กาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลที่สุดเท่าที่เคยค้นพบมีความลับอันน่าทึ่งซ่อนอยู่

เครื่องมือต่างๆ เช่น กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST) ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถมองย้อนกลับไปในประวัติศาสตร์จักรวาลได้ไกลกว่าที่เคย และสำรวจวัตถุที่อยู่ห่างไกลมากๆ เช่น กาแล็กซีที่ก่อตัวขึ้นในช่วงไม่กี่ร้อยล้านปีแรกของจักรวาล เมื่อไม่นานนี้ นักดาราศาสตร์ได้ทำการสังเกตการณ์กาแล็กซี JADES-GS-z14-0 อย่างเข้มข้น ซึ่งเป็นกาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลที่สุดเท่าที่เคยรู้จัก และค้นพบสิ่งที่น่าทึ่งยิ่งกว่านั้น นั่นก็คือ สัญญาณของออกซิเจน

กาแล็กซีนี้อยู่ห่างจากโลกมาก โดยใช้เวลาถึง 13,400 ล้านปีกว่าที่แสงจะเดินทางมาถึงเรา ซึ่งหมายความว่าเรากำลังเห็นภาพของ JADES-GS-z14-0 เมื่อ 300 ล้านปีหลังบิ๊กแบง สำหรับกาแล็กซีที่เพิ่งเกิดใหม่ในระยะแรกของจักรวาล นักวิทยาศาสตร์คาดว่าจะค้นพบไฮโดรเจนและฮีเลียมจำนวนมาก เนื่องจากเป็นธาตุที่มีอยู่ในกาแล็กซีในยุคแรกๆ อย่างไรก็ตาม การใช้กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน ALMA (Atacama Large Millimeter Array) ยังสามารถตรวจจับออกซิเจนได้ ซึ่งเป็นธาตุที่จะไม่ปรากฏจนกว่ากาแลคซีจะมีอายุมากกว่านี้มาก

แซนเดอร์ ชูวส์ นักวิจัยจากหอดูดาวไลเดนกล่าวว่า:

การสังเกตแสดงให้เห็นว่ากาแล็กซีนี้ก่อตัวขึ้นอย่างรวดเร็วมากและยังเจริญเติบโตเร็วกว่าที่คาดการณ์ไว้ในตอนแรกมาก

นับตั้งแต่เจมส์ เวบบ์เริ่มสังเกตกาแล็กซียุคแรกๆ นักวิทยาศาสตร์ก็เริ่มสงสัยว่าแบบจำลองจักรวาลในยุคแรกๆ ของพวกเขาอาจผิดพลาดหรืออย่างน้อยก็ไม่สมบูรณ์ ปรากฏว่าจักรวาลในยุคแรกนั้นมีชีวิตชีวาและสว่างไสวกว่าที่คาดไว้มาก โดยมีกาแล็กซีก่อตัวและเติบโตเร็วกว่าที่คาดไว้ และนักวิทยาศาสตร์ก็ยังคงไม่ทราบแน่ชัดว่าเหตุใด

ผลลัพธ์เหล่านี้น่าประหลาดใจเพราะเปิดมุมมองใหม่ต่อขั้นตอนเริ่มแรกของวิวัฒนาการของกาแลคซี หลักฐานที่แสดงว่ากาแล็กซีได้เติบโตเต็มที่แล้วในจักรวาลยุคแรกเริ่มทำให้เกิดคำถามว่ากาแล็กซีก่อตัวขึ้นเมื่อใดและอย่างไร

ตรวจจับออกซิเจนโดยใช้เทคนิคสเปกโตรสโคปี โดยที่แสงจากวัตถุที่อยู่ห่างไกลจะถูกแยกออกเป็นความยาวคลื่นต่างๆ เพื่อตรวจสอบว่าความยาวคลื่นใดที่ถูกดูดซับไว้ นักวิทยาศาสตร์สามารถเรียนรู้ได้ว่าวัตถุที่อยู่ห่างไกลนั้นทำมาจากอะไรโดยการมองหาเส้นการดูดกลืนเหล่านี้ ในกรณีนี้ ทีมวิจัยอิสระสองทีมพบสัญญาณของออกซิเจนในกาแล็กซีขณะวิเคราะห์ข้อมูลจาก ALMA ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุ 66 จานที่ทำงานในประเทศชิลี

การค้นพบของ ALMA ยังช่วยยืนยันระยะห่างอันมหาศาลจากโลกถึง JADES-GS-z14-0 อีกด้วย แม้ว่ากาแล็กซีนี้จะถูกค้นพบครั้งแรกโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ แต่ ALMA ก็ช่วยยืนยันและวัดระยะห่างอันมหาศาลนี้ได้อย่างแม่นยำ สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงการผสมผสานอันยอดเยี่ยมของ ALMA และ JWST ในการเปิดเผยการก่อตัวและวิวัฒนาการของกาแล็กซีในยุคแรกๆ

งานวิจัยนี้จะได้รับการตีพิมพ์ในบทความในวารสาร Astronomy & Astrophysics และอีกบทความหนึ่งใน The Astrophysical Journal