นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบดาวฤกษ์ที่หาได้ยาก ชื่อว่า PicII-503 (พิกทู ห้าศูนย์สาม) นอกกาแล็กซีทางช้างเผือก ดาวฤกษ์ดวงนี้มีปริมาณธาตุโลหะต่ำมากที่สุดเท่าที่เคยค้นพบมาในกาแล็กซีแคระ ซึ่งเปรียบเสมือนแคปซูลกาลเวลาที่เก็บรักษาร่องรอยของดาวฤกษ์รุ่นแรกสุดที่ถือกำเนิดขึ้นในเอกภพเมื่อหลายพันล้านปีก่อน การค้นพบนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature Astronomy เมื่อวันที่ 29 มีนาคม 2569 ซึ่งช่วยเปิดหน้าต่างบานใหม่ให้เราได้ทำความเข้าใจกระบวนการสร้างธาตุในยุคเริ่มต้นของเอกภพได้อย่างชัดเจน
ย้อนกลับไปเมื่อหลายพันล้านปีก่อน เอกภพหรือจักรวาลของเราเคยถูกปกคลุมไปด้วยความมืดมิด จนกระทั่งดาวฤกษ์รุ่นแรกเริ่มเปล่งประกาย แสงสว่างจึงได้สาดส่องไปทั่วอวกาศ ดาวฤกษ์รุ่นแรกสุดเหล่านี้เป็นที่รู้จักในวงการดาราศาสตร์ว่า ดาวฤกษ์ประชากร 3 (Population III) ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าพวกมันมีมวลมหาศาลและมีอายุขัยที่สั้นมาก ทำให้จนถึงปัจจุบันเรายังไม่เคยค้นพบดาวฤกษ์รุ่นแรกนี้เลยแม้แต่ดวงเดียว
อย่างไรก็ตาม การค้นพบดาวฤกษ์ PicII-503 ถือเป็นความสำเร็จที่ใกล้เคียงที่สุด ดาวฤกษ์ดวงนี้จัดอยู่ในกลุ่มดาวฤกษ์ประชากร 2 (Population II) ซึ่งเป็นดาวฤกษ์รุ่นที่เกิดตามมาติด ๆ จากรุ่นแรกและหาได้ยากมาก มันตั้งอยู่ในกาแล็กซีแคระชื่อว่า พิกเทอร์ 2 (Pictor II) ซึ่งอยู่ห่างจากโลกของเราออกไปประมาณ 150,000 ปีแสง กาแล็กซีนี้มีลักษณะเป็นเหมือนกาแล็กซีฟอสซิล เนื่องจากดาวฤกษ์ทั้งหมดในนั้นมีอายุเก่าแก่กว่าหมื่นล้านปี และไม่มีการสร้างดาวฤกษ์ดวงใหม่มาเป็นเวลานานแสนนานแล้ว
อนิรุทธ ชิติ (Anirudh Chiti) นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด อธิบายว่า ในยุคแรกเริ่มที่เอกภพเพิ่งถือกำเนิด สสารที่ใช้ในการสร้างดาวฤกษ์มีเพียงก๊าซไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นหลัก แต่เมื่อดาวฤกษ์เริ่มจุดหลอมรวมนิวเคลียร์ในแกนกลาง พวกมันได้สร้างธาตุที่หนักกว่าขึ้นมา เช่น เหล็ก เมื่อดาวฤกษ์เหล่านี้หมดอายุขัยและระเบิดออกเป็นซูเปอร์โนวา (Supernova) ธาตุหนักเหล่านี้จะกระจายออกสู่อวกาศและกลายเป็นวัตถุดิบในการสร้างดาวฤกษ์รุ่นต่อไป ในทางดาราศาสตร์จะเรียกธาตุที่หนักกว่าฮีเลียมทั้งหมดนี้รวม ๆ ว่า “โลหะ” ดังนั้นยิ่งดาวฤกษ์มีอายุเก่าแก่มากเท่าใด ก็จะยิ่งมีปริมาณธาตุโลหะน้อยลงเท่านั้น
จากการวิเคราะห์สเปกตรัมแสงของ PicII-503 นักวิจัยพบว่ามันมีปริมาณธาตุเหล็กน้อยกว่าดวงอาทิตย์ของเราถึง 43,000 เท่า และมีแคลเซียมน้อยกว่าถึง 160,000 เท่า แต่กลับมีปริมาณคาร์บอนสูงกว่ามากเมื่อเทียบกับสัดส่วนของธาตุอื่น ความไม่สมดุลนี้เป็นเบาะแสสำคัญที่บ่งชี้ว่า ดาวฤกษ์ดวงนี้ก่อตัวขึ้นจากเศษซากของการระเบิดซูเปอร์โนวาของดาวฤกษ์รุ่นแรกที่มีความสว่างน้อยผิดปกติ ซึ่งแรงระเบิดที่ไม่รุนแรงมากนักทำให้ธาตุหนักอย่างเหล็กและแคลเซียมถูกดึงดูดกลับเข้าไปในซากดาวเดิม ในขณะที่ธาตุที่เบากว่าอย่างคาร์บอนสามารถเล็ดลอดออกมาก่อตัวเป็นดาวฤกษ์ PicII-503 ได้
การค้นพบครั้งนี้ไม่เพียงแต่เป็นเครื่องยืนยันถึงกระบวนการสร้างธาตุในยุคแรกเริ่มของกาแล็กซีดึกดำบรรพ์เท่านั้น แต่ยังช่วยเชื่อมโยงความเข้าใจเกี่ยวกับจุดกำเนิดของดาวฤกษ์เก่าแก่ที่ซ่อนตัวอยู่บริเวณกลุ่มดาวฤกษ์ทรงกลด หรือที่เรียกว่า เฮโล (Halo) ของกาแล็กซีทางช้างเผือกของเราเองด้วย ในอนาคตกาแล็กซีแคระพิกเทอร์ 2 อาจถูกกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรากลืนกินเข้าไป ซึ่งข้อมูลจากการศึกษานี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ไขปริศนาเกี่ยวกับการก่อตัวและวิวัฒนาการของปริภูมิ-เวลา รวมถึงความลับของเอกภพได้อย่างสมบูรณ์แบบมากยิ่งขึ้น
👨🚀 ข้อมูลอ้างอิง: Science Alert
- Extremely Rare Star Preserves Traces of The Universe’s First Light