ข้ามไปยังเนื้อหาหลัก

“กล้องฯ เจมส์ เว็บบ์” ตรวจจับประจุไฟฟ้าที่ปลดปล่อยออกมาจากกาแล็กซีแคระ ในช่วงยุคแรกเริ่มของเอกภพ

21 มี.ค. 674 นาที21 มี.ค. 67

ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติจาก NASA ESA และ CSA ได้ใช้ความสามารถที่ไม่เคยถูกใช้งานมาก่อนของ “กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์” ในการสังเกตการณ์ “กาแล็กซี” ที่จางที่สุดในช่วงพันล้านปีแรกของ “จักรวาล”

ขนาดตัวอักษร

ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติจาก NASA ESA และ CSA ได้ใช้ความสามารถที่ไม่เคยถูกใช้งานมาก่อนของ “กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์” ในการสังเกตการณ์ “กาแล็กซี” ที่จางที่สุดในช่วงพันล้านปีแรกของ “จักรวาล” เพื่อศึกษาวิวัฒนาการและต้นกำเนิดของกาแล็กซีภายใน “เอกภพ”

ความรู้ของเราเกี่ยวกับช่วงเวลาต้นกำเนิดของเอกภพยังมีอยู่น้อยมาก ในช่วงเวลาภายหลังจากการเกิดบิกแบง (Big Bang) ราว 1 ล้านปี ช่วงเวลานั้นเรียกว่าช่วงเวลาที่มืดมิดของเอกภพ เนื่องจากยังไม่มีดาวฤกษ์ถือกำเนิดขึ้นแม้แต่ดวงเดียว ในช่วงเวลานั้นอะไรที่ทำให้กลุ่มก๊าซภายในเอกภพรวมตัวกันจนทำให้เกิดเป็นดาวฤกษ์ดวงแรกขึ้นมาได้ แล้วเหตุใดช่วงระยะเวลาหนึ่งไม่สามารถมองเห็นแสงอะไรได้เลย แต่จู่ ๆ เอกภพของเราก็โปร่งใสและเห็นสิ่งต่าง ๆ มากมายได้ สิ่งนี้ยังคงเป็นคำถามใหญ่ที่ยังคงเป็นปริศนาคงอยู่จนทุกวันนี้

ภาพถ่ายกระจุกกาแลกซี่แพนดอร่า (Abell 2744) ที่นำมาใช้ประยุกต์เป็นเลนส์ความโน้มถ่วงเพื่อศึกษากาแลกซี่ที่ห่างไกลจากยุคแรกเริ่มของเอกภพ ภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บ

โครงการ The Ultradeep NIRSpec and NIRCam ObserVations before the Epoch of Reionization (UNCOVER) เป็นโครงการสำรวจกาแล็กซีในช่วงยุคแรกเริ่มของเอกภพโดยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ในการถ่ายภาพที่ลึกที่สุด ในช่วงเวลาแรกที่แสงจากกาแล็กซียุคแรกเริ่มส่องแสงสว่างออกมา แต่เพียงแค่ศักยภาพของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์เพียงอย่างเดียวไม่สามารถขยายภาพของกาแล็กซีที่ทั้งเล็ก จาง และห่างไกลได้ด้วยตัวของมันเอง นักดาราศาสตร์จึงใช้เลนส์ความโน้มถ่วง (Gravitational Lens) ซึ่งเกิดจากการบิดโค้งของกาล-อวกาศ (Space-Time) โดยวัตถุขนาดใหญ่จนคล้ายเป็นเลนส์ขนาดมหึมาช่วยรวมแสงจากกาแล็กซีที่อยู่ห่างไกล มาเป็นตัวช่วยในการถ่ายภาพด้วย

การใช้เลนส์ความโน้มถ่วงมีมานานตั้งแต่สมัยของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลแล้ว เพียงแต่การที่จะเลือกกาแล็กซีที่จะนำมาใช้เป็นเลนส์ความโน้มถ่วงเป็นสิ่งที่ยากเนื่องจากว่าการตีความรายละเอียดสิ่งที่อยู่ในภาพ บางครั้งรายละเอียดของวัตถุที่อยู่ด้านหลังกาแล็กซีสามารถปรากฏได้มากกว่าหนึ่งตำแหน่ง อีกทั้งยังยากต่อการประเมินข้อมูลอีก ดังนั้นการเลือกกาแล็กซีที่จะใช้งานเป็นเลนส์ความโน้มถ่วงจึงเป็นโจทย์ยาก ในโครงการ UNCOVER นี้ นักดาราศาสตร์ได้เลือกกระจุกกาแล็กซีแพนดอรา (Pandora’s Cluster หรือ Abell 2744) เพื่อขยายภาพของกาแล็กซีที่อยู่ด้านหลังของกระจุกกาแล็กซีดาวนี้

ภาพวาดเพื่ออธิบายการเกิดภาพของเควซาร์สี่ตำแหน่งที่มีผลมาจากปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วงที่บิดภาพจากจุดด้านหลังที่ห่างไกล ภาพจาก NASA_ESA

แต่ด้วยกระจุกกาแล็กซีแพนดอรามีขนาดใหญ่และมีความโน้มถ่วงที่สูงมากจนทำให้กาล-อวกาศบิดโค้งเป็นเลนส์รวมแสงขนาดใหญ่ ร่วมกับความไวของอุปกรณ์ถ่ายภาพภายในกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ เราจึงสามารถเห็นภาพกาแล็กซีที่ห่างไกลและจางมากที่อยู่ด้านหลังจากกระจุกกาแล็กซีแพนดอราได้ถึงแปดกาแล็กซี เมื่อเทียบกับกาแล็กซีทางช้างเผือกของเราแสงจากกาแล็กซีเหล่านี้จางกว่า 100 เท่า นับว่ามีความสว่างน้อยและให้รายละเอียดได้ต่ำมาก

การศึกษากาแล็กซีที่ห่างไกลและจางแสงเหล่านี้ทำให้เราพบว่าพวกมันเป็นกาแลกซี่แคระ ซึ่งผลิตรังสีอัลตราไวโอเลตออกมาในระดับที่มหาศาล มากกว่าเราคาดการณ์ไว้แต่แรกถึง 4 เท่า รังสีอัลตราไวโอเลตที่ปล่อยออกมามีบทบาทสำคัญในช่วงเวลายุคแรกเริ่มของเอกภพที่มีเพียงหมอกของไฮโดรเจน ทำให้ไฮโดรเจนที่ลอยอยู่เต็มเอกภพเกิดประจุขึ้นเป็นพลาสมาไอออน และเปลี่ยนทั้งเอกภพให้เป็นสภาพเหมือนดังเอกภพที่เราเห็นในปัจจุบันได้

ภาพถ่าย LRG 3-757 กาแล็กซีสีแดงบิดกาแล็กซีสีฟ้าด้านหลังจนมีรูปร่างโค้งงอบิดเบี้ยวคล้ายเกือกม้า ภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

ผลจากการศึกษาในครั้งนี้ตรงกับทฤษฎีของเราว่า ในช่วงเวลาที่เอกภพยังเต็มไปด้วยกลุ่มหมอกของไฮโดรเจนซึ่งคอยดูดซับแสง กาแล็กซีแคระปลดปล่อยรังสีพลังงานสูงจนสามารถเปลี่ยนไฮโดรเจนอะตอมในเอกภพเป็นไฮโดรเจนไอออน ทำให้แสงสามารถเดินทางผ่านห้วงอวกาศได้เหมือนดังทุกวันนี้

นับเป็นครั้งแรกที่เราสามารถวัดปริมาณไอออนของกาแล็กซีแคระในช่วงยุคแรกเริ่มของเอกภพสามารถสร้างขึ้นมาได้ ซึ่งช่วยให้เราทำความเข้าใจเกี่ยวกับการกลายสภาพเป็นไอออน (Ionization) ของจักรวาลได้ดีมากยิ่งขึ้น และยังสามารถช่วยในการศึกษาเพิ่มเติมว่าการกระจายตัวของกาแล็กซีแคระในอดีตนั้นสัมพันธ์กับกาแล็กซีขนาดใหญ่ในปัจจุบันอย่างไรได้บ้าง

การศึกษาข้อมูลที่ลึกและห่างไกลเหล่านี้นับว่าประสบความสำเร็จ และเป็นใบเบิกทางให้กับโครงการสำรวจกาแล็กซีห่างไกลอีกในอนาคตอย่างโครงการ GLIMPSE โครงการนี้นักดาราศาสตร์จะสำรวจกระจุกกาแล็กซีที่ห่างไกลในช่วงเวลาที่เรียกว่า “รุ่งอรุณของจักรวาล” ในช่วงเวลาที่เอกภพนั้นมีอายุเพียงไม่กี่ล้านปี ซึ่งจะเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับเอกภพวิทยาของเราเพิ่มขึ้นอีกเป็นอย่างมาก

เรียบเรียงโดย : จิรสิน อัศวกุล


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

ที่มาข้อมูล: ESA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech 

เจมส์ เว็บบ์
เขียนโดย

🌎 "รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก" ไปกับ Thai PBS Sci & Tech • วิทยาศาสตร์ • เทคโนโลยี นวัตกรรม • ดาราศาสตร์ • Media Literacy • Cyber Security • Tips & Tricks • Trends

บทความที่เกี่ยวข้อง

กล้องฮับเบิลและเจมส์ เว็บบ์ร่วมสำรวจเทหวัตถุที่อยู่ห่างไกลที่สุด ณ ขอบของระบบสุริยะอวกาศ

กล้องฮับเบิลและเจมส์ เว็บบ์ร่วมสำรวจเทหวัตถุที่อยู่ห่างไกลที่สุด ณ ขอบของระบบสุริยะ

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและเจมส์ เว็บบ์ ได้ทำการสำรวจวัตถุพ้นดาวเนปจูน (trans-Neptunian objects หรือ TNO) ที่อยู่ห่างไกลจากโลกมากที่สุด

19 ก.ย. 69|19 ก.ย. 69
อ่านต่อ →
กล้องเจมส์ เวบบ์พบ "จุดแดงเล็ก" ในเอกภพยุคแรกเริ่ม อาจเป็นช่วงเติบโตของหลุมดำมวลยิ่งยวดอวกาศ

กล้องเจมส์ เวบบ์พบ "จุดแดงเล็ก" ในเอกภพยุคแรกเริ่ม อาจเป็นช่วงเติบโตของหลุมดำมวลยิ่งยวด

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

01 ก.ย. 69|01 ก.ย. 69
อ่านต่อ →
นักวิทย์พบดาวหลุมดำ! ยืนยันโดยกล้องเจมส์เว็บบ์ จัดเป็นวัตถุประเภทใหม่อย่างเป็นทางการอวกาศ

นักวิทย์พบดาวหลุมดำ! ยืนยันโดยกล้องเจมส์เว็บบ์ จัดเป็นวัตถุประเภทใหม่อย่างเป็นทางการ

เมื่อไม่นานมานี้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์ ได้ตรวจพบจุดแสงสีแดงจ้าประหลาดจุดหนึ่ง ซึ่งมีขนาดพอ ๆ กับระบบสุริยะของเราทั้งระบบ แต่ก็กลับปลดปล่อยพลังงานออกมามากอย่างมหาศาล

29 ส.ค. 69|29 ส.ค. 69
อ่านต่อ →
อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%AI

อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้าสิ่งแวดล้อม

พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้า

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคตเทคโนโลยี

หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคต

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศวิทยาศาสตร์

กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศ

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
ลูกเรือ Crew-12 กลับถึงโลกปลอดภัย! ปิดฉากภารกิจในอวกาศ 237 วันอวกาศ

ลูกเรือ Crew-12 กลับถึงโลกปลอดภัย! ปิดฉากภารกิจในอวกาศ 237 วัน

09 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
รู้จัก 2 ภาพจาก Google Doodle ต้อนรับสัปดาห์อวกาศโลก 2026อวกาศ

รู้จัก 2 ภาพจาก Google Doodle ต้อนรับสัปดาห์อวกาศโลก 2026

08 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
อวกาศอาจเป็นทางออก ! เมื่อพลังงานจากโลกไม่พอใช้ จนหลายชาติเล็งผลิตไฟฟ้านอกโลกอวกาศ

อวกาศอาจเป็นทางออก ! เมื่อพลังงานจากโลกไม่พอใช้ จนหลายชาติเล็งผลิตไฟฟ้านอกโลก

07 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
นาซาพบหลุมอุกกาบาตเกิดใหม่บนดวงจันทร์ ขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยบันทึกได้อวกาศ

นาซาพบหลุมอุกกาบาตเกิดใหม่บนดวงจันทร์ ขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยบันทึกได้

06 ต.ค. 69
อ่านต่อ →