กาแลคซีกังหันเต็มวัยในเอกภพยุคต้น
นักดาราศาสตร์ชาวอินเดียได้รายงานการตรวจจับกาแลคซีแบบโอ่อ่าแห่งใหม่ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ กาแลคซีแห่งใหม่นี้ซึ่งมีชื่อตามบัญชีว่า A2744-GDSp-z4 มีขนาดค่อนข้างใหญ่และมวลสูง การค้นพบนี้เผยแพร่ในรายงาน
บนเวบก่อนตีพิมพ์ arXiv
กาแลคซีกังหันแกรนด์ดีไซน์(grand design spirals) แยกแยะได้จากคุณลักษณะที่มีแขนกังหันที่เด่นและชัดเจน ซึ่งม้วนและคลี่ออกจากแกนกลางที่สว่างเห็นได้ชัด ประเมินกันว่าแขนกังหันในกาแลคซีลักษณะนี้แท้จริงแล้วเป็นพื้นที่ในดิสก์ส่วนที่มีความหนาแน่นสูงกว่าปกติ ซึ่งเหนี่ยวนำการก่อตัวดาวเมื่อวัสดุสารที่ไหลเข้ามาถูกบีบอัดในพื้นที่เหล่านี้
ยังคงไม่เป็นที่เข้าใจดีนักว่ากังหันเริ่มโผล่ในเอกภพยุคต้นได้อย่างไรและเมื่อใด และกาแลคซีลักษณะนี้มักจะพบได้ยากในเอกภพยุคต้น จนถึงตอนนี้ พบกังหันเพียงไม่กี่แห่งเท่านั้นที่เรดชิพท์(redshift) สูงกว่า 3.0
ภาพรวมประกอบจากฟิลเตอร์แบบต่างๆ แสดงกาแลคซี A2744-GDSp-z4 แสดงโครงสร้างกังหันที่คลี่ออกจากใจกลาง ภาพปก กาแลคซีกังหันแบบแกรนด์ดีไซน์ image credit: theweather.com
ขณะนี้ ทีมนักดาราศาสตร์ที่นำโดย Rashi Jain จากศูนย์เพื่อดาราศาสตร์ฟิสิกส์วิทยุแห่งชาติ ในอินเดีย ได้รายงานการค้นพบกาแลคซีกังหันเรดชิพท์สูงแห่งใหม่โดยใช้กล้องเวบบ์ กาแลคซีใหม่เป็นกลุ่มย่อยชนิดแกรนด์ดีไซน์และพบที่เรดชิพท์ 4.03 ในรายงานนี้ เราได้เสนอการค้นพบจากพื้นที่สำรวจรอบกระจุก Abell 2744 เป็นกังหันแกรนด์ดีไซน์สองแขนซึ่งมี z ~4 เราเรียกมันว่า A2744-GDSp-z4 นักวิจัยอธิบายไว้ในรายงาน
A2744-GDSp-z4 ในตอนแรกถูกจำแนกเป็นกาแลคซีที่ไม่ปกติ และการตรวจสอบในเวลาต่อมาก็พบว่ามันแสดงรูปแบบกังหันแกรนด์ดีไซน์ โดยมีแขนกังหันที่ก่อตัวขึ้นอย่างชัดแจ้ง 2 แห่ง กาแลคซียังแสดงร่องรอยส่วนป่องในใจกลาง(central bulge) ที่สว่างและดิสก์ขนาดใหญ่ที่แผ่แบนออก โดยมีเส้นผ่าศูนย์กลางราว 32000 ปีแสง
จากรายงาน A2744-GDSp-z4 มีมวลดาวที่ราว 1.4 หมื่นล้านเท่ามวลดวงอาทิตย์ และมีอัตราการก่อตัวดาวในระดับ 57.6 เท่าดวงอาทิตย์ต่อปี อายุจากมวลของกาแลคซีอยู่ที่ 228 ล้านปี นักดาราศาสตร์คำนวณว่าการจุดประกายการก่อตัวดาวในA2744-GDSp-z4 เริ่มต้นราว 839 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบง นี่ก็หมายความว่า A2744-GDSp-z4 สะสมมวล 1 หมื่นล้านเท่าดวงอาทิตย์ในเวลาเพียงสองสามร้อยล้านปีเท่านั้น และอายุของเอกภพจากเรดชิพท์ของกาแลคซี อยู่ที่ 1.5 พันล้านปีหลังจากบิ๊กแบง
แบบจำลองสัณฐานวิทยาของจูหลง
รายงานการค้นพบแกรนด์ดีไซน์ใน arXiv อีกฉบับจากกล้องเวบบ์เช่นกัน เป็นกาแลคซีมวลสูงขนาดใหญ่มากที่ปรากฏเมื่อ 12.8 พันล้านปีก่อน ซึ่งทีมให้ชื่อว่า จูหลง(Zhulong) ทีมที่นำโดย Mengyuan Xiao นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเจนีวา ในสวิตเซอร์แลนด์ เขียนไว้ว่า จูหลงได้แสดงว่ากาแลคซีที่เต็มวัยอุบัติขึ้นเร็วกว่าที่เคยคาดไว้จากในช่วงหนึ่งพันล้านปีแรกหลังจากบิ๊กแบง การค้นพบของเราได้ให้ข้อระบุสำหรับแบบจำลองการก่อตัวกาแลคซีขนาดใหญ่และกำเนิดของโครงสร้างกังหันในเอกภพยุคต้น
จูหลงถูกพบในข้อมูลจากกล้องเวบบ์ในโครงการสำรวจ PANORAMIC ซึ่งเป็นโครงงานการสำรวจกาแลคซีในช่วงอรุณรุ่งแห่งเอกภพ(cosmic dawn) หรือช่วงพันล้านปีแรกหลังจากบิ๊กแบง แม้ว่าโครงการสำรวจจะพบกาแลคซีขนาดใหญ่อื่นๆ หลายแห่ง แต่ทีมบอกว่าจูหลงมีความน่าทึ่ง มันมีสัณฐานวิทยาที่พัฒนาเรียบร้อยแล้ว กล่าวคือ มีส่วนป่องที่สงบราบเรียบ, ดิสก์ที่กำลังก่อตัวดาว และแขนกังหันที่เด่นชัด เรียบร้อยตั้งแต่ 1 พันล้านปีหลังจากบิ๊กแบง
นอกจากนี้ มันยังมีขนาดค่อนข้างใหญ่สำหรับกาแลคซีในเอกภพยุคต้น มีเส้นผ่าศูนย์กลางราว 62000 ปีแสง โดยมีมวลพอๆ กับทางช้างเผือก หลุมดำในใจกลางดูจะอยู่ในสภาพสงบ ซึ่งบอกว่าอัตราการก่อตัวดาวที่อยู่ที่ 20 ถึง 155 เท่าดวงอาทิตย์ต่อปี กำลังช้าลง เมื่อรวมทุกสิ่งเข้าด้วยกัน ข้อมูลบ่งชี้ถึงกาแลคซีแห่งหนึ่งที่กำลังผ่านพ้นช่วงการก่อตัวและกำลังขยับเข้าสู่การเป็นโครงสร้างที่แบ่งส่วนอย่างชัดเจนและสงบเงียบ
นักวิจัยเชื่อว่า จูหลงเป็นตัวอย่างแรกสุดของกาแลคซีกังหันเท่าที่พบมา นี่บอกว่ากาแลคซีที่คล้ายทางช้างเผือกสามารถก่อตัวขึ้นได้เร็วกว่าที่เราคิดไว้อย่างมาก คือเร็วกว่าการก่อตัวกังหันในเอกภพท้องถิ่นราว 10 เท่า การมีอยู่ของคุณสมบัติทั้งหมดเหล่านี้ทำให้จูหลงมีความพิเศษอย่างมาก นักวิจัยเขียนไว้ ได้บ่งชี้ว่าการก่อตัวและวิวัฒนาการสัณฐานวิทยาของกาแลคซีขนาดใหญ่ในเอกภพยุคต้นที่เกิดอย่างรวดเร็ว รายงานของทีมจูหลงนำเสนอต่อ Astronomy & Astrophysics
การค้นพบเหล่านี้ท้าทายแบบจำลองการก่อตัวกาแลคซีแบบเป็นลำดับขั้น(hierarchical) และสร้างคำถามไว้ A2744-GDSp-z4 และจูหลง มีดิสก์ขนาดใหญ่ในเวลาอันสั้นอย่างนั้นได้อย่างไร และแขนกังหันที่โอ่อ่าอุบัติขึ้นได้อย่างไรและเมื่อใด ทีมอินเดียจำทะการสำรวจด้วย JWST/NIRSpec IFU ในอนาคต ส่วนทีมสวิสจะสำรวจติดตามผลด้วยเวบบ์และ ALMA เช่นเดียวกับการค้นหากาแลคซีลักษณะนี้ในระยะทางที่ไกลออกไปเพิ่มขึ้น
แหล่งข่าว phys.org : JWST uncovers massive grand-design spiral galaxy in early universe
sciencealert.com : massive “grand design” spiral galaxy found just a billion years after Big Bang
iflscience.com : the most distant fully-formed spiral galaxy known has been spotted by JWST
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
