คุณอาจคิดว่ากาแลคซีขนาดใหญ่คงยากที่จะพลาด แต่นักดาราศาสตร์เพิ่งพบกองทั้งหมดของพวกเขาหลายพันล้านปีแสงที่อยู่ห่างออกไป กาแลคซีขนาดใหญ่สามสิบเก้าแห่งที่มองไม่เห็นจนถึงตอนนี้กำลังเปลี่ยนความเข้าใจของเราเกี่ยวกับจักรวาลยุคแรก
"นี่เป็นครั้งแรกที่มีประชากรจำนวนมากของกาแลคซีขนาดใหญ่ได้รับการยืนยันในช่วง 2 พันล้านปีแรกของชีวิต 13.7 พันล้านปีของจักรวาลสิ่งเหล่านี้ก่อนหน้านี้เรามองไม่เห็น"นักดาราศาสตร์เต่าวังกล่าวของมหาวิทยาลัยโตเกียว
"การค้นพบนี้ขัดต่อรุ่นปัจจุบันสำหรับช่วงเวลาของการวิวัฒนาการของจักรวาลและจะช่วยเพิ่มรายละเอียดบางอย่างซึ่งหายไปจนถึงตอนนี้"
จักรวาลมีอายุประมาณ 13.8 พันล้านปีซึ่งหมายความว่าอย่างน้อยในทางทฤษฎี - เราสามารถมองเข้าไปในอดีตเพื่อดูว่าเงื่อนไขเป็นอย่างไรเมื่อไฟเปิดอยู่
ตัวอย่างเช่นแสงที่อยู่ห่างออกไป 10 พันล้านปีแสงใช้เวลา 10 พันล้านปีในการเดินทางข้ามอวกาศเพื่อไปถึงเรา ดังนั้นเมื่อเราเห็นบางสิ่งบางอย่างจากที่ไกลออกไปเราก็เห็นมันเหมือนเมื่อ 10 พันล้านปีก่อน
ในแง่ปฏิบัติมันยากกว่ามาก แสงไฟที่ไกลออกไปต้องเดินทางไกลกว่าเมื่อมันมาถึงเรา ลองนึกถึงการเห็นคบเพลิงที่ระยะ 10 เมตรและที่ระยะทาง 100 เมตร มันเล็กลงและจางกว่าในระยะหลัง ที่ 1,000 เมตรคุณอาจไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า
และจักรวาลกำลังขยายตัวซึ่งยืดคลื่นแสงขณะที่พวกเขาเดินทางผ่านอวกาศขยับพวกเขาไปทางปลายสีแดงของสเปกตรัม สิ่งนี้เรียกว่าredshiftและสิ่งที่ไกลออกไปก็ยิ่งมีพื้นที่ขยายตัวมากขึ้นระหว่างเรากับวัตถุซึ่งจะเป็นการเพิ่มการเปลี่ยนสีแดง
เมื่อกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลมองไกลกว่าเวลาในอวกาศมากกว่าที่เคยเป็นมาชุดภาพลึกของภาพมันจับความยาวคลื่นในวงกว้างตั้งแต่อัลตราไวโอเลตไปใกล้อินฟราเรดจับกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลที่สุดที่เราเคยเห็นมา
แต่กาแลคซีที่ค้นพบใหม่เหล่านี้มีภาวะแทรกซ้อนเพิ่มเติม
"เราตรวจพบพวกเขาในช่วงกลางอินฟราเรดและ submillimeter [ระหว่างความยาวคลื่นไกลระหว่างอินฟราเรดและไมโครเวฟ]" วังบอกกับ ScienceAlert
"กาแลคซีเหล่านี้มืดมิดในอัลตราไวโอเลตใกล้อินฟราเรดเพราะมีฝุ่นจำนวนมากที่ดูดซับแสงที่ความยาวคลื่นที่สั้นกว่า"
ภาพฮับเบิลลึก (ซ้าย) และการสังเกต ALMA ในความยาวคลื่น submillimetre (ขวา) (© 2019 Wang et al.)
ที่ความยาวคลื่นเหล่านี้มันยากที่จะอธิบายลักษณะของกาแลคซีเหล่านี้สเปคตรัมตัวอย่างเช่นเทคนิคที่ใช้ในการกำหนดคุณสมบัติของดาวฤกษ์ตามสเปกตรัมของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้ากลายเป็นเรื่องยากมากเมื่อมีความยาวคลื่นที่ จำกัด
อย่างไรก็ตามนักวิจัยยังคงสามารถตรวจสอบได้ว่ากาแลคซีเหล่านี้มีความสำคัญมากโดยมีความหนาแน่นของอวกาศสองคำสั่งของขนาดที่สูงกว่าสุดขีดสตาร์เบอร์สต์กาแลคซี (ความหนาแน่นของอวกาศเป็นปริมาณของพื้นที่ - ดาวดาวเคราะห์และอื่น ๆ - บรรจุลงในพื้นที่ที่กาแลคซีครอบครองกาแลคซีบางแห่งเต็มไปด้วยแยมมากกว่าอื่น ๆ )
กาแลคซีขนาดใหญ่โบราณเหล่านี้กำลังก่อตัวดาวดวงใหม่ในอัตรา 100 เท่าของทางช้างเผือกในวันนี้
และยิ่งกาแล็กซี่ยิ่งใหญ่ยิ่งยิ่งใหญ่ยิ่งใหญ่หลุมดำเป็นแกนหลักของมัน การศึกษาเมื่อต้นปีนี้แสดงให้เราเห็นนั่นรูดำเป็นเรื่องธรรมดามากในจักรวาลยุคแรก ๆ มากกว่าที่เราคิดไว้ก่อนหน้านี้ท้าทายความเข้าใจของเราว่าพวกเขาสามารถเกิดขึ้นได้เร็วแค่ไหน
กาแลคซีที่เพิ่งเกิดใหม่เป็นอีกชิ้นหนึ่งของปริศนา
“ การมีอยู่ของกาแลคซีขนาดใหญ่และเต็มไปด้วยฝุ่นจำนวนมากเหล่านี้ไม่คาดคิดในแบบจำลองหรือแบบจำลองปัจจุบันซึ่งแสดงให้เห็นว่าจักรวาลสามารถสร้างระบบขนาดใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นในช่วงแรก ๆ ที่เราคิด” วังบอก Sciencealert "สิ่งนี้นำมาซึ่งความท้าทายใหม่ ๆ ให้กับนักทฤษฎีและผู้ขับขี่"
และพวกเขายังช่วยแก้ปัญหาอื่นที่มีนักดาราศาสตร์ที่เดือดร้อน: ประชากรจำนวนมากของกาแลคซีขนาดใหญ่ที่ redshifts ต่ำ การสำรวจก่อนหน้านี้ของจักรวาลยุคแรกไม่พบกาแลคซีเพียงพอที่จะอธิบายการก่อตัวของกาแลคซีขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นในภายหลัง
จากผลลัพธ์ของพวกเขาทีมคาดการณ์ว่ามีกาแลคซีสีแดงสูงเหล่านี้จำนวนมากในมวลล่างที่เรายังไม่ได้ตรวจพบ - อาจจะอยู่ที่ประมาณ 530 ต่อตารางปริญญาของท้องฟ้า (สำหรับมุมมองพระจันทร์เต็มดวงคือครึ่งปริญญาข้ามเมื่อมองจากโลก)
“ ความหนาแน่นจำนวนมากของประชากรใหม่ของกาแลคซีขนาดใหญ่นี้ช่วยในการแก้ปัญหาความตึงเครียดนี้” วังกล่าว
ทีมกำลังวางแผนที่จะทำการสังเกตมากขึ้นด้วยอาเรย์ขนาดใหญ่ของ Atacama ขนาดใหญ่/submillimeter เพื่อลองและรับข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเปลี่ยนสีแดงของ 39 กาแลคซีรวมถึงอัตราการก่อตัวดาวและปริมาณฝุ่น
แต่การวิเคราะห์สเปกโทรสโกปีของกาแลคซีอาจต้องรอจนกระทั่งหลังจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ผู้สืบทอดของฮับเบิลเปิดตัวในปี 2564
"ฉันกระตือรือร้นที่จะมีหอสังเกตการณ์ที่กำลังจะมาถึงเช่นกล้องโทรทรรศน์ James Webb Space ที่ใช้อวกาศเพื่อแสดงให้เราเห็นว่าสัตว์ยุคแรกเหล่านี้ทำมาจากอะไรจริง ๆ "วังกล่าว-
การวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในธรรมชาติ-
