เมื่อต้นปีนี้ ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติซึ่งฉันเป็นส่วนหนึ่ง ได้นำเสนอกาแล็กซีชื่อ HD1 แก่โลก หากได้รับการยืนยัน

HD1 ฉายแสงเพียง320 ล้านปีหลังจากการกำเนิดของเอกภพในบิกแบง—ใกล้เคียงกับต้นกำเนิดของจักรวาลอย่างน่าทึ่ง แสงของกาแล็กซีทำให้การเดินทางไปถึงกล้องโทรทรรศน์ของเราอย่างเหลือเชื่อ ซึ่งกินเวลาประมาณ 13.4 พันล้านปี สำหรับมุมมอง ไดโนเสาร์ได้ท่องไปในโลกของเราเมื่อ 0.2 พันล้านปีก่อน และประวัติศาสตร์ทั้งหมดของโลกเริ่มต้นเมื่อ 4.5 พันล้านปีก่อน เมื่อโฟตอนที่จะลงทะเบียนในกล้องโทรทรรศน์ของเราในท้ายที่สุดเหลือ HD1 ดาวเคราะห์ของเราก็ยังไม่มีอยู่จริง การเกิดขึ้นของระบบสุริยะเองนั้นในอีกเกือบเก้าพันล้านปีข้างหน้า

• บทความอื่น ๆ : vitro4u.com
• บทความแนะนำ : Google I/O จะมาใน 11 และ 12 พ.ย. และพร้อมใช้งานเต็มรูปแบบ

อะไรคือเหตุผลที่อยู่เบื้องหลังการแข่งขันอวกาศรูปแบบใหม่นี้เพื่อมองเห็นวัตถุที่เก่าแก่และห่างไกลที่สุด? มีบางอย่างที่ไม่ต้องสงสัยเลยว่าเป็นบทกวี—ยิ่งใหญ่ แม้กระทั่ง—ในการตรวจจับแสงที่โผล่ออกมาจากความมืดของจักรวาลดึกดำบรรพ์ แต่มีแรงจูงใจที่ลึกซึ้งมากขึ้นในการทำงานที่นี่ กล่าวอย่างง่าย ๆ นักดาราศาสตร์กำลังพยายามทำภารกิจที่ยาวนานนับพันปีเพื่อทำแผนที่จักรวาลและวิวัฒนาการของมัน การศึกษาวัตถุโบราณอย่าง HD1 สามารถช่วยเติมเต็มช่องว่างอันยาวนานในความรู้ของเรา ทำให้เราได้เห็นชัดเจนว่าจักรวาลเปลี่ยนจากพลาสมาที่แผ่ขยายที่ไร้รูปร่างไปเป็นการจัดเรียงของดาราจักร ดาว และดาวเคราะห์ที่สง่างามบนท้องฟ้าได้อย่างไร

การศึกษาแหล่งที่อยู่ห่างไกลเกี่ยวข้องกับการทำความเข้าใจว่าแหล่งกำเนิดทางดาราศาสตร์ใดให้แสงสว่าง ทีมงานของเราได้เสนอคำอธิบายหลายประการสำหรับHD1 เราโต้แย้งว่าแสงต้องมาจากการส่องแสงรวมกันของดาวมวลมากพิเศษหลายพันล้านดวง หรือจากหลุมดำมวลมหาศาลที่กินก๊าซปริมาณมหาศาล

นักดาราศาสตร์มักพยายามอนุมานธรรมชาติของแหล่งกำเนิดแสงที่อยู่ห่างออกไปหลายพันล้านปีแสงโดยการศึกษาสเปกตรัมของพวกมัน ซึ่งเป็นคำที่ใช้ระบุแสงที่เราสังเกตเมื่อแยกออกเป็นสีขององค์ประกอบ นี่อาจเป็นงานที่ซับซ้อน เช่น การพยายามทำความเข้าใจว่าเรือใบบนขอบฟ้าเป็นเรือโจรสลัดที่เป็นศัตรูหรือเป็นเรือสินค้าที่ไม่มีพิษภัย ซึ่งได้รับความช่วยเหลือจากกล้องส่องทางไกลเดินเรือเก่าและกลางหมอกหนาเท่านั้น ในสถานการณ์เช่นนี้ ข้อมูลเกี่ยวกับแหล่งที่มาจะไม่สมบูรณ์อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ และมีความแน่นอนที่เข้าใจยาก

แสงของ HD1 เผยให้เห็นบางสิ่งที่น่าสงสัย นั่นคือการปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลตที่แรงกว่าที่ดาราจักรอื่นที่อยู่ใกล้เราในเวลาและอวกาศมาก หากดาวฤกษ์ผลิตแสงนี้เป็นหลัก มันควรจะแตกต่างจากดวงอาทิตย์ของเราบ้าง ซึ่งจะทำให้ปล่อยโฟตอนพลังงานสูงออกมา เมื่อพิจารณาว่ามุมมอง HD1 ของเราย้อนกลับไปได้ไกลเพียงใด แหล่งกำเนิดแสงเหล่านี้อาจเป็นหนึ่งในกลุ่มดาวฤกษ์กลุ่มแรกๆ ที่ก่อตัวขึ้นในจักรวาล ซึ่งเรียกว่าดาวPopulation II

I ดาวดังกล่าวซึ่งไม่เคยมีใครสังเกตเห็นมาก่อน ถือว่าหนักกว่า ใหญ่กว่า และร้อนกว่าดวงอาทิตย์ของเรา อีกทางหนึ่ง การปล่อยรังสีจาก HD1 เข้ากันได้กับแสงที่เราคาดหวังจากหลุมดำมวลมหาศาลที่หนักราว 100 ล้านดวงอาทิตย์ ซึ่งจะมีมวลมากกว่าราศีธนู A* ประมาณ 25 เท่า ซึ่งเพิ่งถ่าย เมื่อไม่นานนี้โดยกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ที่ใจกลางทางช้างเผือกของเราเอง

ไม่ว่าต้นกำเนิดของมันจะเป็นอย่างไร แสงของ HD1 ก็คือ “ข้อความในขวด” จากอดีตอันไกลโพ้นและค่อนข้างมืดมน เมื่อดาวและกาแลคซีเหมือนกันเป็นสิ่งหายากในจักรวาล เมื่อ HD1 สว่างไสว ในที่สุดจักรวาลก็ออกจากสิ่งที่นักดาราศาสตร์เรียกว่ายุคมืดของจักรวาล: ช่วงเวลาที่กินเวลาหลายร้อยล้านปีโดยพื้นฐานแล้วจะปราศจากวัตถุทางดาราศาสตร์ที่เรืองแสง ดาวฤกษ์ดวงแรกและหลุมดำเพิ่งเริ่มก่อตัว เติมจักรวาลด้วยแสงที่มองเห็นได้เป็นครั้งแรก

กาแล็กซีนี้มีอายุย้อนไปถึง 100 ล้านปี เมื่อเทียบกับเจ้าของสถิติก่อนหน้านี้ กาแล็กซี่GN-z11 ที่ ค้นพบในปี 2559 และยังคงห่างไกลจากดาราจักร EGSY8p7ผู้ชนะเหรียญทองแดง 250 ล้านปีพบในปี 2558 ระยะทางไปยังดาราจักรวัดด้วยเทคนิคอันชาญฉลาดตามแนวคิดของการเปลี่ยนทางแดงของจักรวาลซึ่งเกิดขึ้นจากการขยายตัวของเอกภพ ยิ่งแหล่งกำเนิดห่างมากเท่าไร ก็ยิ่งเคลื่อนตัวออกห่างจากเราเร็วขึ้นเท่านั้น และการถอยกลับ

ความเร็วของดาราจักรที่อยู่ห่างไกลเหล่านี้จะเปลี่ยนความยาวคลื่นของสเปกตรัมของพวกมัน ตัวอย่างเช่น หลอดไฟที่ปล่อยแสงสีม่วงบริสุทธิ์ หากวางไว้ในพื้นที่ของจักรวาลที่สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงสีแดงที่ 1 เมื่อมองจากโลกอย่างคร่าวๆ จะปรากฏเป็นสีแดงเข้ม โดยการเปรียบเทียบสเปกตรัมที่สังเกตได้จากกาแลคซีเหล่านี้กับของแหล่งกำเนิดที่อยู่นิ่ง เราสามารถอนุมานได้ว่าดาราจักรเหล่านี้ถอยห่างจากเราเร็วแค่ไหนและด้วยเหตุนี้จึงอยู่ห่างจากเรามากเพียงใด