นักดาราศาสตร์ค้นพบหนึ่งในกาแล็กซีที่เก่าแก่และมีสารเคมีดึกดำบรรพ์ที่สุดเท่าที่เคยมีการบันทึกมา ซึ่งการค้นพบครั้งสำคัญนี้อาจเป็นบรรพบุรุษของกาแล็กซีฟอสซิลที่ซ่อนตัวอยู่ใกล้กาแล็กซีทางช้างเผือกของเราในปัจจุบัน
ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติได้ประสบความสำเร็จครั้งยิ่งใหญ่ในการวิเคราะห์คุณลักษณะของ LAP1-B ซึ่งเป็นกาแล็กซีที่มีความสว่างน้อยเป็นพิเศษ (Ultra-faint galaxy) จากยุค 13,000 ล้านปีก่อน โดยอาศัยประสิทธิภาพอันเหนือชั้นของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (James Webb Space Telescope หรือ JWST) ร่วมกับปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เรียกว่า เลนส์ความโน้มถ่วง (Gravitational lensing) ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่แรงโน้มถ่วงของกระจุกกาแล็กซีขนาดใหญ่ทำหน้าที่เสมือนแว่นขยายธรรมชาติในอวกาศ ช่วยขยายแสงของกาแล็กซีดวงนี้ให้สว่างขึ้นถึง 100 เท่า ทำให้นักวิจัยสามารถเจาะลึกองค์ประกอบของมันได้จากการเฝ้าสังเกตการณ์อย่างต่อเนื่องยาวนานกว่า 30 ชั่วโมง
จากการวิเคราะห์ข้อมูลอย่างละเอียด ทีมวิจัยพบว่ากาแล็กซีแห่งนี้มีปริมาณออกซิเจนต่ำเป็นประวัติการณ์ โดยมีอยู่เพียง 1 ใน 240 ของดวงอาทิตย์ของเราเท่านั้น สภาพทางเคมีที่ดึกดำบรรพ์นี้ ควบคู่ไปกับอัตราส่วนคาร์บอนต่อออกซิเจนที่สูง สอดคล้องกับแบบจำลองทางทฤษฎีของสสารที่ถูกพ่นออกมาจากการระเบิดของดวงดาวรุ่นแรกสุดในเอกภพหลังจากเกิดบิกแบง (Big Bang) ซึ่งดวงดาวรุ่นแรกเหล่านี้ทำหน้าที่หลอมรวมธาตุหนัก เช่น คาร์บอนและออกซิเจน ขึ้นมาจากธาตุเบาอย่างไฮโดรเจนและฮีเลียม ก่อนจะกระจายพวกมันไปทั่วอวกาศ
คิมิฮิโกะ นากาจิมะ (Kimihiko Nakajima) ผู้นำทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยคานาซาวะ (Kanazawa University) กล่าวว่า เขารู้สึกตื่นเต้นทันทีที่พบว่ากาแล็กซีนี้แทบไม่มีออกซิเจนอยู่เลย เพราะนี่คือร่องรอยทางเคมีที่บ่งบอกอย่างชัดเจนว่ามันคือกาแล็กซีดึกดำบรรพ์ที่ถูกบันทึกภาพไว้ได้ในช่วงเวลาสั้นๆ หลังจากมันก่อตัวขึ้น
สิ่งที่น่าทึ่งยิ่งกว่านั้นคือ ทีมวิจัยพบว่า LAP1-B มีมวลที่เบาอย่างเหลือเชื่อ โดยมีมวลของดาวฤกษ์รวมกันน้อยกว่ามวลดวงอาทิตย์ของเรา 3,300 เท่า ซึ่งหมายความว่ามวลส่วนใหญ่ของกาแล็กซีนี้ถูกครอบงำด้วย ฮาโลสสารมืด (Dark matter halo) ที่มองไม่เห็น คุณลักษณะเฉพาะตัวนี้ทำให้มันมีความคล้ายคลึงอย่างสมบูรณ์แบบกับ กาแล็กซีแคระจางพิเศษ (Ultra-Faint Dwarf galaxies หรือ UFDs) ซึ่งเป็นกาแล็กซีฟอสซิลโบราณที่มีอายุมากกว่า 12,000 ล้านปี ที่โคจรอยู่รอบกาแล็กซีทางช้างเผือก (Milky Way Galaxy) ของเราในปัจจุบัน
มาซามิ โออุจิ (Masami Ouchi) จากหอดูดาวแห่งชาติญี่ปุ่น (NAOJ) และมหาวิทยาลัยโตเกียว อธิบายว่า นักดาราศาสตร์เคยสงสัยมาตลอดว่า กาแล็กซีแคระเหล่านี้คือซากหลงเหลือจากยุคแรกเริ่มของเอกภพ เนื่องจากพวกมันขาดแคลนธาตุหนัก แต่เราไม่เคยมีหลักฐานที่เชื่อมโยงโดยตรง จนกระทั่งได้ค้นพบ LAP1-B ในครั้งนี้ ซึ่งสร้างความประหลาดใจอย่างมากที่ภาพในทฤษฎีตรงกับความเป็นจริงอย่างไม่มีผิดเพี้ยน และช่วยให้เราเข้าใจว่าทำไมฟอสซิลคอสมอสเหล่านี้จึงรอดชีวิตมาจนถึงปัจจุบัน
การค้นพบครั้งนี้นับเป็นการสร้างแนวทางใหม่ในการทำแผนที่จุดกำเนิดของธาตุต่างๆ และการก่อตัวของโครงสร้างที่เก่าแก่ที่สุดในเอกภพ ในก้าวต่อไป ทีมวิจัยมีแผนที่จะใช้ประโยชน์จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ อย่างต่อเนื่อง โดยมีเป้าหมายสูงสุดในการค้นหากาแล็กซีรุ่นแรกสุดที่ถือกำเนิดขึ้นมาในเอกภพ เพื่อเติมเต็มหน้าประวัติศาสตร์ที่ขาดหายไปของจักรวาลวิทยา
ข้อมูลอ้างอิง: Kanazawa University
- Astronomers Find Most Chemically Primitive Galaxy in Early Universe
