JWST ตรวจพบซุปเปอร์โนวา กว่า 80 แห่งในจักรวาลยุคแรก 'ไกลสุดเท่าที่เคยมีมา'
เจมส์ เวบบ์ พบซุปเปอร์โนวาในยุคดึกดำบรรพ์ได้กว่า 80 แห่ง และบางแห่งก็เกิดขึ้นในตอนที่เอกภพมีอายุเพียง 1.8 พันล้านปีเท่านั้น ด้วยการมองลึกเข้าไปในจักรวาล กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST) ทำให้นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นซุปเปอร์โนวาจำนวนมากในช่วงยุคเริ่มต้นของเอกภพได้อย่างน่าทึ่ง
“เวบบ์เป็นเครื่องค้นพบซุปเปอร์โนวา” Christa DeCoursey นักศึกษาระดับบัณทฑติศึกษาปีที่ 3 จากหอสังเกตการณ์ Steward และมหาวิทยาลัยแอริโซนา กล่าว “การตรวจจับจำนวนมากบวกกับระยะห่างจากซุปเปอร์โนวาที่ไกลมากนั้น เป็นผลลัพธ์ที่น่าสนใจที่สุดในการศึกษาของเรา”
DeCoursey ได้นำเสนอรายงานของเขาในการประชุมครั้งที่ 244 ของสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันในเมืองเมดิสัน รัฐวิสคอนซิน สหรัฐอเมริกา
ที่มาของการค้นพบเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อทีมงานได้วิเคราะห์ข้อมูลภาพที่ได้จาก JWST Advans Deep Extragalactic Survey หรือ JADES ซึ่งเป็นการตรจสอบอวกาศห้วงลึกที่อยู่ห่างไกลจากแสงที่มันส่องออกมา แสงเหล่านี้จะถูกขยายออกไปเป็นช่วงคลื่นที่ยาวกว่า ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเรดชิฟท์ (Red shift) ทางจักรวาลวิทยา ซึ่งแปลออกมาเป็นตัว กล่าวคือยิ่งตัวเลขมาก วัตถุนั้นก็ยิ่งอยู่ไกล
ก่อนการทำงานของเวบบ์นั้น นักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจพบซุปเปอร์โนวาเพียงไม่กี่แห่งเท่านั้นที่มีค่าเรดชิฟท์มากกว่า 2 ขึ้นไป ซึ่งความห่างไกลนั้นเท่ากับช่วงที่จักรวาลมีอายุ 3.3 พันล้านปีหรือประมาณ 25% ของอายุปัจจุบัน แต่ผู้เชี่ยวชาญเชื่อกันว่าน่าจะมีเยอะกว่านี้เนื่องจากเป็นช่วงที่ดวงดาวกำลังเกิดขึ้นเต็มไปหมด
แต่ดูเหมือนกว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลไม่สามารถมองลึกเข้าไปได้มากกว่านี้ ทำให้การมองเห็นของนักวิทยาศาสตร์ถูกจำกัดไม่ให้มองไปยังยุคแรกเกิดของจักรวาล แต่ในปัจจุบันนี้ JWST ทำงานมาแล้วเกือบ 3 ปี และมีสามารถมองไปได้ไกลกว่าฮับเบิล ทำให้หลายคนเริ่มมองหาซุปเปอร์โนวาที่เคยมองข้ามมาก่อน
“นี่เป็นภาพแวบแรกของเราจริง ๆ ว่าจักรวาลในช่วงเรดชิฟท์สูง ๆ นั้นเป็นอย่างไรสำหรับวิทยาศาสตร์” Justin Pierel หนึ่งในทีมวิจัย กล่าว “เรากำลังพยายามระบุว่าซุปเปอร์โนวาที่อยู่ห่างไกลนั้นมีความแตกต่างกันโดยพื้นฐาน หรือคล้ายกันมากกับซุปเปอร์โนวาที่เราเห็นในจักรวาลปัจจุบัน”
ด้วยการเปรียบเทียบภาพถ่ายหลายภาพซึ่งมีช่วงระยะเวลาห่างกันประมาณ 1 ปี จากนั้นก็มองหาจุดแสงที่หายไปหรือเกิดขึ้นใหม่ในภาพของกาแล็กซีเหล่านั้น โดยรวมแล้วทีมงานได้ตรวจพบซุปเปอร์โนวากว่า 80 แห่งในพื้นที่ท้องฟ้าที่เท่ากับความหนาของเมล็ดข้าวที่ถือไว้สุดปลายแขนเท่านั้น - (เป็นสำนวนที่แปลว่า สิ่งที่เล็กจนมองเห็นได้ยาก หรือเล็กจนแทบจะมองไม่เห็น เปรียบเสมือนกับเมล็ดข้าวที่ถือไว้ที่ปลายแขนซึ่งยืดออกไปไกลจากสายตา ทำให้มองเห็นได้ไม่ชัดเจน)
แต่สิ่งที่น่าทึ่งที่สุดก็คือพวกเขาพบซุปเปอร์โนวาที่มีค่าเรดชิฟท์มากถึง 3.6 ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่จักรวาลมีอายุเพียง 1.8 พันล้านปีเท่านั้น ทว่าสิ่งที่มีค่ามากที่สุดคือซุปเปอร์โนวาอีกประเภทหนึ่ง
มันเป็นซุปเปอร์โนวาที่มีความสว่างอย่างมากทำให้พวกมันถูกใช้เป็นมาตราฐานในการวัดระยะทาง เพราะเมื่อเรารู้ความสว่าง นักวิทยาศาสตร์ก็สามารถเข้าสูตรคำนวณได้ว่ามันอยู่ไกลจากโลกเท่าไหร่ และยิ่งไปกว่านั้นคือ มันช่วยให้คำนวณอัตรการขยายตัวของจักรวาลได้ด้วย
ในการค้นพบครั้งนี้ทีมงานได้ระบุซุปเปอร์โนวาประเภท la ได้อย่างน้อย 1 รายการซึ่งมีค่าเรดชิฟท์เท่ากับ 2.9 ซึ่งหมายความว่ามันระเบิดออกเมื่อประมาณ 11.5 พันล้านปีก่อน หรือกล่าวอีกอย่างคือตอนที่จักรวาลอายุเพียง 2.3 พันล้านปีเท่านั้น นับเป็นการค้นพบซุปเปอร์โนวาประเภท la ที่อยู่ไกลที่สุดเท่าที่เคยมีมา ข้อมูลเหล่านี้จะถูกนำไปคำนวณต่อว่าจักรวาลมีอัตราการขยายตัวเท่าไหร่ซึ่งเป็นเพียงส่วนหนึ่งเท่านั้น และต้องมีข้อมูลส่วนอื่น ๆ ประกอบ
แต่นี่นับเป็นความก้าวหน้าที่น่าทึ่งซึ่งนักวิทยาศสตร์สามารถมองไปได้ไกลกว่าเดิม เนื่องจากจักรวาลในยุคแรกนั้นเป็นสถานที่ที่ต่างออกไปในปัจจุบัน การเปรียบเทียบสิ่งที่เกิดขึ้นในยุคโบราณกับยุคปัจจุบันทำให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจกลไกของการกำเนิดดาวฤกษ์และการระเบิดของซุปเปอร์โนวามากยิ่งขึ้น
“โดยพื้นฐานแล้ว เรากำลังเปิดหน้าต่างใหม่สู่เอกภพชั่วคราว” Matthew Siebert ผู้นำการวิเคราะห์ซุปเปอร์โนวาของ JADES กล่าว “ตามประวัติศาสตร์แล้ว เมื่อใดก็ตามที่เราทำสิ่งนั้น เราก็พบสิ่งที่น่าตื่นเต้นอย่างยิ่ง ซึ่งเป็นสิ่งที่เรามักคาดไม่ถึง”
ขณะที่ Eiichi Egami สมาชิกทีม JADES และศาสตราจารย์วิจัยแห่งมหาวิทยาลัยแอริโซนา กล่าวเสริมว่าเพราะเวบบ์นั้นไวมาก มันจึงพบซุปเปอร์โนวาได้เกือบทุกที่ที่มันชี้ไป “นี่เป็นก้าวสำคัญก้าวแรกสู่การศึกษาซุปเปอร์ดนวากับเวบบ์อย่างกว้างขวางมากขึ้น”
ที่มา
https://science.nasa.gov/…/nasas-webb-opens-new-window…/
Photo : NASA