ด้วยการใช้กล้องอินฟราเรดรูปแบบขนาดใหญ่เหล่านี้

ด้วยการใช้กล้องอินฟราเรดรูปแบบขนาดใหญ่เหล่านี้

บนกล้องโทรทรรศน์ที่มีความแม่นยำสูงใน Parnal ประเทศชิลี นักดาราศาสตร์เพิ่งตรวจสอบ Hubble Deep Field South ซึ่งเป็นพื้นที่ท้องฟ้าที่ก่อนหน้านี้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลมองเห็นเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ . การดูพื้นที่ท้องฟ้าเป็นเวลา 100 ชั่วโมงด้วยหนึ่งในสี่กล้องโทรทรรศน์ที่เรียกรวมกันว่า Very Large Telescope, Maijn Franx และ Ivo Labbé จาก Leiden Observatory ในเนเธอร์แลนด์และเพื่อนร่วมงานได้ทำการสังเกตการณ์อินฟราเรดใกล้อินฟราเรดที่เข้าถึงได้ไกลที่สุดเท่าที่เคยมีมา

การค้นพบสองครั้งทำให้นักดาราศาสตร์ประหลาดใจ 

หนึ่งคือข้อมูลของพวกเขาชี้ให้เห็นว่าเมื่อเอกภพมีอายุเพียง 2 พันล้านปี มวลของดาวฤกษ์มากถึงครึ่งหนึ่งอาศัยอยู่ในกาแลคซีที่เต็มไปด้วยดาวฤกษ์ที่สุกเต็มที่ ซึ่งตรงกันข้ามกับการสำรวจกาแลคซีไกลโพ้นที่บันทึกด้วยแสงที่ตามองเห็น ซึ่งได้ถ่ายภาพจำนวนดาวที่ค่อนข้างเล็กที่ยังอายุน้อยและร้อนจัด

Franx และ Labbé ยังพบว่ากาแลคซีบางแห่งจากยุคที่ยาวนานนี้มีขนาดใหญ่อย่างคาดไม่ถึง บางคนถึงกับแสดงโครงสร้างก้นหอยคล้ายกับที่เห็นในกาแลคซีอื่นๆ รวมทั้งของเราในปัจจุบัน

“ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการสังเกตที่ลึกมากในอินฟราเรดใกล้มีความสำคัญต่อการได้รับการสำรวจสำมะโนประชากรในช่วงแรกๆ ของเอกภพอย่างเหมาะสม” Franx กล่าว “เกือบทั้งหมด [กาแล็กซีที่สำรวจ] จะถูกมองข้ามไปหากไม่มีข้อมูลอินฟราเรดใกล้” Labbé กล่าวเสริม

Labbé กล่าวว่า ความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดในแบบจำลองมาตรฐานของการก่อตัวกาแลคซี อาจเป็นจำนวนของกาแลคซีขนาดใหญ่ที่แสดงโครงสร้างก้นหอยที่เขาและเพื่อนร่วมงานพบในเอกภพยุคแรก นักดาราศาสตร์เชื่อว่าการก่อตัวของดาราจักรก้นหอยเป็นกระบวนการง่ายๆ 

เขาตั้งข้อสังเกต ตามทฤษฎีมาตรฐานของการก่อตัวดาราจักร แต่ละดาราจักรถูกล้อมรอบ

ด้วยรัศมีของสสารที่มองไม่เห็นซึ่งเคลื่อนที่ช้าและมองไม่เห็น เรียกว่า สสารมืดเย็น ขนาดของดาราจักรชนิดก้นหอยเกี่ยวข้องโดยตรงกับคุณสมบัติของรัศมีนี้ แต่จำนวนของดาราจักรชนิดก้นหอยขนาดใหญ่ที่ทีมพบมีมากกว่าที่ทฤษฎีมาตรฐานคาดการณ์ไว้สองเท่า เขากล่าว

Labbé ตั้งข้อสังเกตอย่างหนึ่งว่า Hubble Deep Field South เป็นท้องฟ้าที่เล็กมาก กินพื้นที่น้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ของพื้นที่พระจันทร์เต็มดวง ไม่มีความเห็นเป็นเอกฉันท์ว่ากาแลคซีที่นั่นเป็นตัวแทนของจักรวาลโดยรวมหรือไม่ Labbé กล่าว Mark Dickinson จากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศในบัลติมอร์ตั้งข้อสังเกตว่าการสำรวจด้วยอินฟราเรดใกล้ของพื้นที่เล็ก ๆ อีกแห่งที่รู้จักกันในชื่อ Hubble Deep Field North ไม่แสดงประชากรของกาแลคซีเก่าหรือขนาดใหญ่ที่ใกล้เคียงกัน

Labbé กล่าวว่า “จำเป็นต้องมีการสำรวจขนาดใหญ่ขึ้นที่มีคุณภาพใกล้เคียงกันเพื่อตัดสินใจว่าความแตกต่างระหว่าง Hubble Deep Field ทางเหนือและทางใต้เป็นรูปแบบปกติหรือไม่

“โดยส่วนตัวแล้ว ฉันคิดว่า Franx และผู้ร่วมงานของเขาได้พบบางอย่างที่น่าสนใจมาก . . กาแล็กซีที่อาจมีมวลมากกว่ากาแล็กซีส่วนใหญ่ที่เราพบใน Hubble Deep Field North” ดิกคินสันกล่าว

การค้นพบที่รายงานโดย Franx, Labbé และผู้ร่วมงานของพวกเขาไม่ได้เป็นเพียงหลักฐานเดียวที่บ่งชี้ถึงประชากรจำนวนมากของกาแลคซีที่เติบโตเต็มที่อย่างรวดเร็วในเอกภพยุคแรก ในการประชุมการก่อตัวดาราจักรเมื่อกลางเดือนมกราคมที่เมืองแอสเพน รัฐโคโล เอลลิสรายงานหลักฐานอื่นๆ ที่แสดงว่าเอกภพอายุ 2 พันล้านปีมีดาราจักรจำนวนมากที่ทำเครื่องหมายด้วยสีแดง ดาวอายุมากพอๆ กับดาวสีน้ำเงินที่อายุน้อยกว่า เขาและเพื่อนร่วมงานของเขา Patrick McCarthy จาก Carnegie Observatories ใน Pasadena และ Andrew J. Bunker จาก University of Cambridge ในอังกฤษ ค้นพบจากการสำรวจกาแลคซีที่ดำเนินการด้วยกล้องอินฟราเรดใกล้ที่ Las Campanas ใน La Serena ประเทศชิลี

เพื่อพิสูจน์ว่ากาแลคซีในการสำรวจที่ดูเหมือนจะโตเต็มที่ กาแลคซีทรงรีนั้นอยู่ไกลออกไปจริงๆ และด้วยเหตุนี้จึงมีอายุตั้งแต่ตอนที่เอกภพยังเด็กอยู่ ทีมงานจึงใช้สเปกตรัมด้วยกล้องโทรทรรศน์ Keck บนยอดภูเขาไฟเมานาเคอาในฮาวาย ปริมาณที่แสงที่ปล่อยออกมาจากกาแล็กซีถูกเลื่อนไปยังความยาวคลื่นที่ยาวขึ้นจะบ่งชี้ระยะทางของมัน

“เราอาจค้นพบประชากรของกาแลคซีที่ก่อตัวดาวฤกษ์เสร็จในระยะเวลาอันสั้น และอาศัยอยู่ร่วมกับกาแลคซีที่ยังคงก่อตัวดาวฤกษ์อยู่” เอลลิสกล่าว

Harry C. Ferguson จากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศเตือนว่า “นี่เป็นผลลัพธ์ที่สำคัญหากเป็นจริง แต่เป็นการคาดคะเน” จากชุดข้อมูลที่จำกัด หากถูกต้อง มุมมองใหม่เกี่ยวกับประชากรศาสตร์ของกาแล็กซีนี้อาจบังคับให้นักดาราศาสตร์ต้องทบทวนพื้นฐานของการก่อตัวดาราจักรเสียใหม่

นอกจากนี้ยังช่วยไขปริศนาที่เฟอร์กูสันและผู้ร่วมงานของเขาอ้างถึงในวารสารAstrophysical Journalฉบับวันที่ 20 เมษายน 2545 ว่า กาแล็กซีอายุน้อยก่อตัวเป็นดาวฤกษ์ที่เห็นในเอกภพในยุคแรกเริ่มไม่มีพลังงานเพียงพอที่จะดึงอะตอมไฮโดรเจนออกจากอิเล็กตรอนเดี่ยวๆ ของพวกมัน หากอะตอมของไฮโดรเจนในสื่ออวกาศยังคงไม่แตกตัวเป็นไอออน พวกมันคงจะดูดกลืนแสงดาวทั้งหมดและเอกภพจะยังคงมืดอยู่

Credit : เว็บสล็อต