กล้องเจมส์เว็บบ์พบ 4 กาแล็กซีเก่าแก่ที่สุด เกิดหลังบิ๊กแบง 300 ล้านปี

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์ (JWST) ยืนยันการค้นพบกาแล็กซีโบราณ 4 แห่ง ซึ่งมีอายุเก่าแก่ที่สุดเท่าที่เคยค้นพบมาในจักรวาล

กาแล็กซีเหล่านี้อยู่ห่างจากโลกกว่า 13,000 ล้านปีแสง ซึ่งแสดงว่าเป็นกาแล็กซีที่ถือกำเนิดในยุคที่เอกภพเพิ่งเริ่มขยายตัว โดยกาแล็กซีดังกล่าวอาจเกิดมาหลังเหตุการณ์บิ๊กแบงเพียง 300-500 ล้านปีเท่านั้น

ในช่วงไม่กี่เดือนที่ผ่านมา มีข่าวคราวการค้นพบกาแล็กซีอายุเก่าแก่ที่สุดด้วยกล้องเจมส์เว็บบ์จากนักดาราศาสตร์หลายทีมด้วยกัน แต่ในครั้งนี้ถือเป็นการยืนยันความถูกต้องอย่างเป็นทางการครั้งแรก โดยมีรายงานวิจัยลงตีพิมพ์ในวารสาร Nature Astronomy ฉบับล่าสุด

ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติ นำโดยดร. สเตฟาน ชาร์โลต์ จากสถาบันฟิสิกส์ดาราศาสตร์กรุงปารีส บอกว่ากาแล็กซีโบราณทั้ง 4 แห่งเกิดขึ้นในยุค Reionization ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่จักรวาลเริ่มมีแสงสว่างเรืองรอง เนื่องจากมีการสร้างดาวฤกษ์ดวงแรก

ผลการตรวจวัดขนาดของดวงดาวในกาแล็กซีโบราณเหล่านี้พบว่า ดาวฤกษ์ของมันมีขนาดค่อนข้างเล็ก เมื่อเทียบกับขนาดของดาวฤกษ์โดยทั่วไปในกาแล็กซีทางช้างเผือก อย่างไรก็ตาม ทีมผู้วิจัยพบว่ากาแล็กซีดังกล่าวมีอัตราการก่อกำเนิดดาวฤกษ์สูงมากจนน่าประหลาดใจ เพราะสภาพการณ์ที่ว่าไม่น่าจะเกิดขึ้นได้ในยุคที่จักรวาลยังมีอายุน้อย

ดูเหมือนว่าดาวฤกษ์ของกาแล็กซีโบราณทั้ง 4 แห่ง ยังไม่มีองค์ประกอบเป็นธาตุหนักหรือแร่ธาตุที่มีโครงสร้างซับซ้อน แต่ถือกำเนิดขึ้นมาจากอะตอมของไฮโดรเจนและฮีเลียม ซึ่งมีอยู่ทั่วไปในจักรวาลยุคแรกเริ่ม

หลักฐานที่ค้นพบใหม่นี้ยืนยันว่า กาแล็กซีในยุคกำเนิดจักรวาลมีการเติบโตอย่างรวดเร็วกว่าที่นักดาราศาสตร์เคยคาดการณ์เอาไว้มาก ซึ่งชี้ว่าพวกมันอาจถือกำเนิดขึ้นก่อนช่วงเวลาที่เคยประมาณการไว้หลายล้านปีก็เป็นได้

นอกจากการค้นพบกาแล็กซีอายุเก่าแก่ที่สุดแล้ว กล้อง JWST ยังพบหลุมดำมวลยิ่งยวด (supermassive black hole) ที่อยู่ห่างจากโลกมากที่สุดและมีอายุเก่าแก่ที่สุดเท่าที่เคยพบมาอีกด้วย โดยรายงานการค้นพบนี้กำลังรอรับการพิจารณาลงตีพิมพ์ในวารสาร The Astrophysical Journal

หลุมดำดังกล่าวมีมวลราว 10 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์ ซึ่งจัดว่ามีขนาดไม่ใหญ่นัก ทีมผู้วิจัยคาดว่ามันถือกำเนิดขึ้นหลังเหตุการณ์บิ๊กแบงเพียง 570 ล้านปีเท่านั้น ซึ่งวัตถุอวกาศในยุคดังกล่าวมักจะมีขนาดเล็กกว่าของยุคปัจจุบัน

อย่างไรก็ตาม หลุมดำดังกล่าวมีอัตราการเติบโตที่รวดเร็วผิดคาด โดยมีการกลืนกินมวลสารและแผ่รังสีออกมาในลักษณะของนิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์ (Active Galactic Nucleus – AGN) ทำให้ประมาณการได้ว่าดาราจักรหรือกาแล็กซีในยุคแรกเริ่มของจักรวาล มีอัตราการก่อตัวของดาวฤกษ์ดวงใหม่ที่คล้ายกับดวงอาทิตย์สูงถึงราว 30 ดวงต่อปี ซึ่งนับว่าสูงกว่าอัตราการให้กำเนิดดาวฤกษ์ของกาแล็กซีในยุคปัจจุบันมาก