กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ เผยเบื้องหลังการก่อตัวของดวงดาวใจกลางทางช้างเผือก

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (James Webb Space Telescope - JWST) ได้เปิดเผยภาพการก่อตัวของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่จำนวนมากบริเวณใกล้ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือก โดยการถ่ายภาพในสองความยาวคลื่นอินฟราเรดที่แตกต่างกัน ภาพที่ได้ไม่เพียงแต่สวยงามเท่านั้น แต่ยังเป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจว่าเหตุใดบริเวณใจกลางกาแล็กซีของเราจึงมีการก่อตัวของดาวฤกษ์ที่ช้ากว่าที่ควรจะเป็น

จุดศูนย์กลางของการศึกษา Sagittarius B2

ศูนย์กลางของการค้นพบนี้ คือ Sagittarius B2 (Sgr B2) กลุ่มก๊าซโมเลกุลหนาแน่นที่อยู่ห่างจากหลุมดำมวลมหาศาล Sagittarius A* ราว 390 ปีแสง Sgr B2 มีขนาดประมาณ 150 ปีแสง และประกอบด้วยก๊าซมากพอที่จะก่อกำเนิดดาวคล้ายดวงอาทิตย์ได้มากถึง 3 ล้านดวง ทำให้ที่นี่เป็นแหล่งกำเนิดดาวฤกษ์ที่ใหญ่ที่สุดและมีพลวัตสูงที่สุดในทางช้างเผือก 

อย่างไรก็ตาม ความจริงที่น่าสนใจก็คือ แม้บริเวณใจกลางกาแล็กซีจะมีก๊าซโมเลกุลรวมทั้งหมดไม่มากนัก แต่ Sgr B2 กลับสามารถสร้างดาวฤกษ์ได้มากถึงครึ่งหนึ่งของดาวทั้งหมดในเขตนี้ ซึ่งเป็นปริศนาที่นักดาราศาสตร์ยังคงพยายามหาคำตอบ

ดวงดาว ก๊าซ และฝุ่นจักรวาลในเมฆโมเลกุล Sagittarius B2 เรืองแสงในแสงอินฟราเรดใกล้ จับภาพได้โดยเครื่องมือ NIRCam ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ JWST 

บทบาทของสนามแม่เหล็กและคำอธิบายจากนักวิจัย

นักวิจัยเชื่อว่า ปัจจัยหนึ่งอาจเกี่ยวข้องกับสนามแม่เหล็กที่ซับซ้อนและทรงพลัง รอบใจกลางกาแล็กซีและกลุ่มเมฆโมเลกุล ซึ่งอาจมีบทบาทในการควบคุมอัตราการก่อตัวของดาว แต่ยังต้องอาศัยการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อพิสูจน์สมมติฐานนี้ 

ดร.อดัม กินส์เบิร์ก (Adam Ginsburg) จากมหาวิทยาลัยฟลอริดา หนึ่งในผู้ร่วมวิจัย กล่าวว่า “กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ได้มอบรายละเอียดที่ไม่เคยมีมาก่อน ซึ่งจะช่วยให้เราเข้าใจปริศนาของการก่อตัวดาวมวลมาก และเหตุผลว่าทำไม Sgr B2 จึงมีกิจกรรมมากกว่าส่วนอื่นๆ ของใจกลางกาแล็กซี”

พลังของกล้องอินฟราเรด NIRCam และ MIRI

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ สามารถเจาะทะลุม่านฝุ่นหนาทึบของ Sgr B2 ได้ด้วยเทคโนโลยีอินฟราเรดที่ทรงพลัง โดยในภาพจากกล้องอินฟราเรดใกล้ (NIRCam) เราจะเห็นดาวฤกษ์นับไม่ถ้วนส่องแสงท่ามกลางเนบิวลาพร่ามัว แต่ในบางพื้นที่ที่ฝุ่นหนาเกินไป NIRCam ไม่สามารถมองทะลุได้ ซึ่งกล้องอินฟราเรดกลาง (MIRI) จะเข้ามามีบทบาท ภาพจากกล้อง MIRI แสดงให้เห็นเนบิวลาที่สว่างสดใส ขยายออกมาอย่างเต็มรูปแบบ เผยขนาดมหึมาของการก่อตัวดาวฤกษ์ โดยมีแสงจากดาวอายุน้อยมวลมากเป็นตัวกระตุ้น

ภาพอินฟราเรดระยะกลางของ Sagittarius B2 จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ JWST แสดงให้เห็นเนบิวลาฝุ่นขนาดใหญ่ที่ได้รับการส่องสว่างจากดาวฤกษ์ที่เพิ่งเกิดใหม่

เป้าหมายหลักของการศึกษา

เป้าหมายหลักของการศึกษาครั้งนี้ คือการหาคำตอบว่า การก่อตัวดาวฤกษ์ใน Sgr B2 เป็นกระบวนการที่ยาวนานต่อเนื่องมาหลายล้านปี หรือเพิ่งเกิดการปะทุครั้งใหญ่ในช่วงไม่นานมานี้ การเข้าใจจุดนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เชื่อมโยง Sgr B2 เข้ากับพลวัตโดยรวมของใจกลางกาแล็กซี และค้นหาปัจจัยที่ยับยั้งการเกิดดาวฤกษ์ในเขตอื่นๆ ของศูนย์กลางทางช้างเผือก

ผลลัพธ์เหล่านี้มีความสำคัญในระดับจักรวาล นักดาราศาสตร์ชี้ว่าการก่อตัวดาวฤกษ์เข้มข้นใน Sgr B2 มีลักษณะคล้ายกับสภาพในเอกภพยุคแรกหลังบิ๊กแบง เมื่อดาวฤกษ์ดวงแรก ๆ เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและเต็มไปด้วยพลังงาน การศึกษาปัจจัยที่ควบคุมการก่อตัวดาวในปัจจุบัน จึงอาจช่วยไขความลับของการกำเนิดดาวฤกษ์ในยุคแรกของเอกภพได้เช่นกัน

รายงานฉบับเต็มของการวิจัยนี้ชื่อว่า JWST's first view of the most vigorously star-forming cloud in the Galactic center -- Sagittarius B2 ตีพิมพ์ในคลังเอกสารวิชาการ arXiv วันที่ 15 กันยายนที่ผ่านมา