กาแลคซีที่เกินกว่าจะเป็นไปได้
ความเข้าใจว่ากาแลคซีก่อตัวอย่างไร และธรรมชาติของสสารมืดเป็นอย่างไร น่าจะพลิกคว่ำไปอย่างสิ้นเชิงหลังจากการสำรวจพบประชากรกาแลคซีที่มีขนาดใหญ่กว่าทางช้างเผือกของเรา จากเมื่อกว่า 1.1 หมื่นล้านปีก่อน ซึ่งไม่น่าจะมีอยู่
รายงานที่เผยแพร่ในวารสาร Nature ให้รายละเอียดการค้นพบโดยใช้ข้อมูลใหม่จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ ผลสรุปพบว่า กาแลคซีขนาดใหญ่แห่งหนึ่งในเอกภพยุคต้น คือ ZF-UDS-7329 สำรวจพบเมื่อ 1.15 หมื่นล้านปีก่อนหรือเรดชิพท์ 3.2 ประชากรดาวของกาแลคซีที่มีอายุราว 1.5 พันล้านปี ซึ่งบอกว่ากาแลคซีมีอายุ 1.3 หมื่นล้านปีแล้ว โดยมวลดาวทั้งหมด 4 เท่าของดาวในทางช้างเผือกของเรา การสำรวจนี้คว่ำแบบจำลองปัจจุบัน เมื่อไม่น่ามีสสารมืดเพียงพอที่จะสั่งสมตัวเพื่อเหนี่ยวนำการก่อตัวเหล่านี้ได้
Karl Glazebrook ศาสตราจารย์พิศิษฐ์(distinguished professor) จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลจีแห่งสวินเบิร์น นำการศึกษาและนำทีมนานาชาติซึ่งใช้การสำรวจสเปคตรัมจากกาแลคซีขนาดใหญ่แห่งนี้จากกล้องเวบบ์ เราได้ตามล่ากาแลคซีชนิดพิเศษนี้มา 7 ปีและใช้เวลาสำรวจมันหลายชั่วโมงด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่ที่สุดบนโลกสองตัว เพื่อระบุให้ได้ว่ามันมีอายุเก่าแก่แค่ไหน แต่มันก็ยังมีสีแดงจัดและสลัวเกินไปจึงตรวจสอบมันไม่ได้ ในท้ายสุด เราจึงต้องออกจากโลกและใช้กล้องเวบบ์เพื่อยืนยันธรรมชาติของมัน
การก่อตัวกาแลคซีเป็นกระบวนทัศน์พื้นฐานสำคัญสำหรับดาราศาสตร์ฟิสิกส์สมัยใหม่ และได้ทำนายจำนวนของกาแลคซีขนาดใหญ่ที่ลดลงอย่างมากในช่วงต้นของเอกภพ กาแลคซีมวลสูงที่หยุดก่อตัวดาวที่สุดขั้วที่สุดถูกพบเร็วถึงช่วง 1 หรือ 2 พันล้านปีหลังจากบิ๊กแบง ซึ่งก็ท้าทายแบบจำลองทางทฤษฎีก่อนหน้านี้อยู่แล้ว
ทีมนานาชาติซึ่งมีนักวิจัยชั้นนำจากทั่วโลกได้ใช้ความพยายามอย่างมาก ตั้งแต่การสำรวจท้องฟ้าในช่วงอินฟราเรดที่เริ่มต้นในปี 2010 ซึ่งนำไปสู่การจำแนกกาแลคซีแห่งนี้ว่าไม่ปกติ จนถึงการใช้เวลาหลายชั่วโมงจากกล้องโทรทรรศน์เคกและกล้องโทรทรรศน์ใหญ่มาก แต่ก็ไม่สามารถยืนยันธรรมชาติของมันได้ จนสุดท้ายเมื่อปีที่แล้ว ทีมใช้ความพยายามอย่างมากเพื่อประมวลข้อมูลจากกล้องเวบบ์และวิเคราะห์สเปคตรัมของมัน
JWST-7329 เป็นกาแลคซีมวลสูงที่พบได้ยากซึ่งก่อตัวตั้งแต่ช่วงเริ่มแรกในเอกภพ ภาพจาก NIRCam ของเวบบ์แสดงกาแลคซีดิสก์สีแดง แต่เพียงแค่ภาพอย่างเดียวก็ยากจะแยกแยะมันออกจากวัตถุอื่น การวิเคราะห์สเปคตรัมเผยให้เห็นว่า มันก่อตัวขึ้นเมื่อราว 1.3 หมื่นล้านปีก่อน แม้ว่ามันจะมีมวลในรูปดาวอย่างน้อย 4 เท่าดาวในทางช้างเผือกของเรา
Dr. Therniya Nanayakkara ซึ่งนำทีมวิเคราะห์สเปคตรัมข้อมูลจากเวบบ์ กล่าวว่า ขณะนี้เราก้าวข้ามสิ่งที่เป็นไปได้ ด้วยการยืนยันกาแลคซีมวลสูงที่หยุดก่อตัวดาว(quiescent galaxies) ที่เก่าแก่ที่สุดในเอกภพ สิ่งนี้ได้ผลักดันพรมแดนความรู้ปัจจุบันว่ากาแลคซีก่อตัวและพัฒนาตัวอย่างไร คำถามสำคัญตอนนี้ก็คือ พวกมันก่อตัวอย่างรวดเร็วมากตั้งแต่ช่วงเริ่มแรกมากๆ ในเอกภพได้อย่างไร และมีกลไกพิสดารใดที่นำไปสู่การหยุดกาแลคซีไม่ให้ก่อตัวดาวโดยสิ้นเชิง ในขณะที่เอกภพส่วนที่เหลือยังคงก่อตัวดาวอยู่
Claudia Lagos จากมหาวิทยาลัยเวสเทิร์น ออสเตรเลีย ศูนย์สาขาของศูนย์เพื่อการวิจัยดาราศาสตร์วิทยุนานาชาติ(ICRAR) ซึ่งมีส่วนสำคัญอย่างมากในการพัฒนาแบบจำลองทฤษฎีวิวัฒนาการการกระจุกตัวของสสารมืดเพื่องานศึกษานี้ กล่าวว่า การก่อตัวกาแลคซีส่วนใหญ่เลยถูกกำกับโดยการกระจุกตัวของสสารมืด การมีกาแลคซีมวลสูงมากตั้งแต่ช่วงต้นในเอกภพ จึงสร้างความท้าทายครั้งสำคัญให้กับแบบจำลองเอกภพวิทยามาตรฐานนี้
นี่เป็นเพราะเราไม่คิดว่าโครงสร้างสสารมืดขนาดใหญ่อย่างนั้นที่จะมีกาแลคซีมวลสูงเหล่านี้ได้ จะมีเวลาพอที่จะสร้างตัวขึ้นมา ยังต้องการการสำรวจเพิ่มเติมเพื่อให้เข้าใจว่ากาแลคซีมวลสูงเหล่านี้พบได้ทั่วไปแค่ไหน และเพื่อช่วยเราให้เข้าใจว่ากาแลคซีเหล่านี้แท้จริงแล้วมวลสูงแค่ไหนกันแน่
Glazebrook หวังว่านี่จะเป็นการเปิดเส้นทางใหม่ให้กับความเข้าใจฟิสิกส์ของสสารมืด โดยบอกว่ากล้องเวบบ์ได้พบหลักฐานเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ว่ากาแลคซีมวลสูงก่อตัวขึ้นตั้งแต่ช่วงต้นของเวลา ผลสรุปนี้จึงเป็นบันทึกสถิติใหม่ด้วย ซึ่งยิ่งย้ำว่าเอกภพยุคต้นนั้นมีความซับซ้อนมากกว่าที่เคยคิดไว้ แม้ว่ามันจะน่าตื่นเต้นมากแต่ก็ยังเป็นเพียงวัตถุเดียว แต่เราหวังว่าจะได้พบเพิ่มเติม และถ้าทำได้ ก็จะพลิกความคิดเกี่ยวกับการก่อตัวกาแลคซีของเราได้โดยสิ้นเชิง
แหล่งข่าว phys.org – “beyond what’s possible”: new JWST observations unearth mysterious ancient galaxy
iflscience.com – JWST discovers another “beyond possible” galaxy and we have to rethink everything
sciencealert.com – a close look at a 13 billion years old galaxy reveals it shouldn’t exist
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
