ทีมสำรวจ NIRISS Unbiased Cluster Survey (CANUCS) ของแคนาดาได้ค้นพบกระจุกดาวทรงกลมที่ห่างไกลที่สุดที่เคยพบโดยใช้ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ (JWST). กลุ่มดาวฤกษ์นับล้านที่หนาแน่นเหล่านี้อาจเป็นวัตถุที่มีดาวดวงแรกและเก่าแก่ที่สุดในจักรวาล
การค้นพบนี้ใน Deep Field แรกของ Webb ได้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับระยะแรกสุดของการก่อตัวดาวแล้ว ซึ่งยืนยันถึงพลังอันน่าทึ่งของ JWST
“ดาราจักร Sparkler” ที่อยู่ห่างออกไป XNUMX พันล้านปีแสงเป็นจุดสนใจของภาพ First Deep Field ของ Webb ที่มีรายละเอียดงดงาม นักดาราศาสตร์กล่าว นักวิจัยเรียกวัตถุขนาดกะทัดรัดเหล่านี้ว่า "ประกายไฟ" ของดาราจักรนี้ ซึ่งปรากฏเป็นจุดสีเหลืองเล็กๆ
ตามที่ทีมวิจัย ประกายไฟเหล่านี้อาจเป็นสิ่งใหม่ก็ได้ กระจุกดาว การพัฒนาอย่างแข็งขันที่เกิดขึ้นสามพันล้านปีหลังจาก บิ๊กแบง ที่ระดับความสูงของการก่อตัวดาวฤกษ์หรือกระจุกดาวทรงกลมเก่า กระจุกดาวโลกเป็นกลุ่มดาวฤกษ์เก่าตั้งแต่กำเนิดดาราจักร โดยให้ข้อมูลเกี่ยวกับระยะเริ่มต้นของการพัฒนาและการขยายตัว
จากการวิเคราะห์เบื้องต้นของวัตถุขนาดกะทัดรัด 12 ชิ้น นักวิจัยระบุว่าห้าชิ้นไม่ได้เป็นเพียงกระจุกทรงกลมเท่านั้น แต่ยังเป็นกลุ่มที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จัก
Kartheik G. Iyer, Dunlap Fellow จากสถาบัน Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics แห่งมหาวิทยาลัยโตรอนโตและผู้ร่วมวิจัยกล่าวว่า “การดูภาพแรกจาก JWST และการค้นพบกระจุกดาวทรงกลมเก่ารอบๆ ดาราจักรที่อยู่ห่างไกลเป็นช่วงเวลาที่น่าทึ่ง ซึ่งไม่สามารถทำได้ในครั้งก่อน กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล การสร้างภาพ”
“เนื่องจากเราสามารถสังเกตประกายไฟในช่วงความยาวคลื่นต่างๆ ได้ เราจึงสามารถจำลองพวกมันและเข้าใจคุณสมบัติทางกายภาพของพวกมันได้ดีขึ้น เช่น อายุของพวกมันและจำนวนดาวที่พวกมันมีอยู่ เราหวังว่าความรู้ที่ว่ากระจุกดาวทรงกลมสามารถสังเกตได้จากระยะไกลด้วย JWST จะกระตุ้นวิทยาศาสตร์เพิ่มเติมและค้นหาวัตถุที่คล้ายคลึงกัน”
Lamiya Mowla, Dunlap Fellow จากสถาบัน Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics แห่งมหาวิทยาลัยโตรอนโตและผู้ร่วมวิจัยกล่าวว่า “กระจุกที่เพิ่งระบุเหล่านี้ก่อตัวขึ้นใกล้เคียงกับครั้งแรกที่มันเป็นไปได้ที่จะสร้างดาว เนื่องจากดาราจักร Sparkler นั้นอยู่ไกลกว่าทางช้างเผือกของเรามาก จึงสามารถระบุอายุของมันได้ง่ายกว่า กระจุกดาวทรงกลม.
“เรากำลังสังเกต Sparkler เหมือนเมื่อเก้าพันล้านปีก่อนเมื่อ จักรวาล มีอายุเพียงสี่พันล้านปี มองดูบางสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อนานมาแล้ว ให้คิดว่ามันเป็นการเดาอายุของบุคคลโดยดูจากรูปร่างหน้าตา—เป็นการง่ายที่จะแยกแยะความแตกต่างระหว่างเด็กอายุ 5 ถึง 10 ขวบ แต่ยากที่จะแยกแยะความแตกต่างระหว่างคนอายุ 50 ถึง 55 ปี”
ดาราจักร Sparkler มีความพิเศษเพราะถูกขยายด้วยปัจจัย 100 เนื่องจากเอฟเฟกต์ที่เรียกว่าเลนส์โน้มถ่วง ซึ่งกระจุกดาราจักร SMACS 0723 ที่อยู่เบื้องหน้าจะบิดเบือนสิ่งที่อยู่ด้านหลังเหมือนแว่นขยายขนาดยักษ์ นอกจากนี้ เลนส์โน้มถ่วงยังสร้างภาพ Sparkler สามภาพแยกกัน ช่วยให้นักดาราศาสตร์ศึกษากาแลคซีได้ละเอียดยิ่งขึ้น
ทีม CANUCS นำ Chris Willott จาก Herzberg Astronomy ของ National Research Council และ Astrophysics Research Center กล่าวว่า “การศึกษา Sparkler ของเราเน้นถึงพลังมหาศาลในการรวมความสามารถเฉพาะตัวของ JWST เข้ากับกำลังขยายตามธรรมชาติที่ได้จากเลนส์โน้มถ่วง ทีมงานรู้สึกตื่นเต้นกับการค้นพบมากขึ้นเมื่อ JWST หันมาสนใจกระจุกกาแลคซี CANUCS ในเดือนหน้า”
นักวิจัยได้รวมข้อมูลใหม่จากกล้องอินฟราเรดใกล้อินฟราเรดของ JWST (NIRCam) กับข้อมูลที่เก็บถาวรของ HST NIRCam ตรวจจับวัตถุที่เลือนลางโดยใช้ความยาวคลื่นที่ยาวกว่าและสีแดงกว่าเพื่อสังเกตสิ่งที่มองเห็นได้ด้วยตามนุษย์และแม้แต่ HST การขยายทั้งสองเนื่องจากการส่องเลนส์โดยกระจุกกาแลคซีและความละเอียดสูงของ JWST ทำให้สามารถสังเกตวัตถุที่มีขนาดกะทัดรัดได้
Near-Infrared Imager และ Slitless Spectrograph (NIRISS) ที่ผลิตในแคนาดาใน JWST ยืนยันว่าวัตถุนั้นเป็นกระจุกดาวทรงกลมแบบเก่า เนื่องจากนักวิจัยไม่ได้สังเกตเส้นการปล่อยออกซิเจน ซึ่งเป็นสเปกตรัมที่วัดได้จากกระจุกดาวอายุน้อยที่กำลังก่อตัวดาวฤกษ์ . NIRISS ยังช่วยคลี่คลายรูปทรงเรขาคณิตของภาพเลนส์สามชั้นของ Sparkler อีกด้วย
Marcin Sawicki ประธานวิจัยด้านดาราศาสตร์ของแคนาดา ศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัย Saint Mary และผู้เขียนร่วมด้านการศึกษา กล่าวว่า"เครื่องมือ NIRISS ที่ผลิตในประเทศแคนาดาของ JWST มีความสำคัญในการช่วยให้เราเข้าใจว่าภาพทั้งสามของ Sparkler และกระจุกดาวทรงกลมเชื่อมต่อกันอย่างไร การได้เห็นกระจุกดาวทรงกลมหลายแห่งของ Sparkler ถูกถ่ายสามครั้งทำให้เห็นชัดเจนว่าพวกมันโคจรรอบดาราจักร Sparkler แทนที่จะอยู่ตรงหน้าโดยบังเอิญ”
การอ้างอิงวารสาร:
- The Sparkler: ผู้สมัครคลัสเตอร์ทรงกลมที่มีการเปลี่ยนทิศทางสีแดงสูงที่พัฒนาขึ้นโดย JWST จดหมายวารสารทางฟิสิกส์ (2022). ดอย: 10.3847/2041-8213/ac90ca
