เครดิตรูปภาพ: SDSS
ควาซาร์ที่รู้จักไกลที่สุดแสดงให้เห็นว่าบางหลุมดำมวลมหาศาลเกิดขึ้นเมื่อเอกภพมีอายุเพียง 6 เปอร์เซ็นต์ของอายุปัจจุบันหรือประมาณ 700 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบง
การที่หลุมดำของมวลดวงอาทิตย์หลายพันล้านก่อตัวขึ้นอย่างรวดเร็วในเอกภพยุคแรก ๆ นั้นเป็นความลึกลับหนึ่งที่นักดาราศาสตร์ทำการสำรวจ Sloan Digital Sky Survey (SDSS) พวกเขาค้นพบควาซาร์ที่เก่าแก่และไกลที่สุด 13 แห่งที่ค้นพบ
“ เราหวังว่าจะเพิ่มจำนวนนั้นอย่างน้อยสองเท่าในอีกสามปีข้างหน้า” Xiaohui Fan จาก Steward Observatory ของมหาวิทยาลัยแอริโซนาในทูซอนกล่าว
Fan นำทีม SDSS ที่ค้นพบควาซาร์ที่อยู่ไกลออกไปซึ่งเป็นวัตถุขนาดกะทัดรัด แต่ส่องสว่างซึ่งคิดว่าถูกขับเคลื่อนโดยหลุมดำมวลมหาศาล ควาซาร์ที่ห่างไกลที่สุดในกลุ่มดาวหมีใหญ่อยู่ห่างออกไป 13 พันล้านปีแสง
ควาซาร์ที่เก่าแก่ที่สุดตั้งคำถามที่ยั่วเย้าเกี่ยวกับจักรวาลยุคแรก แฟนพูดคุยเกี่ยวกับเรื่องนี้ในวันนี้ (13 กุมภาพันธ์) ที่สมาคมอเมริกันเพื่อความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์การประชุมประจำปีในซีแอตเทิล
จักรวาลของเด็กทารกคือไฮโดรเจนและฮีเลียม
“ แต่เราเห็นองค์ประกอบอื่น ๆ มากมายรอบควาซาร์ตอนต้น” Fan กล่าว “ เราเห็นหลักฐานของคาร์บอนไนโตรเจนเหล็กและองค์ประกอบอื่น ๆ และยังไม่ชัดเจนว่าองค์ประกอบเหล่านี้ไปถึงที่นั่นได้อย่างไร มีเหล็กมากเท่ากับสัดส่วนของประชากรในระบบแรก ๆ เหล่านั้นดังเช่นที่มีอยู่ในกาแลคซีที่อยู่ใกล้ ๆ ”
นักดาราศาสตร์ประเมินอายุปัจจุบันของเอกภพที่ 13.7 พันล้านปี ควาซาร์ในเอกภพยุคแรก ๆ ดูเหมือนผู้ใหญ่มากเท่ากับกาแลคซีใกล้เคียงเช่นทางช้างเผือกก่อตัวขึ้นสองสามพันล้านปีหลังจากการระเบิดครั้งใหญ่
นักดาราศาสตร์วิทยุที่ร่วมมือกับนักวิจัย SDSS ได้ตรวจพบคาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของเมฆโมเลกุลใกล้กับควาซาร์โบราณ
หลักฐานทั้งหมดนี้ชี้ให้เห็นว่ากาแลคซีที่เจริญเต็มที่แห่งแรกเกิดขึ้นพร้อมกับหลุมดำมวลมหาศาลโบราณในเอกภพยุคแรก ๆ
แม้ว่านักจักรวาลวิทยาจะไม่ตื่นตระหนก แต่พวกเขาจำเป็นต้องปรับแต่งทฤษฎีเพื่อให้ชัดเจนว่าเกิดอะไรขึ้น
แฟนและเพื่อนร่วมงานของเขาเชื่อว่าควาซาร์ที่เก่าแก่ที่สุดสามารถใช้ในการตรวจสอบจุดสิ้นสุดของยุคมืดจักรวาลและจุดเริ่มต้นของยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาของจักรวาล
ในสิ่งที่เรียกว่า Cosmic Dark Ages จักรวาลนั้นเป็นสถานที่ที่เย็นและทึบแสงโดยไม่มีดาว จากนั้นเป็นช่วงวิกฤตที่เอกภพผ่านการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว กาแลคซีและควอซาร์แห่งแรกที่เกิดขึ้นใน Cosmic Renaissance ทำให้ความร้อนของจักรวาลกลายเป็นสถานที่ที่เราเห็นในทุกวันนี้
แฟนและเพื่อนร่วมงานของเขาเชื่อว่าควาซาร์ที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักบางคนอาจขยายช่วงการเปลี่ยนภาพที่สำคัญ
“ การสังเกตของเราแนะนำว่าสิ่งที่เราอาจเห็นในช่วงการเปลี่ยนภาพนี้คือไฮโดรเจนอะตอมกลายเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์ กระบวนการไอออไนเซชันนี้เป็นหนึ่งในกระบวนการสำคัญที่เกิดขึ้นในช่วงหนึ่งพันล้านปีแรก”
การสำรวจในปัจจุบันเพิ่งเริ่มที่จะเปิดเผยว่ากระบวนการไอออไนเซชันนี้เกิดขึ้นเมื่อใดและอย่างไร ข้อมูลจากควาซาร์ระยะไกลรวมกับหลักฐานอื่น ๆ เช่นจากพื้นหลังไมโครเวฟในอวกาศซึ่งเป็นที่ปลดปล่อยรังสีจากบิ๊กแบงจะเริ่มทดสอบทฤษฎีว่ากาแลคซีแห่งแรกปรากฏขึ้นในเอกภพอย่างไร
อาจใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศขนาดใหญ่ที่มีรูรับแสงกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ขนาด 6.5 เมตรของนาซ่าเพื่อสำรวจสิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างจักรวาลมืดจักรวาลกับจักรวาลยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา Fan กล่าว
กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินแบบออพติคอล / อินฟราเรดไม่สามารถตรวจจับวัตถุที่เปลี่ยนเป็นสีแดงเกินกว่า 6.5 ได้ ไอน้ำในชั้นบรรยากาศของโลกดูดซับความยาวคลื่นอินฟราเรดได้นานขึ้นดังนั้นจะต้องใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศซึ่งอาจมีช่องรับแสงที่ใหญ่กว่าของกล้องโทรทรรศน์นาซ่าสปิตเซอร์ในขณะนี้ที่โคจรรอบโลกเพื่อศึกษาวัตถุที่ redshift 7, 8 หรือ 10 ใน รายละเอียดพัดลมพูด
(เรียกว่าเรดชิฟต์) เป็นปรากฏการณ์ที่มีสัดส่วนกับความเร็วของวัตถุท้องฟ้าซึ่งเร่งความเร็วออกจากโลกเส้นในการเปลี่ยนสเปกตรัมไปทางยาวกว่าความยาวคลื่นสีแดงตอนนี้นักดาราศาสตร์เชื่อว่าวัตถุที่อยู่ไกลที่สุดลดลงจากโลกด้วยความเร็วสูงสุด ยิ่งวัตถุอยู่ห่างออกไปมากเท่าไหร่ก็จะยิ่งแดงมากขึ้นเท่านั้น)
แหล่งต้นฉบับ: ข่าว UA
