เลนส์ความโน้มถ่วงที่ห่างไกลที่สุด
นักดาราศาสตร์รายงานการค้นพบกาแลคซีใหม่แห่งหนึ่งโดยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ จากโครงการสำรวจ JWST COSMOS-Web วัตถุที่เพิ่งพบใหม่มีชื่อเป็นทางการว่า JWST-ER1 เป็นกาแลคซีมวลสูงซึ่งหยุดก่อตัวดาวแล้ว การค้นพบนี้เผยแพร่เป็นรายงานในเวบ arXiv วันที่ 14 กันยายน และเผยแพร่ใน Nature Astronomy
กาแลคซีมวลสูงที่หยุดก่อตัวดาว(massive quiescent galaxies) เป็นต้นกำเนิดที่สมเหตุสมผลของกาแลคซีทรงรียักษ์(giant elliptical galaxies) จากที่วัตถุเหล่านี้ก่อตัวดาวแต่เนิ่นๆ และรวบรวมมวลในรูปดาวได้เร็วกว่าก พวกมันจึงน่าจะเป็นกุญแจสู่การปรับปรุงความเข้าใจกระบวนการวิวัฒนาการกาแลคซี
ขณะนี้ ทีมนักดาราศาสตร์ที่นำโดย Pieter van Dokkum จากมหาวิทยาลัยเยล ได้รายงานการค้นพบกาแลคซีชนิดนี้แห่งหนึ่ง โดยจำแนกได้ด้วยกล้องอินฟราเรดใกล้(NIRCam) ของเวบบ์ อันเป็นส่วนหนึ่ในโครงการสำรวจกาแลคซี 1 ล้านแห่งในห้วงลึกและกว้าง ที่เรียกว่า COSOMOS-Web ซึ่งใช้เวลาการสำรวจของกล้องเวบบ์อย่างต่อเนื่อง 200 ชั่วโมง
หนึ่งในรายละเอียดที่น่าประทับใจที่สุดของ JWST-ER1 ก็คือสิ่งที่เรียกว่า วงแหวนไอน์สไตน์(Einstein Ring) ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ประหลาดที่แสงปรากฏเป็นวงแหวน อันเนื่องจากปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วง(gravitational lensing) คล้ายกับรูปแบบการใช้แว่นขยาย
วัตถุที่ถูกขยายด้วยเลนส์ความโน้มถ่วงเกือบทั้งหมดจะสร้างภาพวงโค้ง(arcs) หรือวงแหวนเสี้ยว(partial rings) ล้อมรอบวัตถุที่พื้นหน้า แต่วงแหวนไอน์สไตน์ที่แท้จริงจะก่อตัวเป็นวงกลมที่สมบูรณ์แบบรอบวัตถุที่พื้นหน้า เกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อแหล่งแสงที่พื้นหลัง, วัตถุที่พื้นหน้าและโลก เรียงตัวอย่างพอดี กาแลคซีและวงแหวนของมันถูกจำแนกในการสำรวจของ NIRCam โดยใช้ฟิลเตอร์ F115W, F150W, F277W และ F444W
การสำรวจของ NIRCam แสดงว่า JWST-ER1 ประกอบด้วย 2 ส่วนคือ JWST-ER1g กาแลคซีชนิดต้นกะทัดรัด(early-type compact) ซึ่งเป็นวัตถุทำหน้าที่เป็นเลนส์ที่พื้นหน้า และวงแหวนไอน์สไตน์ที่สมบูรณ์(JWST-ER1r) โดยมีกลุ่มสีแดงที่น่าสนใจ 2 กลุ่ม เส้นผ่าศูนย์กลางของใจกลางวงแหวนอยู่ที่ราว 1.54 อาร์ควินาที
กาแลคซีถูกพบที่เรดชิพท์ 1.94(ไกลออกไป 10.3 พันล้านปีแสง) มีรัศมีราว 21500 ปีแสง และจากวงแหวนที่สมบูรณ์จึงสามารถคำนวณมวลได้ที่ราว 6.5 แสนล้านเท่าดวงอาทิตย์ ซึ่งมีความหนาแน่นมวลสูงมากสำหรับขนาดระดับนี้ แต่มีมวลในรูปดาวราว 1.1 แสนล้านเท่าดวงอาทิตย์
องค์ประกอบย่อยของเลนส์ความโน้มถ่วง JWST-ER1(a ภาพก่อนหน้า) เป็น JWST-ER1g กาแลคซีที่พื้นหน้าซึ่งมีรูปร่างกลม(b) และ JWST-ER1r วงแหวนไอน์สไตน์สมบูรณ์แบบที่พื้นหลัง(c)
กาแลคซีพบเมื่อเอกภพมีอายุ 1.9 พันล้านปีและอัตราการก่อตัวดาวที่ต่ำในระดับ 4 เท่ามวลดวงอาทิตย์ต่อปี JWST-ER1 จึงเป็นกาแลคซีมวลสูงที่หยุดก่อตัวดาว มวลที่สูงมากในปริมาตรที่ค่อนข้างเล็กทำให้ห้วงกาลอวกาศบิดเบนรุนแรงมาก มันยังมีขนาดค่อนข้างกะทัดรัดเหมือนกับกาแลคซีที่หยุดก่อตัวดาวอื่นๆ ที่ระยะทางใกล้เคียงกัน
เมื่อหันมาพิจารณาวงแหวน JWST-ER1r นักดาราศาสตร์ได้พบว่าวงแหวนถูกสร้างโดยกาแลคซีแห่งหนึ่งที่พื้นหลังที่มีเรดชิพท์วัดปริมาณแสง(photometric redshift) ที่ 2.98 หรือไกลออกไป 11.5 พันล้านปีแสง การศึกษายังพบว่า JWST-ER1 มีรูปร่างกลมเกือบสมบูรณ์แบบ และไม่พบพื้นที่ที่ก่อตัวดาว, หางไทดัล(tidal tails; บ่งบอกถึงปฏิสัมพันธักับกาแลคซีอื่น) หรือความผิดปกติอื่นๆ ในภาพจาก NIRCam
ภาพชุดแสดงวงแหวนไอน์สไตน์ไม่สมบูรณ์และเกือบสมบูรณ์ที่ถ่ายโดยกล้องฮับเบิล เพื่อที่จะมีวงที่สมบูรณ์แบบ วัตถุที่พื้นหลัง, วัตถุที่พื้นหน้า และผู้สังเกตการณ์จะต้องเรียงตัวในแนวเดียวกันพอดี
ผู้เขียนรายงานยังเสนอให้มีการสำรวจ JWST-ER1 เพิ่มเติมเพื่อที่จะสำรวจว่ามีกาแลคซีหรือโครงสร้างอื่นอยู่ใกล้ตามแนวสายตา ซึ่งส่งผลต่อมวลและเพื่อตรวจสอบว่า JWST-ER1 เป็นกาแลคซีที่ใจกลางกลุ่มที่จะให้กำเนิดกระจุกกาแลคซีหรือไม่
แหล่งข่าว phys.org : JWST discovers massive and compact quiescent galaxy
livescience.com : stunning perfect “Einstein ring” snapped by James Webb telescope is most distant gravitationally lensed object ever seen
iflscience.com : most distant gravitational lensing galaxy reveals a perfect Einstein ring
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
