นักดาราศาสตร์เผย กล้องเจมส์ เวบบ์ พบธาตุหนักแพร่สะพัดในอวกาศตั้งแต่ยุคปฐมกาล หลังบิกแบง เพียง 500 ล้านปี
กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ได้ค้นพบหลักฐานสำคัญที่เปลี่ยนความเข้าใจเดิมเกี่ยวกับเอกภพยุควัยเยาว์ โดยผลการศึกษาจากมหาวิทยาลัยอาริโซนาที่ตีพิมพ์ในวารสารNature Astronomy ระบุว่า กาแล็กซีในยุคปฐมกาลช่วงประมาณ 500 ล้านปีหลังเกิดบิกแบง (Big Bang) หรือคิดเป็นเพียงประมาณร้อยละ 3 ของอายุเอกภพปัจจุบัน ได้เริ่มสร้างและปลดปล่อยธาตุหนัก เช่น คาร์บอน ออกซิเจน และซิลิคอน ออกสู่ห้วงอวกาศระหว่างกาแล็กซีแล้ว ซึ่งเร็วกว่าที่นักวิทยาศาสตร์เคยคาดการณ์ไว้มาก จากเดิมที่เคยเชื่อว่าแก๊สรอบกาแล็กซีโบราณเหล่านี้ควรจะประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมบริสุทธิ์เป็นหลัก
ยงต๋า จู (Yongda Zhu) นักวิจัยจากภาควิชาดาราศาสตร์และหอสังเกตการณ์สจ๊วต มหาวิทยาลัยแอริโซนา ได้วิเคราะห์ข้อมูลสเปกตรัมจากการส่องสว่างนานเกือบ 30 ชั่วโมงของ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ในช่วงคลื่นอินฟราเรด โดยศึกษากาแล็กซีโบราณ 3 แห่งในยุคการแตกตัวเป็นไอออน (Epoch of Reionization) ที่แสงต้องใช้เวลาเดินทางยาวนานกว่า 13,000 ล้านปี ผลการวิเคราะห์รูปแบบการดูดกลืนแสงพบปรากฏการณ์การเลื่อนทางสีฟ้า (Blueshift) ซึ่งเป็นดรรชนีชี้วัดว่ากลุ่มแก๊สที่บรรจุธาตุหนักกำลังเคลื่อนตัวออกจากกาแล็กซี พุ่งกระจายออกสู่พื้นที่ภายนอก เปรียบเสมือนการหยดสีผสมอาหารลงในแก้วน้ำที่สีจะค่อยๆ แผ่ขยายไปทั่วบริเวณ
กระบวนการหมุนเวียนของสสารระหว่างกาแล็กซีกับสิ่งแวดล้อมโดยรอบนี้เรียกว่า การเวียนว่ายของบาริออน (Baryon cycling) ซึ่งชี้ให้เห็นว่ากาแล็กซีไม่ได้อยู่อย่างโดดเดี่ยว แต่เป็นส่วนหนึ่งของระบบนิเวศกาแล็กซีที่เชื่อมโยงกัน สสารที่สร้างขึ้นจากดาวฤกษ์รุ่นเก่าจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่และกระจายไปทั่วจักรวาล นับเป็นหลักฐานยืนยันว่าการปนเปื้อนของธาตุหนักเกิดขึ้นตั้งแต่ยุคแรกเริ่มของเอกภพ
การค้นพบระบบการเวียนว่ายของบาริออนที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วนี้ อาจช่วยไขคำตอบว่าทำไมที่ผ่านมากระบวนการค้นหา ดาวฤกษ์ประชากรรุ่นที่สาม (Population III stars) ซึ่งเป็นดาวฤกษ์รุ่นแรกสุดของเอกภพที่ก่อตัวจากแก๊สไฮโดรเจนและฮีเลียมบริสุทธิ์จึงเป็นเรื่องยากลำบาก เพราะหากกาแล็กซีเริ่มปล่อยธาตุหนักออกมากระจายทั่วอวกาศตั้งแต่ 500 ล้านปีหลัง บิกแบง แก๊สบริสุทธิ์ดั้งเดิมและดาวฤกษ์รุ่นแรกสุดเหล่านั้นก็อาจมีช่วงเวลาดำรงให้อยู่รอดอยู่น้อยมากจนไม่เหลือให้เราสังเกตเห็นได้ในปัจจุบัน
ข้อมูลอ้างอิง: University of Arizona
- JWST finds early galaxies were already seeding the universe with heavy elements