กาแลคซีที่ห่างไกลที่สุดเมื่อ 280 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบง
กล้องเวบบ์ทำได้อีกครั้งเมื่อกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ทรงพลังได้เผยให้เห็นกาแลคซีสว่างที่มีอยู่เพียงไม่กี่ร้อยล้านปีหลังจากบิ๊กแบง ขณะนี้ มันรับรู้ถึงแสงจากกาแลคซีแห่งหนึ่งที่ปรากฏอยู่เพียง 280 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบงเท่านั้น เป็นกาแลคซีที่ห่างไกลที่สุดเท่าที่เคยพบมา
ก่อนการมาของกล้องเวบบ์ เราไม่เคยมีกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดที่มีกระจกใหญ่มากพอที่จะตรวจจับแสงจากกาแลคซียุคต้นๆ กล้องฮับเบิลเองมองเห็นได้แค่แสงอินฟราเรดใกล้ แต่ก็มีกระจกขนาดเพียง 2.4 เมตรเท่านั้น มันจึงได้พบกาแลคซีเพียงแห่งเดียวจากเอกภพที่มีอายุ 5 ร้อยล้านปี ส่วนกล้องสปิตเซอร์ที่เป็นกล้อง
อินฟราเรด ก็มีกระจกที่กว้างเพียง 0.85 เมตรเท่านั้น ไม่เพียงแต่กล้องเวบบ์จะมีกระจกที่ใหญ่กว่ามาก แต่เทคโนโลจีเครื่องตรวจจับยังก้าวหน้ากว่ามากจนเปิดม่านหมอกที่ปกคลุมเอกภพยุคต้นไว้ได้
หนึ่งในเป้าหมายหลักอย่างหนึ่งของกล้องเวบบ์ก็คือ การรวบรวมกาแลคซี
(Assembly of Galaxies) เราอยากจะเห็นกาแลคซีรุ่นแรกสุดในเอกภพเพื่อให้เข้าใจว่าพวกมันก่อตัวและพัฒนาตัวอย่างไร ซึ่งภายในไม่กี่สัปดาห์หลังจากเริ่มต้นงานสำรวจ กล้องได้พบกาแลคซีสว่างจำนวนหนึ่งที่มีเรดชิพท์(redshift) มากกว่า 10
ประชากรที่คาดไม่ถึงกลุ่มนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ต้องตะลึงงันและสร้างคำถามเกี่ยวกับการก่อตัวของกาแลคซีในช่วงห้าร้อยล้านปีแรก กล้องเวบบ์ก็ยังคงผลักดันพรมแดนการสำรวจของเราอย่างต่อเนื่อง และการค้นพบครั้งใหม่ล่าสุดก็แสดงว่ามันอาจจะยังไปไม่ถึงขีดจำกัดเลย
กาแลคซีที่เพิ่งพบใหม่มีชื่อว่า MoM-z14 และมาจากโครงการสำรวจ Mirage or Miracle survey การสำรวจสเปคตรัมงานนี้ถูกออกแบบมาให้ยืนยันว่าที่กาแลคซีเรดชิพท์สูง และ z14 ก็คือค่าเรดชิพท์ของมัน การค้นพบนี้เป็นเรื่องที่สร้างความประหลาดใจเนื่องจากนักดาราศาสตร์คาดว่าจะพบกาแลคซีเพียงไม่กี่แห่งที่เรดชิพท์สูงขนาดนี้ ผู้เขียนนำคือ Rohan Naidu จากสถาบันคัฟลี่เพื่อดาราศาสตร์ฟิสิกส์และการวิจัยอวกาศ เอ็มไอที นำเสนอใน Open Journal of Astrophysics และเผยแพร่ออนไลน์บน arXiv
กล้องเวบบ์ได้เผยให้เห็นประชากรกาแลคซีสว่างในช่วงเวลาต้นๆ อย่างน่าประหลาดใจคือที่ เรดชิพท์มากกว่า 10 ซึ่งคาดเดาว่าน่าจะพบแหล่งลักษณะนี้เพียงไม่กี่แห่ง ผู้เขียนเขียนไว้ ที่เรดชิพท์ 14.4 กาแลคซีแห่งนี้ได้ขยายพรมแดนการสำรวจไปจนถึง 280 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบง กล้องเวบบ์ได้พบกาแลคซีสว่างที่
เรดชิพท์ 14 ถึง 15 มากกว่าที่เคยทำนายไว้ก่อนการส่งกล้อง การศึกษานี้ไม่ใช่เพียงแค่ความน่าฉงน การตรวจสอบสเปคตรัมเผยให้เห็นผลที่น่าสนใจที่มีความเกี่ยวข้องกับ Assembly of Galaxies ด้วย
การสำรวจแสดงว่าแสงจากกาแลคซีแห่งนี้เกือบทั้งหมดมาจากดาวฤกษ์ ไม่ใช่นิวเคลียสกาแลคซีที่มีกิจกรรมสูง(active galactic nuclei; AGN) ซึ่งเป็นแกนกลางที่สว่างของกาแลคซีที่ได้พลังจากหลุมดำมวลมหาศาล(supermassive black holes) ที่กำลังสะสมมวลสารอย่างคึกคัก ดังนั้นMoM-z14 จึงน่าจะมีดาวมวลมหาศาล(supermassive stars) ที่สว่างมากอยู่ ซึ่งเป็นสิ่งที่ทฤษฎีเคยทำนายไว้สำหรับเอกภพยุคต้น
เช่นเดียวกับกาแลคซี JADES-GS-z14-0 ผู้ยึดครองตำแหน่งก่อนหน้านี้ซึ่งพบโดยกล้องเวบบ์เมื่อปีที่แล้ว MoM-z14 ก็มีธาตุหนักกว่าไฮโดรเจนและฮีเลียม หรือโลหะ จำนวนมากเช่น ออกซิเจน, ไนโตรเจน, และคาร์บอน นี่หมายความว่ามันจะต้องมีดาวฤกษ์รุ่นแรกสุด(ประชากรดาวกลุ่ม 3; Population III stars) แล้วและตายไปเรียบร้อยแล้ว ส่งโลหะให้กับดาวรุ่นใหม่ๆ
อัตราส่วนไนโตรเจนต่อคาร์บอนในกาแลคซียังสูงกว่าที่สำรวจพบในดวงอาทิตย์ องค์ประกอบเคมีของมันคล้ายกับกระจุกดาวทรงกลม(globular clusters) โบราณในทางช้างเผือก นี่หมายความว่าดาวในกาแลคซีแห่งนี้และดาวในกระจุกทรงกลมก่อตัวในสภาพแวดล้อมที่ใกล้เคียงกัน โดยมีกระบวนการสร้างธาตุ(nucleosynthesis) และการปนเปื้อนโลหะจากดาวก่อนหน้านี้ที่ใกล้เคียงกัน
จากรูปแบบปริมาณนี้ก็เป็นเรื่องที่ปกติด้วยสำหรับดาวโบราณเกือบทั้งหมดที่ก่อตัวในทางช้างเผือก เราอาจจะได้เห็นการก่อตัวของดาวลักษณะนี้ในกระจุกที่หนาแน่นโดยตรง เชื่อมโยงวิวัฒนาการกาแลคซีตลอดความเป็นมาของเอกภพ
ภาพแสดงกาแลคซีเรดชิพท์สูงที่โดดเด่นทั้งความห่างไกลและอันดับความสว่าง(magnitude)
ดูเหมือนกาแลคซีสว่างโบราณเหล่านี้จะมีสัณฐานที่แบ่งได้ 2 แบบ คือ เป็นแหล่งจุดแสง กับที่แผ่บานออกมา ความสัมพันธ์ระหว่างสัณฐานวิทยาทั้งสองกับองค์ประกอบเคมีของพวกมันก็อาจมีความเชื่อมโยงกันกับวิวัฒนาการกาแลคซี ยิ่งกว่านั้น ตามที่ระบุไว้ใน Harikane et al.(2024b) ความแตกต่างของรูปร่างเหล่านี้กำลังสะท้อนถึงรูปแบบปริมาณสารเคมี ยิ่งบ่งบอกถึงความเชื่อมโยงเบื้องลึกระหว่างสัณฐานวิทยากับเส้นทางวิวัฒนาการ ผู้เขียนเขียนไว้
เมื่อกล้องเวบบ์ได้พบกาแลคซีสว่างโบราณเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นวัตถุกลุ่มหนึ่งที่เปล่งสเปคตรัมไนโตรเจนสว่าง ซึ่งดูเหมือนจะรวมถึง “จุดแดงน้อย”(little red dots) ที่สว่างจ้า MoM-z14 อาจจะเป็นวัตถุที่อุดมไปด้วยไนโตรเจนมากที่สุดแห่งหนึ่งเท่าที่กล้องเวบบ์เคยพบมา ผู้เขียนอธิบายว่า มันได้เพิ่มหลักฐานมากขึ้นให้กับรูปร่างที่แบ่งได้สองแบบที่เรดชิพท์มากกว่า 10 ว่า แหล่งที่แผ่บานดูจะเปล่งไนโตรเจนอ่อนๆ ในขณะที่แหล่งที่กะทัดรัด(เป็นจุด) เปล่งไนโตรเจนรุนแรง
เราแปลผลว่า MoM-z14 กับตัวเปล่งไนโตรเจนผ่านโบราณคดีกาแลคซี(galactic archeology) เชื่อมโยงรูปร่างปริมาณสารเคมีของพวกมันกับดาวที่โบราณที่สุดที่ก่อตัวในทางช้างเผือก ที่เรดชิพท์เกิน 4 เช่นเดียวกับที่พบในกระจุกทรงกลม ผู้เขียนเขียนไว้ ระดับไนโตรเจนสูง, ความสว่าง, สเปคตรัมไอออนไนซ์อย่างรุนแรง, ความหนาแน่นของดาว, สัณฐานวิทยา, เรดชิพท์ และสัดส่วนหลุมดำในแหล่งเหล่านี้อาจจะเชื่อมโยงกับสภาพแวดล้อมคล้ายกับในกระจุกทรงกลมเมื่อการชน(ของดาว) แบบกู่ไม่กลับอาจจะสร้างวัตถุที่พิเศษมากๆ อย่างเช่น ดาวมวลมหาศาล
ถ้ามันอยู่รอดจากการตัดงบประมาณ กล้องโทรทรรศน์อวกาศโรมันก็น่าจะเผยให้เห็นกาแลคซีชนิดเหล่านี้ได้อีกหลายร้อยแห่ง ชุดข้อมูลที่ใหญ่ขึ้นน่าจะช่วยยืนยันการค้นพบบางส่วนนี้ได้ หรืออาจจะนำไปสู่ปริศนาใหม่ๆ ก็เป็นได้ แต่ไม่ว่าทางใด มันก็เป็นความก้าวหน้า แต่สำหรับตอนนี้ กล้องเวบบ์ก็ได้เครดิตเต็มๆ
แหล่งข่าว sciencealert.com : JWST detects most distant galaxy yet, 280 million years after Big Bang
iflscience.com : “cosmic miracle” is now the most distant galaxy ever seen
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
