การค้นพบทางดาราศาสตร์: ดวงดาวบนฟ้ากำเนิดมาพร้อมกับกาแล็กซี

(ภาพปก) ภาพแสดงจากข้อมูลที่รวบรวมจากยานอวกาศไกอาแสดงให้เห็นการกระจายตัวของดวงดาว 150 ล้านดวงใน กาแล็กซี ทางช้างเผือก โดยดาวสีส้มและสีเหลืองแสดงถึงความหนาแน่นของดวงดาว ขณะนี้ ทีมนักดาราศาสตร์กำลังใช้ยานอวกาศไกอาเพื่อประมาณอายุที่ชัดเจนของดวงดาวบางส่วน และปักหมุดแหล่งที่อยู่ของดาวที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่เคยรู้จัก ภาพถ่ายโดย ESA/GAIA/DPAC, A. KHALATYAN(AIP) & STARHORSE TEAM; GALAXY MAP: NASA/JPL-CALTECH/R. HURT (SSC/CALTECH) 


พวกมันมีอายุพอๆ กับดาวที่เก่าที่สุดในจักรวาล – รายงานจากนักดาราศาสตร์

นักดาราศาสตร์ค้นพบว่า บางส่วนของดวงดาวที่ส่องประกายอยู่บนท้องฟ้าระยิบระยับในค่ำคืนนั้นเป็นวัตถุที่หลงเหลือจาก กาแล็กซี ทางช้างเผือกยุคเริ่มต้นที่เก่าแก่ที่สุด หลังจากที่ได้ก่อรูปร่างมาในช่วงเวลา 2-3 พันล้านปีของช่วงการระเบิดครั้งใหญ่ (บิ๊กแบง) โดยดวงดาวเหล่านี้ได้รวมตัวเป็นกลุ่มก้อน และในระหว่างช่วงเวลาที่ยาวนานนี้ พวกมันก็ได้เติบโตและขัดเกลาตัวเองมาเป็นกาแล็กซีทรงกังหัน อันเป็นพื้นที่ที่มนุษย์เราอาศัยอยู่ในทุกวันนี้

“ดวงดาวเหล่านี้มีอายุพอๆ กับดาวที่เก่าที่สุดในจักรวาล” Carme Gallart แห่งสถาบันฟิสิกส์ดาราศาสตร์แห่งเกาะคานารี กล่าว โดยรายงานของเขาได้รับการตีพิมพ์ลงในวารสาร Nature Astronomy ซึ่งเผยว่าเป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์ได้ปักหมุดอายุของบรรดาดวงดาวโบราณซึ่งมีอายุราวหนึ่งหมื่นถึงหนึ่งหมื่นสามพันล้านปีแล้ว

“การกำหนดประชากรของดาว (populations of stars) ที่เก่าแก่ที่สุดซึ่งได้ก่อร่างของกาแล็กซีทางช้างเผือกนั้นค่อนข้างน่าสนใจ เพราะมันจะให้แนวทางเราไปสู่อดีตของกาแล็กซีของเรา” Chris Hayes แห่งมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนีย ที่ไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาครั้งนี้ กล่าว

“ประชากรดวงดาวที่เก่าแก่ที่สุดในโลกนั้นควรจะปรากฏ และเนื่องจากว่าพวกมันก็ได้รับการระบุตัวแล้ว พวกมันจะกลายเป็นเครื่องมืออันทรงพลังที่จะช่วยเชื่อมประวัติศาสตร์กาแล็กซีของเรา” Chris Hayes กล่าวเสริม

ประวัติศาสตร์ของกาแล็กซีนั้นมีการบันทึกในเรื่องของยุคสมัย องค์ประกอบต่างๆ และการตำแหน่งจัดวางดวงดาวที่มีอายุเหล่านี้ นั่นหมายความว่าสิ่งเหล่านี้ทำหน้าที่คล้ายกับเบาะแสทางโบราณคดี ยกตัวอย่างเช่น ในวิธีการศึกษาดวงดาวที่มีอายุเก่าแก่นี้ ทีมศึกษาต้องหาหลักฐานการชนกันครั้งใหญ่ในช่วงอายุแรกๆ ของกาแล็กซี

(เชิญรับชมวิดีโอ Stars 101 ที่มีเนื้อหาอธิบายเรื่องราวของดวงดาวโดยพื้นฐาน)

ราวหนึ่งหมื่นล้านปีที่แล้ว มีการชนกันของกาแล็กซีทางช้างเผือกในระยะแรกเริ่มและกาแล็กซีไกอา-เอ็นเซลาดัส (Gaia-Enceladus) ที่มีขนาดเล็กกว่า ในทุกวันนี้ จำนวนของดวงดาวสีน้ำเงินในกาแล็กซีต่างประกอบไปด้วยเศษซากที่ส่องแสงกระจัดกระจายจากส่วนประกอบหลักซึ่งได้หายไปแล้ว

โบราณคดีกาแล็กซี

Gallart และทีมงานของเธอได้ค้นพบข้อเท็จจริงนี้โดยการใช้ข้อมูลปฐมภูมิที่รวบรวมโดยดาวเทียมไกอาขององค์การอวกาศยุโรป เนื่องด้วยตำแหน่งของมันในอวกาศ ดาวเทียมไกอาได้ศึกษาบรรดาดวงดาวที่อยู่ใกล้และสว่างที่สุด และได้บันทึกข้อมูลที่ละเอียดเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวและตำแหน่งของดวงดาว

หลังจากใช้ข้อมูลระยะที่เจาะจงจากดาวเทียมไกอาของดวงดาวห้าแสนดวงที่อยู่โดยรอบ ซึ่งอยู่ในระยะ 6,500 ปีแสงจากโลก Gallart และทีมงานของเธอสามารถกำหนดระดับความเข้มข้นของแสง (luminosities) และสีของดวงดาวได้ จากตรงนั้น ทีมงานได้คำนวณอายุของดวงดาว และได้ผลลัพธ์ออกมาเป็นข้อมูลและรูปแบบที่น่าดึงดูดใจ

อธิบายให้ง่ายขึ้น ทีมงานได้ค้นพบหลักฐานว่ามีประชากรของดวงดาวสองชนิดซึ่งมีอายุที่เท่ากัน โดยแต่ละชนิดนี้มีอายุราวไม่ต่ำกว่าหนึ่งหมื่นล้านปี กลุ่มหนึ่งคือดาวแดง (redder) อีกกลุ่มหนึ่งคือ ดาวน้ำเงิน (bluer) โดยทั้งสองกลุ่มอยู่ในช่วงต้นของฮาโล (halo) กาแล็กซีทางช้างเผือก อันหมายถึงขอบเขตทรงกลมที่เป็นพื้นที่รวมกาแล็กซีทั้งหมดเข้าด้วยกัน

กาแล็กซี
กาแล็กซีอันโดรเมดา หรือที่รู้จักกันนาม เมสสิเยร์ 31 (Messier 31) กำลังเปล่งแสงในภาพถ่ายใหม่ที่ได้มาจากโครงการสำรวจ Zwicky Transient Facility (ZTF) ในรัฐแคลิฟอร์เนีย ภาพถ่ายโดยZTF/D. GOLDSTEIN AND R. HURT (CALTECH)

ดาวแดงที่มีอายุมากกว่าเริ่มสร้างตัวเองในช่วงหนึ่งพันปีแรกของการดำรงอยู่ของจักรวาล โดยดาวแดงสร้างขึ้นจากแก๊ส ฝุ่นอวกาศ และโลหะที่ถูกลากเข้ามายังจักรวาลในยุคกำเนิดดวงดาว ดวงดาวเหล่านี้รวมตัวและเร่งให้เกิดเป็นกาแล็กซีทางช้างเผือกในยุคแรก

ในช่วงเวลาราวสามพันล้านปี กาแล็กซีทางช้างเผือกในช่วงแรกได้สร้างดวงอาทิตย์หลายดวงขึ้นอย่างช้าๆ เหนี่ยวนำแก๊ส และจุดไฟหลอมพลังงานนิวเคลียร์แรกเริ่ม (infant nuclear furnaces) และเมื่อราวหนึ่งหมื่นล้านปีที่แล้ว กาแล็กซีที่กำลังเติบโตนี้ได้ประสบกับกาแล็กซีเพื่อนบ้านที่มีขนาดเล็กกว่า นั่นคือดาราจักรแคระ (Dwaft Galaxy) ซึ่งประกอบไปด้วยจำนวนดวงดาวราวร้อยละ 30 เมื่อเทียบกับกาแล็กซีทางช้างเผือก ซึ่งต่อมาก็ถูกกินกลืนโดยกาแล็กซีที่มีขนาดใหญ่กว่า

ในทุกวันนี้ ดาวสีน้ำเงิน (blue star) ของกาแล็กซีที่หายไป ต่างกระจัดกระจายอยู่ตลอดกาแล็กซีทางช้างเผือก ที่ดวงดาวเหล่านี้มีส่วนประกอบของเอกลักษณ์ทางเคมี (chemical signature) ที่สามารถบอกบรรดานักดาราศาสตร์ได้ว่าดวงดาวเหล่านี้สร้างขึ้นในเขตพื้นที่ทางอวกาศที่ต่างกันและมีจำนวนของโลหะที่ต่างกัน

โดยทีมนักดาราศาสตร์ได้หาหลักฐานยืนยันว่าการชนกันของกาแล็กซีทางช้างเผือกและกาแล็กซีไกอา-เอ็นเซลาดัส ได้เปลี่ยนรูปร่างกาแล็กซีของเราไปตลอดกาล

อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีคำตอบว่าการชนกันครั้งใหญ่ดังกล่าวนี้เป็นการชนกันครั้งแรกของกาแล็กซีหรือหรือไม่ แต่ก็ชัดเจนว่าเหตุการณ์ในครั้งนี้เป็นเรื่องที่ใหญ่มาก

“เหตุการณ์ครั้งนี้น่าจะเป็นการกลืนกาแล็กซีครั้งใหญ่ที่สุดเท่าที่กาแล็กซีทางช้างเผือกประสบมา และคงไม่ใช่ครั้งที่เก่าแก่ที่สุด เป็นเพียงหนึ่งในบรรดาเหตุการณ์ที่เก่าแก่ที่สุดท่านั้น” Carme Gallart กล่าวและเสริมว่า “เราสามารถให้ภาพที่แท้จริงของการกลืนกินกาแล็กซีเนื่องจากเรารู้อายุที่ทุกทุกอย่างเกิดขึ้น และเราจะสามารถจินตนาการถึงการเรียงลำดับกาแล็กซีได้”

เรื่อง NADIA DRAKE


อ่านเพิ่มเติม ดาวฤกษ์ : ดวงดาวที่ส่องประกายประดับนภาราตรี 

ดาวฤกษ์, ดาว,

เรื่องแนะนำ

แสง และสมบัติของแสง

แสง ในธรรมชาติมีแหล่งกำเนิดจากหลายแหล่ง ช่วยให้เรามองเห็นวัตถุต่างๆ ที่อยู่ตรงหน้าได้ แสง (Light) คือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Wave) ชนิดหนึ่ง ซึ่งมีความยาวคลื่น (Wavelength) อยู่ในช่วงที่มนุษย์สามารถรับรู้ได้ผ่านดวงตาหรือที่เรียกว่า “แสงที่ตามองเห็น” (Visible Light) โดยนับเป็นส่วนหนึ่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่อยู่ในช่วงความยาวคลื่น 400 – 700 นาโนเมตร แสงมีคุณสมบัติที่ค่อนข้างสลับซับซ้อน เนื่องจากมีลักษณะเป็นเหมือนทั้งคลื่นและอนุภาค ซึ่งในทางฟิสิกส์ แสง หมายถึง รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Radiation) ในทุกช่วงความยาวคลื่น แม้จะอยู่ในช่วงที่สายตาของมนุษย์ไม่สามารถมองเห็นได้ แสงมีอนุภาคที่เรียกว่า “โฟตอน” (Photon) เป็นอนุภาคที่สามารถเคลื่อนที่ได้ด้วยอัตราเร็วคงที่ ซึ่งอยู่ที่ราว 300,000,000 เมตรต่อวินาที โดยไม่จำเป็นต้องมีสื่อหรืออาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ใด ๆ (Medium) อย่างเช่นแสงจากดวงอาทิตย์ที่เดินทางผ่านอวกาศหรือภาวะสุญญากาศเป็นระยะทาง 150 ล้านกิโลเมตร โดยใช้เวลาราว 499 วินาที หรือราว 8.3 นาทีในการเดินทางมายังโลก แหล่งกำเนิดของแสงบนโลก แหล่งกำเนิดตามธรรมชาติ คือ ดวงอาทิตย์ […]

นักวิจัยไทยพบแนวทางผลิตวัคซีนในกุ้งทะเล

นักวิจัยไบโอเทค สวทช. และมหาวิทยาลัยมหิดล ค้นพบแนวทางการผลิตวัคซีนใน กุ้งทะเล จากองค์ความรู้เรื่อง cvcDNA ที่กุ้งสร้างเลียนแบบสารพันธุกรรมของไวรัส ประเทศไทยผลิตกุ้งเลี้ยงประมาณ 400,000 ตันต่อปี คิดเป็นมูลค่าประมาณ 1 แสนล้านบาท ซึ่ง กุ้งทะเล ถือเป็นหนึ่งในอุตสาหกรรมที่มีมูลค่าการส่งออกสูงที่สุดของประเทศ โดยมีส่วนแบ่งในตลาดโลกสูงถึงร้อลยะ 8.15 อย่างไรก็ตาม อุตสาหกรรมการเลี้ยงกุ้งได้รับผลกระทบอย่างต่อเนื่องจากจากการระบาดของโรคต่างๆ สร้างความสูญเสียมากถึงร้อยละ 60 ของผลผลิตในประเทศ โดยการติดเชื้อไวรัสถือเป็นสาเหตุหลักที่ก่อให้เกิดการสูญเสียอย่างรุนแรงทางเศรษฐกิจ นักวิจัยจากทีมวิจัยสุขภาพสัตว์น้ำ สังกัดกลุ่มวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพสัตว์น้ำแบบบูรณาการ สังกัดไบโอเทค สวทช. นำโดย ดร. กัลยาณ์ ศรีธัญญลักษณา-แดงติ๊บ หัวหน้าทีมวิจัยสุขภาพสัตว์น้ำ และ ดร. ศุภรัตน์ แตงชัยภูมิ หัวหน้าโครงการวิจัย และทีมวิจัยจากหน่วยวิจัยเพื่อความเป็นเลิศเทคโนโลยีชีวภาพกุ้ง คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ภายใต้การให้คำปรึกษาของ ศ.ดร. ทิมโมที เฟลเกล ที่ปรึกษาอาวุโสของ สวทช. ได้ค้นพบองค์ความรู้ใหม่ที่เกี่ยวข้องกับกลไกของระบบการป้องกันตัวของกุ้งจากการติดเชื้อไวรัสซึ่งเป็นผลจากการศึกษามากกว่าหนึ่งทศวรรษ ดร.กัลยาณ์ กล่าวว่า “เมื่อกุ้งติดเชื้อไวรัส กุ้งจะสร้างโมเลกุลชนิดหนึ่งขึ้นมา เรียกว่า circular […]

ทำไมอัณฑะสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิดอยู่ในร่างกาย?

ย้อนกลับไปในอดีตบรรพบุรุษของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่เติบโตในรกมีอัณฑะอยู่นอกร่างกาย แต่แล้วสัตว์กลุ่มหนึ่งกลับวิวัฒนาการให้กล่องดวงใจกลับเข้าไปอยู่ข้างใน