กล้องเจมส์ เว็บบ์ เผยภาพกาแล็กซีโบราณ ชี้เบาะแสสำคัญไขปริศนาวิวัฒนาการเอกภพยุคแรกเริ่ม

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (James Webb Space Telescope: JWST) ได้มอบความเข้าใจใหม่ที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับวิวัฒนาการของเอกภพยุคแรกเริ่ม ด้วยภาพชุดล่าสุดที่ถ่ายจากเครื่องมือถ่ายภาพอินฟราเรดระยะกลาง (MIRI: Mid-Infrared Imager) ซึ่งเผยให้เห็นรายละเอียดของกาแล็กซีเก่าแก่ที่ไม่เคยปรากฏมาก่อน ทำให้การค้นพบนี้เปรียบเสมือนการเปิดหน้าต่างบานใหม่สู่การทำความเข้าใจว่าเอกภพของเราก่อตัวขึ้นได้อย่างไร

การศึกษาล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสารด้านดาราศาสตร์เป็นส่วนหนึ่งของโครงการสำรวจภาพลึก MIRI (MIDIS: MIRI Deep Imaging Survey) โดยเน้นไปที่พื้นที่ Hubble Ultra Deep Field (HUDF) ซึ่งเป็นหนึ่งในพื้นที่ท้องฟ้าที่นักดาราศาสตร์ใช้เวลาศึกษาอย่างเข้มข้นที่สุด พื้นที่นี้เป็นเสมือน “หน้าต่างสู่อดีต” ของเอกภพ เนื่องจากเต็มไปด้วยกาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลออกไปหลายพันล้านปีแสง ทำให้แสงของมันเดินทางมาถึงเราเป็นระยะเวลานานมาก

แสงจากกาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลเหล่านี้ถูกยืดออกด้วยการขยายตัวของปริภูมิ-เวลา (space-time) ของเอกภพ ทำให้คลื่นแสงเปลี่ยนจากช่วงที่มองเห็นได้มาอยู่ในช่วงอินฟราเรด ซึ่งเป็นช่วงที่ตาของมนุษย์มองไม่เห็น แต่กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ และโดยเฉพาะเครื่องมือ MIRI ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อตรวจจับแสงในคลื่นความยาวนี้ได้อย่างแม่นยำ ทำให้สามารถทะลุทะลวงผ่านกลุ่มฝุ่นและก๊าซในกาแล็กซี เพื่อเผยให้เห็นถึงกระบวนการกำเนิดของดาวฤกษ์ที่เกิดขึ้นเมื่อกว่า 13,000 ล้านปีก่อน

ภาพจากเวบบ์ในครั้งนี้ได้ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกาแล็กซีในยุคแรกเริ่ม ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เรียกมันว่า “กาแล็กซีที่มีฝุ่น” (dusty galaxies) กาแล็กซีเหล่านี้เต็มไปด้วยเมฆฝุ่นหนาทึบที่บดบังการก่อตัวของดาวฤกษ์ ทำให้การศึกษาด้วยกล้องโทรทรรศน์รุ่นเก่าอย่างฮับเบิล (Hubble) ทำได้ยาก แต่ MIRI ได้เปิดเผยว่ากาแล็กซีเหล่านี้เป็นแหล่งกำเนิดดาวฤกษ์อย่างมหาศาล และกำลังก่อตัวดาวฤกษ์ในอัตราที่รวดเร็วกว่าที่เคยคาดไว้มาก

นอกจากนี้ การค้นพบนี้ยังช่วยคลี่คลายข้อถกเถียงที่สำคัญในวงการจักรวาลวิทยาเกี่ยวกับวิวัฒนาการของหลุมดำมวลยวดยิ่ง (supermassive black holes: SMBHs) นักวิทยาศาสตร์เคยตั้งคำถามว่า หลุมดำเหล่านี้มีเวลามากพอที่จะเติบโตจนมีขนาดมหึมาได้อย่างไรในช่วงเวลาอันสั้นหลังบิกแบง (Big Bang) แต่ข้อมูลล่าสุดจากเวบบ์ชี้ให้เห็นว่า กระบวนการก่อตัวดาวฤกษ์และหลุมดำในกาแล็กซีเหล่านี้อาจเกิดขึ้นพร้อมกันและมีอัตราการเติบโตที่รวดเร็วกว่าที่แบบจำลองทางทฤษฎีเคยทำนายไว้ ทำให้เป็นครั้งแรกที่การสังเกตการณ์จริงและแบบจำลองทางวิทยาศาสตร์เข้าใกล้กันมากขึ้น

การสำรวจของเจมส์ เวบบ์ จึงไม่ได้เป็นเพียงแค่การถ่ายภาพที่สวยงาม แต่เป็นการรวบรวมข้อมูลอันล้ำค่าที่กำลังจะเขียนตำราเล่มใหม่เกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของเอกภพและไขปริศนาที่ค้างคามานานแสนนานในโลกดาราศาสตร์

ข้อมูลอ้างอิง: Universe Today