน แต่กลุ่มก๊าซต่างที่ชนกัน และแรงโน้มถ่วง ดึงกาแลกซีที่กำลังชนกันเกิดเป็นรูปทรงขึ้นมาใหม่
ถ้าดาวฤกษ์ทุกดวงมีความเป็นระเบียบ มีวงโคจรขนานกัน กาแลกซีจะไม่มีแขนกังหัน	ถ้าดาวฤกษ์ทุกดวงโคจรไม่เป็นแนวระเบียบเรียบร้อย จะเกิดความคับคั่ง กาแลกซีจึงมีแขนกังหัน	การสิ้นสุดของทางช่างเผือก อีก 4 พันล้านปีกาแลกซีของเราจะชนกับกาแลกซี่     แอนดรอมิดา (Andromeda) ความประทับใจของศิลปินนี้แสดงให้เห็นว่าท้องฟ้าอาจจะดูเหมือนจะเข้ามารวมกัน