การเรียงแถวของวิญญาณจากดาว

 

ภาพตัดปะ(collage) แสดงเนบิวลาดาวเคราะห์ที่รู้จักกันดี 22 แห่ง

    การเรียงตัวของ “วิญญาณ” ดาวจากดาวที่ตายแล้ว อย่างเป็นระเบียบในใจกลางทางช้างเผือก และสุดท้าย นักวิทยาศาสตร์ก็ทราบว่าเป็นเพราะอะไร

     ซากดาวเหล่านี้อยู่ในรูปของเนบิวลาดาวเคราะห์(planetary nebula) ซึ่งเป็นกลุ่มเมฆก๊าซที่ถูกขับออกจากดาวที่กำลังจะตาย ซากเหล่านี้อาจจะกลม หรือบางทีก็ดูคล้ายผีเสื้อหรือนาฬิกาทราย(เรียกเนบิวลากลุ่มนี้ว่า bipolar) โดยมีซากดาวร้อนที่ค่อยเย็นและมอดอยู่ในใจกลาง

     เนบิวลาดาวเคราะห์นั้นไม่มีอะไรเกี่ยวข้องกับดาวเคราะห์แต่อย่างไร ซึ่งการเรียกชื่อวัตถุมีก่อนที่เราจะทราบว่าแท้จริงแล้วมันคืออะไร ดวงอาทิตย์ของเราเองเมื่อมันหมดเชื้อเพลิงที่ใช้ในการหลอมนิวเคลียสในแกนกลางลง และพองตัวกลายเป็นดาวยักษ์แดง กลืนดาวเคราะห์วงในในอีกราว 5 พันล้านปีข้างหน้า ก็จะทิ้ง “วิญญาณ” ก๊าซคล้ายๆ กันไว้รอบซากแกนกลางที่เป็นดาวแคระขาว

     นักดาราศาสตร์ทราบเรื่องราวของเนบิวลาดาวเคราะห์ไม่น้อย แต่การเรียงตัวของกลุ่มซากเมฆลักษณะนี้ในส่วนป่องที่ใจกลางกาแลคซีทางช้างเผือก ยังคงเป็นปริศนามาตั้งแต่ที่พบเมื่อสิบปีก่อนโดย Bryan Rees นักศึกษาปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ซึ่งก็เป็นผู้เขียนในรายงานใหม่นี้ เมื่อพบว่ารูปร่างของเนบิวลาดาวเคราะห์เรียงตัวบนท้องฟ้าไปในทางเดียวกัน ไม่เพียงเท่านั้น แกนยาวของพวกมันยังเรียงตัวเกือบจะขนานกับระนาบของทางช้างเผือกด้วย ขณะนี้ ก็ไขปริศนานี้ได้แล้วต้องขอบคุณทีมนักดาราศาสตร์ที่ใช้ภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

เนบิวลาดาวเคราะห์สองขั้ว(bipolar planetary nebulae) ชุดหนึ่งโดยกล้องฮับเบิล

     เนบิวลาดาวเคราะห์กลายเป็นหน้าต่างสู่ใจกลางทางช้างเผือกให้แก่เรา และหน้าต่างบานนี้ก็ยิ่งตอกย้ำความเข้าใจเกี่ยวกับพลวัตและวิวัฒนาการของพื้นที่ส่วนป่องของทางช้างเผือกให้ดีขึ้น Albert Zijlstra นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ กล่าวในแถลงการณ์ จากการศึกษาเนบิวลา 136 แห่งในส่วนป่องที่ใจกลาง(central bulge) ซึ่งเป็นส่วนที่หนาที่สุดของทางช้างเผือกด้วย VLT รวมทั้งตรวจสอบ 40 แห่งที่ Rees เคยวิเคราะห์ไว้ ทีมได้พบว่าเนบิวลาแต่ละแห่งนั้นไม่เกี่ยวข้องกันและมาจากดาวคนละชนิดกัน ซึ่งตายลงในช่วงเวลาที่ต่างกันและใช้ชีวิตของพวกมันในพื้นที่ที่ต่างกัน

     แต่สิ่งที่ไม่เคยทราบจนถึงบัดนี้ก็คือความจริงที่ว่า การเรียงตัวนี้เกิดขึ้นเฉพาะในเนบิวลาดาวเคราะห์ที่มีดาวข้างเคียงในระยะประชิดเท่านั้น ในกรณีเหล่านี้ ดาวข้างเคียงโคจรรอบดาวแคระขาวในใจกลางเนบิวลาดาวเคราะห์ในระยะทางสั้นกว่าวงโคจรของดาวพุธรอบดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะของเรา

     ในเนบิวลาที่ไม่มีดาวข้างเคียง จะไม่เกิดการเรียงตัวลักษณะนี้ และนี่บ่งบอกว่าการเรียงตัวอาจจะเกิดขึ้นอันเป็นผลจากการเคลื่อนที่โคจรของดาวข้างเคียงอย่างรวดเร็ว ซึ่งอาจจะโคจรในระยใกล้ชิดหรือกระทั่งฝังอยู่ภายในซากของดาวหลัก การเรียงตัวของเนบิวลาดาวเคราะห์ที่สำรวจพบยังอาจจะเผยว่าระบบดาวคู่ที่ใกล้ชิด ก่อตัวขึ้นโดยมีวงโคจรที่เรียงตัวในระนาบเดียวกัน

     การก่อตัวของดาวในส่วนป่องของทางช้างเผือก เป็นกระบวนการที่ซับซ้อน เกี่ยวข้องกับปัจจัยหลายอย่างเช่น แรงโน้มถ่วง, ความปั่นป่วน และสนามแม่เหล็ก กระทั่งบัดนี้ เราก็ยังขาดแคลนหลักฐานว่ากลไกเหล่านี้อันใดที่อาจเป็นสาเหตุให้กระบวนการนี้เกิดขึ้นและสร้างการเรียงตัวนี้ได้

     Zijlstra สรุป ความสำคัญของงานวิจัยนี้อยู่ที่ความจริงที่ว่าขณะนี้เราทราบว่าการเรียงตัวพบได้ในเนบิวลาดาวเคราะห์กลุ่มย่อยที่พิเศษมากๆ คำอธิบายที่สมเหตุสมผลเพียงหนึ่งเดียวก็คือสนามแม่เหล็ก ในขณะที่ขณะนี้สนามแม่เหล็กในส่วนป่องไม่ได้แรงมากพอที่จะกำกับการเรียงตัวอย่างเป็นระเบียบนี้ได้ แต่ในอดีต สนามอาจจะแรงพอที่จะล๊อคระบบดาวคู่ให้มีการเรียงตัวก่อนที่จะสร้างเนบิวลาดาวเคราะห์ขึ้นมา งานวิจัยของทีมเผยแพร่ใน Astrophysical Journal Letters

แหล่งข่าว space.com : “ghost stars” haunts the center of the Milky Way galaxy. Now we know why
                sciencealert.com : the ghosts of dead stars form a mysterious alignment, but why?
                iflscience.com : close companions make ghost stars align with the galactic plane   

กล้องเวบบ์สำรวจเนบิวลาวงแหวน M57

 

ภาพเนบิวลาวงแหวน(Ring Nebula) จาก NIRCam ของกล้องเวบบ์

     กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ได้สำรวจเนบิวลาวงแหวน(Ring Nebula) ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดี ด้วยรายละเอียดอย่างไม่น่าเชื่อ วัตถุนี้เกิดขึ้นเมื่อดาวฤกษ์ได้สาดชั้นก๊าซส่วนนอกๆ ออกมา เมื่อดาวหมดเชื้อเพลิงลง เนบิวลาวงแหวนเป็นต้นแบบของเนบิวลาดาวเคราะห์(planetary nebula) วัตถุนี้ยังรู้จักกันในชื่อว่า M57 และ NGC 6720 และอยู่ค่อนข้างใกล้โลกที่ราว 2500 ปีแสง

      ภาพใหม่ให้ทั้งความละเอียดและความไวสเปคตรัมอย่างละเอียดยิบ ซึ่งยังเผยให้เห็นรายละเอียดที่เป็นอัตลักษณ์ในการสำรวจอินฟราเรดทั้งสองช่วง ยกตัวอย่างเช่น ภาพใหม่จากกล้องอินฟราเรดใกล้(NIRCam) ได้แสดงรายละเอียดโครงสร้างเส้นใยที่ละเอียดอ่อนในวงแหวนส่วนใน ในขณะที่ภาพใหม่จากเครื่องมืออินฟราเรดกลาง(MIRI) เผยให้เห็นรายละเอียดพิเศษในโครงสร้างวงซ้อนในพื้นที่ส่วนนอกของวงแหวนเนบิวลา

     มีก้อนฝุ่น(globules) หนาทึบราว 2 หมื่นก้อนกระจายทั่วเนบิวลา ซึ่งอุดมไปด้วยไฮโดรเจนโมเลกุล เมื่อเทียบแล้ว พื้นที่ส่วนในกลับเป็นก๊าซที่ร้อนจัด เปลือกหลักประกอบด้วยวงแหวนบางๆ ที่ยังพบการแผ่รังสีเพิ่มเติมจากโมเลกุลอุดมด้วยคาร์บอนที่เรียกว่า โพลิไซคลิก อโรมาติก ไฮโดรคาร์บอน(PAHs) มีวงโค้งศูนย์กลางซ้อนราว 10 วงอยู่เลยขอบนอกของวงแหวนหลัก คิดกันว่าวงโค้งมีกำเนิดจากปฏิสัมพันธ์ของดาวที่ใจกลาง กับดาวข้างเคียงมวลต่ำที่โคจรในระยะทางพอๆ กับโลกถึงพลูโต ด้วยปฏิสัมพันธ์นี้ เนบิวลาที่คล้ายกับเนบิวลาวงแหวน จึงเผยให้เห็นเรื่องราวคล้ายโบราณคดีดาราศาสตร์ เมื่อนักดาราศาสตร์ศึกษาเนบิวลาเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับดาวที่สร้างมันขึ้นมา

ภาพเนบิวลาวงแหวนจาก NIRCam และ MIRI เคียงข้างกัน ภาพด้านซ้ายแสดงมุมมองจาก NIRCam และภาพขวาจาก MIRI ภาพซ้ายแสดงเนบิวลาดาวเคราะห์เป็นโดนัทเบี้ยวๆ ที่มีแถบสีรุ้ง โดยมีช่องว่างภายในสีฟ้าเขียว และโครงสร้างเส้นใยที่ชัดเจนในพื้นที่ส่วนในของวงแหวน ภาพขวาแสดงเนบิวลาที่มีช่องว่างใจกลางเป็นสีส้มแดง โดยมีโครงสร้างวงแหวนที่มีสีตั้งแต่เหลืองจนถึงม่วงฟ้า

     เนบิวลามีรูปร่างเหมือนโดนัทเบี้ยวๆ เรากำลังได้เห็นมันจากมุมเกือบตรงลงสู่ขั้วของโครงสร้างนี้ โดยที่วัสดุสารหลากสีกระจายออกไป แม้ว่าใจกลางโดนัทนี้อาจจะแลดูว่างเปล่า แต่ในความเป็นจริงกลับเต็มไปด้วยวัสดุสารความหนาแน่นต่ำกว่า ที่กระจายอยู่ในทิศเข้าหาและออกจากเรา สร้างเป็นรูปร่างที่คล้ายกับลูกรักบี้ที่ซ้อนอยู่ในช่องว่างที่ใจกลางโดนัท

     วงแหวนหลักที่มีสีสันประกอบด้วยก๊าซที่ดาวที่ตายแล้วที่ใจกลางเนบิวลาได้ทิ้งออกมา ดาวนี้กำลังจะแปรสภาพเป็นดาวแคระขาว ซึ่งเป็นวัตถุขนาดเล็กที่มีความหนาแน่นสูงและร้อน ซึ่งจะเป็นสถานะสุดท้ายในวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ที่คล้ายดวงอาทิตย์

      เนบิวลาวงแหวนเป็นหนึ่งในวัตถุที่น่าสนใจที่สุดบนท้องฟ้า มันถูกพบในปี 1779 โดย นักดาราศาสตร์ Antoine Darquier de Pellepoix และ Charles Messier และถูกเพิ่มในบัญชีรายชื่อของเมสสิเยร์(Messier Catalogue) นักดาราศาสตร์ทั้งสองได้พบเนบิวลานี้โดยบังเอิญในขณะที่พยายามตามรอยเส้นทางดาวหางดวงหนึ่งวิ่งผ่านกลุ่มดาวพิณ(Lyra) ซึ่งวิ่งไปใกล้กับเนบิวลาวงแหวนอย่างมาก

ภาพเนบิวลาวงแหวนจากกล้องฮับเบิลที่ถ่ายในปี 2013 เทียบกับภาพจากเวบบ์

แหล่งข่าว esawebb.org : Webb captures detailed beauty of Ring Nebula

กล้องเวบบ์สำรวจดาวฤกษ์ที่ห่างไกลที่สุด

 

ภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลแสดงกระจุกกาแลคซีขนาดใหญ่ที่มีชื่อว่า WHL0137-08 ซึ่งเกิดปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วงจากมวลที่สูงมากของกระจุกแห่งนี้ การขยายแสงที่สูงมากทำให้ดาวฤกษ์ในกาแลคซีด้านหลังกระจุกนี้ ปรากฏให้เห็น ซึ่งนักดาราศาสตร์เรียกชื่อว่า เออาเรนเดล(Eareldel) 

     ในเดือนมีนาคม 2022 นักดาราศาสตร์ได้ประกาศการค้นพบดาวฤกษ์ที่พบอยู่ไกลที่สุดในภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล พวกเขาให้ชื่อมันว่า เออาเรนเดล(Earendel) ตามชื่อ morning star ในภาษาอังกฤษโบราณ

     กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ได้ติดตามการสำรวจดาวฤกษ์นี้ในเอกภพไกลโพ้นมากในช่วง 1 พันล้านปีแรกหลังจากบิ๊กแบง กล้องอินฟราเรดใกล้(NIRCam) ของเวบบ์ได้เผยให้เห็นว่าดาวฤกษ์นี้เป็นดาวมวลสูงสีฟ้าชนิดบี(B-type star) ที่ร้อนเป็นสองเท่าของดวงอาทิตย์กำลังเผาไหม้ไฮโดรเจน(หรือที่เรียกว่าวิถีหลัก; main sequence phase) และส่องด้วยกำลังสว่างมากกว่าดวงอาทิตย์ 1 ล้านเท่า

     เออาเรนเดลอยู่ในกาแลคซีซันไรส์อาร์ค(Sunrise Arc galaxy) และถูกพบได้เพราะการรวมพลังของเทคโนโลจีมนุษย์กับธรรมชาติผ่านปรากฏการณ์ที่เรียกว่า เลนส์ความโน้มถ่วง(gravitational lensing) ทั้งฮับเบิลและเวบบ์สามารถตรวจจับเออาเรนเดลได้ก็เพราะการเรียงตัวโดยบังเอิญอยู่เบื้องหลังรอยยับบนผืนกาลอวกาศที่เกิดจากกระจุกกาแลคซีขนาดใหญ่ WHL0137-08 กระจุกแห่งนี้คั่นอยู่ระหว่างเรากับเออาเรนเดล มีมวลสูงมากจนมันบิดผืนอวกาศ สร้างผลการขยายแสง ช่วยให้นักดาราศาสตร์มองผ่านกระจุกนี้ได้ราวกับเป็นแว่นขยาย

      ในขณะที่รายละเอียดอื่นๆ ในกาแลคซีปรากฏขึ้นซ้ำๆ อันเนื่องจากเลนส์ความโน้มถ่วง แต่เออาเรนเดลปรากฏเป็นเพียงจุดแสงจุดเดียวแม้กระทั่งภายใต้การถ่ายภาพความละเอียดสูงของเวบบ์ก็ตาม อ้างอิงจากสิ่งนี้ นักดาราศาสตร์ตรวจพบวัตถุพบว่ามันถูกขยายแสงขึ้นอย่างน้อย 4000 เท่าและจึงมีขนาดที่เล็กสุดขั้ว เป็นดาวที่ห่างไกลที่สุดเท่าที่เคยพบมา โดยพบในช่วง 1 พันล้านปีแรกหลังจากบิ๊กแบง

    ผุ้ครองสถิติดาวห่างไกลที่สุดก่อนหน้านี้ถูกพบโดยกล้องฮับเบิล และสำรวจว่ามันอยู่ที่ราว 4 พันล้านปีหลังจากบิ๊กแบง ทีมวิจัยทีมอื่นที่ใช้กล้องเวบบ์ก็เพิ่งจำแนกดาวที่ผ่านปรากฏการณ์เลนส์ซึ่งให้ชื่อเล่นว่า Quyllur เป็นดาวยักษ์แดงที่พบที่ 3 พันล้านปีหลังจากบิ๊กแบง

ภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์แสดงกระจุกกาแลคซีขนาดใหญ่ที่มีชื่อว่า WHL0137-08 ซึ่งเกิดปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วงจากมวลที่สูงมากของกระจุกแห่งนี้

      ดาวที่มีขนาดใหญ่อย่างเออาเรนเดลมักจะมีดาวข้างเคียง นักดาราศาสตร์ไม่คาดหวังว่าเวบบ์จะเผยให้เห็นดาวข้างเคียงใดๆ ของเออาเรนเดล เนื่องจากพวกมันน่าจะอยู่ใกล้กันมากและแยกออกจากกันไม่ได้ อย่างไรก็ตาม อ้างอิงจากแค่สีของเออาเรนเดล นักดาราศาสตร์ก็คิดว่าพวกเขาได้เห็นร่องรอยดาวข้างเคียงที่เย็นกว่าและแดงกว่า แสงนี้ยืดออกอันเนื่องจากการขยายตัวของเอกภพ ไปสู่ช่วงความยาวคลื่นที่ยาวกว่าที่เครื่องมือของฮับเบิลจะตรวจจับได้ ดังนั้นจึงตรวจจับได้ด้วยเวบบ์เท่านั้น

     NIRCam ของเวบบ์ยังแสดงรายละเอียดที่น่าสนใจอื่นๆ ในกาแลคซีซันไรส์อาร์คด้วย ซึ่งเป็นกาแลคซีที่ถูกขยายแสงอย่างรุนแรงที่สุดเท่าที่เคบพบในช่วงหนึ่งพันล้านปีแรกของเอกภพ รายละเอียดเหล่านี้ยังรวมถึงพื้นที่ที่กำลังก่อตัวดาวฤกษ์อายุน้อย และกระจุกดาวอายุมากกว่าที่มีความกว้าง 10 ปีแสง ที่อีกด้านของรอยยับจากการขยายแสงสูงสุดซึ่งพาดผ่านเออาเรนเดล รายละเอียดเหล่านี้ก็เป็นภาพในกระจกปรากฏขึ้นมาเนื่องจากการรบกวนของเลนส์ความโน้มถ่วง

     พื้นที่ที่กำลังก่อตัวดาวมีลักษณะปรากฏที่เรียวยาว และคาดว่าจะมีอายุไม่ถึง 5 ล้านปี ส่วนจุดขนาดเล็กกว่าที่แต่ละด้านของเออาเรนเดลนั้นเป็นภาพ 2 ภาพจากกระจุกดาวอายุมากขึ้นอีกแห่งหนึ่ง ซึ่งคาดว่าจะมีอายุอย่างน้อย 10 ล้านปี นักดาราศาสตร์ได้ตรวจสอบกระจุกดาวแห่งหนึ่งว่ายึดเกาะด้วยแรงโน้มถ่วงและน่าจะคงอยู่จนกระทั่งปัจจุบัน เผยเงื่อนงำให้เราเห็นว่ากระจุกดาวทรงกลม(globular cluster) ในทางช้างเผือกของเราเองก็น่าจะมีสภาพอย่างไรเมื่อพวกมันก่อตัวขึ้นเมื่อ 1.3 หมื่นล้านปีก่อน

ภาพกระจุกกาแลคซี WHL0137-08 จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ ซึ่งมีกาแลคซีที่ถูกขยายด้วยเลนส์อย่างรุนแรงที่สุดเท่าที่เคยพบในเอกภพช่วงพันล้านปีแรกคือ กาแลคซีซันไรส์อาร์ค(Sunrise Arc) และภายในกาแลคซีแห่งนี้ก็ตรวจพบดาวที่ห่างไกลที่สุดด้วย ซึ่งมีชื่อเล่นว่า เออาเรนเดล(Earendel) ถูกพบเป็นครั้งแรกโดยกล้องฮับเบิล การสำรวจติดตามผลด้วยเวบบ์เผยให้เห็นว่ามันเป็นดาวมวลสูงสีฟ้า(B-type star)

     ขณะนี้ นักดาราศาสตร์กำลังวิเคราะห์ข้อมูลจากสเปคโตรกราฟอินฟราเรดใกล้(NIRSpec) ซึ่งสำรวจกาแลคซีซันไรส์อาร์ค และเออาเรนเดล ซึ่งจะระบุองค์ประกอบและระยะทางของกาแลคซีได้อย่างแม่นยำ นับตั้งแต่ที่ฮับเบิลได้พบเออาเรนเดล เวบบ์ก็พบดาวที่ห่างไกลมากดวงอื่นๆ โดยใช้เทคนิคนี้ด้วย แต่ไม่มีดวงใดที่อยู่ไกลเท่ากับเออาเรนเดล การค้นพบนี้จึงเปิดพรมแดนใหม่ของเอกภพสู่ฟิสิกส์ดาวฤกษ์ และหัวข้อใหม่ให้กับนักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเอกภพยุคต้น ซึ่งครั้งหนึ่งกแลคซีเป็นวัตถุขนาดเล็กที่สุดเท่าที่ตรวจจับได้

      ทีมวิจัยกำลังหวังอย่างหวั่นไหวว่านี่อาจจะเป็นอีกก้าวสู่การตรวจจับหนึ่งในดาวฤกษ์รุ่นแรกสุดหรือที่เรียกว่า ประชากรดาวกลุ่มสาม(Population III stars) ได้ซึ่งอาจปรากฏได้ตั้งแต่เพียง 1 ร้อยล้านปีหลังจากบิ๊กแบง ซึ่งจะมีแต่ไฮโดรเจนและฮีเลียมซึ่งเป็นวัตถุดิบที่ถูกสร้างในบิ๊กแบงล้วนๆ

ภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์แสดงกระจุกกาแลคซีขนาดใหญ่ที่มีชื่อว่า WHL0137-08 ซึ่งเกิดปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วงจากมวลที่สูงมากของกระจุกแห่งนี้

ภาพกระจุกกาแลคซี WHL0137-08 จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ ซึ่งมีกาแลคซีที่ถูกขยายด้วยเลนส์อย่างรุนแรงที่สุดเท่าที่เคยพบในเอกภพช่วงพันล้านปีแรกคือ กาแลคซีซันไรส์อาร์ค(Sunrise Arc) และภายในกาแลคซีแห่งนี้ก็ตรวจพบดาวที่ห่างไกลที่สุดด้วย ซึ่งมีชื่อเล่นว่า เออาเรนเดล(Earendel) ถูกพบเป็นครั้งแรกโดยกล้องฮับเบิล การสำรวจติดตามผลด้วยเวบบ์เผยให้เห็นว่ามันเป็นดาวมวลสูงสีฟ้า(B-type star)

แหล่งข่าว webbtelescope.org : Webb reveals colors of Earendel, most distant star ever detected
                 iflscience.com : JWST reveals color of the most distant known star
                 sciencealert.com : JWST reveals intriguing new details about Earendel, the farthest star ever detected

กล้องเวบบ์สำรวจกระจุกกาแลคซี El Gordo

 

El Gordo ในช่วงตาเห็นโดย VLT

ภาพกระจุกกาแลคซีแห่งหนึ่งซึ่งเรียกในชื่อว่า El Gordo ภาพใหม่ได้เผยให้เห็นวัตถุห่างไกลที่คลุ้งด้วยฝุ่นซึ่งไม่เคยเห็นมาก่อน ภาพอินฟราเรดใหม่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ ได้แสดงให้เห็นกาแลคซีพื้นหลังที่ไม่ปกติเป็นภาพบิดเบี้ยว ซึ่งเคยเผยตัวอย่างคร่าวๆ ในภาพก่อนหน้านี้จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

El Gordo เป็นกระจุกที่มีกาแลคซีหลายร้อยแห่งที่ปรากฏอยู่เมื่อเอกภพมีอายุ 6.2 พันล้านปี ทำให้มันจัดเป็นวัยรุ่น มันเป็นกระจุกที่มีมวลสูงที่สุด(3 พันล้านล้านเท่ามวลดวงอาทิตย์) ที่พบในช่วงเวลาดังกล่าว El Gordo เป็นภาษาสเปน แปลว่า เจ้าอ้วน ทีมได้เล็งไปที่เจ้าอ้วนเนื่องจากมันทำหน้าที่เป็นแว่นขยายตามธรรมชาติในอวกาศผ่านปรากฏการณ์ประหลาดที่เรียกว่า เลนส์ความโน้มถ่วง(gravitational lensing) เมื่อแรงโน้มถ่วงมหาศาลได้บิดและรบกวนแสงจากวัตถุที่อยู่เบื้องหลังมัน คล้ายกับเลนส์แว่นตา

การเกิดเลนส์จากเจ้าอ้วนได้เพิ่มความสว่างและขยายขนาดของกาแลคซีที่ห่างไกล ปรากฏการณ์เลนส์นี้เป็นหน้าต่างอันเป็นอัตลักษณ์สู่เอกภพที่ห่างไกล Brenda Frye จากมหาวิทยาลัยอริโซนา กล่าว เธอเป็นผู้นำร่วมส่วน PEARLS-Cluster ของทีม PEARLS(Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science) และเป็นผู้เขียนนำรายงานหนึ่งในสี่ฉบับที่วิเคราะห์การสำรวจเจ้าอ้วน

เบ็ดตกปลา(the Fishhook) 

     ในภาพของเจ้าอ้วน หนึ่งในรายละเอียดที่ตึงตาที่สุดเป็นวงโค้งสว่างแห่งหนึ่งที่ปรากฏเป็นสีแดงทางขวาบน มันมีชื่อเล่นว่า El Anzuelo หรือตะขอตกปลา ซึ่งตั้งโดยหนึ่งในนักเรียนของ Frye แสงจากกาแลคซีแห่งนี้ใช้เวลา 1.06 หมื่นล้านปีเพื่อเดินทางมาถึงโลก สีที่แดงจัดของมันเกิดขึ้นจากการแดงจากฝุ่นภายในกาแลคซีเอง ร่วมกับเรดชิพท์อันเนื่องจากระยะทางที่ห่างไกลมาก

ภาพใหญ่ด้านซ้ายแสดงพื้นที่กาแลคซีขนาดเล็กบนพื้นหลังสีมืด ใกล้ใจกลางภาพมีเส้นเรียวยาวเส้นหนึ่งที่มีกรอบสี่เหลี่ยมล้อมระบุเป็น A ทางขวาบนเป็นลูกน้ำสีแดงที่เกือบล้อมกาแลคซีสองแห่งไว้จนหมดสิ้นระบุเป็น B ภาพด้านขวาแสดงซูมรายละอียด ช่อง A เส้นบางแผ่จากด้านบนซ้ายไปล่างขวาฏกยมีวัตถุพื้นหลังจำนวนหนึ่ง ช่อง B ตวัดสีแดงจากซ้ายบนไปล่างขวาเกือบล้อมรอบกาแลคซี 2 แห่งที่ตำแหน่ง 1 และ 7 นาฬิกา

เมื่อปรับการบิดเบ้ยวจากปรากฏการณ์เลนส์แล้ว ทีมก็สามารถตรวจสอบได้ว่ากาแลคซีที่พื้นหลังมีรูปร่างดิสก์แบน แต่มีเส้นผ่าศูนย์กลางเพียง 26000 ปีแสง หรือราวหนึ่งในสี่ของทางช้างเผือก พวกเขายังสามารถศึกษาประวัติการก่อตัวดาวในกาแลคซีแห่งนี้ ได้พบว่าการก่อตัวดาวกำลังลดลงอย่างรวดเร็วที่ใจกลางกาแลคซี ในกระบวนการที่เรียกว่า quenching

เราได้แต่ค่อยๆ เฉือนฝุ่นที่ปกคลุมใจกลางกาแลคซีซึ่งกำลังก่อตัวดาวอย่างคึกคักออกอย่างระมัดระวัง Patrick Kamieneski จากมหาวิทยาลัยอริโซนาสเตท ผู้เขียนนำรายงานฉบับที่สอง กล่าว ขณะนี้ ด้วยเวบบ์ เราสามารถเจาะผ่านม่านฝุ่นหนานี้ได้โดยง่ายดาย ช่วยให้เราได้เห็นการก่อร่างสร้างตัวของกาแลคซี ซึ่งเกิดจากภายในออกนอกเป็นครั้งแรก

เจ้าผอมบาง

     รายละเอียดที่เด่นชัดอีกอย่างในภาพเวบบ์นี้เป็นเส้นยาวที่บางเหมือนกับดินสอทางซ้ายของใจกลางภาพ ซึ่งเรียกกันว่า La Flaca ก็เป็นกาแลคซีพื้นหลังที่ผ่านเลนส์อีกแห่ง ซึ่งแสงของมันใช้เวลาเกือบ 1.1 หมื่นล้านปีเพื่อเดินทางมาถึงโลก ไม่ไกลจากเจ้าผอมบาง เป็นกาแลคซีที่ผ่านเลนส์อีกแห่ง เมื่อนักวิจัยตรวจสอบกาแลคซีแห่งนี้อย่างละเอียดละออ พวกเขาก็ได้พบดาวฤกษ์ยักษ์แดงดวงหนึ่งซึ่งพวกเขาให้ชื่อเล่นว่า Quyllur ซึ่งแปลว่า ดาวในภาษาเกอร์ชู(Quechua)

ก่อนหน้านี้ ฮับเบิลเคยได้พบดาวที่ผ่านเลนส์ครั้งหนึ่ง(คือ เออาเรนเดล; Earendel) แต่พวกมันเป็นซุปเปอร์ยักษ์สีฟ้า แต่ Qullur เป็นดาวยักษ์แดงดวงเดี่ยวๆ ดวงแรกที่สำรวจพบไกลกว่า 1 พันล้านปีแสงจากโลก ดาวที่เรดชิพท์สูงเหล่านี้จะตรวจจับได้ก็เมื่อใช้ฟิลเตอร์อินฟราเรดและความไวของกล้องเวบบ์เท่านั้น

ภาพจากกล้องเวบบ์แสดงว่าที่ดาวยักษ์แดง Qullur ที่พบจากเลนส์ความโน้มถ่วงรอบ El Gordo

Jose Diego จากสถาบันฟิสิกส์แห่งคันตาเบรีย ในสเปน ผู้เขียนนำรายงานฉบับที่สามนี้ กล่าวว่า แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะได้เห็นยักษ์แดงที่ผ่านเลนส์ ยกเว้นแต่จะสำรวจในช่วงอินฟราเรด นี่เป็นดวงแรกที่เราพบด้วยกล้องเวบบ์ แต่เราคาดว่าจะได้พบเพิ่มเติมอีกมากหลังจากนี้

กลุ่มกาแลคซีและก้อนขมุกขมัว

     วัตถุอื่นๆ ในภาพเวบบ์ภาพนี้ ซึ่งโดดเด่นน้อยกว่าแต่ก็มีความสำคัญพอๆ กันในทางวิทยาศาสตร์ ยกตัวอย่างเช่น Frye และทีมซึ่งมีนักเรียนมัธยมปลายจนถึงนักศึกษาปริญญาตรี 9 คน ได้จำแนกกาแลคซีที่เกิดปรากฏการณ์เลนส์ให้พหุภาพ 5 แหล่ง ซึ่งดูเหมืฮนจะเป็นกระจุกกาแลคซีทารกที่กำลังก่อตัวเมื่อ 1.21 หมื่นล้านปีก่อน ยังมีว่าที่กาแลคซีอีกหลายสิบแห่งที่อาจจะเป็นส่วนหนึ่งของกระจุกทารกนี้ด้วย

ในขณะที่ยังต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเพื่อยืนยันว่ามีสมาชิก 17 แห่งในกระจุก

(ทารก) นี้ เราก็อาจจะกำลังได้เห็นกระจุกกาแลคซีแห่งใหม่กำลังก่อตัวขึ้นต่อหน้าต่อตาเรา ในช่วงเวลาเพียง 1 พันล้านปีเศษหลังจากบิ๊กแบง Frye กล่าว รายงานฉบับสุดท้ายตรวจสอบกาแลคซีที่สลัวมากที่ดูคล้ายก้อนขยุ้มซึ่งเรียกว่า ultra-diffuse galaxies

ตามที่ชื่อบอกไว้ วัตถุเหล่านี้กระจายอยู่ทั่วกระจุกเจ้าอ้วน มีดาวแผ่กระจายไปทั่วอวกาศ ทีมได้จำแนกกาแลคซีชนิดนี้ที่อยู่ห่างไกลที่สุดเท่าที่เคยพบ ซึ่งแสงของมันเดินทาง 7.2 พันล้านปีเพื่อมาที่โลก

ปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วง

เราตรวจสอบว่าคุณสมบัติของกาแลคซีเหล่านี้แตกต่างจาก ultra-diffuse ที่เราเห็นในเอกภพท้องถิ่นหรือไม่ แล้วเราก็ได้เห็นความต่างอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกมันมีสีฟ้ากว่า, อายุน้อยกว่า, กระจายกินพื้นที่มากกว่า และกระจัดกระจายสม่ำเสมอทัวกระจุกมากกว่า นี่บอกว่าการใช้ชีวิตในสภาพแวดล้อมภายในกระจุกเมื่อ 6 พันล้านปีก่อนมีผลอย่างมีนัยสำคัญต่อกาแลคซีเหล่านี้ Timothy Carleton จากอริโซนาสเตท ผู้เขียนนำรายงานฉบับที่สี่ อธิบาย

ปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วงถูกทำนายโดยอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ตั้งแต่ร้อยกว่าปีก่อน ในกระจุกเจ้าอ้วนนี้ เราได้เห็นพลังของเลนส์ความโน้มถ่วงกำลังทำงาน Rogier Windhorst จากอริโซนาสเตท ผู้นำโครงการ PEARLS กล่าวสรุป ภาพเจ้าอ้วนจาก PEARLS นั้นสวยหลุดโลกไปเลย และมันได้แสดงให้เราเห็นว่าเวบบ์จะไขหีบสมบัติของไอน์สไตน์ได้อย่างไร

รายงานโดย Frye et al. เผยแพร่ใน Astrophysical Journal รายงานโดย Kamieneski et al. จะเผยแพร่ใน Astrophysical Jounal รายงานโดย Diego et al. เผยแพร่ใน Astronomy & Astrophysics รายงานโดย Carleton et al. จะเผยแพร่ใน Astrophysical Journal

แหล่งข่าว nasa.gov : Webb spotlights gravitational arcs in “El Gordo” galaxy cluster  

                space.com : James Webb Space Telescope univeils the gravitationally warped galaxies of “El Gordo”

กล้องเวบบ์สำรวจผลจากการชนของดาวนิวตรอน

 

ภาพจากศิลปินแสดงดาวนิวตรอนคู่หนึ่งชนกัน

     ด้วยการใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ นักดาราศาสตร์ได้ตามรอยการปะทุรังสีแกมมาเหตุการณ์หนึ่งซึ่งสว่างอย่างเหลือเชื่อ ย้อนไปถึงแหล่งที่มา เป็นการชนอย่างรุนแรงของดาวนิวตรอนสองดวง

     แหวนบนนิ้วของคุณน่าจะมีอะตอมที่หลอมขึ้นในการชนของดาวนิวตรอนลักษณะนี้ ซึ่งเรียกว่า กิโลโนวา(kilonovas) นั้นเป็นเพราะ นอกจากการสาดการปะทุรังสีแกมมา(Gamma-ray burst; GRBs) แบบยาวออกมาแล้ว ยังเชื่อกันว่ากิโลโนวาเป็นแหล่งที่สร้างธาตุที่หนักที่สุดในเอกภพ ซึ่งไม่สามารถสังเคราะห์ขึ้นในเตาหลอมนิวเคลียร์ในแกนกลางของดาวฤกษ์ได้

     ธาตุเหล่านั้น โดยทฤษฎีแล้วถูกสร้างขึ้นโดยกลไกที่เรียกว่า การยึดจับนิวตรอน(neutron capture) แบบเร็ว หรือ r-process ซึ่งช่วยให้นิวเคลียสอะตอมได้จับนิวตรอน สร้างธาตุใหม่ซึ่งหนักขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งรวมถึงทองคำ, ทองคำขาว และยูเรเนียม การยึดจับนิวตรอนแบบเร็วจะเกิดขึ้นได้เฉพาะในสภาวะที่รุนแรงและสุดขั้ว เช่นที่พบรอบๆ ดาวนิวตรอนที่ควบรวมกัน

      เป็นครั้งแรกที่ใช้กล้องเวบบ์เพื่อตรวจจับการเปล่งคลื่นจากเหตุการณ์ลักษณะนี้ และกล้องก็ยังสามารถตรวจจับสัญญาณของธาตุหนักที่ถูกหลอมจากเหตุการณ์นี้ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ทีมได้พบหลักฐานของเทลลูเรียม(tellurium) และการผลิตธาตุกลุ่มแลนธาไนด์(Lanthanides) ซึ่งเป็นกลุ่มของโลหะ 15 ชนิดที่หนักกว่าตะกั่ว การสำรวจเหล่านี้ได้แสดงว่าการสังเคราะห์ธาตุ(nucleosynthesis) ใน GRBs สามารถสร้างธาตุกลุ่ม r-process ครอบคลุมช่วงมวลอะตอมที่กว้าง และมีบทบาทสำคัญในการสังเคราะห์ธาตุหนักมากทั่วเอกภพ ทีมเขียนไว้ในรายงานอธิบายการค้นพบ

กระบวนการสังเคราะห์ธาตุหนักแบบ r-processs เกิดขึ้นในสภาพที่อุดมไปด้วยนิวตรอน อย่างเช่น ในการควบรวมของดาวนิวตรอน

     GRB เหตุการณ์นี้ซึ่งตามรอยจนพบกิโลโนวาได้โดยทีมที่นำโดย Andrew Levan ศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยรัดบาวด์ ในเนเธอร์แลนด์ส ซึ่งเรียกว่า GRB 230307A ยังมีความพิเศษในตัวมันเอง มันถูกพบเป็นครั้งแรกโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศรังสีแกมมาเฟอร์มีของนาซาในวันที่ 7 มีนาคม 2023 และเป็น GRB ที่สว่างที่สุดเป็นอันดับสองเท่าที่เคยพบมา

     GRB สาดรังสีแกมมาออกมาราว 34 วินาที และยังมีกล้องโทรทรรศน์อื่นๆ ที่พบมันด้วยเช่นกัน ซึ่งช่วยให้นักดาราศาสตร์ใช้ตรีโกณมิติเพื่อระบุแหล่งของมันได้ Brian Metzger สมาชิกทีมจากมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย กล่าวถึงความสำเร็จนี้ในทวีตเตอร์เมื่อวันที่ 6 กรกฎาคม ว่า ในงานที่นำโดย Andrew Levan เราได้พบการเปล่งกิโลโนวาด้วยกล้องเวบบ์เป็นครั้งแรก หลังจากมี GRB

      และเรื่องก็ยิ่งกลับตาลปัตรเมื่อ GRB นี้เป็นเหตุการณ์ที่สว่างมากที่สุดเป็นอันดับสอง สาดแสงอยู่ครึ่งนาที ก็เป็นการปะทุแบบยาวที่นานที่สุดเป็นอันดับสองที่มีความเกี่ยวข้องกับการผลิตธาตุ r-process ซึ่งน่าจะมาจากการควบรวมของดาวนิวตรอน แต่เป็นเหตุการณ์ที่ท้าทายแนวคิดของเราว่าเครื่องยนต์สร้างไอพ่นจะยิงไอพ่นออกมาได้นานแค่ไหน

NIRCam ของกล้องเวบบ์ สำรวจแสงเรืองไล่หลังจาก GRB 230307A

      กล้องเวบบ์สำรวจกิโลโนวานี้สองครั้ง ครั้งแรกเมื่อ 29 วันหลังจาก GRB และอีกครั้งที่ 61 วัน พบว่ามีความสว่างที่ลดลงเร็ว และเปลี่ยนสีจากสีฟ้าเป็นสีแดง ในระหว่างการสำรวจซึ่งบอกใบ้ถึงธรรมชาติของกิโลโนวา ทีมจำแนกกาแลคซีสว่างหลายแห่งในละแวกใกล้เคียงกับกิโลโนวาซึ่งอาจเป็นที่อยู่ของการชนของดาวนิวตรอนคู่ดังกล่าว และสร้าง GRB 230307A ขึ้นมา แหล่งหนึ่งที่อยู่ในกลุ่มนี้เป็นกาแลคซีที่สว่างที่สุดในกลุ่ม ซึ่งอยู่ห่างออกไปราว 8.3 ล้านปีแสง และห่างจากแหล่ง GRB ราว 130,000 ปีแสง

     เรายังอาจพบกิโลโนวาได้ด้วยวิธีอื่นนอกจากการเปล่งคลื่นแสงด้วย การชนของดาวนิวตรอนยังทำให้ผืนกาล-อวกาศ กระเพื่อมในรูปแบบของคลื่นความโน้มถ่วง ระลอกเหล่านี้ตรวจจับได้ด้วยเครื่องตรวจจับอย่าง LIGO บนโลก แต่ LIGO ยังไม่ได้ทำงานในเวลาที่ GRB 230307A สว่างขึ้น เนื่องจากอุปกรณ์กำลังอยู่ในระหว่างการปิดใช้งานสามปีเพื่ออัพเกรดให้มันมีความไวมากขึ้น และเพิ่งเริ่มกลับมาทำงานเมื่อเดือนพฤษภาคมที่ผ่านมา

     

แหล่งข่าว space.com : James Webb Space Telescope spots violent collision between neutron stars   

ดาว(สสารมืด) ในเอกภพยุคต้น

 

ภาพจากศิลปินแสดงดาวฤกษ์ที่เกิดจากสสารมืด

     ทีมนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์สามคนได้จำแนกสิ่งที่อาจเป็น “ดาวฤกษ์มืด” สามดวง ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่ได้พลังจากสสารมืดแทนที่จะมาจากการหลอมนิวเคลียส การสำรวจเอกภพยุคต้นจากกล้องเจมส์เวบบ์นี้ ถ้าเป็นจริงก็น่าจะไขปริศนาทางเอกภพวิทยาหลายข้อได้ในคราวเดียว

     แม้ว่ากล้องเวบบ์เพิ่งจะถูกส่งออกสู่อวกาศไม่ถึงสองปี แต่มันก็บอกใบ้ถึงผลสรุปที่คาดไม่ถึงไปแล้ว นักดาราศาสตร์ใช้เวบบ์มองย้อนเวลากลับไปจนถึงช่วงไม่กี่ร้อยล้านปีหลังจากบิ๊กแบง และก็ตระหนักอย่างรวดเร็วว่ามีกาแลคซีสว่างๆ ก่อตัวขึ้นมากเกินไป ก่อตัวและพัฒนาไปเร็วกว่าที่แบบจำลองเอกภพวิทยามาตรฐานได้ทำนายไว้เสียอีก และยังมีข้อบ่งชี้ว่ากาแลคซียุคต้นบางส่วนนั้นมีขนาดใหญ่เกินไป

     อะไรจะเกิดขึ้นถ้ากาแลคซีที่มวลสูงเกินไปเหล่านั้นไม่ได้เป็นกาแลคซีแต่อย่างใด นั้นเป็นสิ่งที่ Cosmin Ilie และ Jillian Paulin จากมหาวิทยาลัยคอลเกต และ Katherine Freese จากมหาวิทยาลัยเทกซัส ออสติน เสนอไว้ใน Proceedings of the Nation Academy of Sciences พวกเขาอ้างว่ากาแลคซีทั้งสามที่กล้องเวบบ์ได้พบ แท้จริงแล้วเป็นดาวมวลมหาศาล(supermassive stars) ดวงเดี่ยวๆ ที่ได้รับพลังจากสสารมืด

     หลักฐานข้อแรกก็คือ แหล่งแสงเหล่านี้ดูเลือนเละ หรือพูดอีกอย่างว่า อะไรก็ตามที่เปล่งแสงออกมามีขนาดที่เล็กมากๆ แสงจากแถบแสงต่างๆ ยังสอดคล้องกับสิ่งที่นักทฤษฎีรวมทั้ง Freese ได้ทำนายไว้สำหรับดาว(สสาร) มืด การค้นพบดาวชนิดใหม่เป็นเรื่องที่ค่อนข้างน่าสนใจโดยตัวมันเอง แต่การพบว่ามันเป็นสสารมืดที่สร้างพลังให้ ยิ่งสุมไฟขึ้นไปอีก Freese กล่าว

มีกาแลคซีราว 45000 แห่งในภาพนี้ แต่จากทฤษฎีทางเลือกใหม่ มีสามแห่งในนี้ที่ไม่ใช่กาแลคซี แต่เป็นดาวจากสสารมืด

      สสารมืดเป็นหนึ่งในปริศนาประการใหญ่ที่สุดในทางเอกภพวิทยา บ่อยครั้งที่นักดาราศาสตร์ต้องการแหล่งความโน้มถ่วงพิเศษเพื่อช่วยยึดเกาะโครงสร้างในเอกภพเข้าด้วยกัน ดังนั้น พวกเขาจึงเอ่ยถึงการมีกาวที่มองไม่เห็นมาตลอดนับตั้งแต่เมื่อเอกภพเริ่มต้นขึ้นมา เป็นเวลาหลายทศวรรษที่คิดว่าว่าที่สสารมืดนั้นเป็นอนุภาคมวลหนักที่มีปฏิสัมพันธ์น้อยหรือ WIMPs(weakly interacting massive particles) เมื่อ WIMPs สองอนุภาคมาเจอกันก็จะทำลายล้าง(annihilate) เปลี่ยนมวลของพวกมันกลายเป็นพลังงาน ถ้า WIMPs มีอยู่จริง ก็มีความเป็นไปได้ที่จะคลี่คลายปริศนาในเอกภพยุคต้นได้

     เมฆก๊าซไฮโดรเจนดั้งเดิมน่าจะยึดเกี่ยวอยู่กับ WIMPs ในระดับประมาณ 0.1% เมื่อเมฆเหล่านั้นยุบตัวลงภายใต้แรงโน้มถ่วง WIMPs ก็จะทำลายล้างกันด้วยอัตราที่สูงขึ้นและพลังงานที่ปล่อยออกมาก็ทำให้เมฆร้อนขึ้น สิ่งนี้ทำให้เมฆไม่สามารถยุบตัวต่อไปเพื่อให้มีอุณหภูมิและความดันเพียงพอที่จะเกิดปฏิกิริยาฟิวชั่น ซึ่งเป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์ปกติที่สร้างพลังให้กับดาวฤกษ์ แทนที่จะเป็นดาวฤกษ์ปกติ เมฆก็น่าจะก่อตัวดาวมืดขนาดมหึมาที่ได้พลังจากการทำลายล้างกันของสสารมืดแทน

     อย่าให้ชื่อมันหลอกเราได้ ดาวมืดเพียงดวงเดียวก็มีแสงมากพอที่จะกลบดาวจากทั้งกาแลคซีไปได้ Freese กล่าว ในทางทฤษฎีแล้ว พวกมันอาจจะเจริญจนมีมวลระดับหลายล้านเท่าดวงอาทิตย์ได้ และสว่างเป็นหมื่นล้านเท่าของดวงอาทิตย์ มองเห็นได้จากระยะทางที่ไกลมากๆ เมื่อได้เห็นครั้งแรกก็อาจจะเข้าใจผิดว่าเป็นกาแลคซีทารก(protogalaxies) ได้ สำหรับ Ilie นี่เป็นช่วงเวลาที่รอคอยมานาน เราทำนายมาตั้งแต่ปี 2012 ว่ากล้องเวบบ์น่าจะสำรวจพบดาวมืดมวลมหาศาล ผมเชื่อมั่นว่าในไม่ช้าเราจะจำแนก(ว่าที่ดาวมืด) ได้มากขึ้นอีก

วัตถุทั้งสาม(JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 และ JADES-GS-z11-0) ซึ่งเป็นก้อนสีแดงเคยถูกจำแนกเป็นกาแลคซีในเดือนธันวาคม 2022 โดยโครงการ JADES ขณะนี้ ทีมนักดาราศาสตร์สงสัยว่าวัตถุเหล่านี้แท้จริงแล้วอาจจะเป็น “ดาวมืด” ซึ่งเป็นวัตถุในทางทฤษฎีที่มีขนาดใหญ่กว่าและสว่างกว่าดวงอาทิตย์ของเราอย่างมาก ได้รับพลังจากการทำลายล้างกันของสสารมืด

      “ว่าที่” เป็นเพียงคำที่ใช้เรียกคร่าวๆ ในที่นี้ ทีมไม่กระทั่งอ้างว่าได้พบดาวมืด เพียงแค่วัตถุทั้งสามนี้เท่านั้นที่สอดคล้องกับการเป็นดาวมืด การนำเสนอบางสิ่งที่ใหม่เอี่ยมโดยสิ้นเชิงมักจะเป็นเรื่องที่มีโอกาสเกิดขึ้นน้อย Freese กล่าว แต่ถ้าวัตถุนี้บางดวงที่ดูคล้ายกาแลคซียุคต้น แท้จริงแล้วเป็นดาวมืดจริงๆ แบบจำลองการก่อตัวกาแลคซีก็จะสอดคล้องกับการสำรวจมากขึ้น

     นอกจากนี้ เมื่อเวลาผ่านไป เมื่อสสารมืดในดาวมืดเหล่านี้หมดลง มันก็น่าจะยุบตัวลงกลายเป็นหลุมดำมวลมหาศาล(supermassive black holes) ที่พบในแกนกลางของกาแลคซี ซึ่งก็น่าจะอธิบายว่าเพราะเหตุใด เราจึงไม่พบดาวมืดเหล่านี้อีก และเพราะเหตุใดเราจึงได้เห็นหลุมดำมวลมหาศาลจำนวนมากมาย และยังอาจจะอธิบายว่าเพราะเหตุใดจึงไม่พบดาวรุ่นแรกสุดในเอกภพ แม้ว่าจะพบดาวที่มีอายุพอๆ กับอายุของเอกภพอยู่ในทางช้างเผือกของเราเองก็ตาม ถ้าดาวมืดมีอยู่จริง ดาวรุ่นแรกสุดก็ยังคงมีอยู่ แค่ดูแตกต่างออกไปเท่านั้น

     ความแข็งแรงของแนวคิดนี้อีกข้อก็คือมันเกี่ยวข้องกับสสารมืดชนิดที่ปกติที่สุด โดยไม่ต้องใช้ฟิสิกส์พิสดารอื่นๆ เลย Tanja Rindler-Daller จากมหาวิทยาลัยเวียนนา ออสเตรีย ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับงานวิจัยนี้ กล่าวว่า ดาวมืดเป็นคำอธิบายที่สมเหตุสมผลอย่างยิ่งกับแบบจำลองเอกภพวิทยาปัจจุบันของเรา เรายังต้องการสเปคตรัมคุณภาพสูงที่เรดชิพท์มากกว่า z=10 เพื่อตรวจสอบขั้นสุดท้ายว่าพวกมันมีอยู่จริงหรือไม่ ซึ่งทีมของ Ilie อ้างว่ารายละเอียดสเปคตรัมดูดกลืนคลื่นจาก He II ที่ 1640 อังสตรอม น่าจะเป็นคุณลักษณะร่องรอยของดาวมืดมวลมหาศาลที่ร้อนนี้ ในขณะที่กาแลคซีที่ประกอบด้วยดาวฤกษ์ปกติน่าจะมีเส้นเปล่งคลื่นแทน

แสงซึ่งถูกบิดเลี้ยวโดยสนามแรงโน้มถ่วงที่ทรงพลัง ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ขยายผลจากสสารมืด

      ส่วน Alexander Ji จากมหาวิทยาลัยชิคาโก ซึ่งก็ไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้เช่นกัน กล่าวว่า ผมไม่คิดว่าหลักฐานที่มีจะบอกถึงดาวมืด แต่ก็ยังตัดความเป็นไปได้ไม่ได้ ถ้ายืนยันจริง นี่ก็อาจจะเปลี่ยนแปลงภาพของเราเกี่ยวกับเอกภพยุคต้นไปอย่างสิ้นเชิง เช่นเดียวกับที่ให้หลักฐานที่แน่ชัดเกี่ยวกับธรรมชาติของสสารมืด ดังนั้น มีโอกาสเล็กๆ ที่จะมีผลกระทบอย่างมหาศาล โดยรวมแล้ว กล้องเวบบ์ยังไม่ได้ศึกษาวัตถุทั้งสามในรายละเอียดมากพอที่จะยุติข้ออ้างนี้ ยังต้องรอเวลา

แหล่งข่าว skyandtelescope.com : some astronomers claim dark star candidates in Webb images
                sciencealert.com : massive suns powered by darkness may have been spotted at the dawn of time    
                iflscience.com : JWST may have found the first evidence for “dark stars”