สมาคมดาราศาสตร์ไทย

พบดาราจักรดึกดำบรรพ์กลุ่มใหญ่ เขย่าทฤษฎีกำเนิดเอกภพ

พบดาราจักรดึกดำบรรพ์กลุ่มใหญ่ เขย่าทฤษฎีกำเนิดเอกภพ

7 ส.ค. 2562
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบดาราจักรมวลสูงจำนวนหลายสิบดาราจักรอยู่ห่างออกไปหลายพันล้านปีแสง การค้นพบครั้งนี้อาจทำให้ต้องนักเอกภพวิทยาต้องกลับมาเขียนตำรากันใหม่ว่าเอกภพมีต้นกำเนิดอย่างไร และสภาพแวดล้อมในยุคเริ่มต้นของเอกภพเป็นเช่นไร

การค้นพบครั้งนี้เป็นงานวิจัยของนักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโตเกียว โดยมี หวัง เทา เป็นหัวหน้าคณะ

ดาราจักรเหล่านี้มองไม่เห็นด้วยแสงธรรมดา นั่นเป็นเหตุที่ว่าเหตุใดนักวิทยาศาสตร์จึงเพิ่งมาค้นพบเอาป่านนี้ การที่ดาราจักรกลุ่มนี้อยู่ห่างไกลมาก แสงจากดาราจักรที่เดินทางผ่านห้วงอวกาศที่ขยายตัวตลอดเวลาจึงถูกยืดออกให้ความยาวคลื่นมากขึ้นจนเข้าสู่ย่านความถี่อินฟราเรดและคลื่นวิทยุ นอกจากนี้ฝุ่นในอวกาศที่ขวางทางแสงอยู่ก็ยิ่งดูดกลืนแสงที่มีความยาวคลื่นตั้งแต่อัลตราไวโอเลตจนถึงอินฟราเรดใกล้ ซึ่งก็คือพิสัยความไวของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลนั่นเอง 

นักวิจัยคณะนี้เริ่มจากการใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ของนาซา ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรด ตรวจพบวัตถุ 63 ดวงที่ไม่เคยเห็นที่ไหนมาก่อน แต่ก็มองไม่ออกว่ามันคืออะไรกันแน่ จึงต้องหันไปพึ่งกล้องอัลมา (ALMA--Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ทำงานในย่านความยาวคลื่นระดับมิลลิเมตรและต่ำกว่า เป็นเครือข่ายของจานวิทยุเรียงรายกันเป็นสายในทะเลทรายของชิลี กล้องอัลมาเผยว่าในจำนวนวัตถุลึกลับนั้น 39 ดวงคือดาราจักรมวลสูงที่กำลังอึกทึกไปด้วยกิจกรรมการผลิตดาวฤกษ์ที่มีอัตราสูงกว่าดาราจักรทางช้างเผือกในปัจจุบันถึง 100 เท่า

ดาราจักรที่พบใหม่มองไม่เห็นด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (ซ้าย) แต่มองเห็นด้วยกล้องอัลมา (ขวา) (จาก The University of Tokyo/CEA/NAOJ)


การค้นพบดาราจักรมวลสูงสักแห่งคงจะไม่ใช่เรื่องตื่นเต้นอะไรนัก แต่ดาราจักรกลุ่มนี้อยู่ห่างจากโลกมากจนแทบสุดเอกภพ ซึ่งหมายความว่าภาพที่ปรากฏเป็นภาพที่เกิดขึ้นในขณะที่เอกภพมีอายุเพียงสองพันล้านปีเท่านั้น (การมองวัตถุที่อยู่ห่างไกล เป็นการมองภาพของอดีต เพราะแสงจากวัตถุต้องใช้เวลาในการเดินทางมาสู่สายตาเรา ยิ่งวัตถุอยู่ไกลเท่าใด ก็ยิ่งเป็นการมองย้อนเวลาไปได้ไกลขึ้นเท่านั้น)

นักดาราศาสตร์เคยคาดคิดมาก่อนแล้วว่าต้องมีดาราจักรประเภทนี้ นักวิจัยคณะดังกล่าวกล่าวว่าเมื่อดาราจักรเหล่านี้วิวัฒน์ต่อไปจนอายุมากเข้า ก็จะกลายเป็นดาราจักรรีมวลสูงดังที่เรารู้จักกันอยู่หลายแห่งไม่ไกลจากดาราจักรของเรา แต่ปริมาณของดาราจักรที่พบที่มีมากกว่าที่คาดไว้ถึงสิบเท่าต่างหาก ที่ทำให้นักดาราศาสตร์ต้องงุนงงว่าเป็นเช่นนี้ไปได้อย่างไร 

เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุอัลมา ประกอบด้วยจานสายอากาศ 66 ใบเรียงกันเป็นแถวลำดับ ตัั้งอยู่บนที่ราบสูงอาตากามาในประเทศชิลี  (จาก Kohno, et al.)


การค้นพบครั้งนี้แสดงว่า เอกภพยุคต้นมีศักยภาพในการสร้างดาราจักรมวลสูงมากกว่าที่แบบจำลองเอกภพที่ใช้กันอยู่ประเมินไว้ บางทีอาจเกี่ยวข้องกับสสารมืด เอกภพต้องมีสสารมืดมากกว่าที่คาดกันไว้มาก จึงจะเพียงพอที่จะสร้างดาราจักรมวลสูงได้ปริมาณมากเช่นนี้ในเอกภพยุคแรกเริ่มได้

นักวิจัยคณะนี้ตั้งความหวังที่จะได้ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์ซึ่งมีความไวมากกว่ากล้องฮับเบิลมากจะมาช่วยไขปัญหานี้ต่อไป