สมาคมดาราศาสตร์ไทย

เจมส์เวบบ์พบดาราจักรที่อยู่ไกลที่สุด

เจมส์เวบบ์พบดาราจักรที่อยู่ไกลที่สุด

11 ม.ค. 2566
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
นับจากที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์เข้าประจำการ พิสัยการมองเอกภพของนักดาราศาสตร์ก็ไกลขึ้นมากจนเข้าใกล้ขอบเขตของยุคมืดเข้าไปทุกที ล่าสุดกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ได้ค้นพบดาราจักรใหม่ที่อยู่ไกลที่สุดแห่งใหม่แล้ว

นักดาราศาสตร์เชื่อว่า เอกภพยุคก่อนที่ดาวฤกษ์ดวงแรกจะเกิดขึ้น มีสภาพที่อัดแน่นไปด้วยพลาสมา จึงมีสมบัติทึบแสง นักดาราศาสตร์เรียกเอกภพในยุคนี้ว่า "ยุคมืด"  ต่อมาเมื่ออนุภาคมูลฐานเริ่มจับกันเป็นอะตอม เอกภพจึงเริ่มเป็นกลางทางไฟฟ้า เมื่อมีดาวฤกษ์เกิดขึ้น แสงที่ดาวแผ่ออกมาจึงเดินทางผ่านได้เป็นระยะทางไกล เอกภพจึงมีความ "ใส" มากขึ้น กระบวนการนี้จะเสร็จสมบูรณ์หลังจากเกิดบิกแบงประมาณ พันล้านปี 

แสงจากดาวฤกษ์เหล่ารุ่นใหม่นี้มีความริบหรี่มาก เพราะอยู่ไกลมาก นักดาราศาสตร์หาระยะทางของดาราจักรที่อยู่ห่างไกลมาก ๆ จากการวัดค่าการเลื่อนไปทางแดง (redshift) ของสเปกตรัมในแสงของดาราจักร วิธีนี้อาศัยหลักการที่ว่า เอกภพมีการขยายตัวตลอดเวลา ดาราจักรแต่ละดาราจักรจึงถอยห่างออกจากกัน ดาราจักรยิ่งอยู่ไกล ความเร็วในการถอยห่างยิ่งมาก จึงทำให้สเปกตรัมของแสงมีการเลื่อนไปในทางที่ยาวขึ้น อันเป็นผลจากปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ ดังนั้นหากดาราจักรใดมีการเลื่อนไปทางแดงยิ่งมาก ย่อมแสดงว่าดาราจักรนั้นอยู่ไกลออกไปมากด้วย 

ตำแหน่งของดาราจักรที่อยู่ไกลที่สุด  (จาก NASA, ESA, CSA, M. Zamani/ESA/Webb)


กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเคยสำรวจพบดาราจักรที่มีการเลื่อนไปทางแดงมากที่สุดถึง 11 แต่สถิตินี้ถูกลบไปแล้วโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์

การค้นพบนี้เกิดขึ้นจากโครงการเจดส์ (JADES) ซึ่งเป็นโครงการสำรวจอวกาศลึกด้วยกล้องเจมส์เวบบ์ การสำรวจนี้กระทำโดยใช้กล้องเนียร์แคมของกล้องเจมส์เวบบ์สำรวจสเปกตรัม ย่าน โดยเน้นไปที่ดาราจักรที่มีการเลื่อนไปทางแดงสูงมาก ใช้เวลาในการสำรวจทั้งสิ้นสามวัน รวมเวลารับแสงทั้งสิ้น 28 ชั่วโมง เป็นการวัดสเปกตรัมอินฟราเรดที่จางที่สุดที่เคยทำกันมา 

บริเวณของอวกาศที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์สำรวจเพื่อค้นหาดาราจักรที่อยู่ห่างไกลที่สุด   (จาก Zamani/ESA/Webb/NASA/CSA)


ตำแหน่งของดาราจักรทั้งสี่  (จาก NASA, ESA, CSA, M. Zamani/ESA/Webb, Leah Hustak/STScI)


ผลการสำรวจพบดาราจักรใหม่สองดาราจักรที่มีการเลื่อนไปทางแดงสูงถึง 12.63 และ 13.20 เทียบได้กับเวลา 325 ล้าน 450 ล้านปีหลังจากบิกแบง แสดงว่ากว่าที่แสงจากดาราจักรแห่งนี้จะมาถึงเราต้องใช้เวลานานถึง 13.5 พันล้านปีเลยทีเดียว

นักดาราศาสตร์จะสำรวจเอกภพในลักษณะเดียวกันอีกครั้งในปีหน้า ซึ่งเชื่อว่าจะพบดาราจักรที่อยู่ห่างไกลเพิ่มได้อีก การสำรวจดาราจักรที่อยู่ห่างไกลเช่นนี้จะช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้เข้าใจถึงยุคเริ่มต้นของการสร้างดาราจักร และจะเผยให้ทราบว่าดาราจักรที่อยู่ห่างไกลมีความเหมือนหรือแตกต่างจากดาราจักรในละแวกใกล้เคียงอย่างไร