กาแลคซีที่ตายแล้วเมื่อเอกภพยังอายุน้อย

     เมื่อกาแลคซีแห่งหนึ่งไม่เหลือก๊าซและฝุ่นอีก กระบวนการก่อตัวดาวก็หยุดลง แต่ต้องใช้เวลาหลายพันล้านปี แต่ก็มีกาแลคซีแห่งหนึ่งข้างนอกนั้นที่ได้ตายแล้วเมื่อเอกภพมีอายุเพียง 7 ร้อยล้านปีเท่านั้น เกิดอะไรขึ้นกับมัน เป็นสิ่งที่ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติอยากจะรู้สาเหตุ

    ช่วงไม่กี่ร้อยล้านปีแรกของเอกภพเป็นช่วงที่มีสภาพแอคทิฟอย่างมาก โดยมีเมฆก๊าซจำนวนมากมายที่ยุบตัวลงเพื่อก่อตัวดาวฤกษ์ใหม่ๆ Tobias Looser จากสถาบันคัฟลี่เพื่อเอกภพวิทยาที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์(KICC) กล่าว กาแลคซีต้องการแหล่งก๊าซอย่างอุดมสมบูรณ์เพื่อก่อตัวดาวฤกษ์ใหม่ๆ และเอกภพยุคต้นก็เหมือนเป็นบุฟเฟต์แบบกินได้เต็มที่ไม่อั้น

     ดังนั้น เมื่อกาแลคซี JADES-GS-z7-01-QU ปรากฏขึ้นในการสำรวจจากกล้องเวบบ์ มันก็ไม่ได้แสดงหลักฐานการก่อตัวดาวที่เกิดขึ้นมากนัก มันอยู่ในสถานะที่นักดาราศาสตร์เรียกว่า quenching และดูเหมือนการก่อตัวดาวเริ่มต้นและหยุดลงอย่างรวดเร็ว การระบุว่าเพราะเหตุใดสิ่งนี้จึงเกิดกับกาแลคซีอายุน้อยแห่งนี้ จึงเป็นย่างก้าวสำคัญในทางเอกภพวิทยา ทำไมมันจึงหยุดสร้างดาวแล้ว และปัจจัยที่ส่งผลต่อการก่อตัวดาวที่กาแลคซีแห่งนี้ เป็นปัจจัยเดียวกับที่หยุดการก่อตัวดาวในปัจจุบันหรือไม่  

     การยุติการก่อตัวดาว(star-formation quenching) เป็นสิ่งที่นักดาราศาสตร์คาดไว้ว่าไม่น่าจะเกิดขึ้นเร็ว เราจะพบกาแลคซีที่หยุดก่อตัวดาวเฉพาะเมื่อเอกภพในกาลต่อมาเมื่อเอกภพมีอายุราว 3 พันล้านปี ไม่ว่าจะเกิดขึ้นจากหลุมดำหรือสิ่งอื่นๆ Francesco D’Eugerio ซึ่งมาจากสถาบันคัฟลี่เพื่อเอกภพวิทยาเช่นกัน และเป็นผู้เขียนร่วมในรายงานที่เผยแพร่ใน Nature วันที่ 6 มีนาคมกับ Looser  

กาแลคซีในยุคต้นบางแห่งดูเหมือนจะสูญเสียก๊าซที่ใช้ก่อตัวดาวฤกษ์ของพวกมันให้กับการแผ่รังสีที่รุนแรงจากหลุมดำที่มีกิจกรรมสูงเกินไป เช่นที่เควซาร์ J2054-0005 ซึ่งพบเมื่อ 9 ร้อยล้านปีหลังจากบิ๊กแบงเท่านั้นในภาพจากศิลปินนี้

     การก่อตัวดาวมักจะเริ่มต้นเมื่อเมฆก๊าซเกาะกุมตัวเข้าด้วยกัน พื้นที่ที่อุดมด้วยก๊าซซึ่งรวมถึงกาแลคซี จึงเป็นแหล่งเพาะฟักดาวแหล่งหลักๆ ข้อมูลจากกล้องเวบบ์เกี่ยวกับ JADES-GS-z7-01-QU ได้แสดงว่ากาแลคซีแห่งนี้ได้พบกับช่วงเวลาการก่อตัวดาวอย่างคึกคักมากๆ หลังจากที่มันเริ่มก่อตัวขึ้น(หลังจากยุคแห่งการรีไอออนไนซ์) ได้ไม่นาน ในเวลาราว 30 ถึง 90 ล้านปี ที่มันก่อตัวดาวอย่างคร่ำเคร่ง จากนั้น ก็หยุดลงอย่างฉับพลันระหว่าง 10 ถึง 20 ล้านปีในเวลาก่อนที่เวบบ์จะสำรวจพบมัน  

     นี่ก็ไม่ใช่เรื่องน่าประหลาดใจ แม้ว่านักดาราศาสตร์จะยังไม่ทราบว่าเพราะเหตุใดมันจึงหยุดลง เห็นได้ชัดว่าเป็นเพราะมันขาดแคลนก๊าซ บางทีหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางอาจจะกลืนวัตถุดิบจำนวนมหาศาลลงไป หรือเป็นกลไกย้อนกลับเมื่อลมและไอพ่นที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วจากหลุมดำยังอาจจะกวาดถางวัตถุดิบก่อตัวดาวจำนวนมากออกไปจากกาแลคซีแห่งนี้โดยสิ้นเชิง

      และยังเป็นไปได้ที่การก่อตัวดาวในอัตราที่สูงมากๆ ของ JADES-GS-z7-01-QU อาจจะใช้แหล่งวัตถุดิบไปจนหมด ก็เป็นไปได้ Looser กล่าว ในเอกภพยุคต้น ทุกๆ อย่างดูเหมือนจะเกิดขึ้นเร็วกว่าและรุนแรงกว่า และนี่อาจจะรวมถึงกาแลคซีที่ขยับจากสถานะก่อตัวดาวอย่างคึกคัก ไปเป็นจำศีลหรือยุติการก่อตัว เขากล่าว

     จากข้อมูลเวบบ์ที่มีในตอนนี้ ยังไม่แน่ชัดว่าเกิดอะไรขึ้นกับกาแลคซีขนาดเล็กในเอกภพยุคต้นแห่งนี้ นักดาราศาสตร์ยังคงตรวจสอบข้อมูลอยู่ Roberto Maiolino ผู้เขี่ยนร่วม รายงาน กล่าวว่า เราไม่แน่ใจว่าลำดับเหตุการณ์ข้างต้นอันใดจะสามารถอธิบายสิ่งที่เราพบด้วยเวบบ์ได้

     จนถึงตอนนี้ เพื่อให้เข้าใจเอกภพยุคต้น เรายังใช้แบบจำลองที่มีพื้นฐานจากเอกภพยุคปัจจุบัน แต่ตอนนี้เมื่อเราได้มองย้อนเวลาไปได้ไกลมากขึ้น และสำรวจพบว่าการก่อตัวดาวหยุดลงเร็วมากๆ ในกาแลคซีแห่งนี้ แบบจำลองจากเอกภพยุคปัจจุบันอาจจะต้องมีการปรับปรุง

ภาพสีเพี้ยนจากกล้องเวบบ์แสดงพื้นที่ขนาดเล็กแห่งหนึ่งในพื้นที่สำรวจส่วนใต้ของ GOODS โดยเน้น JADES-GS-z7-01-QU

      ยังต้องมีการสำรวจเพิ่มเติมโดยใช้เวบบ์ เราจะมองหากาแลคซีแห่งอื่นๆ ที่คล้ายแห่งนี้ในเอกภพยุคต้น ซึ่งจะช่วยเราให้ระบุได้ว่ากาแลคซีหยุดก่อตัวดาวใหม่ๆ ได้อย่างไรและเพราะเหตุใด D’Eugenio กล่าว ยังเป็นไปได้ที่กาแลคซีในเอกภพยุคต้นได้ตายลงและจากนั้นก็ฟื้นคืนชีวิตได้อีก เราต้องทำการสำรวจเพิ่มขึ้นเพื่อช่วยระบุให้แน่ชัด

     ยังมีความเป็นไปได้ทางอื่นอีกที่นักดาราศาสตร์อยากจะตรวจสอบ JADES-GS-z7-01-QU ที่กล้องเวบบ์เห็นว่าตายแล้วในช่วงที่สำรวจ แต่เป็นไปได้ที่การหยุดก่อตัวดาวอาจจะเกิดเพียงชั่วคราว บางทีอาจเป็นเพราะวัตถุดิบที่ไหลออกสู่ห้วงอวกาศอย่างเป็นคาบเวลา ซึ่งผลักดันโดยหลุมดำในใจกลาง เคยสำรวจพบกาแลคซีแห่งอื่นๆ ที่หยุดพักก่อตัวดาวชั่วคราว แต่พวกมันก็มีขนาดใหญ่กว่ากาแลคซีใหม่นี้ซึ่งมีขนาดพอๆ กับเมฆมาเจลลันเล็ก(Small Magellanic Cloud; SMC) เท่านั้น แต่กระนั้น SMC ก็ยังคงก่อตัวดาวฤกษ์ใหม่ๆ อยู่

     บางที JADES-GS-z7-01-QU จะเริ่มเปิดโรงงานก่อตัวดาวในเวลาต่อมา ในกรณีดังกล่าว มันอาจจะเจริญเติบโตจนมีขนาดใหญ่ขึ้นอย่างมากในช่วงหลังของความเป็นมา และนี่จะเป็นสิ่งที่น่าสนใจ บางทีกาแลคซีที่หยุดก่อตัวดาว ก็หยุดพักก่อตัวแค่ชั่วคราว จากนั้นเมื่อมีก๊าซใหม่ๆ เติมเข้ามา อาจจะจากการชนกับกาแลคซีอื่นๆ ก็จะสร้างดาวรุ่นหลังๆ ขึ้นมา  

     การสำรวจด้วยกล้องเวบบ์ในอนาคตน่าจะได้พบกาแลคซีเหล่านี้ได้มากขึ้น รวมถึงกาแลคซีที่มีขนาดเล็กกว่าและสลัวกว่านี้ และน่าจะช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้ศึกษาสถานะหยุดก่อตัวดาวในรายละเอียดเพิ่มเติมขึ้น

แหล่งข่าว sciencealert.com : mysterious galaxy was already dead when the universe was young
                scitechdaily.com : rewinding cosmic time with Webb’s discovery of a 13-billion-year-old dead galaxy   
                livescience.com : James Webb telescope detects oldest “dead” galaxy in the known universe – and its death could challenge cosmology

รอยแผลโลหะบนดาวแคระขาว

 

     เมื่อดาวฤกษ์ที่คล้ายดวงอาทิตย์ของเรามีชีวิตถึงบั้นปลายชีวิตวิถีหลัก(main-sequence) หมดเชื้อเพลิงเพื่อหลอมในแกนกลาง ดาวเหล่านี้จะพองตัวออกเป็นดาวยักษ์แดง จะกลืนดาวเคราะห์และดาวเคราะห์น้อยที่อยู่รอบๆ ที่มันให้กำเนิดขึ้นมา ก่อนที่จะผลักเปลือกก๊าซส่วนนอกๆ ออกมา แกนกลางซึ่งปราศจากการหลอมนิวเคลียร์อีกต่อไป ก็จะยุบตัวภายใต้แรงโน้มถ่วง กลายเป็นวัตถุที่หนาแน่นสูงโดยบีบอัดมวลพอๆ กับดวงอาทิตย์ในทรงกลมที่มีขนาดพอๆ กับโลก ซึ่งเรียกว่า ดาวแคระขาว 

     ขณะนี้ ด้วยการใช้กล้องโทรทรรศน์ใหญ่มาก(VLT) นักวิจัยได้พบสัญญาณอันเป็นอัตลักษณ์จากกระบวนการนี้เป็นครั้งแรก เป็นรอยแผลที่พบอยู่บนพื้นผิวดาวแคระขาวดวงหนึ่ง เนื่องจากธาตุหนักควรจะจมลงสู่แกนกลางดาวอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะเรียกวัตถุเหล่านี้ว่า ดาวแคระขาวมีมลทิน(polluted white dwarfs) ผลสรุปเผยแพร่ใน Astrophysical Journal Letters 

     เป็นที่ทราบกันดีว่าดาวแคระขาวบางดวง ซึ่งเป็นเถ้าถ่านจากดาวฤกษ์ที่คล้ายดวงอาทิตย์ ค่อยๆ เย็นตัวลงจากความร้อนที่เหลืออยู่ กำลังฉีกทึ้งกินซากระบบดาวเคราะห์ของพวกมัน ขณะนี้เราได้พบว่าสนามแม่เหล็กของดาวมีบทบาทสำคัญในกระบวนการนี้ เป็นผลให้เกิดรอยแผลเป็นบนพื้นผิวดาวแคระขาว Stefano Bagnulo นักดาราศาสตร์ที่หอสังเกตการณ์และท้องฟ้าจำลองอามา ในไอร์แลนด์เหนือ ผู้เขียนนำการศึกษานี้ กล่าว

     รอยแผลเป็นที่ทีมสำรวจพบเป็นกลุ่มของโลหะเช่น โซเดียม, มักนีเซียม, คัลเซียม, โครเมียม, มังกานีส, เหล็ก และนิกเกิล ที่ประทับอยู่บนพื้นผิวดาวแคระขาว WD 0816-310 ซากดาวที่มีขนาดพอๆ กับโลกดวงนี้ แต่น่าจะมีมวลสูงกว่าดวงอาทิตย์ เราได้แสดงว่าโลหะเหล่านี้มีกำเนิดมาจากชิ้นส่วนดาวเคราะห์ชิ้นหนึ่งที่มีขนาดใหญ่ หรือบางทีอาจจะใหญ่กว่าเวสตา(Vesta) ซึ่งมีความกว้าง 500 กิโลเมตร และเป็นดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาดใหญ่ที่สุดเป็นอันดับสองในระบบของเรา Jay Farihi ศาสตราจารย์ที่ยูนิเวอร์ซิตี้ คอลเลจ ลอนดอน และผู้เขียนร่วมการศึกษานี้ กล่าว 

 

ภาพจากศิลปินแสดงดาวแคระขาว WD 0816-310 ที่มีเศษซากวัสดุสารล้อมรอบ

      การสำรวจยังให้เงื่อนงำว่าดาวได้รอยแผลเป็นโลหะนี้ได้อย่างไร ทีมสังเกตเห็นความแรงของสัญญาณโลหะเปลี่ยนแปลงไปเมื่อดาวหมุนรอบตัว ซึ่งบอกว่าโลหะนี้กระจุกอยู่บนพื้นผิวที่จำเพาะแห่งหนึ่งบนพื้นผิวดาวแคระขาว แทนที่จะกระจายไปทั่ว พวกเขายังพบว่าการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้พ้องกับการเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็กของดาวแคระขาว ซึ่งบ่งชี้ว่าแผลโลหะนี้อยู่ที่ขั้วแม่เหล็กขั้วหนึ่งของมัน เมื่อปะติดปะต่อทั้งหมดเข้าด้วยกัน เงื่อนงำก็บ่งชี้ว่าสนามแม่เหล็กฟั่นโลหะลงสู่ดาวแคระขาว สร้างเป็นรอยแผลเป็น

     ที่น่าประหลาดใจก็คือ วัสดุสารนี้ไม่ได้ผสมอย่างทั่วถึงไปทั่วพื้นผิวดาวแคระขาวอย่างที่เคยทำนายไว้ แต่แผลนี้กลับเป็นปื้นวัสดุสารจากดาวเคราะห์ที่กระจุกอยู่โดยสนามแม่เหล็กที่เป็นตัวชักนำชิ้นส่วนที่ตกลงมาให้อยู่กับที่ John Langstreet ผู้เขี่ยนร่วม ศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยเวสเทิร์น คานาดา ซึ่งร่วมงานกับหอสังเกตการณ์และท้องฟ้าจำลองอามา กล่าว ไม่เคยได้พบเห็นอะไรแบบนี้มาก่อนเลย 

      เหตุผลที่เพราะเหตุใด เราจึงไม่เคยพบมันมาก่อน ก็เนื่องจากโดยปกติแล้ว เราเก็บสเปคตรัมดาวแคระขาวเพียงครั้งเดียวเท่านั้น ถ้ามีการสำรวจหลายครั้งตลอดหลายปีก็จะเผยให้เห็นความแปรปรวนที่ไม่สามารถตรวจพบได้ในการสำรวจเพียงครั้งเดียว เพื่อให้บรรลุถึงข้อสรุปเหล่านี้ ทีมใช้เครื่องมืออเนกประสงค์บน VLT ที่เรียกว่า FORS2 ซึ่งช่วยให้ทีมได้ตรวจจับแผลเป็นโลหะและเชื่อมโยงมันกับสนามแม่เหล็กของดาว ทีมยังพึ่งพาข้อมูลในคลังจาก X-shooter ของ VLT เพื่อยืนยันการค้นพบนี้ด้วย 

      การสำรวจที่ทรงพลังเช่นนี้ ทำให้นักดาราศาสตร์ระบุองค์ประกอบโดยรวมของดาวเคราะห์นอกระบบได้ การศึกษาที่เป็นอัตลักษณ์งานนี้ยังแสดงว่าระบบดาวเคราะห์ยังคงเปี่ยมด้วยพลวัตได้อย่างไร แม้หลังจากที่ตายแล้ว 

ภาพจากศิลปินแสดงดาวแคระขาว WD 0816-310 ที่มีเศษซากวัสดุสารล้อมรอบ

แหล่งข่าว eso.int : metal scar found on cannibal star
                sciencealert.com : the metal scar of a devoured planet reveals a zombie star’s cannib

แคระนักผลิตแสง

      ด้วยการใช้ความสามารถอันเป็นเอกอุของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติได้ทำการสำรวจสเปคตรัมของกาแลคซีที่สลัวที่สุดในช่วงหนึ่งพันล้านปีแรกของเอกภพได้เป็นครั้งแรก การค้นพบเหล่านี้ช่วยตอบคำถามที่คงอยู่มานานว่า แหล่งแสงที่ทำให้เอกภพแตกตัวเป็นไอออนอีกครั้ง(reionized) มาจากไหน ผลสรุปใหม่เหล่านี้ได้แสดงให้เห็นว่า กาแลคซีแคระขนาดเล็กน่าจะเป็นผู้ผลิตแสงแรงกล้ารุนแรงเหล่านั้น

     งานวิจัยวิวัฒนาการของเอกภพยุคต้นเป็นหัวข้อที่สำคัญของดาราศาสตร์สมัยใหม่ ที่ยังคงไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ก็คือช่วงเวลาต้นๆ ในความเป็นมาของเอกภพ ส่วนที่เรียกว่า ยุคแห่งการรีไอออนไนซ์(era of reionization) เป็นช่วงเวลาแห่งความมืดมิดที่ปราศจากดาวหรือกาแลคซีใดๆ

     หลังจากการเริ่มต้นของเอกภพ ภายในไม่กี่นาทีหลังจากบิ๊กแบง อวกาศก็เต็มไปด้วยหมอกประจุไฟฟ้าหรือพลาสมา(plasma) หนาทึบที่ร้อนจัด แสงที่มีเพียงเล็กน้อยไม่สามารถเดินทางผ่านหมอกทึบได้ โฟตอนจะกระเจิงหลังจากชนกับอิเลคตรอนอิสระที่ล่องลอยอยู่ แต่เมื่อเอกภพเย็นตัวลงในอีกราว 3 แสนปีต่อมา โปรตอนและอิเลคตรอนเริ่มรวมตัวกลายเป็นไฮโดรเจนเป็นกลาง แสงก็สามารถผ่านตัวกลางที่เป็นกลางเหล่านี้ได้ แต่ก็ยังมีแหล่งแสงเพียงไม่กี่แห่งเท่านั้น ซึ่งเรียกช่วงเวลานี้ว่า ยุคมืดของเอกภพ(cosmic dark age)  

ความเป็นมาตลอด 13.8 พันล้านปีของเอกภพ

     เอกภพเต็มไปด้วยกลุ่มหมอกก๊าซไฮโดรเจนที่หนาทึบ กระทั่งดาวดวงแรกๆ สุดทำให้ก๊าซเป็นกลางรอบๆ พวกมันแตกตัวเป็นไอออน และแสงก็เริ่มเดินทางผ่านไปได้ นักดาราศาสตร์ใช้เวลาหลายทศวรรษในความพยายามเพื่อจำแนกแหล่งที่เปล่งรังสีที่ทรงพลังมากพอที่จะค่อยๆ แผ้วถางหมอกไฮโดรเจนที่ปกคลุมเอกภพยุคต้นทิ้งไป โดยแหล่งที่เป็นไปได้อาจเป็นหลุมดำขนาดยักษ์ที่การสะสมมวลสาร(accretion) ได้สร้างแสงที่แรงกล้าออกมา หรือกาแลคซีขนาดใหญ่ที่กำลังก่อตัวดาวอย่างคึกคักซึ่งดาวใหม่ๆ จะเปล่งรังสีอุลตราไวโอเลตรุนแรงออกมา เป็นต้น  

     โครงการ UNCOVER(Ultradeep NIRSpec and NIRCam Observations before the Epoch of Reionization) เป็นทั้งการสำรวจถ่ายภาพและเก็บสเปคตรัมกระจุกกาแลคซี Abell 2744 ที่ทำหน้าที่เป็นเลนส์ความโน้มถ่วงอยู่ห่างออกไป 4 พันล้านปีแสง เกิดจากกระจุกกาแลคซีสองแห่งกำลังชนกัน ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติใช้เลนส์ความโน้มถ่วงจากวัตถุนี้ ซึ่งก็เรียกอีกชื่อว่า กระจุกของแพนโดรา(Pandora’s cluster) เพื่อสำรวจแหล่งแสงในยุคแห่งการรีไอออนไนซ์เอกภพ

ขั้นตอนการรีไอออนไนซ์เอกภพ จากการศึกษาใหม่บอกว่า กาแลคซีแคระผลิตรังสีได้ในปริมาณสูง ทำให้หมอกก๊าซไฮโดรเจนทึบรอบๆ แตกตัวเป็นไอออน โฟตอนแสงเดินทางผ่านออกมาได้ สร้างฟอง ซึ่งขยายจนซ้อนทับกัน และในที่สุด ก็ทำให้เอกภพโปร่งแสงโดยสมบูรณ์ 

      เลนส์ความโน้มถ่วง(gravitational lensing) ขยายและบิดเบือนลักษณะปรากฏของกาแลคซีที่อยู่ห่างไกล ดังนั้น พวกมันจึงดูแตกต่างจากกาแลคซีที่พื้นหน้าอย่างมาก เลนส์กระจุกกาแลคซีนั้นมีมวลสูงมากจนมันบิดห้วงกาลอวกาศรุนแรงมากพอที่แสงจากกาแลคซีที่ห่างไกลที่ผ่านทะลุอวกาศที่บิดเบี้ยว ก็ยังลักษณะปรากฏบิดเบี้ยวไปด้วย

     พลังจากการขยายแสงยังช่วยให้ทีมได้ศึกษาแหล่งแสงที่ห่างไกลมากเลย Abell 2744 เผยให้เห็นกาแลคซีสลัวอย่างสุดขั้ว 8 แห่งที่ไม่ควรจะมองเห็นได้ แม้กระทั่งด้วยเวบบ์ ทีมพบว่ากาแลคซีสลัวมากเหล่านี้เป็นผู้ผลิตรังสีที่ทำให้อะตอมแตกตัวเป็นไอออนที่สำคัญมาก สร้างแสงในระดับที่มากกว่าที่เราเคยสันนิษฐานไว้ถึง 4 เท่า ก่อนหน้านี้เราเคยคิดว่าจะมีโฟตอนราว 20% จากโฟตอนไอออนไนซ์ทั้งหมดที่สามารถหนีออกจากแคระเหล่านี้ได้ถ้าพวกมันเป็นแหล่งรังสีหลักสำหรับการรีไอออนไนซ์ แต่ข้อมูลใหม่บอกว่าแม้จะหลุดมาแค่ 5% ก็เพียงพอ นี่หมายความว่าเรามั่นใจได้ว่าโฟตอนเกือบทั้งหมดที่ทำให้เอกภพรีไอออนไนซ์ ก็น่าจะมาจากกาแลคซีแคระเหล่านี้

     การค้นพบนี้เผยให้เห็นบทบาทที่สำคัญอย่างยิ่งของกาแลคซีที่สลัวมาก ในวิวัฒนาการของเอกภพยุคต้น Iryna Chemerynska สมาชิกทีมจากสถาบันดาราศาสตร์ฟิสิกส์แห่งปารีส ฝรั่งเศส กล่าว พวกมันผลิตโฟตอนไอออนไนซ์ที่เปลี่ยนไฮโดรเจนเป็นกลาง ให้กลายเป็นพลาสมาในระหว่างยุครีไอออนไนซ์ มันเน้นให้เห็นถึงความสำคัญในการเข้าใจกาแลคซีมวลต่ำในการส่งผลต่อความเป็นมาของเอกภพ

ภาพห้วงลึกมากโดยกล้องเวบบ์ พร้อมทั้งแหล่งแสงบางส่วนที่นักวิจัยจำแนกว่าเป็นผู้ขับดันกระบวนการรีไอออนไนซ์เอกภพ

     ประภาคารจิ๋วในเอกภพเหล่านี้โดยรวมแล้วเปล่งพลังงานมากเกินพอกว่างานที่ได้รับ Hakim Atek ผู้นำทีม จากสถาบันดาราศาสตร์ฟิสิกส์แห่งปารีส มหาวิทยาลัยซอร์บอนน์ ฝรั่งเศส และผู้เขียนนำรายงาน กล่าวเสริม แม้ว่าพวกมันจะมีขนาดเล็กจิ๋ว แต่กาแลคซีมวลต่ำเหล่านี้ก็เป็นผู้ผลิตรังสีทรงพลังอย่างล้นเหลือ และปริมาณแสงในช่วงเวลาดังกล่าวก็สำคัญมากจนอิทธิพลรวมๆ ของพวกมัน สามารถพลิกผันสถานะของเอกภพได้โดยสิ้นเชิง

     กว่าจะมาถึงข้อสรุปนี้ ทีมเริ่มด้วยการรวมข้อมูลภาพถ่ายเวบบ์ห้วงลึกมาก กับภาพของ Abell 2744 จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล เพื่อที่จะรวบรวมว่าที่กาแลคซีที่สลัวสุดขั้ว ในยุคของการรีไอออนไนซ์ออกมา จากนั้นก็สำรวจติดตามผลด้วยการเก็บสเปคตรัมด้วย NIRSpec(Near-Infrared Spectrograph) ซึ่งมีมัลติชัตเตอร์เพื่อตรวจสอบพหุวัตถุได้ นี่เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจสอบความหนาแน่นจำนวนของกาแลคซีสลัวเหล่านี้ด้วย และประสบความสำเร็จในการยืนยันว่าพวกมันเป็นประชากรที่มีอยู่ดาษดื่นที่สุดในยุคแห่งการรีไอออนไนซ์ โดยมีแคระอยู่มากกว่ากาแลคซีขนาดใหญ่ราว 100 เท่า  

     นี่ยังเป็นครั้งแรกที่มีการตรวจสอบพลังการรีไอออนไนซ์ของกาแลคซีเหล่านี้ด้วย ซึ่งช่วยให้นักดาราศาสตร์ตรวจสอบว่าพวกมันกำลังผลิตรังสีทรงพลังเพียงพอที่จะทำให้เอกภพยุคต้นแตกตัวเป็นไอออนได้ ความไวที่เหลือเชื่อของ NIRSpec รวมกับผลการขยายแสงจากแรงโน้มถ่วงของ Abell 2744 ช่วยให้เราจำแนกและศึกษากาแลคซีจากช่วงหนึ่งพันล้านปีแรกของเอกภพในรายละเอียดได้ แม้ว่าพวกมันจะสลัวกว่าทางช้างเผือกของเราร้อยกว่าเท่า Atek กล่าวต่อ

กระจุกกาแลคซี “กระจุกของแพนโดรา” หรือ Abell 2744 ในภาพที่ถ่ายโดยกล้องเวบบ์นี้ มีกาแลคซีที่พื้นหลัง 8 แห่งที่มาจากเอกภพช่วงต้นๆ

     ในโครงการสำรวจของเวบบ์ที่กำลังจะเกิดขึ้น ที่เรียกว่า GLIMPSE นักวิทยาศาสตร์จะทำการสำรวจท้องฟ้าห้วงลึกที่สุดเท่าที่จะทำได้ โดยการเล็งไปที่กระจุกกาแลคซีอีกแห่งที่เรียกว่า Abell S1063 ซึ่งอาจจำแนกกาแลคซีที่สลัวกว่านี้ในยุครีไอออนไนซ์ได้อีก เพื่อที่จะระบุให้แน่ชัดว่าประชากรแบบนี้เป็นประชากรหลักในยุคดังกล่าวจริง

     เมื่อผลสรุปใหม่เหล่านี้มีพื้นฐานจากการสำรวจที่ทำกับพื้นที่สำรวจแห่งเดียว ทีมบอกว่าคุณสมบัติไอออนไนซ์ของกาแลคซีสลัวก็อาจแตกต่างออกไปถ้าพวกมันอยู่ในพื้นที่ที่มีความแออัดสูงกว่าปกติ การสำรวจเพิ่มเติมในพื้นที่แห่งอื่นจึงน่าจะให้แง่มุมเพื่อปรับปรุงข้อสรุปเหล่านี้ได้ โครงการ GLIMPSE จะช่วยนักดาราศาสตร์ตรวจสอบช่วงเวลาที่เรียกว่า อรุณรุ่งแห่งเอกภพ(cosmic dawn) เมื่อเอกภพมีอายุเพียงไม่กี่ล้านปีเท่านั้น เพื่อพัฒนาความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการอุบัติขึ้นของกาแลคซีแห่งแรกๆ สุด การค้นพบเผยแพร่ใน Nature

แหล่งข่าว esa_webb.org : Webb finds dwarf galaxies reionised the universe
                sciencealert.com : we finally know what turned the lights on at the dawn of time
                skyandtelescope.com : Webb telescope finds dwarf galaxies lit up the early universe
                phys.org : what ended the “dark ages” in the early universe? New Webb data just brought us closer to solving the mystery     

แถบไคเปอร์ที่ใหญ่ขึ้น หรือแถบที่สอง

 

     การสำรวจครั้งใหม่จากยานนิวฮอไรซันส์ของนาซาได้บอกใบ้ว่า แถบไคเปอร์ ซึ่งเป็นพื้นที่กว้างใหญ่ส่วนนอกที่ไกลโพ้นของระบบสุริยะและเต็มไปด้วยวัตถุดิบก่อตัวดาวเคราะห์หินน้ำแข็งหลายแสนดวง อาจจะแผ่ออกไปไกลกว่าที่เราเคยคิดไว้

    ยานนิวฮอไรซันส์(New Horizons) ของนาซาซึ่งวิ่งผ่านขอบนอกของแถบไคเปอร์(Kuiper Belt) ที่เกือบ 60 เท่าระยะทางจากดวงอาทิตย์ถึงโลก เครื่องมือ SDC(Venetia Burney Student Dust Counter) ตั้งชื่อตามเด็กหญิงผู้เสนอชื่อพลูโต บนยานตรวจพบระดับฝุ่นที่สูงกว่าที่เคยคาดไว้ ฝุ่นเหล่านี้เป็นซากฝุ่นแข็งขนาดจิ๋วที่เกิดจากการชนระหว่างวัตถุในแถบไคเปอร์(Kuiper Belt Objects; KBOs) ขนาดใหญ่กว่า กับอนุภาคที่ถูกผลักออกจาก KBOs ซึ่งถูกปะพรมด้วยตัวชนสร้างฝุ่นขนาดจิ๋วจากภายนอกระบบสุริยะ

     ค่าที่อ่านได้สะเทือนแบบจำลองทางวิทยาศาสตร์ที่บอกว่าประชากร KBO และความหนาแน่นของฝุ่นน่าจะเริ่มลดลงราว 1.6 พันล้านกิโลเมตร และยิ่งเพิ่มหลักฐานที่บอกว่า ขอบนอกของแถบไคเปอร์หลักน่าจะแผ่ออกไปไกลกว่าที่เคยประเมินไว้หลายพันล้านกิโลเมตร หรืออาจจะมีแถบที่สอง อยู่เลยแถบไคเปอร์แรกที่เรารู้จัก ผลสรุปนี้เผยแพร่ใน Astrophysical Journal Letters

     นิวฮอไรซันส์กำลังทำการตรวจสอบฝุ่นในห้วงอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ในตำแหน่งที่อยู่เลยเนปจูนและพลูโตออกไปโดยตรงได้เป็นครั้งแรก ดังนั้นการสำรวจทุกๆ งานน่าจะนำไปสู่การค้นพบได้ Alex Doner ผู้เขียนนำรายงาน และนักศึกษาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นผู้นำทีม SDC

โครงสร้างโดยย่อของระบบสุริยะ ซึ่งมีดวงอาทิตย์อยู่ด้านซ้ายสุด 

     แนวคิดที่ว่าเราอาจจะตรวจพบแถบไคเปอร์ที่แผ่ขยายออกไป โดยมีประชากรวัตถุกลุ่มใหม่เอี่ยมที่กำลังชนกันและสร้างฝุ่นเพิ่มขึ้น ก็ได้ให้เงื่อนงำอีกอย่างในการไขปริศนาพื้นที่ไกลโพ้นส่วนนอกสุดของระบบสุริยะได้

     ตามความเข้าใจเดิม แถบไคเปอร์(Kuiper-Edgeworth Belt) ได้ชื่อตาม Gerard Kuiper และ Kenneth Edgeworth ซึ่งต่างคนก็ต่างเสนอการมีอยู่ของมัน อยู่ไกลออกไปมาก และวัตถุน้ำแข็งในพื้นที่นี้ก็มีขนาดเล็กและสลัวมาก ซึ่งต้องรอจนกระทั่งปี 1992 ที่ได้พบ KBOs ดวงแรก นับแต่นั้นก็มีการพบ KBOs หลายพันดวง เลยจากแถบไคเปอร์ออกไป เป็นดิสก์กระเจิง(scattered disk) ซึ่งมี KBOs ที่กระจายออกจากแถบไคเปอร์โดยปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงกับเนปจูน

    วัตถุในดิสก์กระเจิงนี้ น่าจะมีวงโคจรที่รีมาก และเอียงจากระนาบระบบสุริยะ และอาจจะถอยออกไปได้ไกลหลายร้อย AU จากดวงอาทิตย์ เลยจากแถบไคเปอร์และดิสก์กระเจิงออกไปอีกไกล เป็นเมฆออร์ต(Oort Cloud) ซึ่งเป็นพื้นที่ทรงกลมขนาดใหญ่โตซึ่งมีวัตถุเยือกแข็งอยู่กันในระยะทางที่อาจไกลเกิน 1 ปีแสง นักวิทยาศาสตร์ทราบการมีอยู่ของเมฆออร์ตได้จากวงโคจรของดาวหางคาบยาว(long-period comets) ที่สามารถตามรอยกลับไปที่เมฆออร์ตได้

     SDC ซึ่งออกแบบและสร้างโดยนักศึกษาที่ห้องทดลองเพื่อฟิสิกส์ชั้นบรรยากาศและอวกาศ(LASP) ที่มหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ ภายใต้คำแนะนำของวิศวกรมืออาชีพ SDC ตรวจจับเม็ดฝุ่นจิ๋วที่เกิดจากการชนในกลุ่มดาวเคราะห์น้อย, ดาวหางและวัตถุในแถบไคเปอร์ ตลอดเส้นทางการเดินทาง 8 พันล้านกิโลเมตร และการเดินทางข้ามระบบสุริยะ 18 ปีของนิวฮอไรซันส์ ซึ่งถูกส่งออกสู่อวกาศในปี 2006 รวมถึงการบินผ่านพลูโตครั้งประวัติศาสตร์ในปี 2015 และ KBO ดวงหนึ่งที่มีชื่อว่า อาร์โรกอธ(Arrokoth) ในวันปีใหม่ปี 2019 ที่ระยะทางเฉลี่ย 44.6 AU

Arrokoth 

      เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ชิ้นแรกบนปฏิบัติการข้ามพิภพที่ถูกออกแบบ, สร้างและบินโดยนักศึกษา SDC ติดตั้งบนด้านหน้าของยาน ประกอบด้วยเครื่องตรวจจับฝุ่นฟิล์มพลาสติก 14 อันซึ่งแต่ละอันมีขนาด 14.2*6.5 เซนติเมตร และหนาเพียง 28 ไมครอน มีเครื่องตรวจจับราวหนึ่งโหลที่เปิดพื้นผิวออกสู่อวกาศ ในขณะที่มีสองอันที่ปิดไว้เพื่อทำหน้าที่เป็นเครื่องตรวจจับอ้างอิง บันทึกเหตุการณ์ใดๆ ที่ไม่เกี่ยวข้องกับการชนของฝุ่น

     เมื่อมีอนุภาคฝุ่นชนกับหนึ่งในเครื่องตรวจจับ การชนจะทิ้งรูจิ๋วไว้บนฟิล์มพลาสติก ซึ่งจะเปลี่ยนแปลงความสามารถในการนำไฟฟ้าของพื้นผิวไป จะนับและตรวจสอบขนาดอนุภาคฝุ่น สร้างข้อมูลอัตราการชนในวัตถุหลายชนิดในระบบสุริยะส่วนนอก ผลสรุปล่าสุดที่น่าประหลาดใจเกิดขึ้นในช่วงสามปีที่ยานเดินทางจากระยะทาง 45 ไปถึง 55 AU จากดวงอาทิตย์

     การอ่านค่าเกิดขึ้นเมื่อนักวิทยาศาสตร์นิวฮอไรซันส์ ใช้หอสังเกตการณ์อย่างกล้องโทรทรรศน์ซูบารุในฮาวาย ยังได้พบจำนวน KBOs ที่อยู่เลยขอบนอกเดิมของแถบไคเปอร์ออกไป เคยคิดว่าขอบนอก(ซึ่งความหนาแน่นของวัตถุควรจะลดลง) อยู่ที่ราว 50 AU แต่หลักฐานใหม่บอกว่าแถบอาจจะแผ่ขยายไปจนถึง 80 AU หรือไกลกว่านั้น นอกจากนี้ยังมีวงโคจรที่ไม่รีที่จะระบุถึงดิสก์กระเจิง แต่กลับอยู่ในระนาบเดียวกับแถบไคเปอร์  

     การสำรวจด้วยกล้องโทรทรรศน์ยังคงดำเนินต่อไป Doner บอกว่านักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาเหตุผลอื่นสำหรับค่าฝุ่นสูงที่ SDC อ่านได้ ความเป็นไปได้ทางหนึ่ง(อาจจะเป็นไปได้น้อยหน่อย) ก็คือ แรงดันการแผ่รังสีและปัจจัยอื่นๆ ที่ผลักฝุ่นที่ถูกสร้างในแถบไคเปอร์ส่วนในออกจนผ่าน 50 AU ไป นิวฮอไรซันส์ยังอาจจะเจอกับอนุภาคน้ำแข็งที่อายุสั้นซึ่งไม่สามารถเข้าไปถึงระบบสุริยะส่วนในกว่านี้ได้ และไม่ได้ถูกผนวกรวมในแบบจำลองแถบไคเปอร์ปัจจุบัน

เส้นทางและตำแหน่งปัจจุบันของยานนิวฮอไรซันส์ ณ วันที่ 22 กุมภาพันธ์ 2024

     ผลสรุปใหม่จากนิวฮอไรซันส์อาจจะเป็นครั้งแรกที่ยานใดๆ จะได้พบประชากรวัตถุชนิดใหม่ในระบบสุริยะของเรา Alan Stern ผู้นำปฏิบัติการนิวฮอไรซันส์ จากสถาบันวิจัยเซาธ์เวสต์ กล่าว ผมแทบรอไม่ไหวที่จะได้เห็นว่าระดับฝุ่นในแถบไคเปอร์จะยังคงสูง ออกไปจนไกลได้แค่ไหน

     ขณะนี้เมื่อปฏิบัติการเข้าสู่ภาคต่อรอบที่สอง อยู่ที่ระยะทางมากกว่า 58 AU และคาดว่านิวฮอไรซันส์จะมีเชื้อเพลิงและพลังงานมากพอเพื่อทำงานผ่านทศวรรษ 2040 บินไปไกลกว่า 100 AU และอาจจะถึง 120 AU จากดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นขอบของระบบสุริยะ ที่ระยะไกลขนาดนี้ SDC น่าจะยังสามารถบันทึกการผ่านข้ามพรมแดนเข้าสู่พื้นที่ที่มีอนุภาคในห้วงอวกาศระหว่างดวงดาว(interstellar) มากกว่าสภาพฝุ่นฟุ้ง

     ด้วยการสำรวจแถบไคเปอร์จากกล้องโทรทรรศน์บนโลกเพิ่มเติม นิวฮอไรซันส์ซึ่งเป็นยานลำเดียวที่กำลังทำงานอยู่ภายในแถบไคเปอร์ จะรวบรวมข้อมูลใหม่ๆ ได้สร้างโอกาสอันเป็นอัตลักษณ์สู่การเรียนรู้เกี่ยวกับ KBOs, แหล่งฝุ่น และการแผ่ขยายของแถบ และฝุ่นในห้วงอวกาศระหว่างดวงดาว และดิสก์ฝุ่นรอบดาวฤกษ์อื่นได้

แหล่งข่าว phys.org : NASA’s New Horizons detects dusty hints of extended Kuiper Belt
                sciencealert.com : NASA’s New Horizons discovered a large surprise in the Kuiper Belt
                space.com : our solar system map may need an update – the Kuiper Belt could be way bigger   ค

หลุมดำที่หิวกระหายที่สุด

 

เควซาร์ J0529-4351 เป็นวัตถุที่มีกำลังสว่างที่สุดในเอกภพเท่าที่เคยพบ เป็นหลุมดำแห่งหนึ่งในใจกลางกาแลคซีที่เป็นตัวเขมือบ และมีดิสก์สะสมมวลสารที่กว้าง 7 ปีแสง

     ด้วยการใช้กล้องโทรทรรศน์ใหญ่มาก นักดาราศาสตร์ได้แจกแจงคุณลักษณะของเควซาร์สว่างแห่งหนึ่ง พบว่ามันไม่เพียงแต่เป็นเควซาร์ที่สว่างที่สุด แต่ยังเป็นวัตถุที่สว่างที่สุดเท่าที่เคยพบด้วย

     เควซาร์(quasars) เป็นแกนกลางที่สว่างไสวภายในกาแลคซีที่ไกลโพ้น และได้รับพลังจากหลุมดำมวลมหาศาล หลุมดำในเควซาร์ที่ทำลายสถิติแห่งนี้กำลังเจริญเติบโตเทียบเท่ากับมวลหนึ่งเท่าดวงอาทิตย์ต่อวัน ทำให้มันเป็นหลุมดำที่เจริญเติบโตเร็วที่สุดเท่าที่เคยพบมา หลุมดำส่งพลังให้กับเควซาร์ รวบรวมสสารจากรอบข้างในกระบวนการที่ทรงพลังอย่างมากจนมันเปล่งแสงอย่างโชติช่วง แสงนี้มากจนเควซาร์เป็นหนึ่งในวัตถุที่สว่างที่สุดบนท้องฟ้า ซึ่งหมายความว่าแม้จะอยู่ห่างไกลมากก็ยังมองเห็นได้จากโลก ด้วยเหตุผลง่ายๆ นี้ เควซาร์ที่มีกำลังสว่างสูงสุดจึงหมายถึงหลุมดำมวลมหาศาลที่กำลังเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วที่สุดด้วย

      เราได้พบหลุมดำที่เจริญเติบโตรวดเร็วที่สุดเท่าที่เคยพบมา มันมีมวล 1.7 หมื่นล้านเท่าดวงอาทิตย์ และกลืนวัสดุสารเทียบเท่ากับ 1 ดวงอาทิตย์ต่อวัน นี่ทำให้มันเป็นวัตถุที่สว่างโชติช่วงที่สุดในเอกภพ Christian Wolf นักดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลีย(ANU) และผู้เขียนนำการศึกษาที่เผยแพร่ใน Nature Astronomy เควซาร์แห่งนี้มีชื่อว่า J0529-4351 อยู่ไกลจากโลกอย่างมาก ราว 1.5 พันล้านปีหลังจากบิ๊กแบง แสงของมันใช้เวลากว่า 12 พันล้านปีเดินทางมาถึงเรา

     วัสดุสารถูกดึงเข้าหาหลุมดำแห่งนี้ในรูปของดิสก์ เปล่งพลังงานรุนแรงมากจน J0529-4351 มีกำลังสว่างมากกว่าดวงอาทิตย์ของเราเกิน 5 ร้อยล้านล้านเท่า แสงแรงกล้าเหล่านี้ทั้งหมดมาจากดิสก์สะสมมวลสาร(accretion disc) ที่ร้อนจัดในระดับหลายพันล้านจนอาจถึงล้านล้านองศา ซึ่งตรวจสอบพบว่ามีเส้นผ่าศูนย์กลาง 7 ปีแสง นี่จะต้องเป็นดิสก์สะสมมวลสารที่ใหญ่ที่สุดในเอกภพด้วย Samuel Lai นักศึกษาปริญญาเอกที่ ANU และผู้เขียนร่วม กล่าว มันเจริญเติบโตรวดเร็วมากจนน่าจะถึงระดับขีดจำกัดขั้นสูงสุดที่จะสามารถสะสมมวลสารได้(เรียกว่าขีดจำกัดเอ็ดดิงตัน; Eddington limit)   

ด้วยการรวมภาพจากการสำรวจ Digitized Sky Survey 2 เราก็ได้ภาพโดยรวมซึ่งแทบมองอะไรไม่เห็นเลย ภาพเล็กแสดงตำแหน่งของเควซาร์ในภาพจากการสำรวจพลังงานมืด(Dark Energy Survey) ก็ยังแทบมองไม่เห็นรายละเอียดใดๆ เพิ่มเติม

      ขนาดถึงเจ็ดปีแสงนี่ก็คือราว 15000 เท่าระยะทางจากดวงอาทิตย์ถึงวงโคจรของเนปจูน และที่น่าสนใจก็คือ เควซาร์ที่ทำลายสถิติแห่งนี้กำลังพรางซ่อนตัว Christopher Onken ผู้เขียนร่วม นักดาราศาสตร์ที่ ANU กล่าวว่า เป็นเรื่องน่าประหลาดใจที่มันไม่ถูกพบจนกระทั่งตอนนี้ ในขณะที่เรารู้จักเควซาร์ที่น่าสนใจน้อยกว่ามันนับล้านแห่ง มันก็เหมือนกับการถูกจ้องหน้าจนถึงตอนนี้

     เขาบอกว่าวัตถุนี้ปรากฏขึ้นในภาพจากการสำรวจท้องฟ้าทางใต้ชมิดท์ ซึ่งมีอายุย้อนตั้งแต่ปี 1980 แต่ก็ไม่เคยตระหนักเลยว่ามันเป็นเควซาร์จนในอีกหลายสิบปีต่อมา การค้นหาเควซาร์ต้องการข้อมูลการสำรวจที่แม่นยำจากท้องฟ้าพื้นที่กว้าง ชุดข้อมูลที่ได้จึงมหาศาล นักวิจัยมักจะใช้แบบจำลองปัญญาประดิษฐ์เพื่อวิเคราะห์และแยกเควซาร์ออกจากวัตถุฟากฟ้าอื่นๆ

     อย่างไรก็ตาม แบบจำลองเหล่านี้ถูกฝึกฝนด้วยข้อมูลที่มีอยู่ ซึ่งจำกัดอยู่แค่ว่าที่วัตถุที่มีศักยภาพคล้ายกับวัตถุที่พบแล้ว ถ้ามีเควซาร์ใหม่ที่สว่างไสวกว่าที่เคยสำรวจมา โปรแกรมก็อาจจะปฏิเสธมันและแยกแยะมันเป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ไม่ไกลจากโลกแทน การวิเคราะห์ข้อมูลอัตโนมัติของดาวเทียมไกอาขององค์กรอวกาศยุโรป จึงมองข้าม J0529-4351 ด้วยเหตุที่มันสว่างเกินกว่าจะเป็นเควซาร์ได้ โดยบอกว่ามันเป็นดาวแทน

      แต่นักวิจัยจำแนกว่ามันเป็นเควซาร์ห่างไกลแห่งหนึ่งเมื่อปีที่แล้ว โดยใช้การสำรวจจากกล้องขนาด 2.3 เมตรของ ANU ที่หอสังเกตการณ์ไซดิ้งสปริง ในออสเตรเลีย การค้นพบว่ามันเป็นเควซาร์ที่สว่างเจิดจ้าที่สุดเท่าที่เคยพบมา อย่างไรก็ตาม ก็ต้องการกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่กว่านั้นและการตรวจสอบจากเครื่องมือที่มีความแม่นยำสูงกว่า ซึ่งสเปคโตรกราฟเอกซ์ชูตเตอร์(X-shooter spectrograph) บน VLT ก็ให้ข้อมูลที่สำคัญยิ่งนี้

ภาพ J0529-4351 สว่างกว่าดวงอาทิตย์ 5 ร้อยล้านล้านเท่า จุดสีแดงเป็นดาวฤกษ์ใกล้ๆ   

     การค้นหาและศึกษาหลุมดำมวลมหาศาลที่ห่างไกล น่าจะเปิดช่องสู่ปริศนาบางส่วนที่พบในเอกภพยุคต้น ซึ่งรวมถึงว่าพวกมันและกาแลคซีต้นสังกัดของพวกมันก่อตัวและพัฒนาได้อย่างไร แต่ก็ไม่ใช่เพียงเหตุผลเดียวที่ Wolf สำรวจหาพวกมัน โดยส่วนตัวผมแล้ว ก็เหมือนการไล่ล่า เพียงแค่ไม่กี่นาทีในแต่ละวัน ที่จะรู้สึกเหมือนกลับเป็นเด็กอีกครั้ง โดยการเล่นล่าขุมทรัพย์ และตอนนี้ ผมก็เอาทุกๆ อย่างที่ได้เรียนรู้วางไว้บนโต๊ะแล้ว

     ยังคงมีสิ่งที่เราไม่คาดเกี่ยวกับ J0529-4351 อีกมาก เป็นต้นว่า กลไกที่มันสะสมมวลสารได้มากมายเช่นนี้ การตรวจสอบอย่างใกล้ชิดด้วย ALMA น่าจะเผยให้เห็นว่าก๊าซกำลังเคลื่อนที่ไปรอบๆ กาแลคซีแห่งนี้อย่างไร และกาแลคซีต้นสังกัดกำลังหมุนรอบตัวอย่างไร

      หลุมดำที่เจริญเติบโตรวดเร็วที่สุดเท่าที่เคยพบมาแห่งนี้ ยังเป็นเป้าหมายที่ดีเยี่ยมสำหรับเครื่องมือ GRAVITY+ บนมาตรแทรกสอด VLT(VLT interferometer; VLTI) ซึ่งออกแบบมาเพื่อตรวจสอบมวลของหลุมดำได้อย่างเที่ยงตรง ซึ่งรวมถึงพวกที่อยู่ห่างไกลจากโลกด้วย นอกจากนี้ กล้องโทรทรรศน์ใหญ่สุดขั้ว(ELT) ซึ่งเป็นกล้องขนาด 39 เมตรที่กำลังก่อสร้างในทะเลทรายอะตาคามาในชิลี ก็จะจำแนกและแจกแจงคุณสมบัติของวัตถุลักษณะนี้ได้เพิ่มเติมอีก

แหล่งข่าว eso.org – brightest and fastest-growing: astronomers identify record-breaking quasar  
                 sciencealert.com – the hungriest black hole ever found basically eats a whole Sun everyday
                 space.com – brightest quasar ever seen is powered by black hole that eats a “sun a day”