การชนแบบมะรุมมะตุ้มหกเส้า

 

ภาพจากศิลปินแสดงสภาพ HFLS3 อย่างที่น่าจะเป็น

     เมื่อมองย้อนไปในอดีต สายตาอันคมกริบของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์กำลังเผยให้เห็นรายละเอียดของโครงสร้างที่เก่าแก่ที่สุดบางส่วนในเอกภพ ภาพที่เคยขยุกขยุย ก็กลับคมชัดด้วยความละเอียดสูงสุดของกล้อง ภาพหนึ่งที่ถูกตรวจสอบซ้ำอีกซึ่งเป็นกาแลคซีโบราณแห่งหนึ่งที่ทำให้นักดาราศาสตร์หลายคนต้องปวดหัว เวบบ์ได้เผยให้เห็นว่ากาแลคซีโดดๆ นี้แท้จริงแล้วเป็นกาแลคซี 6 แห่งที่ชนกันกลายเป็นก้อนที่มีดาวที่เพิ่งเกิดใหม่อย่างท่วมท้น

     ในปี 2013 นักดาราศาสตร์ที่ใช้ข้อมูลจากหอสังเกตการณ์อวกาศเฮอร์เชลได้ตรวจสอบกาแลคซีที่กำลังก่อตัวขึ้นย้อนเวลาไปไกลที่สุดเท่าที่เคยพบ มันเต็มไปด้วยดาวใหม่ๆ ระยิบระยับเมื่อเอกภพมีอายุเพียง 850 ล้านปีเท่านั้น การมีอยู่ของวัตถุที่เรียกว่า HFLS3 ได้ท้าทายทฤษฎีว่ากาแลคซีจะเจริญเติบโตได้เร็วแค่ไหน โรงงานดาวขนาดมหึมาแห่งนี้สร้างดาวใหม่ๆ ด้วยอัตราสูงกว่าในทางช้างเผือกถึง 2000 เท่า แม้ว่ากาแลคซีทั้งสองจะมีมวลที่ใกล้เคียงกัน

     เอกภพในช่วงเยาว์วัย นักดาราศาสตร์เชื่อว่ากาแลคซีไม่น่าจะขนาดใหญ่ได้อย่างนี้ และมีอัตราการสร้างดาวสูงขนาดนี้ มีหลายทีมที่พยายามถ่ายภาพกาแลคซีซ้ำอีกโดยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินอีกหลายแห่ง แต่ภาพที่ได้ก็บอกใบ้ถึงสัญญาณแหล่งที่อยู่ใกล้อย่างหยาบๆ ซึ่งอาจได้รับอิทธิพลจากเลนส์ความโน้มถ่วง เมื่อวัตถุมวลสูงที่อยู่ใกล้เรามากกว่า ได้บิดและขยายแสงจากวัตถุที่อยู่ห่างไกลเบื้องหลังมัน

      ขณะนี้ ด้วยข้อมูลใหม่ นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอว่า HFLS3 ไม่ได้เป็นกาแลคซีที่ก่อตัวดาวอย่างคึกคักมาก(starburst galaxy) ขนาดยักษ์เพียงแห่งเดียวแต่อย่างใด กาแลคซีแห่งนี้แท้จริงแล้วเป็นระบบกาแลคซีที่กำลังมีปฏิสัมพันธ์กันในเอกภพยุคต้น Gareth Jones  ผู้นำทีมจากมหาวิทยาลัยออกฟอร์ด กล่าว ซึ่งยังคงสว่างเจิดจ้ามากและก่อตัวดาวคึกคักมา กเป็นทั้งระบบแทนที่จะเป็นแหล่งเพียงแห่งเดียว

การสำรวจ HFLS3 จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเฮอร์เชล

     การสำรวจครั้งใหม่เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ JWST งานหนึ่งที่เรียกว่า Galaxy Assembly with NIRSpec Integral Field Spectroscopy ทีมความร่วมมือนี้เล็งไปที่กาแลคซีมวลสูงและอยู่ห่างไกลที่สุด 40 แห่ง เพื่อดูให้เห็นวัตถุที่เล็กที่สุดในห้วงอวกาศรอบๆ พวกมันในรายละเอียดสูงสุด หน่วยวัดแสง- Integral Field Unit ของสเปคโตรกราฟนี้ตรวจสอบสภาพแวดล้อมรอบ HFLS3 ในเดือนกันยายน 2022

     ทีมซึ่งนำโดย Jones ได้ถ่ายภาพชุดซึ่งแสดงความสว่างในหลายช่วงความยาวคลื่นและหลายพื้นที่การมอง จากนั้นก็วิเคราะห์การเคลื่อนที่และความร้อนของก๊าซในกาแลคซี และทำแบบจำลองว่าเลนส์ความโน้มถ่วงน่าจะส่งผลต่อแสงมากอย่างไร เมื่อทำเช่นนี้ ก็สามารถสร้างภาพของ HFLS3 คืนกลับมาได้อย่างเที่ยงตรงมากขึ้น Jones คาดว่าจะได้เห็นการเคลื่อนที่ของก๊าซปกติอย่างที่พบเห็นในกาแลคซียุคต้นที่คล้ายๆ กัน แต่แทนที่จะเป็นการหมุนเวียนระบบเดียว เราเพิ่งจะได้เห็นกาแลคซีขนาดเล็กจำนวนหนึ่ง

     จากการวิเคราะห์ HFLS3 นั้น ในอวกาศที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางเพียง 36000 ปีแสง ประกอบด้วยกาแลคซีขนาดเล็กที่กำลังมีปฏิสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกัน 3 คู่ โดยมีเพียงหนึ่งในสามคู่เท่านั้นที่ถูกขยายแสงโดยกาแลคซีที่พื้นหน้าสองแหล่ง จากพื้นที่ที่มีความหนาแน่นสูงมากเหล่านี้นักวิทยาศาสตร์บอกว่าระบบหกวัตถุนี้กำลังชนกัน ทำให้เกิดคลื่นการก่อตัวดาวใหม่ๆ ขึ้นมา การชนน่าจะเกิดขึ้นภายในหนึ่งพันล้านปีจากการสำรวจนี้

การวิจัยใหม่ได้แสดงรายละเอียดของ HFLS3 เป็นกาแลคซีหกแห่งที่สุดท้ายแล้วพวกมันจะรวมตัวกลายเป็นกาแลคซีแห่งเดียว

     การสำรวจติดตามผลงานหนึ่งเมื่อเกือบหนึ่งทศวรรษก่อนได้แสดงให้เห็นการเปล่งคลื่นที่สว่างจ้ารอบๆ HFLS3 นี่ทำให้ Dominik Riechers จากมหาวิทยาลัยโคโลญน์ เจอรมนี ซึ่งนำทีมค้นพบในปี 2013 ด้วยเฮอร์เชลที่มีความละเอียดต่ำกว่า เอ่ยถึงความเป็นไปที่จะมีการควบรวมกับเพื่อนบ้าน อย่างไรก็ตาม เขาตระหนักว่ากล้องโทรทรรศน์ที่มีในเวลานั้นไม่ได้มีความสามารถมากพอที่จะเปิดเผยธรรมชาติที่แท้จริงของปฏิสัมพันธ์เหล่านั้นได้ เราสงสัยว่านี่อาจเป็นกาแลคซีที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวดาวอย่างคึกคัก แต่กล้องเวบบ์ได้แสดงอย่างชัดเจนโดยการตรวจสอบระยะทางและขนาดของระบบคู่หูมะรุมมะตุ้มเหล่านี้อย่างแม่นยำ Riechers ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษาใหม่นี้ กล่าว

     เขายังให้ความเห็นว่า Jones และทีมน่าจะตรวจสอบว่าเรากำลังได้เห็นเพียงผลจากเลนส์ความโน้มถ่วงแบบอ่อนจากกระจุกนี้เท่านั้น นี่พิสูจน์ว่า HFLS3 แท้จริงแล้วมีขนาดใหญ่และเต็มไปด้วยดาวใหม่ๆ ที่สว่างร้อน ไม่ใช่ระบบขนาดเล็กที่ถูกขยายแสงรุนแรง

    นักวิทยาศาสตร์อาจมองว่า HFLS3 เป็นกลุ่มของกาแลคซีที่พัวพันกันในเส้นใยซึ่งมีการก่อตัวดาว นี่จะช่วยให้มั่นใจได้ว่ายังสอดคล้องกับทฤษฎีการก่อตัวกาแลคซีปัจจุบัน Kenneth Duncan จากมหาวิทยาลัยเอดินเบอระ ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้บอกว่า ถ้า HFLS3 เป็นกาแลคซีมหึมา นักดาราศาสตร์ก็ต้องปรับแต่งทฤษฎี จากการสำรวจใหม่นี้ซึ่งยืนยันว่าแท้จริงแล้วมันเป็นกลุ่มของกาแลคซีที่กำลังมีการควบรวมอย่างต่อเนื่อง ช่วยสนับสนุนภาพว่าการควบรวมมีบทบาทยิ่งยวดในการสั่งสมตัวของกาแลคซี

     แต่กระนั้น Duncan ก็ยังให้ความเห็นว่า สิ่งที่น่าประหลาดใจจริงๆ ก็คือมันเป็นระบบที่ยุ่งเหยิงและซับซ้อนอย่างนั้นได้อย่างไร

แหล่งข่าว skyandtelescope.com : JWST reveals distant “galaxy” is six-way galactic crash
                sciencealert.com : oversized ancient galaxy isn’t what astronomers first thought