“ปฐมบทแห่งเอกภพ” หนึ่งในปริศนาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของวงการดาราศาสตร์คือ ดาวฤกษ์ดวงแรกในเอกภพ (First stars) ถือกำเนิดขึ้นได้อย่างไร ดาวเหล่านี้มีองค์ประกอบหลักเพียงแค่ไฮโดรเจนและฮีเลียม ไม่มีธาตุหนักเหมือนดาวฤกษ์รุ่นใหม่ที่กำเนิดขึ้นในกาแล็กซีของเรา การศึกษาล่าสุดโดยทีมนักวิจัยนานาชาติจำนวน 70 คน ได้ไขความลับนี้และพบหลักฐานสำคัญที่ชี้ว่า ดาวฤกษ์ในยุคแรกเริ่มของเอกภพอาจไม่ได้ถือกำเนิดขึ้นเพียงดวงเดียว แต่มีแนวโน้มที่จะก่อตัวเป็น “ระบบดาวคู่”
การค้นพบนี้มาจากข้อมูลที่รวบรวมได้จากกล้องโทรทรรศน์ Very Large Telescope (VLT) ของหอดูดาวท้องฟ้าซีกใต้แห่งยุโรป (European Southern Observatory) ในประเทศชิลี ทีมนักวิจัยได้เลือกที่จะเฝ้าสังเกตการณ์กาแล็กซีเมฆแมกเจลแลนเล็ก (Small Magellanic Cloud) ซึ่งเป็นกาแล็กซีแคระที่อยู่ใกล้กับกาแล็กซีทางช้างเผือก (Milky Way galaxy) เป็นจุดศึกษา เนื่องจากองค์ประกอบของธาตุหนักในกาแล็กซีแห่งนี้มีปริมาณน้อยมาก คล้ายคลึงกับสภาวะแวดล้อมในช่วงแรกเริ่มของเอกภพ จึงเปรียบเสมือนเป็นเครื่องย้อนเวลาที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาพฤติกรรมการก่อตัวของดาวฤกษ์ยุคดึกดำบรรพ์ได้
ทีมนักวิจัยได้ใช้เครื่องมือพิเศษที่เรียกว่า FLAMES (Fibre Large Array Multi-Element Spectrograph) ซึ่งติดตั้งอยู่บนกล้องโทรทรรศน์ VLT เพื่อสังเกตการณ์ดาวฤกษ์ชนิดโอ (O-type stars) ซึ่งเป็นดาวฤกษ์มวลมหาศาล จำนวน 139 ดวง เป็นระยะเวลานานกว่า 3 เดือน โดยทำการตรวจวัดความเร็วของดาวฤกษ์เหล่านี้ใน 9 ช่วงเวลาที่แตกต่างกัน การวัดความเร็วที่ละเอียดนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจจับการเร่งและชะลอความเร็วของดาวฤกษ์แต่ละดวง ซึ่งเป็นผลมาจากการถูกแรงดึงดูดจากดาวฤกษ์อีกดวงที่โคจรอยู่รอบ ๆ ตัวมัน
ผลจากการวิเคราะห์ข้อมูลแสดงให้เห็นว่า ดาวฤกษ์มวลมหาศาลที่ถูกสังเกตการณ์กว่า 70% มีการเคลื่อนที่ที่สอดคล้องกับการถูกแรงโน้มถ่วงจากดาวฤกษ์อีกดวงหนึ่ง ซึ่งยืนยันว่าดาวฤกษ์เหล่านี้มีคู่โคจรอยู่ด้วย โดยการค้นพบนี้ได้ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Astronomy และถือเป็นการให้หลักฐานที่หนักแน่นที่สุดในปัจจุบันว่า ดาวฤกษ์มวลมหาศาลในสภาพแวดล้อมที่ขาดแคลนธาตุหนักก็ยังคงก่อตัวเป็นระบบดาวคู่
การค้นพบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความเข้าใจการกำเนิดของดาวฤกษ์ดวงแรก และชี้ให้เห็นว่ารูปแบบการก่อตัวของดาวฤกษ์อาจมีความสม่ำเสมอมากกว่าที่เคยคิดไว้ นอกจากนี้ยังเป็นเบาะแสสำคัญในการอธิบายที่มาของหลุมดำ ซึ่งดาวฤกษ์มวลมหาศาลที่โคจรเป็นคู่ เมื่อสิ้นอายุขัยและกลายเป็นหลุมดำ อาจทิ้งระบบหลุมดำคู่ที่โคจรรอบกันและกันไว้ และการชนกันของหลุมดำคู่เหล่านี้อาจเป็นที่มาของคลื่นความโน้มถ่วงที่เราตรวจพบได้ในปัจจุบัน ทีมนักวิจัยวางแผนที่จะทำการศึกษาต่อไปเพื่อทำแผนที่การโคจรของดาวคู่เหล่านี้ให้ละเอียดยิ่งขึ้น ซึ่งจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างแบบจำลองเอกภพในยุคแรกเริ่มได้อย่างสมบูรณ์ยิ่งกว่าเดิม
ข้อมูลอ้างอิง: Knowridge
- Early-universe stars likely formed in pairs, study finds
