กระจุกดาววัยเยาว์ปริศนา NGC 1866 เผยเงื่อนงำการก่อกำเนิดดาวฤกษ์รุ่นใหม่ในจักรวาล

ภาพอันงดงามที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Space Telescope) อันเป็นผลงานร่วมกันของ NASA และ ESA ได้ถ่ายภาพอันน่าทึ่งของกระจุกดาวทรงกลมที่มีชื่อว่า NGC 1866 ซึ่งเป็นกลุ่มดาวฤกษ์จำนวนมหาศาลนับแสนดวงที่ถูกแรงโน้มถ่วงยึดเหนี่ยวไว้ด้วยกัน โครงสร้างอันเป็นเอกลักษณ์เหล่านี้เป็นสิ่งที่พบได้ดาษดื่นทั่วไปในเอกภพ แต่ละแห่งประกอบด้วยดาวฤกษ์จำนวนมากที่ถือกำเนิดมาในช่วงเวลาใกล้เคียงกันและมีปฏิสัมพันธ์กันทางแรงโน้มถ่วงอย่างซับซ้อน

NGC 1866 ตั้งอยู่บริเวณขอบเขตด้านนอกของเมฆแมเจลแลนใหญ่ (Large Magellanic Cloud) ซึ่งเป็นกาแล็กซีแคระ (small galaxy) ที่โคจรอยู่ใกล้เคียงกับกาแล็กซีทางช้างเผือก (Milky Way) ของเรา กระจุกดาวแห่งนี้ได้รับการค้นพบในปี ค.ศ. 1826 โดยนักดาราศาสตร์ชาวสกอตแลนด์ผู้มีชื่อเสียง เจมส์ ดันลอป (James Dunlop) ผู้ซึ่งได้ทำการรวบรวมและจัดทำบัญชีรายชื่อดาวฤกษ์และวัตถุท้องฟ้าลึก (deep-sky objects) นับพันรายการตลอดช่วงเวลาที่เขาอุทิศตนให้กับการศึกษาดาราศาสตร์

เจมส์ ดันลอป นักดาราศาสตร์ชาวสกอตแลนด์

สิ่งที่ทำให้ NGC 1866 แตกต่างจากกระจุกดาวอื่นๆ คือลักษณะที่ไม่ธรรมดาของมัน มันถูกจัดว่าเป็นกระจุกดาวทรงกลม (globular cluster) ซึ่งโดยทั่วไปแล้วมักประกอบด้วยดาวฤกษ์เก่าแก่ แต่ NGC 1866 กลับมีดาวฤกษ์ที่อายุน้อยกว่าที่คาดการณ์ไว้มาก และที่สำคัญคือมันอยู่ใกล้กับโลกของเรามากพอที่นักวิทยาศาสตร์จะสามารถทำการศึกษาดาวฤกษ์แต่ละดวงที่ประกอบกันเป็นกระจุกดาวนี้ได้อย่างละเอียด การศึกษาดาวฤกษ์แต่ละดวงในกระจุกดาวที่อยู่ห่างไกลเช่นนี้ถือเป็นความท้าทายอย่างยิ่ง เนื่องจากระยะทางอันไกลโพ้นของห้วงอวกาศ

ประเด็นสำคัญที่นักดาราศาสตร์ยังคงถกเถียงกันอยู่คือกระบวนการก่อตัวของกระจุกดาวทรงกลม แม้ว่าจะมีทฤษฎีต่างๆ มากมาย แต่การสังเกตการณ์อย่างต่อเนื่อง เช่น ข้อมูลที่ได้จากภาพของ NGC 1866 ได้เผยให้เห็นว่าดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ในกระจุกดาวเหล่านี้มีอายุมากและมีปริมาณโลหะต่ำ ในบริบททางดาราศาสตร์ คำว่า “โลหะ” (metals) หมายถึงธาตุใดๆ ในตารางธาตุที่ไม่ใช่ธาตุไฮโดรเจน (hydrogen) และฮีเลียม (helium) เนื่องจากดาวฤกษ์สร้างธาตุที่หนักกว่าภายในแกนกลางของพวกมันผ่านปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน (nuclear fusion) ในช่วงชีวิตของพวกมัน ปริมาณโลหะที่ต่ำจึงเป็นตัวบ่งชี้ว่าดาวฤกษ์ดวงนั้นมีอายุเก่าแก่มาก เนื่องจากสสารเริ่มต้นที่ก่อให้เกิดดาวฤกษ์นั้นไม่ได้อุดมไปด้วยธาตุหนักมากนัก นักวิทยาศาสตร์บางคนเสนอว่าดาวฤกษ์ภายในกระจุกดาวทรงกลมอาจมีอายุเก่าแก่มากจนเป็นดาวฤกษ์กลุ่มแรกๆ ที่ถือกำเนิดขึ้นภายหลังเหตุการณ์บิกแบง (Big Bang) ซึ่งเป็นการระเบิดครั้งใหญ่ที่เป็นจุดเริ่มต้นของเอกภพ

อย่างไรก็ตาม ในกรณีของ NGC 1866 ดาวฤกษ์ทั้งหมดไม่ได้มีลักษณะเหมือนกัน นักดาราศาสตร์เชื่อว่ามีประชากรดาวฤกษ์ (populations of stars) หรือดาวฤกษ์หลายรุ่น (generations of stars) ที่อยู่ร่วมกันภายในกระจุกดาวนี้ ทฤษฎีหนึ่งเสนอว่า ภายหลังจากที่ดาวฤกษ์รุ่นแรกก่อตัวขึ้น กระจุกดาว NGC 1866 อาจเคลื่อนที่ผ่านเข้าไปในบริเวณที่มีเมฆก๊าซขนาดยักษ์ (giant gas cloud) ซึ่งเป็นปัจจัยกระตุ้นให้เกิดการก่อตัวของดาวฤกษ์ระลอกใหม่ และให้กำเนิดดาวฤกษ์รุ่นที่สองที่มีอายุน้อยกว่า ซึ่งอาจเป็นคำอธิบายว่าทำไมกระจุกดาวนี้จึงปรากฏว่ามีอายุน้อยกว่าที่คาดการณ์ไว้ตามทฤษฎีการก่อตัวของกระจุกดาวทรงกลมทั่วไป การค้นพบนี้จึงเป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจพลวัตและการวิวัฒนาการของกระจุกดาวในเอกภพ

การศึกษา NGC 1866 อย่างละเอียดจึงไม่เพียงแต่ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับอายุและองค์ประกอบของดาวฤกษ์ในกระจุกดาวเท่านั้น แต่ยังช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจถึงกระบวนการที่ซับซ้อนของการก่อกำเนิดดาวฤกษ์และการปฏิสัมพันธ์ระหว่างกระจุกดาวกับสภาพแวดล้อมโดยรอบในกาแล็กซี การค้นพบดาวฤกษ์อายุน้อยในกระจุกดาวทรงกลมที่โดยทั่วไปเชื่อกันว่าประกอบด้วยดาวฤกษ์เก่าแก่เป็นหลัก ถือเป็นปริศนาที่ท้าทายความเข้าใจเดิม และกระตุ้นให้นักดาราศาสตร์ทำการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อไขความลับเบื้องหลังการก่อตัวและวิวัฒนาการของโครงสร้างสำคัญเหล่านี้ในจักรวาลอันกว้างใหญ่

เครดิตภาพและข้อมูล: ESA/Hubble & NASA