นักดาราศาสตร์ยืนยัน หลุมดำแรกสุดในจักรวาล
ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติได้ยืนยันการค้นพบ หลุมดำแรกสุดในจักรวาล ซึ่งเป็นมหันตภัยโบราณที่ดำรงอยู่เพียง 500 ล้านปีหลังบิกแบง การค้นพบนี้อาจให้เบาะแสใหม่เกี่ยวกับกาแลคซีโบราณลึกลับที่ขัดแย้งกับทฤษฎีจักรวาลวิทยาที่แพร่หลาย
ในงานวิจัยใหม่ที่ตีพิมพ์ใน The Astrophysical Journal Letters นักวิจัยอธิบายถึง CAPERS-LRD-z9 ซึ่งเป็นกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลและถูกห่อหุ้มด้วยแก๊ส โดยมี หลุมดำมวลยวดยิ่ง อยู่ที่ศูนย์กลาง มีอายุย้อนกลับไปประมาณ 13.3 พันล้านปี ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่จักรวาลมีอายุเพียง 3% ของอายุปัจจุบัน CAPERS-LRD-z9 ถูกค้นพบโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ เป็นหนึ่งในกาแลคซี “จุดแดงเล็กๆ” จำนวนมาก ซึ่งเป็นวัตถุแปลกประหลาดเหล่านี้เริ่มปรากฏในภาพจากเวบบ์ภายในปีแรกของการปฏิบัติภารกิจของกล้องโทรทรรศน์
สตีเวน ฟิงเคลสไตน์ ผู้ร่วมเขียนงานวิจัยใหม่และผู้อำนวยการศูนย์ Cosmic Frontier แห่งมหาวิทยาลัยเทกซัส ออสติน กล่าวในข่าวประชาสัมพันธ์ว่า “การค้นพบจุดแดงเล็ก ๆ เป็นเรื่องน่าประหลาดใจอย่างมากจากข้อมูล JWST ในช่วงต้น เนื่องจากพวกมันดูไม่เหมือนกาแลคซีที่มองเห็นได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล” “ตอนนี้ เรากำลังอยู่ในขั้นตอนการค้นหาว่าพวกมันเป็นอย่างไรและเกิดขึ้นได้อย่างไร”
กาแลคซีจุดแดงเล็กๆ ได้ชื่อมาจากลักษณะที่ปรากฏเป็นจุดสีแดงเข้มในภาพของเวบบ์ และไม่มีกล้องโทรทรรศน์ใดก่อนเวบบ์ที่มีความไวหรือความละเอียดในการตรวจจับ วัตถุที่อยู่ห่างไกล เช่นนี้ได้ นั่นคือเหตุผลที่ไม่มีใครเคยเห็นพวกมันมาก่อน การค้นพบของพวกเขาทำให้ความคิดเห็นที่เป็นเอกฉันท์เกี่ยวกับจักรวาลของเราตกอยู่ในความสงสัย หากวัตถุเหล่านี้เป็นดาวฤกษ์ การปล่อยแสงที่รุนแรงของพวกมันจะบ่งบอกว่ากาแลคซีบางแห่งเติบโตใหญ่และเร็วมากจนทฤษฎีที่แพร่หลายไม่สามารถอธิบายได้ ตามที่ NASA กล่าว
ฟิงเคลสไตน์และเพื่อนร่วมงานของเขา รวบรวมตัวอย่างกาแลคซีจุดแดงเล็กๆ ที่ใหญ่ที่สุดชุดหนึ่งจนถึงปัจจุบัน ซึ่งเกือบทั้งหมดดำรงอยู่ในช่วง 1.5 พันล้านปีแรกหลังบิกแบง การศึกษาที่ตีพิมพ์ในเดือนมกราคมพบว่าวัตถุเหล่านี้จำนวนมากน่าจะมีหลุมดำมวลยวดยิ่งที่กำลังเติบโต การค้นพบนี้เสนอคำอธิบายที่เป็นทางเลือกสำหรับปริมาณแสงที่กาแลคซีปล่อยออกมา แต่พวกเขาต้องการหลักฐานเพิ่มเติมเพื่อสนับสนุนทฤษฎีของพวกเขา
ดังนั้น ฟิงเคลสไตน์และทีมงานที่นำโดยแอนโทนี เทย์เลอร์ นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ศูนย์ Cosmic Frontier ซึ่งทำงานในงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในเดือนมกราคมเช่นกัน ได้กลั่นกรองข้อมูลสเปกโทรสโกปีจากโครงการ CAPERS (CANDELS-Area Prism Epoch of Reionization Survey) ของเวบบ์ สเปกโทรสโกปีวัดความยาวคลื่นแสงที่แตกต่างกันเพื่อแสดงรายละเอียดเกี่ยวกับลักษณะของวัตถุ
เมื่อ หลุมดำ ทำปฏิกิริยากับกลุ่มเมฆก๊าซโดยรอบ จะสร้างลายเซ็นสเปกโทรสโกปีที่โดดเด่น ในขณะที่ก๊าซหมุนวนอย่างรวดเร็วและตกลงไปในหลุมดำ แสงจากก๊าซที่เคลื่อนที่ออกจากเราจะยืดออกเป็นความยาวคลื่นที่แดงขึ้น ในขณะที่แสงจากก๊าซที่เคลื่อนที่เข้าหาเราจะบีบอัดเป็นความยาวคลื่นที่ฟ้ากว่า
เทย์เลอร์กล่าวว่า “ไม่มีสิ่งอื่นใดอีกมากมายที่สร้างลายเซ็นนี้ได้” และ CAPERS-LRD-z9 ก็มีมัน แม้ว่าการศึกษาครั้งก่อนๆ จะพบกาแลคซี LRD อื่นๆ ที่มีลายเซ็นหลุมดำ แต่กาแลคซีนี้เป็นตัวอย่างที่เก่าแก่ที่สุด การค้นพบนี้เพิ่มหลักฐานที่เพิ่มขึ้นว่าหลุมดำมวลยวดยิ่งเป็นแหล่งที่มาของความสว่างที่อธิบายไม่ได้ งานนี้ยังสามารถช่วยอธิบายได้ว่าอะไรทำให้กาแลคซีเหล่านี้แดงมาก: หากแสงผ่านเมฆก๊าซหนาทึบรอบหลุมดำมวลยวดยิ่ง แสงนั้นจะยืดออกเป็นความยาวคลื่นที่แดงกว่า
เทย์เลอร์กล่าวว่า “เราเคยเห็นเมฆเหล่านี้ในกาแลคซีอื่นๆ” “เมื่อเราเปรียบเทียบวัตถุนี้กับแหล่งอื่นๆ เหล่านั้น มันก็เหมือนกันหมด”
การค้นพบนี้ยังสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เกี่ยวกับวิวัฒนาการของหลุมดำ เทย์เลอร์และเพื่อนร่วมงานของเขาประเมินว่าหลุมดำที่ใจกลางกาแลคซีนี้มีขนาดใหญ่มาก ซึ่งมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 300 ล้านเท่า การค้นหาหลุมดำขนาดนี้ที่ดำรงอยู่ตั้งแต่เนิ่นๆ ในจักรวาล “เพิ่มหลักฐานที่เพิ่มขึ้นว่าหลุมดำในยุคแรกเติบโตเร็วกว่าที่เราคิดว่าเป็นไปได้” ฟิงเคลสไตน์กล่าว “หรือพวกมันเริ่มต้นด้วยมวลที่มากกว่าที่แบบจำลองของเราทำนายไว้มาก”
การค้นพบหลุมดำแรกสุดในจักรวาลครั้งนี้ เป็นก้าวสำคัญในการทำความเข้าใจวิวัฒนาการของจักรวาลในยุคแรกเริ่ม และหลุมดำแรกสุดในจักรวาลนี้ อาจเป็นกุญแจสำคัญในการไขปริศนาของกาแลคซีจุดแดงเล็กๆ
การค้นพบหลุมดำแรกสุดในจักรวาล
การค้นพบหลุมดำแรกสุดในจักรวาล ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจถึงการก่อตัวและวิวัฒนาการของกาแลคซีในยุคแรกเริ่มได้ดีขึ้น
ผลกระทบของการค้นพบหลุมดำแรกสุดในจักรวาล
การค้นพบครั้งนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถพัฒนาแบบจำลองจักรวาลวิทยาที่ดีขึ้น และทำความเข้าใจถึงบทบาทของหลุมดำในการสร้างโครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาล