เมล็ดพันธุ์แห่งกาแล็กซีสมัยใหม่

กล้องโทรทรรศน์มองย้อนกลับไปในอดีต แสงจากสถานที่ที่ห่างไกลที่สุดเดินทางเกือบตลอดประวัติศาสตร์ 13.8 พันล้านปีของจักรวาล ในขณะที่นักดาราศาสตร์ค้นหากาแลคซี่ที่อยู่ห่างไกลออกไป (และย้อนเวลากลับไปในอดีต) พวกเขาหวังว่าจะพบเมล็ดพืชของสิ่งที่กลายเป็นกาแลคซีสมัยใหม่ในที่สุด อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้ว มีเพียงกาแลคซีที่สว่างผิดปกติเท่านั้นที่สามารถมองเห็นได้ในระยะทางดังกล่าว

กระจกมองจักรวาล

บางครั้งดาราจักรสามารถทำงานเป็นเลนส์สำหรับดาราจักรที่อยู่ไกลออกไป

NASA, ESA, G. BACON และ F. SUMMERS/STSCI

ทุกสิ่งที่มองเห็นจนถึงสุดขอบจักรวาลนั้นสว่างที่สุด ใหญ่ที่สุด และบ้าคลั่งที่สุดในเวลานั้น” เจนนิเฟอร์ ลอตซ์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศในบัลติมอร์กล่าว แม้ว่ากาแล็กซีของเรา “ไม่ได้ใหญ่โตและบ้าคลั่ง มันเป็นเรื่องปกติมากขึ้น” หากต้องการค้นหาดาราจักรรุ่นก่อนที่ดูคลาสสิกและฉูดฉาดน้อยกว่านั้น ต้องใช้แว่นขยายขนาดใหญ่จริงๆ

ลอตซ์กำลังดำเนินการเป็นเวลาสามปีซึ่งรู้จักกันในชื่อโครงการ Frontier Fieldsเพื่อจ้องมองกระจุกขนาดใหญ่หกกลุ่มด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล และออกล่าเมล็ดพันธุ์ของกาแลคซีที่คล้ายกับของเรา มีการวิเคราะห์กลุ่มสี่กลุ่ม อีกสองคนที่เหลือกำลังอยู่ภายใต้การพิจารณา

ขณะมองดูกระจุกดาราจักร Abell 2744 นักดาราศาสตร์เพิ่งพบหนึ่งในดาราจักรที่อยู่ห่างไกลที่สุดที่รู้จัก ซึ่งก็คือเด็กวัยเตาะแตะที่เติบโตขึ้นหลังจากบิกแบงประมาณ 500 ล้านปี ดาราจักรปรากฏเป็นรอยเปื้อนสีแดงจางๆ — หรือมากกว่าสามรอยเปื้อน — เมื่อแสงของมันเคลื่อนผ่านหลายเส้นทางผ่านกระจุกดาว กาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลนี้มีขนาดเล็กและหนาแน่น บีบมวลประมาณ 40 ล้านดวงอาทิตย์ให้เป็นลูกบอลที่มีความกว้างหลายร้อยปีแสง มันเป็นจุดสีซีดเมื่อเทียบกับทางช้างเผือก ภาพเหล่านี้เพิ่มเข้าไปในสมุดภาพของนักดาราศาสตร์ว่ากาแล็กซีเติบโตอย่างไรในประวัติศาสตร์ของเอกภพ

โครงสร้างของกาแล็กซีไม่ได้เป็นเพียงสิ่งเดียวที่อยู่เบื้องหลัง

เลนส์เหล่านี้ ในเดือนมีนาคม นักวิจัยประกาศว่าพวกเขาเห็นซุปเปอร์โนวาตัวเดียวกันระเบิดไม่ครั้งเดียวแต่ถึงสี่ครั้ง ( SN Online: 3/5/15 )

“ฉันไม่ได้คาดหวังว่าจะได้เห็นสิ่งนั้นเลย” ลอตซ์กล่าว “เราโชคดีมาก ช่วงเวลานั้นสมบูรณ์แบบ”

แสงจากดาวระเบิดซึ่งใช้เวลาถึง 9.4 พันล้านปีกว่าจะไปถึงโลกได้ตกลงมาบนกาแลคซีแห่งหนึ่งซึ่งอยู่ในกระจุก Frontier Fields แรงโน้มถ่วงของกาแลคซีนั้นนำแสงไปตามเส้นทางที่แตกต่างกันสี่เส้นทางสร้างการเล่นซ้ำสี่เท่า โดยแฟลชเพิ่มเติมแต่ละอันจะปรากฏขึ้นหลังจากรุ่นก่อนเป็นเวลาหลายสัปดาห์ถึงหลายสัปดาห์

“เรื่องราวยังไม่จบ” เธอกล่าว “เราคาดว่าจะมีอีกรุ่นหนึ่งปรากฏขึ้นในปีหน้าหรือสองปีหน้า” จากการศึกษาว่าเลนส์บิดเบือนแสงจากกาแลคซีเบื้องหลังอย่างไร นักวิจัยได้คำนวณว่ามีถนนสายที่ห้าที่แสงจะเดินทาง นักดาราศาสตร์มีโอกาสน้อยมากที่จะรู้เกี่ยวกับซุปเปอร์โนวาก่อนที่มันจะปรากฏ “นี่เป็นตัวอย่างที่น่าทึ่งของเลนส์โน้มถ่วง” ลอตซ์กล่าว

การขยายตัวเพิ่มขึ้น

เลนส์ความโน้มถ่วงที่แข็งแกร่งที่สร้างขึ้นโดยกระจุกดาวขนาดใหญ่เป็นเครื่องมือที่ทรงพลัง แต่พวกเขาไม่ธรรมดา แสงจากดาราจักรส่วนใหญ่ไม่ผ่านเข้าใกล้กระจุกดาว เช่น Abell 2744 ระหว่างทางมายังโลก แต่มีกระจุกขนาดเล็กจำนวนมากและแม่น้ำสายยาวของกาแลคซีที่เรียกว่าเส้นใยของดาราจักร ซึ่งซอมซ่อกับแสงและสร้างเลนส์ที่อ่อนแอ Joshua Frieman นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จาก Fermi National Accelerator Laboratory ในเมืองบาตาเวีย รัฐอิลลินอยส์ กล่าวว่า “วัตถุที่อยู่ห่างไกลทุกวัตถุมีภาพบิดเบี้ยวเล็กน้อย

ซุปเปอร์โนวาหนึ่งดวงปรากฏขึ้นสี่ครั้ง (ลูกศร) เนื่องจากแสงของมันเคลื่อนไปตามเส้นทางต่างๆ รอบดาราจักรที่ขวางอยู่

NASA, ESA, S. RODNEY/JHU, ทีม FRONTIERSN; T. TREU/UCLA, P. KELLY/UC BERKELEY, ทีม GLASS; J. LOTZ/STSCI ทีม FRONTIER FIELDS; M. POSTMAN/STSCI ทีม CLASH; Z. LEVAY/STSCI

การบิดเบือนที่ละเอียดอ่อนนั้นอาจเป็นกุญแจสำคัญในการไขความลึกลับที่ยากที่สุดประการหนึ่งในดาราศาสตร์สมัยใหม่: อะไรเป็นสาเหตุให้การขยายตัวของจักรวาลเร็วขึ้น?

ซุปเปอร์โนวาในดาราจักรอื่นปรากฏขึ้นไกลเกินกว่าที่คาดไว้จากเอกภพที่กำลังขยายตัวทีละน้อย เมื่อประมาณ 7 พันล้านปีก่อน มีบางอย่างเหยียบคันเร่งจักรวาลและทำให้การขยายตัวเร็วขึ้น

นักวิจัยเรียกพลังที่น่ารังเกียจนี้ว่า “พลังงานมืด” ( SN: 5/5/12, p. 17 ) พวกเขาไม่รู้แน่ชัดว่ามันคืออะไร แต่แนวคิดหนึ่งก็คือมันเป็นคุณสมบัติที่แท้จริงของพื้นที่ที่มักจะอยู่ที่นั่นเสมอ โดยแฝงตัวอยู่เบื้องหลัง เมื่อถึงจุดหนึ่ง เมื่อเอกภพขยายออก ความหนาแน่นของสสารและพลังงานก็ลดลงมากพอที่พลังงานมืดจะเข้ามาครอบงำ

แนวคิดนี้เริ่มต้นจากไอน์สไตน์เมื่อเขาตระหนักว่าทฤษฎีของเขาบรรยายถึงจักรวาลที่ไม่เสถียรซึ่งแรงโน้มถ่วงสามารถดึงดาวทั้งหมดของมันเข้าด้านในด้วยการยุบตัวครั้งใหญ่ นั่นไม่ได้เกิดขึ้นอย่างชัดเจน ดังนั้นเขาจึงแก้สมการของเขาและเติม “ค่าคงที่จักรวาล” เข้าไปเพื่อทำให้สิ่งต่างๆ ถูกต้อง

credit : embassyofliberiagh.org northpto.org coachfactorysoutletstoreonline.net royalnepaleseembassy.org cheapshirtscustom.net sylvanianvillage.com prettyshanghai.net partysofa.net coachfactoryoutleuit.net derrymaine.net