นักดาราศาสตร์ของ NASA สำรวจอดีต ณ จุดเริ่มต้นของเอกภพ เพียง 650 ล้านปีหลังบิกแบง และเห็นว่ากาแล็กซีที่มีปฏิสัมพันธ์ทั้งเจ็ดก่อตัวเป็นโพรโทคลัสเตอร์ได้อย่างไร
ปัจจุบัน โปรโตคลัสเตอร์นี้เป็นกระจุกดาราจักรที่ห่างไกลที่สุด ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ยืนยันการดำรงอยู่แล้ว การจำลองแสดงให้เห็นว่าระบบจะเติบโตเป็นหนึ่งในกระจุกดาราจักรที่ใหญ่ที่สุดและเก่าแก่ที่สุดในเอกภพ ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าดาราจักรทางช้างเผือกของเราถึง 100 เท่า
บทความที่อธิบายผลการศึกษาได้รับการตีพิมพ์ใน The Astrophysical Journal Letters ผู้เขียนหลักคือ Takahiro Morishita นักวิจัยจาก IPAC Astronomy Center ที่ California Institute of Technology
เจ็ดดาราจักรถูกค้นพบครั้งแรกโดยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของ NASA อย่างไรก็ตาม แม้ว่ากาแล็กซีทั้งหมดจะถูกสังเกตในแนวสายตาเดียวกัน แต่ฮับเบิลก็ไม่ไวพอที่จะระบุได้แน่ชัดว่ากาแล็กซีอยู่ห่างจากกันและกันมากเพียงใด
ด้วยการใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์ (JWST) ของ NASA ทีมงานสามารถวัดระยะทางจากโลกถึงกาแลคซีทั้งเจ็ดได้อย่างแม่นยำโดยการวัดคุณสมบัติที่เรียกว่าเรดชิฟต์ Redshift เป็นการวัดว่ากาแลคซีอยู่ห่างจากโลกมากเพียงใด ยิ่งกาแลคซีอยู่ไกลออกไปมากเท่าไร เรดชิฟต์ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
เนื่องจากการขยายตัวของเอกภพของเรา แสงจากกาแลคซีจะเปลี่ยนเป็นความยาวคลื่น "สีแดง" ที่ยาวขึ้นตามระยะทาง เช่นเดียวกับที่คลื่นเสียงจากไซเรนรถพยาบาลผ่านคุณไปยังความถี่ที่ยาวขึ้นและต่ำลงเมื่อรถพยาบาลเคลื่อนตัวออกห่างจากคุณ
ในการศึกษา redshift ของกาแล็กซี นักดาราศาสตร์จะบันทึกสเปกตรัมของมัน ซึ่งเป็นช่วงความยาวคลื่นสีรุ้งที่ปล่อยออกมาจากกาแล็กซี และมองหาลายเซ็นที่รู้จักของโมเลกุล เช่น ไฮโดรเจนและฮีเลียม ความยาวคลื่นเหล่านี้จะเปลี่ยนไปหรือแดงขึ้นตามระยะทางที่เพิ่มขึ้น
น่าแปลกที่กาแลคซีแต่ละแห่งมีค่าเรดชิฟต์เท่ากันที่ 7,88 ซึ่งหมายถึง 13 พันล้านปีแสงจากโลก (สำหรับการอ้างอิง หนึ่งปีแสง ระยะทางที่แสงเดินทางในหนึ่งปีคือ 9,4 ล้านล้านกิโลเมตร) แสดงว่าพวกมันอยู่รวมกันหนาแน่น ระบบที่ตั้งอยู่ในกลุ่มดาวประติมากร ปัจจุบันเป็นโปรโตคลัสเตอร์ที่ได้รับการยืนยันทางสเปกโทรสโกปีที่ห่างไกลที่สุดจนถึงปัจจุบัน
เนื่องจากแสงจากกาแล็กซีเหล่านี้เดินทางมายังกล้องโทรทรรศน์เป็นเวลาหลายพันล้านปี นักดาราศาสตร์จึงเห็นว่าพวกมันมีอยู่จริงเมื่อนานมาแล้ว เพียงหลายร้อยล้านปีหลังจากกำเนิดจักรวาลของเรา เมื่อพิจารณาจากขนาดในขณะนั้น พวกมันอาจเป็นหนึ่งในกาแลคซียุคแรกสุดที่เคยก่อตัวขึ้น แม้ว่าเราจะมองไม่เห็นกระจุกดาวเหมือนที่มีอยู่ในปัจจุบัน แต่การจำลองเชิงตัวเลขบ่งชี้ว่าขณะนี้อาจเป็นกระจุกดาวที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งในเอกภพ
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่ากระจุกในลักษณะนี้หายากมากและตรวจจับได้ยาก "ไม่น่าเป็นไปได้ที่เราจะพบกับระบบพิเศษแบบนี้กับ JWST" โมริชิตะกล่าว "เนื่องจาก JWST มองเห็นพื้นที่ที่ค่อนข้างเล็กบนท้องฟ้า เราจึงต้องการกล้องโทรทรรศน์ที่สามารถมองเห็นภาพที่ใหญ่ขึ้น"
ในทศวรรษหน้า การค้นพบที่คล้ายกันนี้จะเกิดขึ้นได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Nancy Grace แห่งกรุงโรม ซึ่งเป็นหอดูดาวแห่งอนาคตของ NASA ที่คาดว่าจะเปิดใช้ในช่วงต้นปี 2027 ความสามารถในการสำรวจพื้นที่ขนาดใหญ่จะมากกว่าของ JWST ถึง 100 เท่า และจะทำให้ง่ายต่อการระบุกระจุกกาแลคซีในเอกภพยุคแรกเช่นเดียวกับที่พบในการศึกษานี้
อ่าน: