Lyman-Apha Light จาก Jades-GS-Z13-1 ใช้เวลาเกือบ 13.47 พันล้านปีในการติดต่อเราเนื่องจากมีอายุเพียง 330 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบง
ภาพนี้แสดง Jades-GS-Z13-1 (จุดสีแดงที่ตรงกลาง) ถ่ายภาพด้วยกล้องอินฟราเรดใกล้ (Nircam) ของ Webb ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโปรแกรม Jades เครดิตภาพ: NASA / ESA / CSA / WEBB / STSCI / Jades การทำงานร่วมกัน / Brant Robertson, UC Santa Cruz / Ben Johnson, CFA / Sandro Tacchella, Cambridge / Phill Cargile, CFA / J. Witstok, P. Jakobsen & A. Pagan
เป้าหมายทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญของกล้องโทรทรรศน์อวกาศของ NASA/ESA/CSA James Webb ได้เห็นมากขึ้นกว่าเดิมในอดีตอันไกลโพ้นของจักรวาลของเราเมื่อกาแลคซีแรกเกิดขึ้นหลังจากบิ๊กแบง
การค้นหานี้ได้ให้กาแลคซีทำลายสถิติแล้วในการสังเกตโปรแกรมเช่นการสำรวจ Extragalactic Deep Advanced Deep (JADES) ของ JWST
ความไวที่ไม่ธรรมดาของเวบบ์ต่อแสงอินฟราเรดยังเปิดช่องทางใหม่ของการวิจัยเกี่ยวกับเวลาและวิธีการที่กาแลคซีดังกล่าวเกิดขึ้นและผลกระทบของพวกเขาต่อจักรวาลในเวลาที่รู้จักกันในชื่อจักรวาลรุ่งอรุณ
นักดาราศาสตร์ที่ศึกษาหนึ่งในกาแลคซียุคแรก ๆ เหล่านั้นได้ทำการค้นพบในสเปกตรัมของแสงซึ่งท้าทายความเข้าใจที่กำหนดไว้ของเราเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ยุคแรกของจักรวาล
Jades-GS-Z13-1 (GS-Z13-1 สั้น ๆ ) ถูกค้นพบในภาพที่ถ่ายโดย Nircam ของ Webb (กล้องอินฟราเรดใกล้) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโปรแกรม Jades
Dr. Roberto Maiolino จาก University of Cambridge และ University College London และเพื่อนร่วมงานใช้ความสว่างของ Galaxy ในตัวกรองอินฟราเรดที่แตกต่างกันเพื่อประเมิน Redshift ซึ่งวัดระยะทางของกาแลคซีจากโลกโดยพิจารณาจากแสงของมันในระหว่างการเดินทางผ่านการขยายพื้นที่
การถ่ายภาพ NIRCAM ให้การประมาณค่า redshift เริ่มต้นที่ 12.9 จากการค้นหาเพื่อยืนยันการเปลี่ยนสีแดงที่รุนแรงนักดาราศาสตร์จึงสังเกตเห็นกาแล็กซี่โดยใช้เครื่องมือสเปคโตรกราฟ (NIRSPEC) ของเวบบ์ (NIRSPEC)
ในสเปกตรัมที่เกิดขึ้น Redshift ได้รับการยืนยันว่าเป็น 13.0 สิ่งนี้เท่ากับกาแลคซีที่เห็นเพียง 330 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบงซึ่งเป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของอายุปัจจุบันของจักรวาลที่มีอายุ 13.8 พันล้านปี
แต่คุณลักษณะที่ไม่คาดคิดโดดเด่นเช่นกัน: ความยาวคลื่นเฉพาะแสงที่ชัดเจนและชัดเจนของแสงที่ระบุว่าเป็นการปล่อยไลแมน-อัลฟ่าที่แผ่รังสีด้วยอะตอมไฮโดรเจน
การปล่อยก๊าซเรือนกระจกนี้แข็งแกร่งกว่านักดาราศาสตร์ที่คิดว่าเป็นไปได้ในช่วงแรกของการพัฒนาของจักรวาล
“ จักรวาลยุคแรกถูกอาบน้ำในหมอกหนาของไฮโดรเจนที่เป็นกลาง” ดร. Maiolino กล่าว
“ หมอกควันนี้ส่วนใหญ่ถูกยกขึ้นในกระบวนการที่เรียกว่า reionization ซึ่งเสร็จสิ้นประมาณหนึ่งพันล้านปีหลังจากบิ๊กแบง”
“ GS-Z13-1 ถูกมองเห็นเมื่อจักรวาลมีอายุเพียง 330 ล้านปี แต่มันแสดงให้เห็นถึงลายเซ็นที่ชัดเจนและน่าประหลาดใจของการปล่อย Lyman-Alpha ที่สามารถมองเห็นได้เมื่อหมอกรอบตัวได้ยกขึ้นอย่างสมบูรณ์”
“ ผลลัพธ์นี้ไม่คาดคิดอย่างสิ้นเชิงจากทฤษฎีการก่อตัวของกาแล็กซี่ยุคแรกและจับนักดาราศาสตร์ด้วยความประหลาดใจ”
“ ก่อนและระหว่างยุคของการ reionization ปริมาณไฮโดรเจนที่เป็นกลางจำนวนมหาศาลที่อยู่รอบ ๆ กาแลคซีปิดกั้นแสงอัลตราไวโอเลตที่มีพลังใด ๆ ที่พวกเขาปล่อยออกมาเหมือนกับผลการกรองของแก้วสี”
“ จนกระทั่งดาวฤกษ์เกิดขึ้นมากพอและสามารถทำให้เกิดไอออนก๊าซไฮโดรเจนไม่มีแสงสว่างเช่นนี้รวมถึงการปล่อย Lyman-Alpha-สามารถหลบหนีจากกาแลคซีที่มีประสบการณ์เหล่านี้ไปถึงโลก”
“ การยืนยันการแผ่รังสีของ Lyman-Alpha จากกาแลคซีนี้จึงมีความหมายที่ดีสำหรับความเข้าใจของเราเกี่ยวกับจักรวาลยุคแรก”
“ เราไม่ควรพบกาแล็กซี่เช่นนี้จริง ๆ เนื่องจากความเข้าใจของเราเกี่ยวกับวิธีการที่จักรวาลมีการพัฒนา” ดร. เควินเฮนไลน์นักดาราศาสตร์มหาวิทยาลัยแอริโซนากล่าว
“ เราสามารถนึกถึงจักรวาลยุคแรก ๆ ที่ปกคลุมไปด้วยหมอกหนา ๆ ที่จะทำให้ยากมากที่จะหาประภาคารที่ทรงพลังพุ่งทะลุผ่าน แต่ที่นี่เราเห็นลำแสงของแสงจากกาแลคซีนี้เจาะม่าน”
“ สายการปล่อยก๊าซที่น่าสนใจนี้มีผลกระทบอย่างมากสำหรับวิธีและเวลาที่จักรวาล reionized”
แหล่งที่มาของรังสี Lyman-Alpha ของ GS-Z13-1 จากกาแลคซีนี้ยังไม่เป็นที่รู้จัก แต่อาจรวมถึงแสงแรกจากดาวรุ่นแรกสุดที่จะก่อตัวในจักรวาล
“ ฟองสบู่ขนาดใหญ่ของไฮโดรเจนที่แตกตัวเป็นไอออนที่ล้อมรอบกาแลคซีนี้อาจถูกสร้างขึ้นโดยประชากรที่แปลกประหลาดของดาวฤกษ์ซึ่งมีขนาดใหญ่มากขึ้นร้อนและส่องสว่างมากกว่าดาวที่เกิดขึ้นในยุคต่อมาและอาจเป็นตัวแทนของดาวรุ่นแรก
“ นิวเคลียสกาแล็คซี่ที่ใช้งานอยู่ (AGN) ซึ่งขับเคลื่อนโดยหนึ่งในหลุมดำมวลมหาศาลแห่งแรกเป็นความเป็นไปได้อีกอย่างหนึ่งที่ทีมงานของเราระบุไว้”
ทีมผลการวิจัยถูกตีพิมพ์ในวารสารฉบับวันที่ 26 มีนาคมธรรมชาติ-
-
J. Knowstoket al- 2025. เป็นพยานถึงการโจมตีใหม่ผ่านการปล่อย Lyman-αที่ Redshift 13ธรรมชาติ639, 897-901; สอง: 10.1038/s41586-025-08779-5
