พบกาแล็กซีที่เล็กและสว่างที่สุดในจักรวาลโบราณ

ฮับเบิลค้นพบทะเลแห่งกาแล็กซีโบราณที่เลือนลาง

การใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและคุณสมบัติการหักเหของแสงของกระจุกดาราจักรขนาดใหญ่ Abell 1689 นักดาราศาสตร์ได้จับภาพของกาแลคซีที่จางที่สุดในเอกภพยุคแรก (เครดิตรูปภาพ: NASA, ESA และ B. Siana และ A. Alavi (มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์))





กล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ทรงพลังที่สุดของ NASA จำนวน 2 ตัวได้ร่วมมือกันเพื่อสร้างความกระจ่างใหม่เกี่ยวกับประวัติศาสตร์ยุคแรกๆ ของจักรวาล

NS กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ใช้เลนส์ซูมธรรมชาติเพื่อจับภาพกาแลคซีที่เล็กและสว่างที่สุดเกือบ 60 แห่งที่เคยพบเห็นในเอกภพอันไกลโพ้น ในการศึกษาแยกต่างหาก การสังเกตการณ์โดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ช่วยให้นักวิจัยระบุมวลของดาราจักรยุคแรกๆ ที่สว่างที่สุดสี่ดวงหลังจากที่ฮับเบิลเลือกดาราจักรเหล่านี้ออกมา

ทั้งสองผลลัพธ์สามารถติดตามผลได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ของนาซ่า ซึ่งเป็นหอดูดาวมูลค่า 8.8 พันล้านดอลลาร์ที่จะเปิดตัวในช่วงปลายปี 2561 เจ้าหน้าที่กล่าว [ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (วิดีโอ) ]



มองเห็นสิ่งที่ไม่เคยเห็นมาก่อน

การเปิดรับแสงที่ลึกโดยฮับเบิลจับภาพกาแลคซีที่เล็กที่สุด จางที่สุด และมีจำนวนมากที่สุดที่เคยเห็นในเอกภพอันไกลโพ้น โดยเป็นส่วนหนึ่งของการสำรวจระยะเวลาสามปีที่เรียกว่า Frontier Fields

ด้วยการใช้แสงอัลตราไวโอเลตในการติดตามบริเวณที่ก่อตัวดาวฤกษ์ กล้องโทรทรรศน์ได้ค้นพบกาแลคซีอายุน้อย 58 แห่ง ตามที่ปรากฏเมื่อกว่า 10 พันล้านปีก่อน เมื่อเอกภพมีอายุน้อยกว่า 4 พันล้านปี ( บิ๊กแบง ที่สร้างจักรวาลนี้ คาดว่าน่าจะเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 13.8 พันล้านปีก่อน)



มากกว่าขนาดใหญ่ประมาณ 100 เท่า กาแล็กซี่ กาแล็กซีเหล่านี้อยู่ห่างออกไปเพียงไม่กี่พันปีแสง นักวิจัยกล่าวว่าแม้จะมีการระเบิดของการก่อตัวของดาวที่ส่องสว่างในสเปกตรัมอัลตราไวโอเลต แต่ก็จางกว่ากาแลคซีอื่น ๆ ประมาณ 100 เท่าที่เคยตรวจพบในการสำรวจภาคสนามลึก

ดาราจักรส่วนใหญ่ในเอกภพยุคแรกนั้นเลือนลางเกินกว่าจะมองเห็นมานานแล้ว

'มีความกังวลอยู่เสมอว่าเราได้พบเพียงกาแลคซี่ที่สว่างที่สุดเท่านั้น กาแล็กซีสว่างเป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของภูเขาน้ำแข็งเท่านั้น' ไบรอัน เซียนา ผู้นำการศึกษาจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์ กล่าวในแถลงการณ์ 'ตอนนี้เราได้พบกาแลคซีที่ 'มองไม่เห็น' เหล่านั้นแล้ว และเรามั่นใจจริงๆ ว่าเราเห็นภูเขาน้ำแข็งส่วนที่เหลืออยู่'



กาแล็กซีสลัวยังคงเป็นปริศนาอยู่นาน เพราะมันจางเกินกว่าที่ฮับเบิลจะมองเห็นโดยลำพัง กล้องโทรทรรศน์อวกาศต้องใช้แว่นขยายที่สร้างขึ้นโดยการจัดตำแหน่งของกระจุกดาราจักร Abell 1689 ซึ่งอยู่ระหว่างโลกกับดาราจักรจางๆ

เนื่องจากกระบวนการที่เรียกว่าเลนส์โน้มถ่วง กระจุกดาวขนาดใหญ่บิดเบือนกาลอวกาศรอบ ๆ กระจุกดาราจักร ทำให้แสงจากกาแล็กซีที่อยู่ข้างหลังมันโค้งงอและขยาย หากไม่มีเลนส์ ดาราจักรจำนวนมากจะปรากฏเป็นจุดแสงที่ฮับเบิลเท่านั้น [ Galaxy Cluster Warps Space ขนาดใหญ่เผยให้เห็นว่ามีอะไรอยู่เบื้องหลัง (วิดีโอ) ]

อนาฮิตา อลาวี ผู้เขียนนำของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์ กล่าวว่า แม้ว่ากาแลคซีเหล่านี้จะจางมาก แต่จำนวนที่เพิ่มขึ้นของพวกมันหมายความว่าพวกมันเป็นสาเหตุของการเกิดดาวส่วนใหญ่ในยุคนี้

นักวิจัยกล่าวว่าดาวจางหายไปบางส่วนในสำมะโนกาแล็กซี่เมื่อจักรวาลมีอายุเพียง 3.4 พันล้านปีหรือมากกว่านั้น กาแล็กซีเหล่านี้อาจช่วยดึงอิเล็กตรอนออกจากแก๊สไฮโดรเจนที่แผ่ซ่านไปทั่วจักรวาลเมื่อประมาณ 13 พันล้านปีก่อน ในกระบวนการที่เรียกว่ารีออไนเซชัน ซึ่งทำให้เอกภพโปร่งแสงและทำให้นักดาราศาสตร์ในปัจจุบันสามารถสังเกตการณ์ได้ไกล

'แม้ว่าดาราจักรในกลุ่มตัวอย่างของเราจะมีอยู่สองสามพันล้านปีหลังจากการรีไอออไนเซชัน สันนิษฐานว่ากาแล็กซีในลักษณะนี้ หรืออาจเป็นดาราจักรเหล่านี้บางส่วน มีบทบาทสำคัญในการรีไอออไนเซชัน' เซียนากล่าว

ทีมงานยังคงค้นหาดาราจักรอื่นๆ ที่เลือนลางและห่างไกลออกไปโดยใช้กระจุกดาวอื่นเป็นเลนส์โน้มถ่วง

ผลลัพธ์ถูกนำเสนอในวันอังคาร (7 ม.ค. ) ในการประชุม American Astronomical Society (AAS) ครั้งที่ 223 ในกรุงวอชิงตัน

กาแลคซี่ที่สว่างผิดปกติสี่แห่ง (วงกลม) จากประมาณ 500 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบงทำให้การสำรวจอวกาศลึกของ NASA สว่างขึ้น

กาแลคซี่ที่สว่างผิดปกติสี่แห่ง (วงกลม) จากประมาณ 500 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบงทำให้การสำรวจอวกาศลึกของ NASA สว่างขึ้น(เครดิตรูปภาพ: NASA, ESA, G. Illingworth (มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย, ซานตาครูซ), P. Oesch (มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาครูซ; มหาวิทยาลัยเยล), R. Bouwens และ I. Labbé (มหาวิทยาลัย Leiden) และวิทยาศาสตร์ ทีม)

ดาราจักรโบราณที่สว่างที่สุด

กาแลคซีที่จางที่สุดไม่ใช่กาแลคซีแห่งเดียวที่จะแสดงในการประชุม AAS ในวันอังคาร ทีมที่สองซึ่งทำงานอย่างอิสระกับฮับเบิลได้นำเสนอกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลออกไปสี่แห่งที่ส่องประกายเหนือเพื่อนบ้าน ซึ่งพวกเขาพบในหนึ่งในสองเขตสำรวจลึกของ Great Observatories

กาแล็กซีซึ่งปรากฏแก่นักดาราศาสตร์เหมือนกับตอนที่เอกภพมีอายุเพียง 500 ล้านปี สว่างกว่าดาราจักรรุ่นอื่นๆ ที่เคยพบเห็นมาก่อนหน้านี้ถึง 20 เท่า

การ์ธ อิลลิงเวิร์ธแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาครูซกล่าวว่า 'สิ่งเหล่านี้โผล่ออกมาเหมือนนิ้วหัวแม่มือที่เจ็บเพราะมันสว่างกว่าที่เราคาดไว้มาก' Illingworth เป็นส่วนหนึ่งของทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติที่วัดกาแลคซีโบราณ

'เราเพิ่งเห็นกาแล็กซีมวลมหึมาที่สว่างไสวก่อตัวขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงเริ่มต้นเช่นนี้' อิลลิงเวิร์ธกล่าวเสริม 'นี่เป็นเรื่องที่ไม่คาดคิดเลยทีเดียว'

นักดาราศาสตร์ค้นพบกาแลคซีต่างๆ โดยใช้ฮับเบิล ซึ่งทำให้พวกเขาสามารถวัดขนาดและอัตราการก่อตัวดาวได้ การศึกษาติดตามผลโดยใช้สปิตเซอร์ให้ค่าประมาณมวลดาวโดยพิจารณาจากความส่องสว่างของดาราจักร

'นี่เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์สามารถวัดมวลของวัตถุในระยะทางที่กว้างใหญ่เช่นนี้ได้' Pascal Oesch ผู้ซึ่งอยู่ที่ University of California, Santa Cruz ในระหว่างการศึกษากล่าวในแถลงการณ์ฉบับเดียวกัน 'เป็นการสาธิตที่ยอดเยี่ยมของการทำงานร่วมกันระหว่างฮับเบิลและสปิตเซอร์'

แม้ว่าจะมีขนาดเพียง 20 ของทางช้างเผือก แต่ดาราจักรก็ก่อตัวดาวฤกษ์เร็วกว่าเกือบ 50 เท่า ก้าวอย่างรวดเร็วของ การก่อตัวของดาว มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับความสว่างที่ผิดปกติ นักวิทยาศาสตร์คิดว่าดาราจักรเหล่านี้ก่อตัวขึ้นจากการปฏิสัมพันธ์และการควบรวมกิจการของดาราจักรขนาดเล็กจำนวนมาก

นักวิจัยกล่าวว่าเมื่อกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ถูกเปิดตัว จะสามารถเห็นกาแลคซีเหล่านี้และกาแลคซีที่สว่างและเติบโตอื่น ๆ ในจักรวาลอายุน้อยได้

Rychard Bouwens จากมหาวิทยาลัย Leiden ในเนเธอร์แลนด์กล่าวว่า 'มวลมหาศาลและอัตราการก่อตัวดาวเป็นเรื่องลึกลับจริงๆ 'เรากระตือรือร้นที่จะยืนยันสิ่งเหล่านี้ด้วยการสังเกตการณ์ในอนาคตเกี่ยวกับกล้องโทรทรรศน์อันทรงพลังของเรา'

ตามเรามา @Spacedotcom , Facebook หรือ Google+ . เผยแพร่ครั้งแรกเมื่อ guesswhozoo.com.