Firefly Sparkle กาแลคซีที่กำลังก่อตัวในช่วงอรุณรุ่งแห่งเอกภพ
เป็นครั้งแรกที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ของนาซาได้ตรวจพบและชั่งมวลของกาแลคซีแห่งหนึ่ง ซึ่งไม่เพียงแต่ปรากฏราวเพียง 6 ร้อยล้านปีหลังจากบิ๊กแบง แต่ยังมีมวลใกล้เคียงกับเมื่อทางช้างเผือกของเราอาจจะเป็นในช่วงสถานะเดียวกันของการพัฒนาตัว กาแลคซีอื่นๆ ที่เวบบ์ตรวจพบในช่วงเวลานี้มีขนาดใหญ่กว่านั้นพอสมควร มันมีชื่อเล่นว่า Firefly Sparkle พร่าพราวด้วยกระจุกดาวทั้งหมด 10 แห่ง ซึ่งแต่ละแห่งนักวิจัยตรวจสอบด้วยรายละเอียดสูงที่สุด
ฉันไม่เคยคิดเลยว่าจะเป็นไปได้ที่จะพบกาแลคซีแห่งหนึ่งตั้งแต่ช่วงต้นๆ ของเอกภพว่าจะมีองค์ประกอบที่เด่นชัดมากมายอย่างนี้ ไม่ต้องเอ่ยถึงที่มันมีมวลใกล้เคียงกับทางช้างเผือกของเราเมื่อมันยังอยู่ในกระบวนการก่อตัว Lamiya Mowla ผู้เขียนนำร่วมรายงาน และผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่เวลส์ลีย์ คอลเลจ ในแมสซาชูเสตต์ กล่าว มีเรื่องราวเกิดขึ้นมากมายในกาแลคซีจิ๋วแห่งนี้ ซึ่งรวมถึงสถานการณ์ก่อตัวดาวในช่วงต่างๆ ที่แตกต่างกันมากด้วย
เลยส์ความโน้มถ่วงที่ขยายแสงจากไฟร์ฟลายสปาร์กเคิล
เวบบ์สามารถถ่ายภาพกาแลคซีแห่งนี้ได้อย่างคมชัดด้วยเหตุผล 2 ประการ หนึ่งก็คือข้อได้เปรียบในอวกาศ เมื่อมีกระจุกกาแลคซีขนาดใหญ่อยู่ที่พื้นหน้าทำหน้าที่ขยายลักษณะปรากฏของกาแลคซีที่ห่างไกล ผ่านปรากฏการณ์ตามธรรมชาติที่เรียกว่า เลนส์ความโน้มถ่วง(gravitational lensing) และเมื่อรวมกับความพิเศษสุดของเวบบ์ในการจับภาพอินฟราเรดความละเอียดสูง เวบบ์จึงได้ข้อมูลใหม่ๆ เกี่ยวกับองค์ประกอบในกาแลคซีแห่งนี้
เลนส์ความโน้มถ่วงเกิดขึ้นเมื่อวัตถุที่พื้นหน้าทำหน้าที่เป็นเลนส์ขยาย ในที่นี้ก็คือ กระจุกกาแลคซี MACS J1423 ซึ่งอยู่ห่างออกไป 5.3 พันล้านปีแสง ถ้าไม่มีผลจากเลนส์ความโน้มถ่วงนี้ เราก็ไม่น่าจะสามารถมองเห็นรายละเอียดในกาแลคซีนี้ได้ Kartheik Iyer ผู้เขียนนำร่วมและนักวิจัยฮับเบิลที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย ในนิวยอร์ค กล่าว เราทราบจากสิ่งที่คาดไว้จากฟิสิกส์ปัจจุบัน แต่มันก็น่าประหลาดใจว่าเรามองเห็นมันได้จริงๆ
Mowla ซึ่งพบกาแลคซีแห่งนี้ในภาพจากเวบบ์ จากกระจุกดาวที่กระจายอยู่ทั่ว เนื่องจากวัตถุที่ระยิบระยับโดยปกติจะบ่งชี้ว่าพวกมันกระจุกตัวและมีความซับซ้อนอย่างสุดขั้ว เนื่องจากกาแลคซีนี้ดูระยิบระยับ ราวกับแสงวิบวับของหิ่งห้อย พวกเขาจึงเรียกมันว่า Firefly Sparkle galaxy
รอบๆ กระจุกกาแลคซี MACS J1423 เป็นวัตถุในระยะทางต่างๆ ที่ซ่อนทับกันทั่ว ช่องสี่เหลี่ยมทางล่างขวาในภาพใหญ่ขยายมาที่ครึ่งขวา วงรีในใจกลางเป็น Firefly Sparkle galaxy ซึ่งเป็นเส้นที่มีจุด 10 จุดที่มีสีแตกต่างกัน
จากนั้น ทีมวิจัยก็ทำแบบจำลองว่ากาแลคซีน่าจะมีสภาพอย่างไร ถ้ามันไม่ถูกยืด และพบว่ามันดูคล้ายกับหยาดน้ำฝนที่ยืดยาว ที่ลอยอยู่ในหยดน้ำนี้เป็นกระจุกดาว 2 แห่งทางด้านบนและอีก 8 แห่งทางด้านล่าง ภาพที่ได้แสดงถึงกระจุกการก่อตัวดาวอย่างคึกคักที่ถูกล้อมรอบด้วยแสงฝ้าจากดาวอื่นๆ ที่แยกออกมาไม่ได้ Iyer กล่าว กาแลคซีแห่งนี้จึงน่าจะยังอยู่ในกระบวนการก่อร่างประกอบตัว
ข้อมูลเวบบ์แสดงว่าไฟร์ฟลายสปาร์กเคิลเป็นพวกขนาดเล็ก ทำให้จัดมันเป็นกาแลคซีมวลต่ำ ต้องใช้เวลาหลายพันล้านปีก่อนที่มันจะมีขนาดใหญ่โตและมีรูปร่างที่ชัดเจน กาแลคซีอื่นๆ เกือบทั้งหมดที่เวบบ์เผยให้เราได้เห็นนั้นไม่ได้ถูกขยายแสงหรือยืดออก และเราก็ไม่สามารถมองเห็นวัตถุดิบเป็นส่วนๆ แยกจากกันได้ ด้วยไฟร์ฟลายสปาร์กเคิล เรากำลังได้เห็นกาแลคซีแห่งหนึ่งที่กำลังก่อร่างแบบทีละชิ้น อิฐทีละก้อน Mowla กล่าว
เนื่องจากกาแลคซีแห่งนี้ถูกบิดยืดจนเป็นวงโค้งยาว นักวิจัยจึงสามารถแยกแยะกระจุกดาว 10 แห่งในนั้นได้ ซึ่งผลิตแสงส่วนใหญ่ที่กาแลคซีเปล่งออกมา ซึ่งในภาพมีโทนสีชมพู, ม่วง และฟ้า สีเหล่านั้นในภาพของเวบบ์และสเปคตรัมของมันก็ยืนยันว่าการก่อตัวดาวไม่ได้เกิดขึ้นพร้อมกันทีเดียวในกาแลคซีแห่งนี้ แต่เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่ต่างกัน
เลนส์ความโน้มถ่วงรอบๆ กระจุกกาแลคซี MACS J1423 NIRCam ของเวบบ์ระบุตำแหน่งของ Firefly Sparkle galaxy และกาแลคซีข้างเคียงอีกสองแห่ง
Chris Willott จากศูนย์วิจัยดาราศาสตร์และดาราศาสตร์ฟิสิกส์เฮิร์ซเบิร์ก สภาวิจัยแห่งชาติคานาดา ผู้เขียนร่วมและผู้นำโครงการวิจัย กล่าวว่า กาแลคซีแห่งนี้มีประชากรกระจุกดาวที่หลากหลาย และก็น่าสนใจอย่างมากที่เราได้เห็นพวกมันโดดๆ ในเอกภพอายุน้อยอย่างนี้ กระจุกแต่ละแห่งกำลังมีการก่อตัวหรือวิวัฒนาการในสถานะที่แตกต่างกันออกไป
รูปร่างที่ถูกยืดของกาแลคซีแสดงว่า ดาวของมันไม่ได้เกาะกลุ่มเป็นส่วนป่องที่ใจกลาง(central bulge) หรือเป็นดิสก์แบนบาง ซึ่งก็เป็นหลักฐานอีกชิ้นว่ากาแลคซีกำลังอยู่ในกระบวนการก่อตัว
นักวิจัยไม่อาจทำนายได้ว่ากาแลคซีที่ยังจัดแจงไม่เรียบร้อยแห่งนี้จะสร้างตัวและมีสภาพอย่างไรในอีกหลายพันล้านปี แต่ก็มีกาแลคซีอีกสองแห่งที่ทีมยืนยันได้ว่าอยู่ใกล้กัน และอาจจะส่งอิทธิพลว่ามันจะสะสมมวลเพิ่มได้อย่างไรในอีกหลายพันล้านปีต่อไป
ภาพจากศิลปินแสดงกาแลคซีไฟร์ฟลายสปาร์กเคิล ในเอกภพยุคต้น มันมีกระจุกดาวกลม 10 แห่งที่มีสีตั้งแต่ ส้มจนถึงฟ้า ดาวอื่นๆ ซึ่งโดยรวมแล้วมืดกว่า จะมีสีขาว
ไฟร์ฟลายสปาร์กเคิลอยู่ห่างจากคู่หูแห่งแรกของมันเพียง 6500 ปีแสง และแห่งที่สองที่ 42000 ปีแสง เมื่อเทียบแล้ว ทางช้างเผือกที่ก่อตัวเต็มที่แล้วมีความกว้าง 1 แสนปีแสง กาแลคซีทั้งสามจึงน่าจะอยู่ในพื้นที่นี้ได้ ไม่เพียงแต่เพื่อนบ้านจะอยู่ใกล้มากๆ นักวิจัยยังคิดว่าพวกมันกำลังโคจรรอบกันและกันด้วย
แต่ละครั้งที่กาแลคซีแห่งหนึ่งผ่านเข้าใกล้กาแลคซีอีกแห่ง ก๊าซจะควบแน่นและเย็นตัวลง ช่วยให้ดาวฤกษ์ใหม่ๆ ก่อตัวขึ้นในกระจุกก๊าซ เพิ่มเติม “เนื้อหนัง” ให้กับกาแลคซี Yoshihisa Asada ผู้เขียนร่วมและนักศึกษาปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยเกียวโตในญี่ปุ่น กล่าวว่า เป็นเรื่องที่ทำนายกันมานานแล้วว่ากาแลคซีในเอกภพยุคต้นก่อตัวขึ้นผ่านปฏิสัมพันธ์และการควบรวมกับกาแลคซีขนาดจิ๋วอื่นๆ เราอาจจะกำลังได้เห็นกระบวนการนี้เกิดขึ้นสุดท้าย อาจนำไปสู่หายนะของกาแลคซีเพื่อนบ้านทั้งสอง ซึ่งอาจเกิดการควบรวม
กาแลคซีจิ๋วแห่งนี้กำลังให้มุมมองในรายละเอียดที่มากที่สุดเท่าที่เราเคยมีว่า กาแลคซีทารกเจริญเติบโตอย่างไร และกลายเป็นโอกาสอันหาได้ยากในการเข้าใจกาแลคซีของเราให้ดีขึ้น งานเผยแพร่ในวารสาร Nature วันที่ 11 ธันวาคม
แหล่งข่าว webbtelescope.org – found: first actively forming galaxy as lightweight as young Milky Way
sciencealert.com – JWST reveals activity forming early galaxy, lightweight as a baby Milky Way
space.com – James Webb Space Telescope witnesses Firefly Sparkle galaxy “being assembled brick by brick”
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
