การจำลองความละเอียดสูงของกาแลคซีซึ่งเป็นซูเปอร์โนวาส่องสว่างเป็นพิเศษและสภาพแวดล้อมที่วุ่นวายในจักรวาลยุคแรก เครดิต: Adrian Malec และ Marie Martig (มหาวิทยาลัย Swinburne)
ดาวฤกษ์แรกสุดบางดวงนั้นมีขนาดใหญ่และมีอายุสั้นโดยมีกำหนดที่จะจบชีวิตของพวกเขาด้วยการระเบิดครั้งใหญ่ นักดาราศาสตร์ตรวจพบดาวฤกษ์ระเบิดที่เร็วและไกลที่สุดบางดวงที่เรียกว่าซุปเปอร์โนวา "สว่างเป็นพิเศษ" - การระเบิดของดาวฤกษ์มีการระเบิดที่สว่างกว่าดาวฤกษ์ซุปเปอร์โนวาประเภทอื่น ๆ 10–100 เท่า ทั้งคู่ตั้งค่าการบันทึกสำหรับซูเปอร์โนวาที่ห่างไกลที่สุดที่ตรวจพบและเสนอเบาะแสเกี่ยวกับเอกภพยุคแรก ๆ
“ แสงของซุปเปอร์โนวาเหล่านี้มีข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับวัยเด็กของจักรวาล ณ เวลาที่ดาวดวงแรกบางดวงยังคงกลั่นตัวออกมาจากไฮโดรเจนและฮีเลียมที่เกิดจากบิ๊กแบง” ดร. เจฟฟรีย์คุกกล่าวนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จาก Swinburne University of Technology ในออสเตรเลียซึ่งทีมได้ค้นพบ
ทีมใช้การรวมกันของข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์แคนาดา - ฝรั่งเศส - ฮาวายและกล้องโทรทรรศน์ Keck 1 ซึ่งทั้งสองตั้งอยู่ในฮาวาย
“ ซุปเปอร์โนวาประเภทที่เราพบนั้นหายากมาก” Cooke กล่าว “ อันที่จริงมีเพียงคนเดียวเท่านั้นที่ถูกค้นพบก่อนงานของเรา ซุปเปอร์โนวาประเภทนี้เป็นผลมาจากการตายของดาวมวลสูงมาก (ประมาณ 100 - 250 เท่ามวลดวงอาทิตย์ของเรา) และเกิดการระเบิดในวิธีที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงเมื่อเทียบกับซุปเปอร์โนวาตัวอื่น การค้นพบและศึกษาเหตุการณ์เหล่านี้ทำให้เรามีตัวอย่างเชิงสังเกตการณ์เพื่อทำความเข้าใจพวกเขาและสารเคมีที่พวกเขาพุ่งเข้าสู่จักรวาลเมื่อพวกเขาตาย”
ซุปเปอร์โนวาส่องสว่างแบบซุปเปอร์ถูกค้นพบเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมาและหาได้ยากในจักรวาลใกล้เคียง ต้นกำเนิดของพวกมันยังไม่เข้าใจนัก แต่มีกลุ่มย่อยบางส่วนที่เชื่อว่าเกิดขึ้นเมื่อดาวมวลสูงมากมวลดวงอาทิตย์ของเราสูงกว่า 150 ถึง 250 เท่าได้รับการระเบิดของนิวเคลียร์จากการเปลี่ยนโฟตอนเป็นคู่อิเล็กตรอนโพซิตรอน กระบวนการนี้แตกต่างอย่างสิ้นเชิงเมื่อเทียบกับซุปเปอร์โนวาประเภทอื่น ๆ เหตุการณ์เช่นนี้คาดว่าจะเกิดขึ้นบ่อยครั้งในเอกภพยุคแรกเมื่อดาวมวลสูงเป็นเรื่องปกติมากขึ้น
สิ่งนี้และความสว่างที่สุดของเหตุการณ์เหล่านี้สนับสนุนให้ Cooke และเพื่อนร่วมงานค้นหาซูเปอร์โนวาที่ส่องสว่างเป็นพิเศษที่ redshifts มากกว่า 2 เมื่อจักรวาลมีอายุน้อยกว่าหนึ่งในสี่ของยุคปัจจุบัน
“ เราใช้ LRIS (ความละเอียดต่ำในการถ่ายภาพสเปกโตรมิเตอร์) บน Keck I เพื่อรับสเปคโทรสโคปลึกเพื่อยืนยันการเปลี่ยนโฮสต์และเพื่อค้นหาการปล่อยเวลาออกจากซูเปอร์โนวา” Cooke กล่าว “ การตรวจพบครั้งแรกพบได้ในเขตข้อมูล CFHT Legacy Survey Deep แสงจากซุปเปอร์โนวามาถึงที่นี่ในโลก 4 ถึง 6 ปีก่อน เพื่อยืนยันระยะทางของพวกเขาเราจำเป็นต้องได้รับสเปกตรัมของกาแลคซีโฮสต์ของพวกเขาซึ่งสลัวมากเนื่องจากระยะทางไกลสุดขั้ว รูรับแสงขนาดใหญ่ของ Keck และความไวแสงสูงของ LRIS ทำให้เป็นไปได้ นอกจากนี้ซุปเปอร์โนวาบางแห่งยังมีคุณสมบัติการปล่อยก๊าซที่สว่างเพียงพอที่คงอยู่เป็นเวลาหลายปีหลังจากที่มันระเบิด Keck spectroscopy ที่ลึกสามารถตรวจจับเส้นเหล่านี้เพื่อการยืนยันและการศึกษาเพิ่มเติม”
Cooke และเพื่อนร่วมงานค้นหาผ่านจักรวาลจำนวนมากที่ z มากกว่าหรือเท่ากับ 2 และพบซุปเปอร์โนวาส่องสว่างสองดวงที่ redshifts 2.05 และ 3.90 - ทำลายสถิติ redshift ซูเปอร์โนวาครั้งก่อนที่ 2.36 และแสดงถึงการผลิต อัตราของซุปเปอร์โนวาส่องสว่างแบบซุปเปอร์ที่ส่องแสงสีแดงเหล่านี้สูงกว่าในจักรวาลใกล้เคียงอย่างน้อย 10 เท่า แม้ว่าสเป็คตรัมของวัตถุทั้งสองนี้ทำให้ไม่น่าเป็นไปได้ว่าบรรพบุรุษของพวกเขาเป็นหนึ่งในดาวฤกษ์รุ่นแรก แต่ผลลัพธ์ในปัจจุบันชี้ให้เห็นว่าการตรวจจับดาวเหล่านั้นอาจไม่ไกลจากความเข้าใจของเรา
การตรวจจับดาวดวงแรกช่วยให้เราเข้าใจดวงดาวดวงแรกในจักรวาลได้มากขึ้น Cooke กล่าว
“ ไม่นานหลังจากบิกแบงมีเพียงไฮโดรเจนและฮีเลียมในจักรวาล” เขากล่าว “ องค์ประกอบอื่น ๆ ทั้งหมดที่เราเห็นรอบตัวเราในวันนี้เช่นคาร์บอนออกซิเจนเหล็กและซิลิคอนถูกผลิตขึ้นในแกนกลางของดาวหรือระหว่างการระเบิดของซูเปอร์โนวา ดาวดวงแรกที่ก่อตัวขึ้นหลังจากบิกแบงได้วางกรอบสำหรับกระบวนการอันยาวนานในการเพิ่มคุณค่าให้กับจักรวาลซึ่งในที่สุดก็ผลิตกาแลคซีดวงดาวและดาวเคราะห์ที่เราเห็นรอบตัวเราในวันนี้ การค้นพบของเราสำรวจเป็นครั้งแรกในจักรวาลที่ทับซ้อนกับเวลาที่เราคาดว่าจะเห็นดาวดวงแรก”
แหล่งที่มา: หอสังเกตการณ์ Keck, ธรรมชาติ
