เมื่อจักรวาลมืดมิดแสงสว่างจะมาจากไหน?

ตามข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและเจมส์ เวบบ์ (JWST) แหล่งกำเนิดโฟตอนอิสระในช่วงรุ่งอรุณของจักรวาลคือดาราจักรแคระขนาดเล็กที่ระเบิดขึ้นและมีชีวิตขึ้นมา กวาดล้างหมอกไฮโดรเจนทึบแสงที่ปกคลุมอวกาศระหว่างดาราจักรออกไป

พวกมันปล่อยโฟตอนที่ทำให้เกิดไอออน ซึ่งเปลี่ยนไฮโดรเจนที่เป็นกลางให้เป็นพลาสมา มีบทบาทสำคัญในการรีไอออไนเซชันของจักรวาล

“ การค้นพบ นี้เน้นย้ำถึงบทบาทพิเศษของดาราจักรที่จางมากในการก่อตัวของจักรวาลในยุคแรกเริ่ม” Iryna Chemerynska นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากสถาบันฟิสิกส์ดาราศาสตร์ในปารีสกล่าว

เมื่อจักรวาลยังมืดมิดอยู่

ทันทีหลังจากบิ๊กแบง จักรวาลก็เต็มไปด้วยพลาสมาไอออนไนซ์ที่ร้อนและหนาแน่น

แสงไม่สามารถทะลุผ่านได้เนื่องจากโฟตอนถูกกระจัดกระจายโดยอิเล็กตรอนอิสระอย่างต่อเนื่อง ทำให้จักรวาลมืดมิดลง

Ánh sáng xuất hiện từ đâu khi vũ trụ chìm trong bóng tối? - 1 — บิ๊กแบงเปิดเส้นทางวิวัฒนาการของจักรวาล (ภาพ: อวกาศ)

ประมาณ 300,000 ปีหลังจากการระเบิด จักรวาลก็ค่อยๆ เย็นลง โปรตอนและอิเล็กตรอนรวมตัวกันเพื่อสร้างไฮโดรเจนที่เป็นกลาง (พร้อมกับฮีเลียมจำนวนเล็กน้อย)

ในเวลานี้แสงสามารถส่งผ่านตัวกลางที่เป็นกลางได้ แต่แหล่งกำเนิดแสงยังคงหายากมาก โดยดาวดวงแรกๆ ก่อตัวขึ้นจากไฮโดรเจนและฮีเลียม

แสงอันเข้มข้นจากดวงดาวยุคแรกทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากอะตอมไฮโดรเจน ทำให้ก๊าซในอวกาศกลายเป็นพลาสมาและทำให้จักรวาลโปร่งใสเพื่อให้แสงสามารถทะลุผ่านได้

ประมาณ 1 พันล้านปีต่อมา ยุค "รุ่งอรุณแห่งจักรวาล" ก็สิ้นสุดลง และแสงสว่างทั้งหมดในจักรวาลก็สว่างขึ้นอย่างเป็นทางการ

บทบาทที่น่าประหลาดใจของดาราจักรแคระ

การสังเกตระยะนี้ทำได้ยากมากเนื่องจากอยู่ไกล แสงสลัว และถูกปกคลุมด้วยหมอก

ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์ คิดว่าหลุมดำมวลยวดยิ่งหรือกาแล็กซีขนาดยักษ์ที่ระเบิดด้วยดวงดาวเป็นแหล่งพลังงานหลัก

JWST ได้รับการออกแบบมาเพื่อมองลึกเข้าไปในรุ่งอรุณของจักรวาล โดยค้นพบว่ากาแล็กซีแคระคือผู้เล่นหลัก

ทีมงานนานาชาติที่นำโดยนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ Hakim Atek จากสถาบันฟิสิกส์ดาราศาสตร์แห่งปารีส วิเคราะห์ข้อมูลจากกระจุกดาราจักร Abell 2744 ร่วมกับกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล

Ánh sáng xuất hiện từ đâu khi vũ trụ chìm trong bóng tối? - 2 — คาดว่าแหล่งกำเนิดแสงอินฟราเรดใกล้ประมาณ 50,000 แหล่งสามารถมองเห็นได้ในระยะการมองเห็นของกระจุกดาว Abell 2744 (ภาพ: NASA)

กระจุกดาราจักรแห่งนี้มีความหนาแน่นสูงมากจนทำให้กาลอวกาศบิดเบี้ยว ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์เลนส์จักรวาลที่ขยายแสงจากดาราจักรที่อยู่ห่างไกล

ด้วยเหตุนี้ นักวิทยาศาสตร์จึงสังเกตกาแล็กซีแคระได้ใกล้กับช่วง "รุ่งอรุณของจักรวาล" มาก

ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าดาราจักรแคระไม่เพียงแต่เป็นดาราจักรประเภทที่พบมากที่สุดเท่านั้น แต่ยังมีความสว่างมากกว่าที่คาดไว้มากอีกด้วย

ในความเป็นจริง กาแล็กซีแคระมีจำนวนมากกว่ากาแล็กซีขนาดใหญ่ถึง 100 เท่า และปริมาณรังสีไอออไนซ์ทั้งหมดที่ปล่อยออกมาก็สูงกว่าปริมาณรังสีที่กาแล็กซีขนาดใหญ่ปล่อยออกมาโดยทั่วไปถึง 4 เท่า

“พวกมันเป็น 'โรงไฟฟ้าจักรวาล' อย่างแท้จริง ที่ปล่อยรังสีเพื่อสร้างไอออนใหม่ให้กับจักรวาลทั้งหมด” อาเท็กเน้นย้ำ

กาแล็กซีที่มีมวลน้อยเหล่านี้เป็นแหล่งกำเนิดรังสีพลังงานมหาศาล ซึ่งอิทธิพลของกาแล็กซีเหล่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงสถานะของจักรวาลทั้งหมดได้

ที่มา: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/anh-sang-xuat-hien-tu-dau-khi-vu-tru-chim-trong-bong-toi-20251006074930452.htm