นักดาราศาสตร์ที่ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ของ NASA/ESA/CSA ได้ค้นพบกาแลคซีมวลมากสามแห่งซึ่งมีมวลเกือบเท่ากับกาแล็กซีทางช้างเผือกของเราเอง ซึ่งเกิดขึ้นแล้วภายในพันล้านปีแรกหลังบิ๊กแบง การค้นพบนี้เป็นส่วนหนึ่งของการสำรวจของ JWST/FRESCO บ่งชี้ว่าดาวฤกษ์ในเอกภพยุคแรกเริ่มเติบโตเร็วกว่าที่คิดไว้มาก ซึ่งท้าทายแบบจำลองการก่อตัวกาแลคซีที่มีอยู่
กาแล็กซีสัตว์ประหลาดสีแดงสามกาแล็กซีที่เวบบ์ค้นพบ เครดิตรูปภาพ: NASA / CSA / ESA / M. Xiao & PA Oesch, มหาวิทยาลัยเจนีวา / G. Brammer, สถาบัน Niels Bohr / Dawn JWST Archive
จนถึงขณะนี้ เชื่อกันว่ากาแลคซีทั้งหมดก่อตัวขึ้นทีละน้อยภายในรัศมีขนาดใหญ่ของสสารมืด
รัศมีของสสารมืดจับก๊าซ (อะตอมและโมเลกุล) เข้าไปในโครงสร้างที่มีแรงโน้มถ่วง
โดยทั่วไปแล้ว มากที่สุด 20% ของก๊าซนี้จะถูกเปลี่ยนเป็นดาวฤกษ์ในกาแลคซี
อย่างไรก็ตาม การค้นพบใหม่ท้าทายมุมมองนี้ โดยเผยให้เห็นว่ากาแลคซีขนาดใหญ่ในเอกภพยุคแรกเริ่มอาจเติบโตอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากกว่าที่คิดไว้มาก
“คำถามเกี่ยวกับกาแลคซีขนาดใหญ่ที่ 'เป็นไปไม่ได้' ไม่นานหลังจากบิ๊กแบงได้รบกวนนักดาราศาสตร์นับตั้งแต่ภาพเวบบ์แรก ๆ” ดร. ไอโว แล็บเบ นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสวินเบิร์นกล่าว
“ก็เหมือนกับเจอเด็กวัยเตาะแตะหนัก 100 กิโลกรัม” ตอนนี้เวบบ์ได้พิสูจน์แล้วว่าสัตว์ประหลาดสามารถท่องไปในจักรวาลยุคแรก ๆ ได้”
แหล่งที่มาส่วนใหญ่ที่พบในการสำรวจ FRESCO นั้นตรงกับแบบจำลองที่มีอยู่ แต่นักดาราศาสตร์ยังพบกาแลคซีขนาดใหญ่อย่างน่าประหลาดใจสามแห่ง ซึ่งมีมวลดาวฤกษ์เทียบได้กับทางช้างเผือกในปัจจุบัน
พวกมันได้รับการตั้งชื่อว่า 'สัตว์ประหลาดสีแดง' เนื่องจากมีฝุ่นอยู่มาก ซึ่งทำให้พวกมันมีรูปลักษณ์สีแดงชัดเจนในภาพเว็บบ์
สิ่งเหล่านี้กำลังก่อตัวดาวฤกษ์อย่างมีประสิทธิภาพเกือบสองเท่าของดาวฤกษ์ที่มีมวลต่ำกว่าและกาแลคซีในเวลาต่อมา
“การค้นพบนี้ทำให้เกิดคำถามใหม่สำหรับทฤษฎีการกำเนิดกาแลคซี โดยเฉพาะปัญหากาแลคซี 'มากเกินไปและใหญ่เกินไป' ในจักรวาลยุคแรกเริ่ม” ดร. Labbé กล่าว
แบบจำลองปัจจุบันไม่สามารถอธิบายได้ว่าเป็นไปได้อย่างไรที่การกำเนิดดาวฤกษ์นั้นมีประสิทธิภาพสูงมาก ตั้งแต่แรกเริ่มในเอกภพ
“ข้อสันนิษฐานตามปกติคือดาวฤกษ์ที่ระเบิดและหลุมดำมวลมหาศาลทำลายการก่อตัวของดาวฤกษ์ และเป่าเทียนให้ดับ”
“ไม่ต้องสงสัยเลยว่าการสังเกตของเวบบ์ในอนาคตจะให้เบาะแสแก่เราว่าเรายังขาดอะไรไปบ้าง”
“การพบสัตว์ขนาดมหึมาสามตัวในกลุ่มตัวอย่างทำให้เกิดปริศนาที่น่าเย้ายวน” ศาสตราจารย์ Stijn Wuyts นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยบาธกล่าว
“กระบวนการมากมายในการวิวัฒนาการกาแลคซีมีแนวโน้มที่จะแนะนำขั้นตอนจำกัดอัตราในประสิทธิภาพของก๊าซที่สามารถแปลงเป็นดาวฤกษ์ได้ แต่สัตว์ประหลาดสีแดงเหล่านี้ดูเหมือนจะหลบเลี่ยงอุปสรรคส่วนใหญ่ได้อย่างรวดเร็ว”
“ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่ากาแลคซีในเอกภพยุคแรกเริ่มสามารถก่อตัวดาวฤกษ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพอย่างไม่คาดคิด” ดร. Mengyuan Xiao นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเจนีวากล่าว
“เมื่อเราศึกษากาแลคซีเหล่านี้ในเชิงลึกมากขึ้น พวกมันจะนำเสนอข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เกี่ยวกับสภาวะที่หล่อหลอมยุคแรกสุดของจักรวาล”
“สัตว์ประหลาดสีแดงเป็นเพียงจุดเริ่มต้นของยุคใหม่ในการสำรวจจักรวาลยุคแรกของเรา”
“นั่นคือสิ่งที่ยอดเยี่ยมมากเกี่ยวกับดาราศาสตร์ เรารู้สึกประหลาดใจกับการค้นพบใหม่ๆ อยู่ตลอดเวลา” ศาสตราจารย์วูยต์กล่าว
“ในช่วงสองสามปีแรกของการดำเนินงาน Webb ได้ขว้างลูกโค้งมาให้เราสองสามลูก”
“ในหลาย ๆ ด้าน มันแสดงให้เราเห็นว่ากาแลคซีบางแห่งเติบโตอย่างรวดเร็วในช่วงบทแรกของประวัติศาสตร์จักรวาล”
กกระดาษเกี่ยวกับการค้นพบนี้ปรากฏในวารสารธรรมชาติ-
-
ม.เซียวและคณะ- การเร่งการก่อตัวของกาแลคซีมวลมากพิเศษในช่วงพันล้านปีแรกธรรมชาติเผยแพร่ออนไลน์เมื่อวันที่ 13 พฤศจิกายน 2024; ดอย: 10.1038/s41586-024-08094-5
