ข้ามไปยังเนื้อหาหลัก
กล้องเจมส์ เวบบ์พบ "จุดแดงเล็ก" ในเอกภพยุคแรกเริ่ม อาจเป็นช่วงเติบโตของหลุมดำมวลยิ่งยวด
อวกาศ

กล้องเจมส์ เวบบ์พบ "จุดแดงเล็ก" ในเอกภพยุคแรกเริ่ม อาจเป็นช่วงเติบโตของหลุมดำมวลยิ่งยวด

Thai PBS Sci & Tech01 ก.ย. 695 นาที2 ชั่วโมงที่แล้ว

ในปี 2022 กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์ (James Webb Space Telescope หรือ JWST) ได้ค้นพบวัตถุ "จุดแดงเล็ก" (Little Red Dots หรือ LRDs) ที่อยู่ไกลออกไปในช่วงเวลากำเนิดของเอกภพ

ขนาดตัวอักษร

ในปี 2022 กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์ (James Webb Space Telescope หรือ JWST) ได้ค้นพบวัตถุ "จุดแดงเล็ก" (Little Red Dots หรือ LRDs) ที่อยู่ไกลออกไปในช่วงเวลากำเนิดของเอกภพ ซึ่งได้จุดกระแสความตื่นตัวขึ้นในวงการฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ล่าสุด ทีมนักวิจัยจากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ (STScI) ออกมาอธิบายว่าแท้จริงแล้วอาจไม่ใช่กาแล็กซีประเภทใหม่ แต่เป็นเพียงช่วงเวลาหนึ่งของการเติบโตของหลุมดำมวลยิ่งยวดที่ซ่อนตัวอยู่

โดยปกติการศึกษาวัตถุทางดาราศาสตร์ที่อยู่ห่างไกลไปจากโลกในระดับพันล้านปี นักวิทยาศาสตร์จะอาศัยการสังเกตปรากฏการณ์การเลื่อนไปทางสีแดง (redshift) ซึ่งเป็นตัวชี้วัดระยะห่างของวัตถุเทียบกับอายุของเอกภพ ยิ่งวัตถุมีค่าเลื่อนไปทางสีแดงสูงเท่าใด หมายความว่าแสงจากแหล่งกำเนิดต้องเดินทางข้ามเอกภพมาไกลมากขึ้นเท่านั้น

ข้อมูลจากกล้องเจมส์ เว็บบ์ระบุว่าพบวัตถุอวกาศที่มีลักษณะเป็น "จุดแดงเล็ก" จำนวนมหาศาลในเอกภพยุคแรกเริ่ม แต่เมื่อสังเกตกับห้วงอวกาศที่ใกล้กับช่วงเวลาของเรามากยิ่งขึ้น กลับพบว่าจำนวนจุดแดงเล็กลดลง ซึ่งสร้างความฉงนให้แก่นักดาราศาสตร์เป็นอย่างมาก ปรากฏการณ์ดังกล่าวก่อให้เกิดคำถามสำคัญต่อความเข้าใจเดิมของนักดาราศาสตร์ว่า เกิดอะไรขึ้นกับวัตถุเหล่านี้เมื่อกาลเวลาผ่านไป และวิวัฒนาการไปเป็นสิ่งใดในปัจจุบัน

ภาพตำแหน่งของกาแล็กซีซากัวโร ภาพจาก NASA

เพื่อตอบคำถามนี้ ทีมนักวิจัยได้ศึกษากาแล็กซีกังหัน (spiral galaxy) ชื่อ WISEA J123635.56+621424.2 ซึ่งนักดาราศาสตร์ตั้งชื่อเล่นว่า "ซากัวโร" (Saguaro) ตามลักษณะแขนกาแล็กซีที่คล้ายต้นกระบองเพชร

กาแล็กซีแห่งนี้มีการเลื่อนไปทางสีแดงที่ระดับสอง เทียบเท่ากับช่วงเวลาประมาณ 3.3 พันล้านปีหลังบิ๊กแบง และสิ่งที่ทำให้ซากัวโรถูกหยิบยกมาใช้ในการศึกษาครั้งนี้เพราะว่าแกนกลางมีลักษณะที่ตรงกับวัตถุจุดแดงเล็กทุกประการ แต่อายุกลับนน้อยกว่าและอยู่ใกล้โลกมากกว่า นักดาราศาสตร์จึงใช้ซากัวโรเป็นตัวอย่างศึกษาโครงสร้างโดยรอบของจุดแดงเล็กได้อย่างละเอียด ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำไม่ได้กับวัตถุที่อยู่ไกลออกไปถึงขอบเอกภพ

จากการวิเคราะห์ข้อมูลอย่างละเอียด ทีมวิจัยได้ข้อสรุปที่อธิบายปรากฏการณ์นี้ว่า จำนวนของจุดแดงเล็กที่ดูเหมือนจะลดลงนั้น แท้จริงแล้วเกิดจากอคติในการสังเกตการณ์ (observational bias)

หากเปรียบเทียบให้เห็นภาพ การมองจุดแดงเล็กในเอกภพยุคแรกเริ่ม คล้ายกับการมองเห็นเพียงแสงไฟหน้ารถที่สว่างจ้าในคืนที่มืดสนิท โดยที่ดวงตาของเราไม่สามารถมองเห็นตัวถังรถที่อยู่รอบ ๆ ได้

ทีมวิจัยอธิบายว่าจุดแดงเล็กแท้จริง ไม่ได้เป็นแค่จุด แต่เป็น นิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์ (active galactic nucleus หรือ AGN) หรือหลุมดำมวลยิ่งยวดที่กำลังกลืนกินมวลสารอย่างรุนแรงและสว่างจ้า ซึ่งตั้งอยู่ใจกลางของกาแล็กซีแม่ (host galaxy) ทว่าในเอกภพยุคแรกเริ่ม กาแล็กซีแม่เหล่านี้อยู่ไกลและมีแสงจางเกินกว่าที่เทคโนโลยีปัจจุบันจะตรวจจับได้ กล้องโทรทรรศน์จึงจับภาพได้เพียงแกนกลางที่สว่างที่สุด ทำให้ปรากฏเป็นเพียงจุดสีแดงขนาดเล็กเท่านั้น

เมื่อทีมวิจัยนำข้อมูลของกาแล็กซีซากัวโรมาสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์โดยเลื่อนระยะทางให้ไกลออกไปเทียบเท่ากับเอกภพยุคแรกเริ่ม ผลลัพธ์ที่ได้ก็เป็นไปตามคาด แขนกาแล็กซีของซากัวโรเลือนหายไปจากภาพจำลอง เหลือเพียงจุดสีแดงสว่างตรงกลางที่มองเห็นได้

ภาพเปรียบเทียบระหว่างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์กับการนำข้อมูลจริงมาทำการปรับค่าความสว่างของกาแล็กซีซากัวโร ซึ่งผลลัพธ์ออกมาเหมือนกันตามสมมติฐาน ภาพจาก NASA

ซึ่งการศึกษากาแล็กซีซากัวโรนี้ อาศัยการส่องสำรวจโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศถึงสามตัวด้วยกันนั้นคือ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ในย่านรังสีอินฟราเรด กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Space Telescope) ในการตรวจวัดความสว่างในย่านของอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรด และกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา (Chandra X-ray Observatory) สำรวจการแผ่รังสีเอกซ์ที่อ่อนกำลังมาก ข้อมูลนี้เป็นจิ๊กซอว์ชิ้นสำคัญที่ยืนยันว่าใจกลางของซากัวโรคือหลุมดำมวลยิ่งยวดที่ถูกบดบังด้วยฝุ่นหนาแน่นอย่างมาก ซึ่งเป็นคำอธิบายที่สมเหตุสมผลว่าเหตุใดวัตถุที่อยู่ลึกเข้าไปในอดีตจึงเปล่งรังสีเอกซ์ออกมาอย่างเบาบาง

ผลการศึกษานี้บ่งชี้ว่าจุดแดงเล็กไม่น่าจะใช่กาแล็กซีชนิดใหม่อย่างที่เคยคาดการณ์ไว้ แต่เป็นเพียงลักษณะของหลุมดำมวลยิ่งยวดที่อยู่ในภาวะตื่นตัวสูง (highly active phase) ก่อนที่ระบบจะค่อย ๆ วิวัฒนาการและสงบลงเมื่อเวลาผ่านไป

หลังจากนี้ทีมนักวิทยาศาสตร์วางแผนที่จะใช้คลังข้อมูลอันมหาศาลของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์สำรวจสำมะโนประชากรจุดแดงเล็กอย่างเป็นระบบ การค้นหาและศึกษากาแล็กซีลักษณะเดียวกับซากัวโรเพิ่มเติมจะช่วยให้มนุษยชาติสามารถปะติดปะต่อแผนผังครอบครัว (family tree) ของวัตถุระยะไกลเหล่านี้ และทำความเข้าใจถึงต้นกำเนิดตลอดจนวิวัฒนาการของเอกภพได้อย่างสมบูรณ์แบบยิ่งขึ้นในอนาคต

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล
พิสูจน์อักษร ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์


อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS


ที่มาข้อมูล : NASA


“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

บทความที่เกี่ยวข้อง

Review : "TH-AI Passport" AI เพื่อคนไทย ใช้งานฟรี ปังหรือพัง ?AI

Review : "TH-AI Passport" AI เพื่อคนไทย ใช้งานฟรี ปังหรือพัง ?

ดีอีเปิดตัว AiPASS ให้คนไทยเข้าถึงโมเดล AI ชั้นนำฟรี! Thai PBS Sci & Tech พาเจาะลึกทุกฟีเชอร์ ตั้งแต่แชต เจนรูป สร้างวิดีโอ คอร์ส E-Learning แจกใบเซอร์ฯ ไปจนถึงระบบแจก 10,000 เครดิตทุกวัน พร้อมสรุปข้อดีและข้อสังเกตจากการใช้งานจริง อ่านจบพร้อมลุยได้ทันที!

31 ส.ค. 69|18 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
เทคโนโลยีอะไรที่อยู่ภายในกล้องโทรทรรศน์แนนซี เกรซ โรมันอวกาศ

เทคโนโลยีอะไรที่อยู่ภายในกล้องโทรทรรศน์แนนซี เกรซ โรมัน

กล้องโทรทรรศน์แนนซี เกรซ โรมัน (Nancy Grace Roman Space Telescope) กำลังจะกลายเป็นดวงตาดวงใหม่ในการสำรวจเอกภพ ซึ่งนอกเหนือจากคำอธิบายของการส่องดวงดาว

31 ส.ค. 69|1 วันที่แล้ว
อ่านต่อ →
ความเสี่ยงการจมลงเร็วของนครริมน้ำ : ผลการวิจัยใหม่สิ่งแวดล้อม

ความเสี่ยงการจมลงเร็วของนครริมน้ำ : ผลการวิจัยใหม่

ผลการวิจัยศึกษาใหม่เตือนเมืองใหญ่ริมฝั่งทะเลหลายเมืองทั่วโลก กำลังเสี่ยงต่อภาวะการจมน้ำเร็วกว่าที่คิดกันด้วยปัจจัยใหม่ที่ “ไม่ชัดเจน” มาก่อน จากประชากรริมน้ำที่เพิ่มมากขึ้น

30 ส.ค. 69|2 วันที่แล้ว
อ่านต่อ →