ทฤษฎีการก่อตัวของกาแลคซีในปัจจุบันมีพื้นฐานมาจากการรวมกันของลำดับชั้นของหน่วยงานขนาดเล็กลงในโครงสร้างที่ใหญ่ขึ้นและใหญ่ขึ้นเริ่มจากขนาดของกระจุกดาวทรงกลมและสิ้นสุดลงด้วยกระจุกกาแลคซี จากสถานการณ์สมมตินี้สันนิษฐานว่าไม่มีกาแลคซีขนาดใหญ่ในจักรวาลอายุน้อย
อย่างไรก็ตามมุมมองนี้อาจต้องมีการแก้ไข การใช้เครื่องมือ FORS2 แบบหลายโหมดบนกล้องโทรทรรศน์ที่มีขนาดใหญ่มากที่ Paranal ทีมนักดาราศาสตร์ชาวอิตาลีได้จำแนกกาแลคซีระยะไกลสี่แห่งซึ่งมีมวลมากกว่ากาแลคซีทางช้างเผือกหลายเท่าหรือมากกว่ามวลกาแลคซีที่ใหญ่ที่สุดในจักรวาลในปัจจุบัน กาแลคซีเหล่านั้นต้องก่อตัวขึ้นเมื่อเอกภพมีอายุเพียง 2,000 ล้านปีนั่นคือประมาณ 12,000 ล้านปีก่อน
วัตถุที่เพิ่งค้นพบใหม่อาจเป็นสมาชิกของกาแลคซีขนาดใหญ่ที่ยังไม่ถูกตรวจจับจนถึงปัจจุบัน
การมีอยู่ของระบบดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าการก่อตัวของกาแลคซีทรงกลมขนาดใหญ่นั้นเร็วกว่าในเอกภพยุคแรกมากกว่าที่คาดไว้จากทฤษฎีปัจจุบัน
การรวมลำดับชั้น
กาแลคซีเป็นเหมือนเกาะในจักรวาลที่สร้างจากดวงดาวรวมถึงฝุ่นและเมฆก๊าซ พวกเขามาในขนาดและรูปร่างที่แตกต่างกัน โดยทั่วไปนักดาราศาสตร์แยกความแตกต่างระหว่างกาแลคซีกังหัน - เช่นทางช้างเผือกของเรา NGC 1232 หรือกาแลคซีแอนโดรเมดาที่มีชื่อเสียง - และกาแลคซีทรงกลมซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยดาวฤกษ์อายุน้อยและมีฝุ่นหรือก๊าซน้อยมาก กาแลคซีบางแห่งอยู่ตรงกลางระหว่างเกลียวและวงรีและเรียกว่ากาแลคซีแม่และแม่หรือลูกกลม
กาแลคซีไม่เพียง แต่มีรูปร่างที่แตกต่างกันเท่านั้น แต่ยังมีขนาดต่างกันด้วย: บางคนอาจเป็น“ แสง” ในกระจุกดาวทรงกลมในทางช้างเผือกของเรา (กล่าวคือพวกมันประกอบด้วยดาวฤกษ์ประมาณสองล้านดวงในขณะที่บางแห่งอาจมีมวลมากกว่า ล้านดวงอาทิตย์ ปัจจุบันดาวฤกษ์มากกว่าครึ่งหนึ่งในเอกภพตั้งอยู่ในกาแลคซีทรงกลมขนาดใหญ่
หนึ่งในคำถามเปิดหลักเกี่ยวกับฟิสิกส์ดาราศาสตร์และจักรวาลวิทยาสมัยใหม่คือวิธีการและเวลาที่กาแลคซีก่อตัวและวิวัฒนาการเริ่มต้นจากก๊าซดั่งเดิมที่เต็มไปด้วยเอกภพยุคแรก ในทฤษฎีปัจจุบันที่ได้รับความนิยมมากที่สุดกาแลคซีในจักรวาลท้องถิ่นเป็นผลมาจากกระบวนการที่ค่อนข้างช้าซึ่งกาแลคซีขนาดใหญ่และเล็กกว่าจะรวมตัวกันเพื่อสร้างกาแลคซีขนาดใหญ่ขึ้นและใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ ในสถานการณ์สมมตินี้ขนานนามว่า "การรวมกันเป็นลำดับชั้น" จักรวาลเล็กนั้นมีกาแลคซีขนาดเล็กที่มีมวลน้อยในขณะที่จักรวาลปัจจุบันนี้มีกาแลคซีขนาดใหญ่เก่าและใหญ่ซึ่งเป็นกระบวนการสุดท้ายในกระบวนการประกอบช้า
หากสถานการณ์นี้เป็นจริงจากนั้นหนึ่งไม่ควรจะพบกาแลคซีทรงกลมขนาดใหญ่ในจักรวาลเล็ก หรือกล่าวอีกอย่างหนึ่งก็คือเนื่องจากความเร็วแสงที่ จำกัด จึงไม่ควรมีกาแลคซีขนาดใหญ่ไกลจากเรา และจนถึงขณะนี้ก็ยังไม่มีกาแลคซีทรงกลมเก่าแก่ที่รู้จักกันดีกว่ากาแลคซีเรดิโอที่ redshift 1.55 ซึ่งถูกค้นพบเมื่อเกือบสิบปีที่แล้ว
การสำรวจ K20
เพื่อให้เข้าใจกระบวนการก่อตัวของกาแลคซีได้ดีขึ้นและเพื่อตรวจสอบว่าฉากการรวมกันเป็นลำดับชั้นนั้นถูกต้องหรือไม่ทีมนักดาราศาสตร์ชาวอิตาลีและ ESO ใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากของ ESO ในฐานะ "ไทม์แมชชีน" เพื่อค้นหากาแลคซีทรงรีระยะไกล อย่างไรก็ตามนี่ไม่ใช่เรื่องเล็กน้อย กาแลคซีรูปไข่ที่อยู่ห่างไกลซึ่งมีเนื้อหาของดาวฤกษ์เก่าและแดงนั้นจะต้องเป็นวัตถุที่จางมาก ๆ ในช่วงความยาวคลื่นแสงเนื่องจากแสงจำนวนมากถูกเปลี่ยนเป็นส่วนอินฟราเรดของสเปกตรัม กาแลคซีทรงรีระยะไกลจึงเป็นเป้าหมายที่สังเกตยากที่สุดแม้กระทั่งกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่ที่สุด นี่คือเหตุผลที่เร็กคอร์ด redshift 1.55 ยังคงมีอยู่เป็นเวลานาน
แต่ความท้าทายนี้ไม่ได้หยุดนักวิจัย พวกเขาได้รับสเปกโทรสโกปีแบบออปติคัลเชิงลึกด้วยเครื่องมือ FORS2 แบบหลายโหมดบน VLT สำหรับตัวอย่างของวัตถุที่จาง ๆ 546 ชิ้นที่พบในพื้นที่ท้องฟ้า 52 อาร์คมิน 2 (หรือประมาณหนึ่งในสิบของพื้นที่ฟูลมูน) ที่รู้จักกันในชื่อสนาม K20 ซึ่งทับซ้อนกับ GOODS-South บางส่วน ความขยันหมั่นเพียรของพวกเขาจ่ายออกไปและพวกเขาได้รับรางวัลจากการค้นพบกาแลคซีเก่าแก่สี่แห่งที่มีการเปลี่ยนแปลงครั้งใหม่ระหว่าง 1.6 และ 1.9 กาแลคซีเหล่านี้ถูกพบเมื่อเอกภพมีอายุเพียง 25% ของอายุปัจจุบันที่ 13,700 ล้านปี
สำหรับหนึ่งในกาแลคซีทีม K20 ยังได้รับประโยชน์จากฐานข้อมูลสเปกตรัมที่เปิดเผยต่อสาธารณชนในพื้นที่ GOODS-South ที่ถ่ายโดยทีม ESO / GOODS
ประชากรใหม่ของกาแลคซี
กาแลคซีที่เพิ่งค้นพบใหม่จะเห็นได้เมื่อเอกภพมีอายุประมาณ 3,500 ล้านปีคือ 10,000 ล้านปีก่อน แต่จากภาพที่ถ่ายปรากฏว่ากาแลคซีเหล่านี้มีดาวฤกษ์ที่มีอายุระหว่าง 1,000 ถึง 2,000 ล้านปี นี่หมายถึงว่ากาแลคซีจะต้องก่อตัวขึ้นก่อนหน้านี้และพวกมันจะต้องเสร็จสิ้นการชุมนุมเป็นหลักในช่วงเวลาที่จักรวาลมีอายุเพียง 1,500 ถึง 2,500 ล้านปีเท่านั้น
กาแลคซีดูเหมือนจะมีมวลมากกว่าหนึ่งแสนล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ดังนั้นพวกมันจึงมีขนาดใกล้เคียงกับกาแลคซีขนาดใหญ่ที่สุดในจักรวาลยุคปัจจุบัน ภาพประกอบที่ได้จากการสำรวจ GOODS (“ The Great Observatories Origins Deep Survey”) แสดงโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลแสดงให้เห็นว่ากาแลคซีเหล่านี้มีโครงสร้างและรูปร่างคล้ายกับกาแลคซีทรงกลมขนาดใหญ่ในปัจจุบัน
การสำรวจใหม่ได้เปิดเผยประชากรใหม่ของกาแลคซีที่เก่าแก่และใหญ่มาก
การมีอยู่ของกาแลคซีทรงกลมขนาดใหญ่และเก่าในเอกภพยุคแรกแสดงให้เห็นว่าการรวมตัวของกาแลคซีทรงกลมขนาดใหญ่ในปัจจุบันเริ่มต้นเร็วขึ้นมากและเร็วกว่าที่คาดการณ์ไว้มากจากทฤษฎีการรวมกันแบบลำดับชั้น Andrea Cimatti (INAF, Firenze, Italy) หัวหน้าทีมกล่าวว่า“ การศึกษาครั้งใหม่ของเราทำให้เกิดคำถามพื้นฐานเกี่ยวกับความเข้าใจและความรู้ของเราเกี่ยวกับกระบวนการที่ควบคุมการกำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาลและโครงสร้างของมัน”
แหล่งต้นฉบับ: ข่าว ESO
