พบดาวฤกษ์กลุ่มใหญ่จากครึ่งทางเอกภพ
มองย้อนไปถึงครึ่งทางของเอกภพที่สำรวจได้ และได้เห็นดาวเดี่ยวๆ นั้นไม่ใช่เรื่องง่ายในทางดาราศาสตร์ ก็เหมือนกับการใช้กล้องส่องทางไกลมองดวงจันทร์โดยหวังที่จะมองเห็นเม็ดฝุ่นแต่ละเม็ดภายในหลุมอุกกาบาตดวงจันทร์ แต่ต้องขอบคุณความบังเอิญในธรรมชาติ ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติก็ทำได้
ด้วยการใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ Fengwu Sun นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ศูนย์ฮาร์วาร์ดสมิธโซเนียนเพื่อดาราศาสตร์ฟิสิกส์ และทีมได้สำรวจกาแลคซีแห่งหนึ่งซึ่งอยู่ห่างออกไปเกือบ 6.5 พันล้านปีแสงจากโลก ในช่วงเวลาที่เอกภพมีอายุเพียงครี่งเดียวของอายุปัจจุบัน ในกาแลคซีที่ห่างไกลแห่งนี้ ทีมได้จำแนกดาวฤกษ์ 44 ดวง ซึ่งมองเห็นได้ก็ต้องขอบคุณปรากฏการณ์ที่เรียกว่า เลนส์ความโน้มถ่วง(gravitational lensing) และพลังในการรวบรวมแสงของกล้องเวบบ์
การค้นพบซึ่งเผยแพร่ในวารสาร Nature Astronomy เป็นความสำเร็จขั้นทำลายสถิติ โดยเป็นการพบดาวฤกษ์เดี่ยวๆ จำนวนมากที่สุดในเอกภพอันห่างไกล มันยังใช้หนทางในการสำรวจหนึ่งในปริศนาใหญ่ที่สุดของเอกภพ คือ สสารมืด ด้วย Sun ซึ่งเป็นผู้เขียนร่วมรายงาน กล่าวว่า การค้นพบครั้งสำคัญนี้ได้แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่า เป็นไปได้ที่จะทำการศึกษาดาวเดี่ยวจำนวนมากในกาแลคซีที่ห่างไกลแห่งหนึ่งนั้น
Dragon Arc galaxy ภาพปก Abell 370
ในขณะที่การศึกษาก่อนหน้านี้ด้วยกล้องฮับเบิลได้พบดาว 7 ดวง ขณะนี้เรามีความสามารถที่จะแยกดาวที่ก่อนหน้านี้เคยอยู่เกินขอบข่ายความสามารถไป ที่สำคัญก็คือ เมื่อสำรวจดาวเดี่ยวๆ ได้จำนวนมากขึ้นก็ยังช่วยให้เราได้เข้าใจสสารมืดในระนาบสร้างเลนส์ของกาแลคซีและดาวเหล่านี้ได้ดีขึ้นด้วย ซึ่งไม่เคยทำได้มาก่อนด้วยดาวจำนวนเพียงไม่กี่ดวงที่พบก่อนหน้านี้
Sun ได้พบดาวกลุ่มใหญ่นี้ในขณะที่ตรวจสอบภาพกาแลคซีแห่งหนึ่งที่เรียกว่า ดรากอนอาร์ค(Dragon Arc) จากกล้องเวบบ์ ซึ่งอยู่ในหลังกระจุกกาแลคซีขนาดใหญ่แห่งหนึ่งที่เรียกว่า Abell 370 ตามแนวสายตาจากโลก เนื่องจากผลจากเลนส์ความโน้มถ่วง Abell 370 จึงยืดรูปร่างกังหันของดรากอนอาร์คออกจนเป็นรูปร่างเรียวยาว
กาแลคซีเกือบทั้งหมดรวมถึงทางช้างเผือก มีดาวฤกษ์หลายแสนล้านดวง ในกาแลคซีที่อยู่ใกล้ๆ อย่างเช่น อันโดรเมดา(Andromeda) นักดาราศาสตร์สามารถสำรวจดาวไปทีละดวงได้ อย่างไรก็ตาม ในกาแลคซีที่อยู่ห่างออกไปหลายพันล้านปีแสง ดาวปรากฏเกลี่ยไปด้วยกันเมื่อแสงของพวกมันต้องใช้เวลาหลายพันล้านปีก่อนจะเดินทางมาถึงเรา กลายเป็นความท้าทายที่มีมานานที่นักวิทยาศาสตร์จะศึกษาว่ากาแลคซีก่อตัวและพัฒนาตัวอย่างไร
สำหรับเรา กาแลคซีที่อยู่ไกลมากๆ มักจะดูเหมือนเป็นก้อนฝ้าจางๆ Yoshinobu Fudamoto ผู้เขียนนำการศึกษา ผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยชิบะ ในญี่ปุ่น กล่าว แต่จริงๆ แล้วก้อนฝ้าเหล่านั้นประกอบด้วยดาวจำนวนมาก เราแค่แยกแยะพวกมันไม่ได้ด้วยกล้องที่มี แต่ความก้าวหน้าทางดาราศาสตร์เมื่อเร็วๆ นี้ได้เปิดความเป็นไปได้ใหม่โดยการใช้เลนส์ความโน้มถ่วง ซึ่งเป็นผลการขยายตามธรรมชาติ ที่เกิดจากสนามแรงโน้มถ่วงที่รุนแรงรอบๆ วัตถุมวลสูง
ภาพกราฟฟิคแสดงการเกิดเลนส์มหภาคและเลนส์จุลภาครอบกระจุกกาแลคซี Abell 370
ปรากฏการณ์ซึ่งถูกทำนายโดย อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ สามารถขยายแสงจากดาวที่ห่างไกลได้หลายร้อยเท่าหรือกระทั่งหลายพันเท่า ทำให้ตรวจจับพวกมันได้ด้วยเครื่องมือที่ไวอย่างกล้องเวบบ์ การค้นพบเหล่านี้ปกติมักจำกัดอยู่แค่ดาวหนึ่งหรือสองดวงต่อกาแลคซีเท่านั้น Fudamoto กล่าว เพื่อจะศึกษาประชากรดาวในเชิงสถิติ เราต้องสำรวจดาวเดี่ยวๆให้ได้มากกว่านี้
และยังอาจจะมีปรากฏการณ์เลนส์ซ้อนด้วย กล่าวคือ วัตถุขนาดเล็กกว่า เช่น ดาวที่ล่องลอยเป็นอิสระซึ่งยึดเกาะอย่างหลวมๆ โดยแรงในกระจุกกาแลคซี ก็บังเอิญเคลื่อนที่ผ่านแสงที่มาจากดาวเหล่านี้ ปรากฏการณ์จากวัตถุขนาดเล็กที่เคลื่อนที่ทำให้เกิดเลนส์แบบจุลภาค(microlensing)
Jacqueline McCleary ผู้ช่วยศาสตราจารย์สาขาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น กล่าวว่า เมื่อดาวเหล่านี้เคลื่อนผ่านหน้าภาพดรากอนอาร์ค พวกมันจะทำให้เกิดเลนส์เพิ่มเติมขึ้นมา ซึ่งก็ยิ่งขยายภาพกาแลคซีขึ้นไปอีก จนสามารถแยกแยะดาวเดี่ยวๆ ที่ขอบดิสก์กาแลคซีนี้ได้
ผลจากเลนส์คู่เช่นนี้เคยถูกใช้มาก่อน แต่นักดาราศาสตร์ก็สามารถจับภาพดาวเดี่ยวๆ ได้เพียง 7 ดวงเท่านั้น เลนส์คู่ช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้ศึกษาสเปคตรัมของดาวเดี่ยวๆ เหล่านั้น ดังนั้นแล้ว กาแลคซีจากเมื่อ 7 พันล้านปีก่อนผ่านเลนส์กลายเป็นวงแสงโค้งสว่างโดย Abell 370 และในกระจุกเองก็ยังเกิดเลนส์แบบจุลภาคจากการเรียงตัวของดาวด้วย
ต้องขอบคุณเลนส์ความโน้มถ่วง ทำให้ถ่ายภาพดาวแต่ละดวงจากระยะไกล 6.5 พันล้านปีแสงได้ เน้นด้วยเส้นไขว้เล็ง(crosshair) ในภาพระยะใกล้
ทีมวิจัยค่อยๆ วิเคราะห์สเปคตรัมของดาวแต่ละดวงภายในดรากอนอาร์คอย่างระมัดระวัง และพบว่าหลายดวงเป็นซุปเปอร์ยักษ์แดง(red supergiants) คล้ายกับบีเทลจูส(Betelgeuse) ในกลุ่มดาวนายพราน(Orion) ซึ่งกำลังอยู่ในช่วงใกล้จบชีวิต สิ่งนี้ค้านกับการค้นพบก่อนหน้านี้ ซึ่งจำแนกได้แค่ “ซุปเปอร์ยักษ์สีฟ้า” ที่คล้ายกับไรเจล(Rigel) และเดเนป(Deneb) เป็นหลักซึ่งเป็นดาวฤกษ์กลุ่มที่สว่างที่สุดบนท้องฟ้า
ทีมวิจัยบอกว่า ความแตกต่างในชนิดของดาวยังเน้นให้เห็นถึงพลังอันเป็นอัตลักษณ์จากการสำรวจของกล้องเวบบ์ในช่วงอินฟราเรด ซึ่งสามารถเผยให้เห็นดาวที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าได้ เมื่อเราพบดาวเหล่านี้ เราจึงได้พิจารณากาแลคซีพื้นหลังที่ถูกขยายด้วยเลนส์จากกาแลคซีในกระจุกขนาดใหญ่แห่งนี้ Sun กล่าว แต่เมื่อเราประมวลข้อมูล ก็ตระหนักได้ว่าพวกมันเป็นดาวจำนวนมาก ซึ่งก็น่าตื่นเต้นเนื่องจากเป็นครั้งแรกที่เราสามารถมองเห็นดาวเดี่ยวๆ จำนวนมากที่อยู่ไกลอย่างนั้น
ดาวชนิดต่างๆ
เขาตื่นเต้นเป็นพิเศษที่จะมีโอกาสในการศึกษาซุปเปอร์ยักษ์แดงเหล่านั้น เรารู้จักซุปเปอร์ยักษ์แดงในละแวกท้องถิ่นของเราดีกว่า เพราะพวกมันอยู่ใกล้กว่าและจึงมีภาพและสเปคตรัมที่ดีกว่า และบางครั้งก็กระทั่งถ่ายภาพดาวได้ เราใช้ความรู้ที่ได้จากการศึกษาซุปเปอร์ยักษ์แดงในเอกภพท้องถิ่นเพื่อแปลผลสิ่งที่จะเกิดกับพวกมันต่อไปในช่วงต้นๆ ของการก่อตัวกาแลคซีในงานศึกษาในอนาคต
การสำรวจของกล้องเวบบ์ในอนาคตคาดว่าน่าจะจับดาวเดี่ยวๆ ที่ถูกขยายแสงในกาแลคซีดรากอนอาร์คได้เพิ่มเติมอีก ความพยายามเหล่านี้น่าจะนำไปสู่การศึกษาดาวหลายร้อยดวงในกาแลคซีที่ห่างไกล ยิ่งกว่านั้น การสำรวจดาวเดี่ยวๆ ยังอาจให้แง่มุมสู่โครงสร้างของเลนส์ความโน้มถ่วง และแม้แต่เปิดช่องสู่ธรรมชาติอันเร้นลับของสสารมืด
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
