ซูเปอร์โนวา ที่ไกลและเก่าแก่ที่สุด ด้วยผลงานจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถมองเห็นจักรวาลในยุคแรกเริ่ม
การสังเกต ซูเปอร์โนวา ที่อยู่ห่างไกลก็เหมือนกับการได้มองย้อนเวลากลับไป เหตุการณ์ระเบิดดังกล่าวทำให้นักดาราศาสตร์สังเกตได้ว่าเอกภพของเราเป็นอย่างไรเมื่อหลายพันล้านปีก่อน โดยในตอนนี้ผู้เชี่ยวชาญได้ค้นพบซูเปอร์โนวาที่เก่าแก่และไกลที่สุดเท่าที่เคยมีมาแล้ว
.
การค้นพบนี้มาจากข้อมูลของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (James Webb Space Telescope) ของ นาซา (NASA) ซึ่งถูกบันทึกไว้ในประกาศของการประชุมของสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันในเมืองเมดิสัน รัฐวิสคอนซิน ประเทศสหรัฐอเมริกา
.
นักวิทยาศาสตร์ได้วิเคราะห์ภาพถ่ายของเวบบ์ และค้นพบซูเปอร์โนวาประมาณ 80 แห่งในท้องฟ้าเล็ก ๆ เพียงจุดเดียว พวกมันเกือบทั้งหมดอยู่ไกลออกไปกว่าที่ใครเคยรู้จักในขณะที่จักรวาลมีอายุเพียง 2 พันล้านปีเท่านั้น ทำให้เจมส์ เวบบ์ เป็นเครื่องมือในอุดมคติเพื่อการค้นหาจุดแสงที่อยู่ห่างไกลในจักรวาล
.
“(เวบบ์) เป็นกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ ซึ่งใหญ่กว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเกือบ 10 เท่าในแง่ของพื้นที่รวบรวมแสง” จัสติน ปิเอเรล (Justin Pierel) นักดาราศาสตร์จากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ ซึ่งเป็นผู้ทำงานในการวิจัยครั้งใหม่นี้ กล่าว
.
นอกจากการมองเห็นท้องฟ้าส่วนใหญ่แล้ว เวบบ์ ยังไวต่อความยาวคลื่นแสงที่ยาวกว่า ซึ่งสามารถบ่งชี้ถึงการมีอยู่ของซูเปอร์โนวาได้อีกด้วย “เรารู้ว่ามีซูเปอร์โนวาที่ขาง ๆ และห่างไกลเหล่านี้อยู่ แต่ก่อนหน้านี้เราไม่สามารถมองเห็นมันได้”
.
ขนาดและความไวที่เพิ่มขึ้นของ เวบบ์ ทำให้เราสามารถจับสิ่งที่กล้องโทรทรรศน์อื่น ๆ ไม่สามารถตรวจจับได้ “ผมคิดว่าเป็นเรื่องที่ดีที่ได้เห็นว่า ซูเปอร์โนวาเหล่านี้สามารถกู้คืนได้ในข้อมูลของเวบบ์” เอโด เบอร์เกอร์ (Edo Berger) นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยครั้งใหม่นี้ กล่าว
.
ข้อมูลเหล่านี้ได้เพิ่มบันทึกการเติบโตของดาวฤกษ์ที่ระเบิดจากช่วงเวลาต่าง ๆ ในประวัติศาสตร์ของจักรวาล แม้ว่าการค้นพบซูเปอร์โนวาที่อยู่ห่างไกลประมาณ 80 จุดในท้องฟ้าเล็ก ๆ นั้นจะมีความสำคัญ แต่เบอร์เกอร์ ก็ตั้งข้อสังเกตุว่า
.
“สิ่งเหล่านี้ยังคงเป็นส่วนเล็ก ๆ ของซูเปอร์โนวาทั้งหมดที่ถูกค้นพบในการสำรวจบนพื้นที่ขนาดใหญ่และตื้นกว่า (ใกล้กับโลกกว่า) ซึ่งมีมากกว่า 10,000 ซูเปอร์โนวาต่อปี” เขากล่าว แต่ซูเปอร์โนวาเหล่านั้นมีอายุน้อยและใกล้โลกมากขึ้น ทำให้การค้นพบของ เวบบ์ มีความสำคัญอย่างน่าโดดเด่น เนื่องจากซูเปอร์โนวาที่อยู่ไกลออกไปสามารถแสดงถึงยุคประวัติศาสตร์ของจักรวาล
อ่านเพิ่มเติม
กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์พบซูเปอร์โนวาตัวแรก
ไขปริศนา การเกิดดาวฤกษ์ กลุ่มแรกของจักรวาล
การก่อตัวของ ดาวฤกษ์ กับความลับของจักรวาลที่ซ่อนอยู่
มองเข้าไปในอดีตผ่าน ซูเปอร์โนวา
เพื่อที่จะค้นหาซูเปอร์โนวาที่อยู่ห่างไกลออกไป นักวิจัยได้เปรียบเทียบภาพถ่ายหลายภาพที่ถ่ายโดยเวบบ์ในช่วงเวลา 1 ปี ด้วยการมองหาแหล่งกำเนิดแสงที่ปรากฏขึ้นหรือหายไปในภาพ ซึ่งเป็นสิ่งที่ผู้เชี่ยวชาญเรียกกันว่า ‘แสงชั่วคราว’ ทำให้นักดาราศาสตร์ไม่เพียงแค่ได้ตรวจพบซูเปอร์โนวาได้หลายสิบแห่งเท่านั้น
.
แต่ธรรมชาติของแสงยังบ่งชี้ว่าการระเบิดดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อหลายพันล้านปีก่อนก่อนที่เราจะเกิดในปัจจุบัน เวบบ์ สามารถระบุถึงความห่างไกลดังกล่าวได้จากปรากฏการณ์ที่เรียกว่า ‘เรดชิฟต์’ ของจักรวาลวิทยา เมื่อแสงเดินทางผ่านอวกาศ ความยาวคลื่นของมันจะถูกดึงออกมาราวกับยางยืด
.
ทำให้ความยาวคลื่นของแสง ‘ยาว’ ขึ้น โดยจะเข้าไปอยู่ในส่วนของช่วงคลื่นอินฟราเรดของสเปกตรัม ซึ่งมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ทว่ากล้องโทรทรรศน์ที่มีอุปกรณ์เหมาะสมสามารถมองเห็นมันได้อย่างชัดเจน คุณลักษณะของเรดชิฟต์ที่แตกต่างกัน จะให้ข้อมูลกับเราเกี่ยวกับช่วงเวลาที่แตกต่างกันไปในประวัติศาสตร์จักรวาล
.
กล่าวคือ ในยุคปัจจุบันมีเรดชิฟต์เป็น ‘ศูนย์’ และยิ่งเคลื่อนที่ไปทางสีแดงสูงเท่าไหร่ (ค่าตัวเลขของเรดชิฟต์เพิ่มขึ้น) ก็ยิ่งหมายความว่าซูเปอร์โนวาดังกล่าวมีความเก่าแก่มากขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น การเคลื่อนที่ไปทางเรดชิฟต์ 2 ก็ระบุว่าซูเปอร์โนวานั้นเกิดขึ้นเมื่อเอกภพมีอายุประมาณ 3.3 พันล้านปี
.
แต่หนึ่งในซูเปอร์โนวาที่เพิ่งค้นพบนี้มีค่าเรดชิฟต์มากถึง 3.6 ซึ่งหมายความว่ามันก่อตัวขึ้นเมื่อจักรวาลมีอายุเพียง 1.8 พันล้านปี กล่าวอีกนัย ซูเปอร์โนวาแห่งนั้นมีอายุ 12,000 ล้านปี ซึ่งเป็นตัวเลขที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่เคยตรวจพบมา ข้อมูลเหล่านี้ช่วยให้เราเข้าใจว่าจักรวาลเป็นอย่างไรก่อนที่โลกจะเกิดขึ้น
.
“จักรวาลมีอายุเกือบ 14,000 ล้านปี แต่ซูเปอร์โนวาเหล่านี้มาจากช่วงเวลาที่จักรวาลมีอายุเพียง 2-3 พันล้านปี ซึ่งเทียบเท่ากับการเป็นวัยรุ่นของมนุษย์” ปิเอเรล กล่าว
ข้อมูลเชิงลึกของจักรวาลยุคแรก
ข้อมูลใหม่นี้จะเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับนักวิจัยในการตรวจสอบธรรมชาติของเอกภพยุคแรก มันให้กำเนิดดาวฤกษ์ได้อย่างไร และเกิดอะไรขึ้นเมื่อพวกมันสิ้นอายุขัย ซึ่งปิเอเรลตั้งข้อสังเกตว่า ดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลนั้นมักจะสลัวเกินกว่าที่จะมองเห็นได้แม้จะมีกล้องโทรทรรศน์ที่ทรงพลังที่สุดก็ตาม แต่ดาวที่ระเบิดนั้นจะสว่างกว่าและตรวจจับได้ง่ายกว่ามาก
.
ซูเปอร์โนวาบางประเภทในตัวอย่างอาจให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ เช่นที่ เวบบ์ ได้ตรวจพบซูเปอร์โนวาอย่างน้อย 1 รายการที่นักดาราศาสตร์จัดประเภทมันให้อยู่ในหมวดหมู่ 1a ซึ่งเป็นกลุ่มที่มีความสว่างเป็นพิเศษ และสามารถใช้เป็น ‘ไม้บรรทัด’ วัดระยะทางไกลในอวกาศได้
.
“การค้นพบซูเปอร์โนวาที่มีค่าเรดชิฟต์สูงขึ้นเหล่านี้มีความสำคัญต่อการวัดทางจักรวาลวิทยา” เบอร์เกอร์ กล่าว ในอีกทางหนึ่งมันก็ได้ข้อมูลในสาขาที่ศึกษาสิ่งลึกลับเช่นพลังงานมืด
.
ดาวที่ระเบิดเป็นส่วนสำคัญในจักรวาลที่เราอาศัยอยู่ “ถ้าดวงดาวไม่ระเบิด ชีวิตที่เรารู้จักก็คงเกิดขึ้นไม่ได้” ปิเอเรล กล่าว องค์ประกอบที่จำเป็นต่อสิ่งมีชีวิตบนโลกถูกแพร่กระจายโดยการระเบิดดังกล่าวในขณะที่เอกภพยังมีอายุน้อย มันก่อให้เกิดพื้นฐานสำหรับดาวเคราะห์ของเราและสิ่งมีชีวิตในดวงดาวนั้น ซูเปอร์โนวาเป็นส่วนสำคัญของเรื่องราวของเรา แม้ว่ามันจะอยู่ห่างไกลจากเราก็ตาม
สืบค้นและเรียบเรียง วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
ที่มา
อ่านเพิ่มเติม ไล่ล่า ต้นกำเนิดเอกภพ ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ดีที่สุดที่โลกเคยมีมา
