นาซาเผยภาพ "กาแล็กซีไฟคริสต์มาส" ชี้ถึงร่องรอยการก่อตัวของเอกภพ

องค์การนาซาเผยภาพใหม่ล่าสุดจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์ (JWST) ซึ่งเป็นครั้งแรกที่กล้องสามารถจับภาพดาราจักรหรือกาแล็กซีอายุเก่าแก่ที่คล้ายกับทางช้างเผือกของเรา ในตอนที่มันเพิ่งเริ่มก่อตัวขึ้นหลังเหตุการณ์บิ๊กแบงไม่นานนัก

ภาพของแสงดาวที่แพรวพราวระยิบระยับเป็นสาย ทำให้เหล่านักดาราศาสตร์รู้สึกว่า ภาพนี้ช่างเข้ากับบรรยากาศการเฉลิมฉลองเทศกาลคริสต์มาสที่กำลังจะมาถึงได้เป็นอย่างดี "ฉันชอบกาแล็กซีที่มีแสงแพรวพราวและมีแสงไฟประดับต้นคริสต์มาสส่องสว่างอยู่ เหมือนกับตอนที่มันเพิ่งถือกำเนิดขึ้น เมื่อเอกภพยังมีอายุเพียง 600 ล้านปี" ศาสตราจารย์แคเธอรีน เฮย์แมนส์ ราชบัณฑิตสาขาดาราศาสตร์แห่งสกอตแลนด์กล่าวกับบีบีซี

ภาพจากกล้อง JWST ดังกล่าว แสดงให้เห็นกระจุกดาวฤกษ์ทรงกลมที่มีสีสันต่างกันทั้งหมด 10 ลูก ซึ่งดูไปแล้วไม่ต่างจากลูกบอลที่ใช้ตกแต่งต้นคริสต์มาส แต่ลูกบอลเรืองแสงเหล่านี้กลับถูกนำมาแขวนไว้ในห้วงอวกาศ

นักวิทยาศาสตร์ระบุว่า นี่เป็นครั้งแรกที่พวกเขาได้เห็นกระจุกดาวฤกษ์มาเกาะกลุ่มรวมกัน เพื่อเตรียมจะก่อตัวเป็นดาราจักรประเภทเดียวกับกาแล็กซีทางช้างเผือกของเราต่อไป ภาพดังกล่าวยังสามารถให้ข้อมูลหลักฐานเพิ่มเติมกับเราได้ว่า เอกภพหรือห้วงจักรวาลก่อตัวขึ้นอย่างไรด้วย

ทีมนักดาราศาสตร์ผู้ควบคุมกล้อง JWST ตั้งชื่อให้กาแล็กซีโบราณนี้ว่า "ประกายแสงหิ่งห้อย" (Firefly Sparkle) เพราะมันดูเหมือนกับฝูงหิ่งห้อยที่เปล่งแสงสีต่างกัน

เนื่องจากกล้อง JWST โคจรอยู่ในห้วงอวกาศไกลออกไปจากชั้นบรรยากาศของโลกมาก ทำให้มันเป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ทรงพลังสูงสุดเหนืออุปกรณ์ใด ๆ ที่มนุษย์เคยสร้างขึ้นมาก่อน ซึ่งที่ผ่านมากล้อง JWST ได้เผยภาพของกาแล็กซีอายุเก่าแก่ ที่อยู่ห่างไกลออกไปในห้วงอวกาศอันลึกสุดขั้วมาแล้วหลายครั้ง แต่ยังไม่เคยจับภาพกาแล็กซีโบราณที่คล้ายกับกาแล็กซีทางช้างเผือก ในตอนที่มันเพิ่งเริ่มก่อตัวด้วยความละเอียดสูงเช่นนี้มาก่อน

ดร. ลามิยา โมวลา นักดาราศาสตร์จากวิทยาลัยเวลส์ลีของสหรัฐฯ หนึ่งในผู้นำทีมวิจัยที่ศึกษากาแล็กซี "ประกายแสงหิ่งห้อย" บอกว่า "ข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นในห้วงจักรวาลยุคนั้น หาพบได้ยากมาก แต่จากภาพนี้เราสามารถมองเห็นกาแล็กซีค่อย ๆ ก่อตัวขึ้นทีละเล็กละน้อย"

"ตามปกติแล้ว กาแล็กซีที่เรามองเห็นอยู่ทั่วไปโดยรอบ จะเป็นกาแล็กซีที่ผ่านกระบวนการก่อตัวมาจนเสร็จสิ้นเรียบร้อยแล้ว ดังนั้นนี่จึงเป็นครั้งแรก ที่เรามีโอกาสได้เห็นกระบวนการขั้นต้นดังกล่าว" ดร. โมวลาอธิบาย

ศ.เฮย์แมนส์ ซึ่งไม่ได้ร่วมทำการศึกษากับทีมวิจัยข้างต้น แสดงความเห็นกับผู้สื่อข่าวบีบีซีถึงการค้นพบในครั้งนี้ว่า "มันช่างงดงามและให้บรรยากาศของเทศกาลเฉลิมฉลอง ทั้งยังมีความสำคัญต่อวงการวิทยาศาสตร์อย่างยิ่ง ช่างน่าอัศจรรย์ที่มนุษย์สามารถสร้างกล้องโทรทรรศน์ ที่ทำให้เรามองย้อนอดีตกลับไปในห้วงเวลาอันยาวไกลได้ จนสามารถมองเห็นภาพที่สวยงามของกาแล็กซีในระยะแรกเริ่มตั้งไข่"

ดร. โมวลายังอธิบายเพิ่มเติมว่า การที่กระจุกดาวฤกษ์แต่ละกลุ่มมีสีสันไม่เหมือนกัน เป็นเพราะอยู่ในขั้นตอนการก่อตัวที่ต่างระยะกัน "มันจึงดูสวยงามมาก เพราะช่วงวัยแรกเกิดของดาราจักรนั้น เต็มไปด้วยความเคลื่อนไหวและการเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ อย่างแข็งขัน"

"มีหลายสิ่งเกิดขึ้นในนั้น ทั้งบรรดาดาวฤกษ์ที่เกิดใหม่และดาวฤกษ์มวลมากที่สิ้นอายุขัยลง กาแล็กซีที่เพิ่งเกิดนี้มีกลุ่มฝุ่นและก๊าซอยู่โดยรอบ ซึ่งองค์ประกอบของมันมีทั้งไนโตรเจนและออกซิเจน" ดร. โมวลากล่าว "จากสีสันที่แตกต่างกันของกระจุกดาวฤกษ์ เราสามารถจะบอกได้ว่าแต่ละกลุ่มมีอายุเท่าใด มีธาตุอะไรเป็นองค์ประกอบ และมีระดับอุณหภูมิเท่าใดในตอนที่ก่อตัวขึ้น"

ก่อนหน้าการค้นพบกาแล็กซีประกายแสงหิ่งห้อย ดร.โมวลาบอกว่า เธอไม่เคยเห็นกระจุกดาวฤกษ์ที่ส่องสว่างและมีสีสันสดใสเท่านี้มาก่อน ซึ่งความแตกต่างดังกล่าวทำให้เธอเชื่อว่า กาแล็กซีโบราณแห่งนี้น่าจะมีคุณสมบัติพิเศษบางอย่าง และเมื่อคำนวณหาตำแหน่งที่ตั้ง ดร.โมวลาพบว่ามันอยู่ห่างจากโลกถึงกว่า 13,000 ล้านปีแสง ซึ่งแสดงว่ามันก่อตัวขึ้นในตอนที่เอกภพเพิ่งถือกำเนิดได้ไม่นานนัก

การที่กล้อง JWST สามารถตรวจจับแสงที่เป็นจุดเล็ก ๆ ซึ่งเดินทางมาไกลจากห้วงอวกาศลึกโดยใช้เวลากว่า 13,000 ล้านปีได้ นับว่าเป็นความบังเอิญที่เหลือเชื่อและถือเป็นโชคของวงการวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริง

อย่างไรก็ตาม นักดาราศาสตร์ได้ใช้ประโยชน์จากสิ่งที่เรียกว่า "ปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วง" (gravitational lensing) เพื่อขยายภาพของกาแล็กซีประกายแสงหิ่งห้อยให้เห็นได้ชัดเจนขึ้นหลายเท่า โดยมวลมหาศาลของบรรดากระจุกดาราจักรที่ตั้งอยู่ในห้วงอวกาศ ระหว่างกาแล็กซีดังกล่าวกับตำแหน่งของกล้อง JWST จะทำให้แสงเกิดการบิดโค้งตามปริภูมิ-เวลา (space-time) ที่บิดเบี้ยวไปเพราะอิทธิพลของความโน้มถ่วง จนเสมือนว่ากระจุกดาราจักรเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นแว่นขยายให้กับกล้อง JWST นั่นเอง

ดร.คาร์ทีก อีเยร์ หนึ่งในผู้นำทีมวิจัยข้างต้นจากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียของสหรัฐฯ กล่าวสรุปถึงเนื้อหาของรายงานวิจัยที่ลงตีพิมพ์เผยแพร่ในวารสารวิชาการ Nature ว่า "การประกอบสร้างภาพขึ้นใหม่ของเรา ทำให้เห็นว่ากระจุกดาวฤกษ์ที่มีดวงดาวกำลังก่อตัวขึ้นอย่างรวดเร็วและมากมายเหล่านี้ ถูกห่อหุ้มด้วยแสงที่แพร่กระจายมาจากดาวฤกษ์ดวงอื่นด้วย ดังนั้นกาแล็กซีแห่งดังกล่าวจึงอยู่ในกระบวนการก่อร่างสร้างตัวอย่างแท้จริง"

"การที่เราได้เห็นกาแล็กซีอันไกลโพ้นกำลังทำสิ่งเหล่านี้ มันช่างเป็นความรู้สึกที่แสนอัศจรรย์ และทำให้เรารู้ตัวว่าต่ำต้อยเพียงใด" ดร. อีเยร์ กล่าวทิ้งท้าย