ในช่วง 2 ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศ เจมส์ เว็บบ์ (JWST) ขององค์การนาซา เพื่อสำรวจสิ่งที่นักดาราศาสตร์เรียกว่า “รุ่งอรุณของจักรวาล” (Cosmic Dawn) หรือช่วงไม่กี่ร้อยล้านปีแรกหลังจากปรากฏการณ์บิ๊กแบง (Big Bang) และมีกาแล็กซีแห่งแรกถือกำเนิดขึ้น
กาแล็กซีเหล่านี้ให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของก๊าซ ดวงดาว และหลุมดำเมื่อจักรวาลยังเด็กมาก
นักวิทย์พบดาวเคราะห์เหมาะดำรงชีวิตเพิ่ม ใกล้โลกสุดเท่าที่เคยพบ!
เปิดภาพ “หัตถ์พระเจ้า” ในกลุ่มดาวท้ายเรือ ห่างจากโลก 1,300 ปีแสง
“เจมส์ เว็บบ์” จับภาพ “แผงคอ” ของเนบิวลาหัวม้าสุดคมชัด
ในเดือน ต.ค. 2023 และ ม.ค. 2024 ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติใช้ เจมส์ เว็บบ์ เพื่อสังเกตกาแล็กซีที่อยู่ไกลออกไป โดยเป็นส่วนหนึ่งของโครงการสำรวจนอกกาแล็กซีลึกขั้นสูงของเว็บบ์ (JADES) ด้วยการใช้กล้องสเปกโตกราฟอินฟราเรดระยะใกล้ (NIRSpec)
พวกเขาพบสเปกตรัมของกาแล็กซีหนึ่งที่น่าสนใจ และตั้งชื่อมันว่า กาแล็กซี “JADES-GS-z14-0”
ขอเตือนความจำกันอีกครั้งว่า นักฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์ใช้สิ่งที่เรียกว่า “เรดชิฟต์” (Red Shift) ในการดูว่า วัตถุที่มีแสงในตัวใดบ้างในอวกาศที่กำลังเคลื่อนห่างออกไปจากโลก
แสงเหล่านั้นสามารถแยกออกเป็น “สเปกตรัม” (Spectrum) หรือสีย่อย ๆ หลากสีได้ ซึ่งแต่ละสีก็จะมี ”ความยาวคลื่น” ที่แตกต่างกัน โดย “สีแดง” เป็นสีที่มีความยาวคลื่นมากที่สุด
ดังนั้น เมื่อวัตถุที่มีแสงเคลื่อนที่ห่างออกไปจากโลก แสงที่เรามองเห็นก็จะใช้ระยะทางมากขึ้นในการเดินทาง เท่ากับแสงมีความยาวคลื่นที่เพิ่มขึ้น และเราจะเห็นวัตถุนั้นเป็นสีแดงขึ้นเรื่อย ๆ
สรุปรวบรัดให้เข้าใจง่าย ๆ คือ ยิ่งวัตถุอยู่ไกล เราจะยิ่งเห็นมันเป็นสีแดง
นักดาราศาสตร์ยังได้กำหนดค่าที่เป็นตัวเลขของเรดชิฟต์ขึ้นมา เรียกว่า “ค่า z” เพื่อใช้ระบุว่าวัตถุนั้น ๆ อยู่ห่างจากเราออกไปเท่าไร และใช้เวลาเท่าไรในการที่แสงของวัตถุนั้นจะเดินทางมาถึงโลก
หากแสงใช้เวลา 1 ล้านปีเพื่อเดินทางมายังโลก ค่า z จะอยู่ที่ 0.0000715 หรือหากค่า z อยู่ที่ 1 แสงจะใช้เวลาเดินทางมา 7.731 พันล้านปี และถ้าอยู่ที่ 10 แปลว่าวัตถุนั้นใช้เวลา 1.3184 หมื่นล้านปีในการส่องแสงมายังโลก ขณะที่อายุของจักรวาลนั้นอยู่ที่ประมาณ 1.38 หมื่นล้านปี
และกาแล็กซี JADES-GS-z14-0 ที่นักวิทยาศาสตร์พบนี้ มีค่าเรดชิฟต์อยู่ที่ประมาณ 14 และเมื่อคำนวณแล้วพวกเขาพบว่า มันเป็นกาแล็กซีที่เกิดขึ้นมาตั้งแต่ 290 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบง! ทำลายสถิติเดิมของกาแล็กซี JADES-GS-z13-0 ซึ่งมีค่าเรดชิฟต์อยู่ที่ Z = 13.2
ทีมวิจัยระบุว่า “ในเดือน ม.ค. 2024 NIRSpec ทำการสังเกตกาแล็ซี JADES-GS-z14-0 นี้เป็นเวลาเกือบ 10 ชั่วโมง และเมื่อสเปกตรัมได้รับการประมวลผลครั้งแรก มีหลักฐานที่ชัดเจนว่า กาแล็กซีนี้มีค่าเรดชิฟต์ที่ 14.32 จริง ๆ ซึ่งทำลายสถิติก่อนหน้านี้”
พวกเขาเสริมว่า “การได้เห็นสเปกตรัมนี้เป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นอย่างเหลือเชื่อสำหรับทั้งทีม เมื่อคำนึงถึงความลึกลับที่อยู่รอบ ๆ แหล่งกำเนิดแสงนี้ การค้นพบนี้ไม่ใช่แค่สถิติระยะทางใหม่สำหรับทีมของเราเท่านั้น ลักษณะที่สำคัญที่สุดของ JADES-GS-z14-0 ก็คือที่ระยะห่างเท่านี้ เรารู้ว่ากาแล็กซีนี้จะต้องมีแสงสว่างมากจากภายใน จากภาพดังกล่าว พบว่าแหล่งกำเนิดมีความกว้างมากกว่า 1,600 ปีแสง ซึ่งพิสูจน์ว่า แสงที่เราเห็นส่วนใหญ่มาจากดาวฤกษ์อายุน้อย ไม่ใช่จากการแผ่รังสีใกล้หลุมดำมวลมหาศาลที่กำลังเติบโต แสงดาวที่มากขนาดนี้บอกเป็นนัยว่า กาแล็กซีมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์หลายร้อยล้านเท่า!”
อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ทำให้เกิดคำถามสำคัญตามมาว่า ธรรมชาติจะสร้างกาแล็กซีที่สว่างและใหญ่เช่นนี้ในเวลาไม่ถึง 300 ล้านปีได้อย่างไร?
“การสำรวจทั้งหมดนี้บอกเราว่า JADES-GS-z14-0 ไม่เหมือนกับกาแล็กซีประเภทต่าง ๆ ที่แบบจำลองทางทฤษฎีและการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ทำนายว่าจะมีอยู่ในเอกภพยุคแรก ๆ” ทีมวิจัยบอก
พวกเขากล่าวว่า “เมื่อพิจารณาถึงความสว่างที่สังเกตได้ของแหล่งกำเนิด เราสามารถคาดการณ์ได้ว่ามันจะเติบโตอย่างไรในช่วงเวลาของจักรวาล และจนถึงขณะนี้เรายังไม่พบสิ่งที่คล้ายคลึงกันในกาแล็กซีอื่นอีกหลายร้อยแห่งที่มีค่าเรดชิฟต์สูงในการสำรวจของเรา”
เรียบเรียงจาก NASA