กาแลคซีที่ "ดับแล้ว" ตั้งแต่เจ็ดร้อยล้านปีหลังบิ๊กแบง
ทีมนานาชาติที่นำโดยมหาวิทยาลัยเจนีวา ได้แสดงว่าพบกาแลคซีที่ตายแล้วได้ตั้งแต่เพียง 700 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบงเท่านั้น ซึ่งบ่งชี้ว่ากาแลคซีหยุดก่อตัวดาวได้เร็วกว่าที่เคยทำนายจากแบบจำลอง
เป็นเวลานานแล้วที่นักวิทยาศาสตร์คิดว่าในเอกภพยุคเริ่มต้นจะมีแต่กาแลคซีที่ก่อตัวดาวอย่างกระตือรือร้นเท่านั้น แต่ขณะนี้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ได้เผยให้กาแลคซีหยุดก่อตัวดาวได้แต่เนิ่นๆ กว่าที่เคยคาดไว้ การค้นพลล่าสุดโดยทีมนานาชาติจึงตอกย้ำความไม่ลงรอยระหว่างแบบจำลองวิวัฒนาการเอกภพทางทฤษฎี กับการสำรวจจริง
ในบรรดาสเปคตรัมที่โครงการ RUBIES เก็บได้หลายร้อยแห่ง ทีมได้พบกาแลคซีที่ทำลายสถิติแห่งหนึ่ง ซึ่งได้หยุดก่อตัวดาวแล้วตั้งแต่ในช่วงเวลาที่มักพบกาแลคซีกำลังเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วมาก การสำรวจนี้เผยแพร่ใน Astrophysical Journal
ในเอกภพยุคต้น กาแลคซีปกติจะสะสมก๊าซจากตัวกลางในห้วงอวกาศรอบๆ และเปลี่ยนก๊าซเป็นดาวฤกษ์ กระบวนการนี้จะเพิ่มมวล ทำให้การสะสมมวลก๊าซยิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้น และทำให้อัตราการก่อตัวดาวยิ่งเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม กาแลคซีไม่ได้เติบโตแบบไร้ที่สิ้นสุด เนื่องจากกระบวนการที่นักดาราศาสตร์เรียกมันว่า การปิดดับ(quenching)
กลไกการปิดดับกาแลคซีที่นำเสนอหลายๆ แบบ ตั้งแต่ ก๊าซรอบกาแลคซีไม่เพียงพอ, การดึงก๊าซออก, หลุมดำที่ใจกลางผลักก๊าซออกไป และก๊าซอยู่ในเสถียรภาพและเฉื่อยนิ่ง ภาพปก กาแลคซีที่ตายแล้วที่เพิ่งพบใหม่ ถูกพบในช่วงเวลาเพียง 7 ร้อยล้านปีหลังจากบิ๊กแบงเท่านั้น เผยให้เห็นว่ากาแลคซีมวลสูงหยุดก่อตัวดาวได้เร็วกว่าที่นักวิทยาศาสตร์เคยคิดว่าเป็นไปได้อย่างมาก
ในเอกภพท้องถิ่น มีกาแลคซีราวครึ่งหนึ่งที่สำรวจพบว่าหยุดก่อตัวดาวแล้ว โดยพวกมันดับลงและหยุดการเจริญเติบโต เป็นกาแลคซีสีแดงและตายแล้ว(quiescent galaxies) พวกมันมีสีแดงก็เพราะไม่ได้มีดาวฤกษ์อายุน้อยสีฟ้าอีกต่อไป เหลืออยู่เพียงดาวขนาดเล็กสีแดงที่อายุมากเท่านั้น
กาแลคซีที่ดับแล้วจะพบได้ในสัดส่วนที่สูงในกาแลคซีมวลสูง ซึ่งมักจะสำรวจพบสัณฐานแบบทรงรี(elliptical) โดยปกติ จะต้องใช้เวลานานมากเพื่อจะสร้าง
กาแลคซีสีแดงทีตายแล้ว เนื่องจากก่อนอื่นพวกมันจะต้องสร้างดาวจำนวนมากก่อนที่กระบวนการก่อตัวดาวจะปิดตัวลงในที่สุด ก็ยังมีปริศนาใหญ่ว่าจริงๆ แล้วอะไรที่ทำให้กาแลคซีดับลง
การได้พบตัวอย่างแรกๆ ของกาแลคซีดับแล้วมวลสูง(massive quiescent galaxies) ในเอกภพยุคต้นจึงเป็นสิ่งที่จำเป็นอย่างมากเมิ้อมันจะเปิดช่องสู่กลไกการก่อตัวที่เป็นไปได้ Pascal Oesch รองศาสตราจารย์ที่แผนกดาราศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเจนีวา และผู้เขียนร่วมรายงาน กล่าว การตามล่าระบบลักษณะดังกล่าวจึงเป็นเป้าหมายสำคัญสำหรับนักดาราศาสตร์มานานหลายปีแล้ว
ด้วยเทคโนโลจีที่ก้าวหน้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งการตรวจสอบสเปคตรัมช่วงอินฟราเรดใกล้ นักดาราศาสตร์จึงได้ยืนยันกาแลคซีดับแล้วมวลสูงแห่งหนึ่งในช่วงต้นๆ ได้ ความไกลโพ้นได้สร้างความท้าทายจนไม่อาจประสานกับแบบจำลองการก่อตัวกาแลคซีในทางทฤษฎีที่มีอยู่ ซึ่งได้ทำนายว่าระบบลักษณะดังกล่าวน่าจะต้องใช้เวลาเพื่อก่อตัวนานกว่านั้น
ด้วยกล้องเวบบ์ ระยะที่พบอยู่ที่เรดชิพท์ 5 หรือ 1.2 พันล้านปีหลังจากบิ๊กแบง ซึ่งได้ยืนยันการพบกาแลคซีดับแล้วมวลสูงหลายแห่งในช่วงไม่กี่ปีนี้ แต่การสำรวจใหม่ได้เผยว่ากาแลคซีลักษณะนี้ก่อตัวขึ้นตั้งแต่ต้นกว่าและเร็วกว่านั้นที่เคยคิดไว้ซะอีก
สเปคตรัมทั้งสามที่เก็บจาก NIRSpec ของเวบบ์ วางบนภาพจาก NIRCam กาแลคซีที่เป็นสถิติแสดงอยู่แถวกลาง ในภาพมันมีสีแดงและสเปคตรัมของมันก็ลดลงเมื่อขยับไปทางซ้าย(ความยาวคลื่นสั้นลง) เมื่อเทียบแล้ว สเปคตรัมของกาแลคซีอีกสองแห่งด้านบนและล่าง แสดงกาแลคซีที่กำลังก่อตัวดาวในช่วงเวลาใกล้เคียงกันในประวัติความเป็นมาของเอกภพ
ในการสำรวจรอบปีที่สองของเวบบ์ โครงการสำรวจมุมกว้าง RUBIES(the Red Unknowns: Bright Infrared Extragalactic Survey) ซึ่งเป็นหนึ่งในโครงการที่นำโดยยุโรปที่ใหญ่ที่สุดในงานวิจัยที่ใช้เครื่องมือสเปคโตรกราฟอินฟราเรดใกล้ ทำการสำรวจสเปคตรัมกาแลคซีหลายพันแห่ง ซึ่งรวมถึงกาแลคซีหลายร้อยแห่งที่เพิ่งพบใหม่จากข้อมูลภาพถ่ายในช่วงต้นของเวบบ์ ในสเปคตรัมที่ละเอียดอ่อน นักวิทยาศาสตร์ได้จำแนกกาแลคซีดับแล้วมวลสูงที่ห่างไกลที่สุดเท่าที่เคยมา โดย
มีเรดชิพท์ที่ 7.29 หรือเพียง 700 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบงเท่านั้น
สเปคตรัมจาก NIRSpec/PRISM เผยให้เห็นประชากรดาวที่มีอายุมากอย่างน่าประหลาดใจ ในเอกภพที่มีอายุน้อยอย่างนั้น การทำแบบจำลองรายละเอียดสเปคตรัมและข้อมูลภาพถ่ายได้แสดงว่า กาแลคซีนี้ก่อตัวมวลดาวได้มากกว่า 1 หมื่นล้านเท่ามวลดวงอาทิตย์ในเวลา 600 ล้านปีแรกหลังจากบิ๊กแบง ก่อนที่จะหยุดการก่อตัวดาวลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งยืนยันธรรมชาติการดับลงของมัน
การค้นพบกาแลคซีแห่งนี้ ซึ่งมีชื่อว่า RUBIES-UDS-QG-z7 บอกได้ว่ากาแลคซีดับแล้วมวลสูงในช่วงพันล้านปีแรกของเอกภพนั้นมีจำนวนมากกว่าที่เคยทำนายไว้กว่าร้อยเท่า Andrea Weibel นักศึกษาปริญญาเอกที่แผนกดาราศาสตร์ มหาวิทยาลัยเจนีวา และผู้เขียนหลักในรายงานนี้ กล่าว ซึ่งนี่ได้บอกว่าอาจจะต้องปรับแต่งตัวแปรหลักๆ ในแบบจำลองทางทฤษฎี(เช่น ผลจากลมดวงดาว และความแรงของกระแสที่ไหลออกจากการก่อตัวดาวที่รุนแรง และหลุมดำมวลสูง) กาแลคซีตายลงเร็วกว่าที่แบบจำลองเหล่านี้ได้ทำนายไว้มาก
สุดท้ายก็คือ ขนาดทางกายภาพที่เล็กของ RUBIES-UDS-QG-z7 ซึ่งมีความกว้างเพียง 650 ปีแสง ได้บอกถึงความหนาแน่นมวลดาวที่สูงเทียบได้กับความหนาแน่นในใจกลางที่สูงที่สุดเท่าที่เคยพบในกาแลคซีดับแล้วในเรดชิพท์ที่ต่ำกว่า(z 2 ถึง 5) กาแลคซีเหล่านี้น่าจะพัฒนากลายเป็นแกนกลางของกาแลคซีทรงนีที่เก่าแก่ที่สุดและมีมวลสูงที่สุดในเอกภพท้องถิ่น
การค้นพบRUBIES-UDS-QG-z7 ได้ให้หลักฐานที่ชัดเจนเป็นครั้งแรกว่าใจกลางของทรงรีมวลสูงที่อยู่ใกล้ๆ เรา บางส่วนอาจจะเกิดขึ้นแล้วตั้งแต่ไม่กี่ร้อยล้านปีแรกของเอกภพ Anna de Graaff ผู้นำโครงการ RUBIES สรูป นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่สถาบันมักซ์พลังค์เพื่อดาราศาสตร์ ในไฮเดลแบร์ก และผู้เขียนคนที่สองในรายงาน
กาแลคซีที่ตายแล้วที่เพิ่งพบใหม่ ถูกพบในช่วงเวลาเพียง 7 ร้อยล้านปีหลังจากบิ๊กแบงเท่านั้น เผยให้เห็นว่ากาแลคซีมวลสูงหยุดก่อตัวดาวได้เร็วกว่าที่นักวิทยาศาสตร์เคยคิดว่าเป็นไปได้อย่างมาก
แหล่งข่าว phys.org – galaxies die earlier than expected: Webb sees signs of halted star formation 700 million years after Big Bang
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
