ด้วยการใช้การสำรวจด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ นักดาราศาสตร์ได้ระบุดาวฤกษ์ที่มีเลนส์ขนาดเล็กมากกว่า 40 ดวงในกาแลคซีเดียวหลังกระจุกกาแลคซี Abell 370 ที่ระยะเรดชิฟท์ 0.725 (เรียกว่าส่วนโค้งมังกร) เมื่อเอกภพมีอายุเพียงครึ่งหนึ่งของอายุปัจจุบัน
ในภาพฮับเบิลของเอเบลล์ 370 นี้ ดาราจักรหลักซึ่งเป็นที่ค้นพบดาว 44 ดวงปรากฏขึ้นหลายครั้ง เครดิตภาพ: นาซ่า
“การค้นพบที่แหวกแนวนี้แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าการศึกษาดาวแต่ละดวงจำนวนมากในกาแลคซีห่างไกลนั้นเป็นไปได้” ดร. เฟิงหวู่ ซุน นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดและสมิธโซเนียนกล่าว
“แม้ว่าการศึกษาก่อนหน้านี้กับกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของ NASA/ESA พบว่ามีดาวฤกษ์ประมาณ 7 ดวง แต่ตอนนี้เรามีความสามารถในการแยกดาวฤกษ์ที่ก่อนหน้านี้อยู่นอกเหนือความสามารถของเราแล้ว”
“สิ่งสำคัญ การสังเกตดาวฤกษ์แต่ละดวงมากขึ้นยังช่วยให้เราเข้าใจสสารมืดในระนาบเลนส์ของกาแลคซีและดาวฤกษ์เหล่านี้ได้ดีขึ้น ซึ่งเราไม่สามารถทำได้ด้วยดาวฤกษ์เพียงไม่กี่ดวงที่สังเกตได้ก่อนหน้านี้”
ในการศึกษานี้ ดร. ซันและเพื่อนร่วมงานวิเคราะห์ภาพถ่ายเวบบ์ของกาแลคซีที่เรียกว่าส่วนโค้งมังกร ซึ่งอยู่ตามแนวสายตาจากโลกด้านหลังกระจุกกาแลคซีขนาดมหึมาที่เรียกว่าเอเบลล์ 370
เนื่องจากเอฟเฟกต์เลนส์โน้มถ่วง Abell 370 จึงขยายเกลียวอันเป็นเอกลักษณ์ของส่วนโค้งมังกรให้กลายเป็นรูปทรงที่ยาว ราวกับห้องโถงที่มีกระจกตามสัดส่วนของจักรวาล
นักดาราศาสตร์วิเคราะห์สีของดาวฤกษ์แต่ละดวงภายในส่วนโค้งมังกรอย่างระมัดระวัง และพบว่าหลายดวงเป็นดาวยักษ์แดง สิ่งนี้แตกต่างกับการค้นพบครั้งก่อนๆ ซึ่งระบุถึงยักษ์ใหญ่สีน้ำเงินเป็นส่วนใหญ่
นักวิจัยระบุว่า ความแตกต่างของประเภทของดาวฤกษ์นี้ยังเน้นถึงพลังพิเศษของการสังเกตการณ์เวบบ์ที่ความยาวคลื่นอินฟราเรดที่สามารถเผยให้เห็นดาวฤกษ์ที่อุณหภูมิต่ำกว่าได้
“เมื่อเราค้นพบดาวแต่ละดวงเหล่านี้ จริงๆ แล้วเรากำลังมองหากาแลคซีพื้นหลังที่ถูกขยายโดยกาแลคซีในกระจุกขนาดใหญ่นี้” ดร. ซันกล่าว
“แต่เมื่อเราประมวลผลข้อมูล เราพบว่ามีสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นจุดดาวจำนวนมาก”
“เป็นการค้นพบที่น่าตื่นเต้นเพราะนี่เป็นครั้งแรกที่เราสามารถเห็นดาวฤกษ์จำนวนมากจำนวนมากที่อยู่ห่างไกลออกไป”
“เรารู้มากขึ้นเกี่ยวกับดาวยักษ์แดงในย่านดาราจักรท้องถิ่นของเรา เพราะว่าพวกมันอยู่ใกล้กว่าและเราสามารถถ่ายภาพและสเปกตรัมได้ดีขึ้น และบางครั้งก็สามารถแยกแยะดวงดาวได้ด้วย”
“เราสามารถใช้ความรู้ที่ได้รับจากการศึกษายักษ์แดงในจักรวาลท้องถิ่นเพื่อตีความสิ่งที่เกิดขึ้นต่อไปสำหรับพวกมันในช่วงยุคเริ่มต้นของการก่อตัวของกาแลคซีในการศึกษาในอนาคต”
กาแลคซีส่วนใหญ่รวมทั้งทางช้างเผือกมีดาวหลายหมื่นล้านดวง ในกาแลคซีใกล้เคียง เช่น กาแล็กซีแอนโดรเมดา นักดาราศาสตร์สามารถสังเกตดาวฤกษ์ได้ทีละดวง
อย่างไรก็ตาม ในกาแลคซีที่อยู่ห่างออกไปหลายพันล้านปีแสง ดาวฤกษ์จะปรากฏขึ้นรวมกันเนื่องจากแสงต้องเดินทางหลายพันล้านปีแสงก่อนที่มันจะมาถึงเรา นำเสนอความท้าทายที่มีมายาวนานสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่กำลังศึกษาว่ากาแลคซีก่อตัวและวิวัฒนาการอย่างไร
“สำหรับเรา กาแลคซีที่อยู่ห่างไกลมากมักจะดูเหมือนหยดที่ฟุ้งกระจาย” ดร. โยชิโนบุ ฟูดาโมโตะ นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยชิบะกล่าว
“แต่จริงๆ แล้ว หยดเหล่านั้นประกอบด้วยดวงดาวมากมายหลายดวง เราแค่ไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ของเรา”
ที่ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสารดาราศาสตร์ธรรมชาติ-
-
วาย. ฟูดาโมโตะและคณะ- การจำแนกดาวฤกษ์ที่มีการขยายความโน้มถ่วงมากกว่า 40 ดวงในกาแลคซีที่เรดชิฟต์ 0.725แนท แอสทรอนเผยแพร่ออนไลน์วันที่ 6 มกราคม 2025; ดอย: 10.1038/s41550-024-02432-3
