นักวิทยาศาสตร์อินเดียพบกาแล็กซีคล้ายทางช้างเผือกที่เกิดขึ้นเมื่อ 1.2 หมื่นล้านปีก่อนได้อย่างไร ?
ที่มาของภาพ, © NASA/ESA/CSA
- Author, กีตา ปานเดย์
- Role, ผู้สื่อข่าวบีบีซี
- Reporting from, รายงานจากกรุงนิวเดลี
นักดาราศาสตร์ในอินเดียเปิดเผยถึงการค้นพบกาแล็กซีขนาดมหึมา ในตอนที่เอกภพของเรามีอายุเพียง 1,500 ล้านปี การค้นพบดังกล่าวถือว่าท้าทายความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการก่อตัวของกาแล็กซีในยุคแรกหลังการเกิดเหตุการณ์บิ๊กแบง (Big Bang)
อธิบายง่าย ๆ ก็คือ หากเอกภพของเรามีอายุ 13,800 ล้านปี ในปัจจุบัน นั่นหมายความว่าเรากำลังเห็นกาแล็กซีใดกาแล็กซีหนึ่งที่เกิดขึ้นเมื่อ 12,000 ล้านปีก่อน หรือเทียบได้กับตอนที่เอกภพของเรามีอายุเพียงหนึ่งในสิบของอายุปัจจุบันเท่านั้น
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่า กาแล็กซีที่ก่อตัวขึ้นในยุคแรก ๆ มักมีรูปร่างไม่สม่ำเสมอและปั่นป่วน
อย่างไรก็ตาม เมื่อนักวิจัยอย่าง ราชิ เจน และ โยเกช วาดาเดการ์ ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (James Webb Space Telescope - JWST) ส่องดูอดีตยุคแรกของเอกภพ พวกเขาพบ "กาแล็กซีทรงกังหันที่ก่อตัวอย่างสมบูรณ์ ขนาดมหึมาที่มีโครงสร้างสวยงาม"
งานวิจัยของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Astronomy and Astrophysics ซึ่งเป็นวารสารชั้นนำของยุโรป เมื่อเดือน พ.ย. ที่ผ่านมา
"กาแล็กซีนี้ดูคล้ายกับกาแลกซีทางช้างเผือกของเราอย่างน่าทึ่ง แม้ว่าจะเคยมีอยู่จริงในสมัยที่จักรวาลมีอายุเพียง 10% ของอายุปัจจุบัน" ศาสตราจารย์วาดาเดการ์กล่าว พร้อมเสริมว่า พวกเขาตั้งชื่อกาแล็กซีนี้ว่า อลัคนันทะ (Alaknanda) ตามชื่อแม่น้ำบนเทือกเขาหิมาลัย
เจน นักวิจัยระดับปริญญาเอกจากศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์วิทยุแห่งชาติ (National Centre for Radio Astrophysics) ประจำเมืองปูเน สังกัดสถาบันวิจัยพื้นฐานทาทา (NCRA-TIFR) ค้นพบกาแล็กซีนี้เมื่อต้นปีที่ผ่านมา
เธอกล่าวว่า เธอรู้สึก "ตื่นเต้นมาก" เมื่อเธอเห็นกาแล็กซีนี้ขณะกำลังพิจารณาข้อมูลและภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ ซึ่งมีมูลค่า 1 หมื่นล้านดอลลาร์สหรัฐ ซึ่งองค์การอวกาศในสหรัฐฯ ยุโรป และแคนาดาร่วมกันส่งขึ้นสู่อวกาศในปี 2021
"ฉันพิจารณารายละเอียดของวัตถุ 70,000 ชิ้น และมีเพียงชิ้นเดียวเท่านั้นที่เป็นกาแล็กซีทรงกังหันขนาดใหญ่ มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 30,000 ปีแสง" เธอกล่าว
พูดง่าย ๆ ก็คือ กาแล็กซีนี้มีแขนกังหันสมมาตรสองแขนแผ่ออกมาจากจานที่ใจกลาง พันรอบส่วนโป่งที่สว่างตรงกลาง เธออธิบาย
"เราเห็นรูปแบบ 'ลูกปัดเรียงตัวเป็นเส้น' ทั่วไป ซึ่งคล้ายกับกระจุกดาวตามแขนกังหัน คล้ายกับที่เราเห็นในกาแล็กซีทรงกังหันใกล้เคียงในปัจจุบัน"
เมื่อเธอเล่าให้ศาสตราจารย์วาดาเดการ์ ซึ่งเป็นอาจารย์ที่ปรึกษาฟัง ปฏิกิริยาแรกของเขาคือ เขาไม่อยากจะเชื่อ
"เป็นเรื่องน่าทึ่งว่ากาแล็กซีขนาดใหญ่ที่มีแขนกังหันดังกล่าวสามารถดำรงอยู่ได้เพียง 1,500 ล้านปีหลังเหตุการณ์บิ๊กแบง" เขากล่าวกับบีบีซี
"กาแล็กซีนี้ต้องรวมตัวดาวฤกษ์ที่มีมวลถึง 10,000 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์ และก่อตัวเป็นจานขนาดใหญ่ที่มีแขนกังหันในเวลาเดียวกัน ภายในเวลาเพียงไม่กี่ร้อยล้านปี ซึ่งถือว่ารวดเร็วอย่างเหลือเชื่อเมื่อเทียบกับมาตรฐานจักรวาล" เขากล่าว
องค์การนาซาคาดการณ์ว่า มีกาแล็กซีอยู่ประมาณหนึ่งแสนล้านแห่ง และหลายแห่งเริ่มก่อตัวขึ้นภายในเวลาหลายล้านปีหลังเกิดเหตุการณ์บิ๊กแบง
นักดาราศาสตร์เชื่อกันมานานแล้วว่าจักรวาลในขณะนั้น ซึ่งเป็นช่วงที่เรียกว่า "รุ่งอรุณของจักรวาล" (cosmic dawn) มีความโกลาหลอย่างมาก และกาแล็กซีมีขนาดเล็กและมีมวลน้อย
"แต่กาแล็กซีนี้แตกต่างออกไป" ศาสตราจารย์วาดาเดการ์กล่าว พร้อมเสริมว่า "มันมีมวลมหาศาล มีขนาดเพียงหนึ่งในสามของทางช้างเผือก และมีดาวฤกษ์ 10,000 ล้านดวง กาแล็กซีกำลังก่อตัวดาวฤกษ์ดวงใหม่ด้วยอัตราที่เร็วกว่าอัตราการก่อตัวดาวฤกษ์ของทางช้างเผือกในปัจจุบันประมาณ 20-30 เท่า"
นับตั้งแต่กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์เริ่มปฏิบัติการ นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบกาแล็กซีใหม่ ๆ ที่อยู่ห่างไกลออกไป
ในภาพที่องค์การนาซาแบ่งปันในช่วงปีแรก ๆ หลายภาพดูเหมือนจุดสีแดงหรือรอยเปื้อนจาง ๆ
แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา กล้องโทรทรรศน์อวกาศนี้ได้ค้นพบโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้น รวมถึงกาแล็กซีทรงกังหัน และการค้นพบกาแล็กซีใหม่นี้ยิ่งตอกย้ำหลักฐานที่เพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ ว่าเอกภพยุคแรกมีลักษณะที่สร้างสรรค์มากกว่ามาก
"การค้นพบกาแล็กซีทรงกังหันที่มีรูปร่างสวยงามเช่นนี้ในอดีตกาลเป็นข้อยกเว้นที่หาได้ยาก แต่ข้อยกเว้นเช่นนี้ท้าทายความเข้าใจของเราเกี่ยวกับอดีตในยุคแรกของเอกภพ และวิธีการก่อตัวและวิวัฒนาการของกาแล็กซี" เจนกล่าว
"กาแล็กซีนี้แสดงให้เห็นว่าเอกภพมีความสมบูรณ์มากกว่าในช่วงแรก ๆ และโครงสร้างที่ซับซ้อนถูกสร้างขึ้นในเอกภพของเราเร็วกว่าที่เราคิดไว้มาก" เธอกล่าวเสริม
อย่างไรก็ตาม ข้อมูลเกี่ยวกับกาแล็กซีใหม่นี้เดินทางมาจากเมื่อ 12,000 ล้านปีก่อน กาแล็กซีนี้อยู่ห่างไกลจากจุดที่แสงเดินทางผ่านมาหลายปีกว่าจะมาถึงเรา
"เราสามารถมองเห็นอดีตได้เพราะแสงมาถึงเราแล้ว อายุขัยของกาแล็กซีนั้นยาวนานมากจนเราไม่สามารถมองเห็นมันได้ตั้งแต่ต้นจนจบ ดังนั้นเราจึงต้องทำการศึกษาในเชิงสถิติแทน" เจนกล่าว
แล้วมีการอัปเดตสถานะหรือไม่ ? เกิดอะไรขึ้นกับมัน ? มันยังอยู่ที่นั่นไหม และมีรูปร่างและรูปแบบอย่างไร?
"เมื่อมีคนถามผมว่ามันอยู่ที่ไหนในปัจจุบัน ผมบอกพวกเขาว่ารออีก 12,000 ล้านปีจึงจะเห็นว่ามันอยู่ที่ไหน" ศาสตราจารย์วาดาเดการ์กล่าว
อย่างไรก็ตาม ในขณะนี้ นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาจะเปิดรับสมัครผู้เข้าร่วมสังเกตการณ์ติดตามผลกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ หรือหอดูดาวอัลมาในประเทศชิลี เพื่อทำความเข้าใจว่ากาแล็กซีที่เพิ่งค้นพบนี้สร้างแขนกังหันขึ้นมาได้อย่างไร พวกเขาบอกว่า เพราะสิ่งสำคัญที่นำพาพวกเรามายังปัจจุบันและในอนาคตล้วนเกิดขึ้นในอดีต
