กล้องโทรทรรศน์เจมส์ เวบบ์ค้นพบวัตถุลึกลับ 300 ดวงที่ท้าทายความเข้าใจเกี่ยวกับจักรวาลยุคแรกเริ่ม

DNVN - จากการสังเกตการณ์จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST) ของ NASA นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยมิสซูรีได้ระบุกาแล็กซีที่ผิดปกติ 300 แห่งที่อาจเป็นกาแล็กซีในยุคแรกเริ่ม

ในการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ ทีมวิจัย ได้สำรวจขอบเขตอันไกลโพ้นของจักรวาลและค้นพบสิ่งที่น่าประหลาดใจ ด้วยการวิเคราะห์ภาพอินฟราเรดที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ พวกเขาค้นพบวัตถุ 300 ชิ้นที่สว่างกว่าที่คาดการณ์ไว้มาก

นักดาราศาสตร์ที่ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ของนาซาค้นพบวัตถุลึกลับ 300 ชิ้น ซึ่งอาจเป็นกาแล็กซียุคแรกเริ่มของจักรวาล หากได้รับการยืนยัน การมีอยู่ของวัตถุเหล่านี้อาจเปลี่ยนความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการก่อตัวของกาแล็กซีในยุคแรกเริ่ม (แนวคิดของศิลปิน) ที่มา: SciTechDaily.com

“วัตถุลึกลับเหล่านี้อาจเป็นกาแล็กซีในยุคแรกเริ่มของเอกภพ ซึ่งหมายความว่าพวกมันอาจเป็นกาแล็กซีในยุคแรกเริ่ม หากแม้วัตถุเหล่านี้เพียงไม่กี่ชิ้นเป็นอย่างที่เราคิด การค้นพบ ของเราอาจท้าทายแนวคิดปัจจุบันเกี่ยวกับการก่อตัวของกาแล็กซีในยุคแรกเริ่มของเอกภพ ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่ดวงดาวและกาแล็กซีแรกเริ่มก่อตัวขึ้น” เฮาจิง เหยียน ศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์ประจำวิทยาลัยศิลปศาสตร์และวิทยาศาสตร์มิซโซว และผู้ร่วมเขียนงานวิจัยนี้กล่าว

อุปกรณ์อินฟราเรดช่วยนำทางไปสู่การวิจัยอวกาศในระยะเริ่มต้น

ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าว การระบุลักษณะของวัตถุที่อยู่ห่างไกลไม่สามารถทำได้ทันที แต่ต้องใช้กระบวนการที่พิถีพิถันหลายขั้นตอน ซึ่งผสมผสานเทคโนโลยีขั้นสูง การวิเคราะห์อย่างรอบคอบ และความพยายามอย่างมากจาก "นักสืบทางดาราศาสตร์"

ทีม Mizzou เริ่มต้นด้วยเครื่องมืออินฟราเรดขั้นสูงสองชิ้นของ James Webb ได้แก่ กล้องอินฟราเรดใกล้ (Near Infrared Camera) และเครื่องมืออินฟราเรดกลาง (Mid Infrared Instrument) ซึ่งเป็นเครื่องมือที่สร้างขึ้นเพื่อรวบรวมแสงจากขอบเขตอันไกลโพ้นที่สุดของจักรวาล จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการศึกษาจักรวาลยุคแรกเริ่ม เหตุผลที่เน้นแสงอินฟราเรดก็คือ ยิ่งวัตถุอยู่ห่างจากโลกมากเท่าไหร่ แสงก็ยิ่งใช้เวลานานขึ้นเท่านั้นในการเดินทาง และยิ่งวัตถุนั้นถูกยืดออกไปสู่ช่วงอินฟราเรดของสเปกตรัมเมื่อมาถึง

“เมื่อแสงจากกาแล็กซียุคแรกเริ่มเหล่านี้เดินทางผ่านอวกาศ แสงจะแผ่ขยายออกไปเป็นช่วงความยาวคลื่นที่ยาวขึ้น โดยเคลื่อนตัวจากแสงที่มองเห็นไปยังอินฟราเรด การแผ่ขยายนี้เรียกว่าเรดชิฟต์ และช่วยให้เรากำหนดระยะห่างของกาแล็กซีเหล่านี้ ยิ่งค่าเรดชิฟต์สูง กาแล็กซีก็ยิ่งอยู่ห่างจากโลกมากขึ้น และยิ่งใกล้กับจุดเริ่มต้นของจักรวาลมากขึ้นเท่านั้น” หยานอธิบาย

ภาพกราฟิกแสดงวัตถุลึกลับในอวกาศที่นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยมิสซูรีระบุในงานวิจัย เครดิต: Bangzheng “Tom” Sun/มหาวิทยาลัยมิสซูรี

การนำเทคนิคการข้ามไปใช้ในการค้นหา

เพื่อชี้แจงเอกลักษณ์ของกาแล็กซีโปรโตกาแล็กซีที่มีศักยภาพ 300 แห่ง นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยมิสซูรีได้ใช้วิธีการที่มีมายาวนานที่เรียกว่าเทคนิคดรอปเอาต์ “เทคนิคนี้สามารถตรวจจับกาแล็กซีที่มีค่าเรดชิฟต์สูง ได้โดยการมองหาวัตถุที่ปรากฏในช่วงความยาวคลื่นสีแดง แต่หายไปในช่วงความยาวคลื่นสีน้ำเงิน ซึ่งเป็นสัญญาณว่าแสงของวัตถุเหล่านั้นเดินทางเป็นระยะทางไกล และเป็นเวลานาน” ปังเจิ้ง “ทอม” ซุน นักศึกษาปริญญาเอกที่ทำงานร่วมกับหยานและหัวหน้าทีมวิจัยกล่าว “ปรากฏการณ์นี้เป็นสัญญาณของ ‘ไลแมน เบรกดาวน์’ ซึ่งเป็นลักษณะทางสเปกตรัมที่เกิดจากการดูดกลืนแสงอัลตราไวโอเลตโดยไฮโดรเจนที่เป็นกลาง เมื่อค่าเรดชิฟต์เพิ่มขึ้น สัญญาณจะเปลี่ยนเป็นช่วงความยาวคลื่นสีแดง”

ศาสตราจารย์หยานกล่าวเสริมว่า แม้เทคนิคการข้ามจะสามารถระบุกาแล็กซีแต่ละกาแล็กซีได้ แต่ขั้นตอนต่อไปคือการตรวจสอบว่ากาแล็กซีเหล่านั้นมีค่าเรดชิฟต์สูง “มาก” จริงหรือไม่ “ตามหลักการแล้ว วิธีนี้ควรทำโดยใช้สเปกโทรสโกปี ซึ่งเป็นเทคนิคที่กระจายแสงในช่วงความยาวคลื่นต่างๆ เพื่อระบุสัญญาณที่ช่วยในการกำหนดเรดชิฟต์ได้อย่างแม่นยำ” เขากล่าว

สเปกโตรสโคปี - มาตรฐานทองคำสำหรับการยืนยันกาแล็กซีในยุคแรก

เนื่องจากไม่มีข้อมูลสเปกตรัมครบถ้วน ทีมวิจัยจึงใช้วิธีที่เรียกว่า spectral energy distribution fitting ซึ่งทำให้ Sun และ Yan มีพื้นฐานในการประมาณค่าเรดชิฟต์ของกาแล็กซีที่คาดว่าจะเป็นกาแล็กซี รวมถึงคุณสมบัติอื่นๆ เช่น อายุและมวล ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์หลายคนมักสันนิษฐานว่าวัตถุที่สว่างมากเหล่านี้ไม่ใช่กาแล็กซีก่อนเกิด แต่เป็นเพียงปรากฏการณ์อื่นๆ ที่เลียนแบบกาแล็กซีก่อนเกิด อย่างไรก็ตาม จากผลการศึกษาใหม่นี้ Sun และ Yan เชื่อว่าวัตถุเหล่านี้ควรได้รับการศึกษาเพิ่มเติม และไม่ควรตัดทิ้งไปเร็วเกินไป

“แม้ว่าจะมีการยืนยันว่าวัตถุเหล่านี้มีอยู่จริงในจักรวาลยุคแรกเพียงไม่กี่ชิ้นเท่านั้น แต่วัตถุเหล่านี้จะบังคับให้เราต้องแก้ไขทฤษฎีการก่อตัวของกาแล็กซีที่มีอยู่ของเรา” ศาสตราจารย์หยานเน้นย้ำ

นักวิจัยกล่าวว่า การทดสอบขั้นสุดท้ายจะยังคงอาศัยสเปกโทรสโกปี ซึ่งถือเป็นมาตรฐานทองคำ เพื่อยืนยันการค้นพบเหล่านี้ สเปกโทรสโกปีสามารถแยกแสงออกเป็นความยาวคลื่นต่างๆ ได้ คล้ายกับปริซึมที่แยกแสงออกเป็นสีรุ้ง จากจุดนั้น นักวิทยาศาสตร์สามารถค้นพบลายนิ้วมือสเปกตรัมเฉพาะตัวของกาแล็กซี ซึ่งเผยให้เห็นถึงวิธีการก่อตัว อายุ และส่วนประกอบต่างๆ ของกาแล็กซี

“วัตถุชิ้นหนึ่งของเราได้รับการยืนยันทางสเปกโทรสโคปีแล้วว่าเป็นกาแล็กซีก่อนเกิด แต่วัตถุชิ้นนี้เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ เราจำเป็นต้องมีการยืนยันเพิ่มเติมเพื่อยืนยันให้แน่ชัดว่าทฤษฎีปัจจุบันกำลังถูกท้าทายหรือไม่” ซันกล่าว

ลาเค (อ้างอิงจาก SciTech Daily)

ที่มา: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/kinh-vien-vong-james-webb-phat-hien-300-vat-the-bi-an-thach-thuc-hieu-biet-ve-vu-tru-so-khai/20250824045453656