13 ก.ค. เวลา 08:32 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี

ว่าที่ต้นกำเนิด "จุดแดงน้อย" ในเอกภพยุคต้น

ด้วยการใช้กล้องเวบบ์ เป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์ได้พบแหล่งแสงที่กำลังอยู่ในกระบวนการที่จะกลายเป็นจุดแดงน้อย จุดแดงน้อย(Little Red Dots) น่าจะเป็น
กาแลคซียุคต้นและเป็นหนึ่งในวัตถุที่น่าสนใจที่สุดที่เวบบ์ได้พบจากเรดชิพท์สูงๆ
ทีมที่นำโดย Karina Caputi จากมหาวิทยาลัยกรอนิงเงน ในเนเธอร์แลนด์ส ประกาศการค้นพบในการประชุมประจำปีสมาคมดาราศาสตร์ยุโรป(EAS 2026) ในโลซานน์ สวิตเซอร์แลนด์ ผลสรุปจะเผยแพร่ใน Astrophysical Journal รายงานเผยแพร่ออนไลน์บน arXiv
จุดแดงน้อย(Little Red Dots; LRDs) เป็นวัตถุขนาดกะทัดรัดที่สุดขั้วซึ่งพบในเอกภพยุคต้นโดยกล้องเวบบ์ และยังไม่มีคำอธิบายว่ามันคืออะไร สมมุติฐานมีตั้งแต่หลุมดำที่ล้อมรอบด้วยรังก๊าซที่หนาทึบก้อนใหญ่(หรือสมมุติฐานดาวหลุมดำ; black hole star) จนถึง เมล็ดพันธุ์ของหลุมดำมวลมหาศาล(supermassive black holes) และวัตถุตั้งต้นสำหรับกาแลคซี
จุดแดงน้อยมีหลุมดำมวลสูงที่กำลังกลืนมวลสารอย่างกระตือรือร้น ซึ่งการปรากฏอยู่ยากที่จะอธิบายได้ตั้งแต่ช่วงแรกๆ สุดของเอกภพ การเข้าใจว่าวัตถุเหล่านั้นก่อตัวได้อย่างไร กลายเป็นหนึ่งในคำถามที่สำคัญที่สุดในดาราศาสตร์ แหล่งที่ Caputi และเพื่อนร่วมงานได้พบเป็นกาแลคซีขนาดเล็กที่กำลังก่อตัวดาวอย่างคึกคัก(starburst galaxy) พบในช่วง 10 ล้านปีแรกหลังจากการก่อตัว
ภาพและสเปคตรัมจากกล้องเวบบ์แสดงสิ่งที่น่าจะเป็นจุดแดงน้อย(Little Red Dot) แห่งหนึ่งที่กำลังก่อตัวขึ้น เป็นกาแลคซียุคต้นที่ปรากฏอยู่ในช่วงพันล้านปีแรกหลังจากบิ๊กแบง ภาพปก จุดแดงน้อยบางส่วนที่เวบบ์ได้พบในช่วงแรกหลังจากการเริ่มต้นทำงานสำรวจ
กาแลคซีกำลังก่อตัวดาวด้วยอัตราที่สูง มันมีอายุน้อยและหนาแน่นมากจน
สเปคตรัมที่เวบบ์เก็บไว้แสดงแค่เส้นเปล่งคลื่นบัลเมอร์(Balmer emission lines) ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนสถานะของไฮโดรเจน และไม่มีเส้นของโลหะใดๆ อยู่เลย
นักดาราศาสตร์เชื่อว่าวัตถุนี้ซึ่งเรียกง่ายๆ ว่า Pseudo-LRD-NOM(NOM ย่อจาก no metal line) เป็นวัตถุตั้งต้นของ LRD เนื่องจากกาแลคซีขนาดเล็กแห่งนี้ ประกอบด้วยหลุมดำมีกิจกรรมซึ่งก็ใหญ่พอสมควรแล้ว(มวล 5.6 ล้านเท่าดวงอาทิตย์) นี่บอกว่าหลุมดำนี้น่าจะก่อตัวขึ้นก่อนกาแลคซีรอบๆ ตามที่เชื่อว่าเกิดกับ LRDs
การก่อตัวดาวอัตราสูงช่วยให้หลุมดำเจริญเติบโตขึ้นไปอีกโดยช่วยดึงก๊าซใหม่ๆ จากกลดสสารมืด(dark matter halo) ซึ่งเป็นพื้นที่ล้อมรอบกาแลคซีที่เต็มไปด้วยสสารมืด เข้าสู่ใจกลางโดยแรงโน้มถ่วง
แหล่งมีเรดชิพท์ z=6 ซึ่งหมายความว่าแสงของมันเปล่งออกมาเพียง 1 พันล้านปีหลังจากบิ๊กแบงเท่านั้น(เอกภพมีอายุ 1.38 หมื่นล้านปี) และถูกพบเนื่องจากแสงของมันถูกขยายขึ้น 16 เท่าโดยปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วงจากกระจุกกาแลคซีแห่งหนึ่งที่อยู่ในพื้นหน้า
สเปคตรัมของ Pseudo-LRD-NOM ในช่วงสำรวจของกล้องอินฟราเรดใกล้(JWST/NIRCam) ที่แตกต่างกัน ฟิลเตอร์สีแดงจัดที่สุดที่แสดง F444W and F460M แสดงเส้นเปล่งคลื่นจากไฮโดรเจนอัลฟาที่สว่าง
Caputi และเพื่อนร่วมงานของเธอได้ศึกษากาแลคซีห่างไกลขนาดเล็กมากมายโดยใช้กล้องเวบบ์ เกือบทั้งหมดมีสเปคตรัมที่มีเส้นเปล่งคลื่นมากมาย แต่สเปคตรัมของแหล่งนี้ก็ดึงดูดความสนใจเนื่องจากปราศจากเส้นเปล่งคลื่นของโลหะอย่างสิ้นเชิง ซึ่งพบได้ยากสุดขั้วในกาแลคซีที่กำลังก่อตัวดาวเนื่องจากโลหะจะถูกสร้างอย่างรวดเร็วมากเมื่อมีการก่อตัวดาวใหม่ๆ เกิดขึ้น
หลังจากทำแบบจำลองและวิเคราะห์จำนวนมากกับสเปคตรัมในข้อมูล เราก็ตระหนักว่ามันเป็นผลรวมของกาแลคซีที่อายุน้อยมากๆ ซึ่งขาดแคลนโลหะ ในช่วงต้นของการเติมสารเคมี และก็มีก๊าซที่มีความหนาแน่นสูงมากๆ ป้องกันกลไกปกติที่จะสร้างเส้นเปล่งคลื่นจากโลหะออกมา Caputi กล่าว ทฤษฎีกาแลคซีบางงานทำนายว่านี่เป็นขั้นตอนต้นๆ ซึ่งจะให้กำเนิดจุดแดงน้อย หลังจากหดเล็กลง
ทีมมองว่าการค้นพบนี้เป็นก้าวพื้นฐานสู่ความเข้าใจการก่อตัวของจุดแดงน้อย แต่ก็ยังเพิ่งเริ่มต้น ขณะนี้ทีมกำลังวางแผนสำรวจติดตามผล Pseudo-LRD-NOM ด้วยกล้องเวบบ์และหอสังเกตการณ์ ALMA ในชิลี หอสังเกตการณ์ทั้งสองแห่งศึกษาเอกภพในความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงสามารถมองเห็นคุณสมบัติของก๊าซที่แตกต่างกันแต่ไม่ใช่เพียงแค่นั้น
ทีมยังอยากจะหา Pseudo-LRD-NOM เพิ่มเติม โดยรวมแล้ว เราควรได้เห็นลำดับทั้งหมด เมื่อวัตถุที่แตกต่างกันก่อตัวขึ้น, แสดงสถานะที่แตกต่างกันเพื่อหนทางสู่การเป็นจุดแดงน้อย และแน่นอนว่า หาวัตถุแบบนี้ให้ได้มากขึ้น
แหล่งข่าว phys.org : astronomers find an enigmatic source that is most likely a Little Red Dot in formation
iflscience.com : this might be the first seen progenitor of the universe’s mysterious Little Red Dots
โฆษณา