อสุรกายแดงในเอกภพยุคต้น
ทีมนานาชาติที่นำโดยมหาวิทยาลัยเจนีวาได้จำแนกกาแลคซีมวลสูงมากสามแห่ง ซึ่งมีขนาดใหญ่พอๆ กับทางช้างเผือก ตั้งแต่ช่วงหนึ่งพันล้านปีแรกหลังจากบิ๊กแบง นักวิจัยบอกว่า มันก็คล้ายกับการได้พบเด็กน้อยร้อยกิโลกรัม
เมื่อกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์เริ่มหันเนตรทองคำของมัน เพื่อศึกษาเอกภพยุคต้น และเริ่มต้นเห็นสัญญาณของกาแลคซีที่มีขนาดใหญ่กว่าที่คาดไว้ และมีจำนวนมากกว่าที่คาดไว้ นักดาราศาสตร์ก็เริ่มงงงัน
คำอธิบายหนึ่งที่เสนอมาก่อนหน้านี้ก็คือ พวกที่ดูเหมือนจะใหญ่เกินไป จริงๆ แล้วไม่ได้มีขนาดใหญ่อย่างที่เราได้เห็น, หรือก็แค่แสงจากวัสดุสารรอบหลุมดำสว่างมากเกินไป ทำให้กาแลคซีดูใหญ่กว่าที่เป็นจริง และการค้นพบเมื่อไม่นานนี้ก็บอกว่าหลุมดำอาจจะทำให้กาแลคซีของพวกมันสว่างจ้ารุนแรง(เป็นเวลาสั้นๆ) และงานวิจัยใหม่ได้แสดงว่าอย่างน้อยในบางกรณี พวกที่มีขนาดใหญ่ก็ใหญ่จริง
อสุรกายแดงทั้งสามเป็นกาแลคซีที่มีฝุ่นจัดและมีมวลสูงมากในช่วงหนึ่งพันล้านปีแรกหลังจากบิ๊กแบง
การค้นพบที่น่าประหลาดใจนี้มาจากโครงการ FRESCO ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ ซึ่งใช้กล้องอินฟราเรดใกล้(NIRCam) และสเปคโตรกราฟกริสซึม เพื่อตรวจสอบระยะทางและมวลดาวในกาแลคซีอย่างเที่ยงตรง ผลสรุปที่ได้บ่งชี้ว่าการก่อตัวดาวในเอกภพยุคต้นนั้นมีประสิทธิภาพมากกว่าที่เคยคิดไว้ ท้าทายแบบจำลองการก่อตัวกาแลคซีที่มีอยู่ การศึกษานี้เผยแพร่ใน Nature
ในแบบจำลองทฤษฎีที่เป็นที่ยอมรับกัน กาแลคซีก่อตัวขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไปภายในกลด(halo) สสารมืดขนาดใหญ่ กลดสสารมืดนี้ได้จับก๊าซทั้งอะตอมและโมเลกุล ให้กลายเป็นโครงสร้างที่ยึดเกาะกันด้วยแรงโน้มถ่วง โดยปกติ จะมีก๊าซอย่างมากที่สุดเพียง 20% ที่ถูกเปลี่ยนเป็นดาวฤกษ์ใหม่ๆ ในกาแลคซี อย่างไรก็ตาม การค้นพบใหม่ท้าทายมุมมองนี้ นักวิจัยเผยว่ากาแลคซีมวลสูงในเอกภพยุคต้นอาจจะเปลี่ยนก๊าซเป็นดาวได้ดีกว่ากาแลคซีที่ก่อตัวดาวดีที่สุดในยุคหลัง เจริญเติบโตเร็วกว่าที่เคยคิดไว้อย่างมาก ได้สองหรือสามเท่า
ความสามารถอันไร้ที่เปรียบของเวบบ์ช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้ศึกษากาแลคซีในเอกภพยุคต้นที่ห่างไกลมากๆ ได้อย่างเป็นระบบ ได้ให้แง่มุมสู่กาแลคซีมวลสูงที่มีฝุ่นปกคลุม ด้วยการวิเคราะห์กาแลคซีในโครงการเฟรสโก นักวิทยาศาสตร์ได้พบว่าแหล่งเกือบทั้งหมดสอดคล้องกับแบบจำลองที่มีอยู่ อย่างไรก็ตาม พวกเขายังพบกาแลคซีที่มีมวลสูงอย่างน่าประหลาดใจ 3 แห่ง โดยมีมวลดาวเทียบได้กับทางช้างเผือกในปัจจุบัน
พวกมันก่อตัวดาวอย่างมีประสิทธิภาพสูงเกือบ 2 เท่าของกาแลคซีมวลต่ำในช่วงเวลาเดียวกัน และกาแลคซีในช่วงเวลาต่อๆ มา เนื่องจากองค์ประกอบฝุ่นที่มีสูงทำให้พวกมันมีลักษณะปรากฏสีแดงจัดในภาพของเวบบ์ พวกมันจึงถูกเรียกว่า อสุรกายแดงทั้งสาม Mengyuan Xiao ผู้เขียนนำการศึกษาใหม่ และนักวิจัยหลังปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยเจนีวา สวิตเซอร์แลนด์ กล่าวว่า การค้นพบของเรากำลังปรับแต่งความเข้าใจเกี่ยวกับการก่อตัวกาแลคซีในเอกภพยุคต้น
ภาพและสเปคตรัมของกาแลคซีมวลสูงมากสามแห่งที่มี e >0.2 ที่เรดชิพท์ z 5-6
ก่อนหน้าจะมีกล้องเวบบ์ เป็นเรื่องยากที่จะตรวจสอบคุณสมบัติมวลสูงของอสุรกายแดง เนื่องจากมองไม่เห็นพวกมันในช่วงแสงตาเห็นได้ เมื่อมีฝุ่นปกคลุมจำนวนมาก David Elbaz ผู้อำนวยการการวิจัย ที่ CEA Paris-Saclay กล่าว
ทีมนานาชาติได้พัฒนาโครงการอันหนึ่งเพื่อใช้เวบบ์ ในการวิเคราะห์ตัวอย่างกาแลคซีที่มีเส้นเปล่งคลื่น(emission-line galaxies) ชุดหนึ่งภายในระยะเวลาหนึ่งพันล้านปีแรก ความพยายามนี้ช่วยให้ทีมบรรลุการประเมินระยะทางที่แม่นยำ และตรวจสอบมวลดาวของกาแลคซีในกลุ่มตัวอย่างได้อย่างน่าเชื่อถือ Pascal Oesch รองศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยเจนีวา ผู้นำโครงการสำรวจนี้ กล่าวว่า การค้นพบของเราเน้นให้เห็นพลังอันน่าเหลือเชื่อของการตรวจสอบสเปคตรัม NIRCam/grism
เครื่องมือที่ติดตั้งบนกล้องโทรทรรศน์อวกาศช่วยให้เราได้จำแนกและศึกษาการเจริญของกาแลคซีตามเวลา และเพื่อให้ได้ภาพว่ามวลดาวเพิ่มขึ้นตลอดความเป็นมาของเอกภพได้อย่างไร ได้ชัดเจนมากขึ้น
ด้วยการค้นพบเหล่านี้ไม่ได้ขัดแย้งกับแบบจำลองเอกภพวิทยามาตรฐานที่มีอยู่ แต่พวกมันก็สร้างคำถามใหม่ๆ ให้กับทฤษฎีการก่อตัวกาแลคซี โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เกี่ยวกับกาแลคซีที่มีมวลสูงเกิน, มีจำนวนมากเกินในเอกภพยุคต้น แบบจำลองปัจจุบันอาจจะต้องคำนึงถึงกระบวนการอันเป็นอัตลักษณ์ที่ช่วยให้กาแลคซีมวลสูงในยุคต้นบางแห่งได้มีการก่อตัวดาวที่มีประสิทธิภาพสูง และก่อตัวขึ้นอย่างรวดเร็วมากๆ ตั้งแต่ช่วงต้นในเอกภพ
การสำรวจในอนาคตด้วยเวบบ์และ ALMA จะให้แง่มุมสู่อสุรกายแดงที่มีมวลสูงมากเหล่านี้เพิ่มเติม และเผยให้เห็นกลุ่มตัวอย่างของอสุรกายแดงจำนวนเพิ่มขึ้น ผลสรุปเหล่านี้บ่งชี้ว่ากาแลคซีในเอกภพยุคต้นน่าจะก่อตัวดาวอย่างมีประสิทธิภาพดีจนคาดไม่ถึง Xiao สรุป เมื่อเราศึกษากาแลคซีเหล่านี้ให้ลึกขึ้น พวกมันจะให้แง่มุมใหม่ๆ สู่สภาวะที่เป็นไปในช่วงเวลาแรกสุดของเอกภพ อสุรกายแดงยังเป็นเพียงการเริ่มต้นของยุคใหม่ในการศึกษาเอกภพยุคต้นเท่านั้น
แหล่งข่าว phys.org : discovery of three galactic “red monsters” in early universe challenges current models of galaxy formation
sciencealert.com : scientists discover monster galaxies lurking in the early universe
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
