กาแล็กซีแฝดของทางช้างเผือก

การค้นพบกาแล็กซีแฝดทางช้างเผือก

ระหว่างช่วงวันหยุดฤดูร้อนในแคว้นกันตาเบรียเมื่อปีที่แล้วลูคา คอสแตนติน นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ชื่อดัง ได้ใช้เวลาว่างอย่างสบายๆ ในวันที่ 1 สิงหาคมหลังจากสำรวจภูเขาสีเขียวชอุ่มและชายหาดทรายขาวของซาน บิเซนเต เด ลา บาร์เกราแล้ว เขาได้เปิดแล็ปท็อปและตรวจสอบอีเมล ซึ่งเป็นนิสัยที่เขายอมรับว่าทำแม้กระทั่งตอนไปเที่ยวพักผ่อน ในบรรดาข้อความใหม่ๆ นั้น มีภาพที่น่าทึ่งชุดหนึ่งที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ปฏิวัติวงการ ที่ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศในวันคริสต์มาสปี 2021

ขณะที่เขากำลังตรวจสอบภาพและจำแนกกาแล็กซีต่างๆ อยู่นั้น มีกาแล็กซีหนึ่งที่ดึงดูดความสนใจของเขาเป็นพิเศษ เขาได้ค้นพบ Ceers-2112 ซึ่งเป็นกาแล็กซีที่อาจถือได้ว่าเป็น "น้องสาวฝาแฝด" ของกาแล็กซีทางช้างเผือกที่อยู่ฝั่งตรงข้ามของจักรวาลการค้นพบนี้มีรายละเอียดอยู่ในวารสารวิทยาศาสตร์ชื่อดังอย่าง Nature ฉบับประจำสัปดาห์นี้ เป็นที่น่าสังเกตว่าจักรวาลมีอายุประมาณ 13.800 พันล้านปี

จากการศึกษาของคอสแตนตินและเพื่อนร่วมงาน พบว่ากาแล็กซีที่มีลักษณะคล้ายทางช้างเผือกเคยมีอยู่เมื่อ 11.700 พันล้านปีก่อน ซึ่งในขณะนั้นเอกภพมีอายุเพียง 15% ของอายุในปัจจุบัน กล้องโทรทัศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ที่มีความไวสูงมาก ได้บันทึกแสงริบหรี่ที่ปล่อยออกมาในช่วงเริ่มต้นของเอกภพคอสแตนติน นักวิจัยชาวอิตาลีวัย 33 ปี กล่าวว่า "ราวกับว่าเรากำลังมองเห็นกาแล็กซีของเราในอดีต"

นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ ปาโบล จี. เปเรซ กอนซาเลซ เปรียบเทียบการค้นพบนี้กับชายอายุ 100 ปีผู้ไม่เคยเห็นตัวเองในกระจกมาก่อน และได้รับภาพเหมือนตนเองที่น้องสาวฝาแฝดนิรนามส่งมาเมื่อเขาอายุ 15 ปี นี่คือกาแล็กซีคล้ายทางช้างเผือกที่อยู่ห่างไกลที่สุดเท่าที่เคยค้นพบมา เรียกว่า ceers-2112 กาแลคซีแห่งนี้ตั้งอยู่ในพื้นที่ท้องฟ้าระหว่างกลุ่มดาวหมีใหญ่และโบเยโร ซึ่งเป็นเส้นประที่มีลักษณะคล้ายมนุษย์และมีดาวอาเธอร์ ซึ่งเป็นหนึ่งในดาวที่สว่างที่สุดในท้องฟ้า

กาแล็กซีเซียร์-2112

จากข้อมูลของ Pérez González หนึ่งในผู้เขียนหลักของการศึกษา มวลรวมของดาวฤกษ์ใน ceers-2112 เทียบเท่ากับมวลของดวงอาทิตย์ 3.900 พันล้านเท่า ซึ่งสอดคล้องกับการจำลองขนาดของกาแล็กซีทางช้างเผือกในเวลานั้น “ในเวลานั้น กาแล็กซีของเรามีมวลน้อยกว่าดวงอาทิตย์ถึงสิบเท่า” นักวิจัยผู้นี้อธิบาย ซึ่งเขาทำงานร่วมกับ Costantin ที่ศูนย์ดาราชีววิทยา (INTA-CSIC) ใน Torrejón de Ardoz กรุงมาดริด เช่นเดียวกับกาแล็กซีเกลียวอื่นๆ ในเอกภพใกล้เคียง กาแล็กซีทางช้างเผือกมีโครงสร้างคล้ายแท่งในบริเวณใจกลาง ซึ่งมีลักษณะยาวรี ประมาณ 15 ปีที่แล้ว กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ซึ่งปล่อยขึ้นสู่อวกาศในปี 1990 และล้าสมัยเมื่อเทียบกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ในปัจจุบันทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจสอบกาแล็กซีที่คล้ายกันได้ประมาณ 2.000 แห่ง

นักดาราศาสตร์ของ NASA สรุปได้ว่าแถบใจกลางของกาแลคซีกังหันเป็นผลมาจากวิวัฒนาการของกาแลคซี แท่งเกิดขึ้นเมื่อวงโคจรของดาวฤกษ์ไม่เสถียรและเบี่ยงเบนไปจากวิถีวงกลมเดิม ก๊าซจำนวนมากสะสมอยู่ในโครงสร้างที่ยาวเหล่านี้ ก่อให้เกิดดาวดวงใหม่และกาแล็กซีที่เปลี่ยนรูป

กาแล็กซีอายุน้อย CEERS-2112 เป็นตัวอย่างหนึ่งของกาแล็กซีที่แสดงให้เห็นแถบตรงกลางอย่างน่าประหลาดใจแม้ว่าจะมีอายุเพียง 2.100 พันล้านปีเท่านั้นเมื่อมันปล่อยแสงที่มาถึงกล้องโทรทรรศน์ความสำคัญของโครงสร้างเหล่านี้ ตามที่ Pablo G. Pérez González กล่าวไว้ อยู่ที่ว่ามันมีบทบาทสำคัญในการก่อกำเนิดสิ่งมีชีวิต เพื่อให้ดวงอาทิตย์ก่อตัวขึ้นพร้อมกับโลหะที่จำเป็นทั้งหมด รวมถึงเหล็ก นิกเกล คาร์บอน ซิลิคอน และส่วนประกอบอื่นๆ ของสิ่งมีชีวิต ดาวฤกษ์ก่อนหน้านี้จะต้องมีวงโคจรเป็นรูปวงรี เพื่อขนส่งสสารจากบริเวณที่เกิดดาวฤกษ์ภายในกาแล็กซีไปยังบริเวณรอบนอก

กาแล็กซีแฝดโบราณแห่งทางช้างเผือก

การค้นพบกาแล็กซี SPT0418-47 ซึ่งเป็นกาแล็กซี "แฝด" ของทางช้างเผือก ที่ประกาศไปเมื่อสามปีก่อนนั้น ได้รับการยืนยันแล้วว่าเป็นสิ่งที่มีขนาดมหึมาและเสถียรตั้งแต่จักรวาลมีอายุเพียง 1.400 พันล้านปีอย่างไรก็ตาม กาแล็กซีนี้ไม่มีแถบแสดงขอบเขต ตามที่เปเรซ กอนซาเลซ กล่าวว่า "ทางช้างเผือกอาจมีกาแล็กซีแฝดนับไม่ถ้วน และเราสังเกตเห็นแต่ละกาแล็กซีในยุคต่างๆ ของจักรวาล กาแล็กซีแฝดเหล่านี้สามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับลำดับเวลาของการวิวัฒนาการของทางช้างเผือกได้"

กาแล็กซี CEERS-2112 ได้รับการตั้งชื่อตามโครงการวิทยาศาสตร์ระดับนานาชาติ Cosmic Evolution Early Release Science ซึ่งมีนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากศูนย์ดาราชีววิทยาเข้าร่วม แม้ว่าเขาจะไม่ได้เข้าร่วมในการศึกษาครั้งนี้ แต่นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ชาวเม็กซิกัน Yetli Rosas Guevara ก็ได้ชื่นชมงานวิจัยนี้ โดยกล่าวว่า "นี่เป็นการตีพิมพ์ครั้งแรกที่ระบุถึงกาแล็กซีเกลียวที่มีแกนกลางในเอกภพยุคแรกเมื่อพิจารณาจากอายุที่ยังน้อย เราคาดหวังว่าทุกอย่างจะปั่นป่วนมากกว่านี้ " Guevara ทำการจำลองทางจักรวาลวิทยาที่ศูนย์ฟิสิกส์นานาชาติใน Donostia-San Sebastián ตามที่ Rosas Guevara กล่าว ผลกระทบของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ต่อวงการดาราศาสตร์นั้นไม่อาจมองข้ามได้

ต้องขอบคุณเครื่องมืออันทรงพลังนี้ นักดาราศาสตร์จึงสามารถตรวจจับกาแลคซีเริ่มแรกที่เกิดขึ้นในจักรวาลได้ เกวาราชี้ให้เห็นว่าจากการสังเกตการณ์เพิ่มเติม สามารถระบุได้ว่า ceers-2112 เป็นเหตุการณ์เอกพจน์ในช่วงเอกภพยุคแรกๆ หรือมีกาแลคซีจำนวนมากที่คล้ายกับทางช้างเผือกอยู่แล้วหรือไม่

อย่างที่คุณเห็น ในการค้นพบแต่ละครั้ง เราได้วางชิ้นส่วนปริศนาของจักรวาลของเราไว้เพื่อทำความเข้าใจว่ามันก่อตัวขึ้นและองค์ประกอบทั้งหมดของมันอย่างไร ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณลักษณะของดาราจักรทางช้างเผือกหลักและการค้นพบของมัน