LAP1-B กาแลคซีที่มีองค์ประกอบเคมีดั้งเดิมที่สุดเท่าที่เคยพบมา
นักวิทยาศาสตร์ได้พบกาแลคซีแห่งหนึ่งอย่างที่มันเป็นเมื่อ 1.3 หมื่นล้านปีก่อน หรือ 8 ร้อยล้านปีหลังจากบิ๊กแบง กาแลคซีแห่งนี้ยังอาจมีหลักฐานของดาวฤกษ์ดวงแรกสุดในเอกภพ และเป็นหนึ่งในกาแลคซีที่มีองค์ประกอบเคมีดั้งเดิมที่สุดเท่าที่เคยพบ
หลังจากบิ๊กแบง เอกภพมีสภาพที่เรียบง่าย โดยประกอบด้วยธาตุเบาอย่างไฮโดรเจนและฮีเลียมเท่านั้น ยังไม่มีธาตุที่หนักกว่าที่จำเป็นต่อชีวิต เช่น ออกซิเจนและคาร์บอน โดยพวกมันจะถูกหลอมขึ้นในเวลาต่อมา อยู่ภายในใจกลางของดาวฤกษ์ดวงแรกๆ สุด เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักดาราศาสตร์พยายามค้นหาช่วงขณะที่ดาวรุ่นแรกสุดเริ่มกระจายสารเคมีที่จำเป็นต่อชีวิตไปทั่ว แต่ดาวและกาแลคซีแห่งแรกสุดนั้นพบเห็นได้ยาก เนื่องจากพวกมันอยู่ไกลมากและแสงของพวกมันก็สลัวอย่างสุดขั้ว
ความเป็นมาของเอกภพ ภาพปก จากปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วงรอบกระจุกกาแลคซีขนาดใหญ่แห่งหนึ่งได้เผยให้เห็นธรรมชาติของกาแลคซีที่สลัวมาก(ultra-faint galaxy) LAP1-B
ต้องขอบคุณกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ เราจึงไม่จมกับปริศนาดำมืดนี้อีกต่อไป หอสังเกตการณ์อวกาศมูลค่า 1 หมื่นล้านดอลลาร์ซึ่งถูกส่งออกสู่อวกาศในปี 2021 สามารถมองย้อนเวลากลับไปเมื่อกาแลคซีและดาวดวงแรกๆ กำลังก่อตัวได้ ในรายงานที่เผยแพร่ในวารสาร Nature ทีมนักดาราศาสตร์ที่นำโดย Kimihiko Nakajima นักดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยคานาซาวา ญี่ปุ่น ได้อธิบายว่าพวกเขาใช้เวบบ์ศึกษาเอกภพห้วงลึกส่วนหนึ่งและพบกาแลคซีสลัวที่เรียกว่า LAP1-B ได้อย่างไร
LAP1-B เป็นฟอสซิลที่กำลังเกิด โดยเป็นวัตถุตั้งต้นที่เรดชิพท์สูงของกาแลคซีแคระโบราณที่สลัวมากที่สำรวจพบในเอกภพยุคต้น พวกเขาเขียนไว้ เนื่องจากกาแลคซีนี้มีขนาดเล็กมากและอยู่ไกลมาก(เรดชิพท์ 6.625) ก็ไม่น่าจะมองเห็นได้ อย่างไรก็ตาม มันถูกพบโดยปรากฏการณ์ประหลาดที่เรียกว่า เลนส์ความโน้มถ่วง(gravitational lensing) เมื่อกระจุกของกาแลคซีขนาดใหญ่ที่อยู่ใกล้กว่า ทำหน้าที่เป็นแว่นขยายขนาดยักษ์ ขยายแสงจาก LAP1-B ขึ้นหนึ่งร้อยเท่า
สเปคตรัมจาก NIRSpec
ด้วยการจับจ้องพื้นที่นี้นานกว่า 30 ชั่วโมงด้วยเวบบ์ และทำการตรวจสอบสเปคตรัม นักวิทยาศาสตร์ตระหนักว่าแสงเกือบทั้งหมดที่มาจากกาแลคซีแห่งนี้ ไม่ได้มาจากดาวฤกษ์ แต่มาจากเมฆก๊าซที่สว่าง พวกเขาวิเคราะห์แสงนี้โดยแยกสเปคตรัมและศึกษาเส้นเปล่งคลื่น(emission lines) ซึ่งเผยให้เห็นองค์ประกอบเคมีของก๊าซนี้ และพบว่ากาแลคซีแทบไม่มีธาตุหนักอยู่เลย
และปริมาณออกซิเจนของมันมีเพียง 1/240 ส่วนของดวงอาทิตย์ ทำให้มันมีความเป็นโลหะ(metallicity) ต่ำกว่าผู้ยึดครองสถิติก่อนหน้าจากระยะทางใกล้เคียงกัน และเป็นหนึ่งในกาแลคซีที่กำลังก่อตัวดาวที่มีสภาพดั้งเดิมที่สุดเท่าที่เคยสำรวจพบมา
เส้นเปล่งคลื่นยังเผยให้เห็นการแผ่รังสีที่ทำให้แตกตัวเป็นไอออน(ionizing radiation) อย่างรุนแรง ซึ่งเป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์คาดว่าจะได้เห็นจากดาวรุ่นแรกสุด ทีมยังตรวจสอบพบอัตราส่วนคาร์บอนต่อออกซิเจนที่สูงพอๆ หรือสูงกว่าในดวงอาทิตย์แม้จะมีออกซิเจนที่ต่ำมาก ซึ่งสอดคล้องกับสัญญาณที่ทำนายไว้ว่าเป็นการเติมด้วยวัสดุสารจากซุปเปอร์โนวาของดาวรุ่นแรกสุดที่ปรากฏในเอกภพ
อัตราส่วนปริมาณคาร์บอน-ออกซิเจน(C/O ratio) ของ LAP1-B(สีแดง)
โดยปกติเราก็ทำตัวเหมือนกับนักโบราณคดีอวกาศ พยายามที่จะคาดเดาอดีต โดยการมองไปที่ดาวสูงอายุในละแวกใกล้ๆ เรา แต่ขณะนี้ เราสามารถวิเคราะห์ก๊าซจากของเดิมเมื่อ 1.3 หมื่นล้านปีก่อนได้โดยตรง Nakajima กล่าวอย่างปลื้มปริ่ม เรากำลังได้เห็นช่วงเวลาที่กาแลคซีแห่งหนึ่งเพิ่งได้รับมรดกสารเคมีตั้งต้นที่ผลิตโดยดาวรุ่นแรกสุดของเอกภพหรือประชากรดาวกลุ่ม 3 (Population III stars) หมายเหตุ ดาวที่เราพบเห็นในปัจจุบันเป็น กลุ่ม 1 ซึ่งก่อตัวในภายหลังและมีธาตุหนักอยู่มากกว่า
การค้นพบอีกอย่างก็คือ หลังจากตรวจสอบการเคลื่อนที่และความเร็วของก๊าซแล้ว นักวิจัยพบว่า LAP1-B มีมวลต่ำอย่างไม่น่าเชื่อ คือ ไม่ถึง 3300 เท่าดวงอาทิตย์ ซึ่งบอกว่ากาแลคซีแห่งนี้ยึดเกาะอยู่ด้วยกันโดยเมฆสสารมืดที่มองไม่เห็นขนาดใหญ่ก้อนหนึ่ง เมื่อรวมผลทั้งหมดเข้าด้วยกันกับองค์ประกอบเคมี ก็สอดคล้องอย่างดีกับ กาแลคซีแคระที่สลัวมาก(ultra-faint dwarf galaxies; UFDs) ที่พบใกล้ทางช้างเผือกในทุกวันนี้
UFDs ไม่เพียงแต่เป็นกาแลคซีที่สลัวที่สุด แต่พวกมันยังมีดาวโบราณที่มีอายุเกิน 1.2 หมื่นล้านปี และมักจะถูกเรียกว่าเป็นฟอสซิลของเอกภพ ศ Masami Ouchi จากหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์แห่งชาติญี่ปุ่น และมหาวิทยาลัยโตเกียว อธิบาย นักดาราศาสตร์สงสัยว่าพวกมันอาจจะเป็นกาแลคซีรุ่นแรกสุดในเอกภพที่หลงเหลือมา เนื่องจากพวกมันขาดแคลนธาตุหนัก แต่นักดาราศาสตร์ก็ไม่เคยได้สิ่งเชื่อมโยงโดยตรงเลย จนกระทั่งเราได้พบ LAP1-B
ปริมาณออกซิเจนของ LAP1-B(สีแดง)
นี่เป็นเรื่องประหลาดใจอย่างมากที่ได้พบว่า LAP1-B นั้นดูคล้ายคลึงกับ “บรรพบุรุษ”(กาแลคซี) ที่เราเคยได้แต่จินตนาการไว้ นี่ช่วยเราให้ไขปริศนาว่าเพราะเหตุใด ฟอสซิลเหล่านี้จึงยังหลงเหลือในสภาพปัจจุบันของพวกมัน มาถึงทุกวันนี้ การค้นพบนี้ยังสร้างหนทางใหม่ในการทำแผนที่การสร้างธาตุและการก่อตัวของโครงสร้างที่เก่าแก่ที่สุดในเอกภพ
เมื่อมองไปข้างหน้า ทีมจะใช้เวบบ์เพื่อสำรวจหาวัตถุที่ดึกดำบรรพ์มากกว่านี้ โดยมุ่งเป้าว่าจะหากาแลคซีแห่งแรกๆ สุดเท่าที่เคยก่อตัวมา Nakajima กล่าวสรุปว่า เราหวังว่าการค้นพบนี้จะกลายเป็นก้าวประวัติศาสตร์ในการเข้าใจว่าธาตุที่เป็นองค์ประกอบในร่างกายเราถูกสร้างเป็นครั้งแรกและสะสมไปทั่วเอกภพเมื่อใด
แหล่งข่าว phys.org - Webb discovers one of the universe’s first galaxies
Tokyo.ac.jp - the most chemically primitive galaxy in the early universe: clues to the mysterious origins of ultra-faint dwarfs
brighterside.news.com – astronomers discover the most chemically primitive galaxy in the universe
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2026 Blockdit
