ระบบเช่นนี้ทำให้เกิดดาวดวงใหม่เร็วกว่าทางช้างเผือกถึง 1,000 เท่า ภาพใหม่ของแก๊สที่ปั่นป่วนภายในดาราจักรแฉกโบราณช่วยอธิบายได้ว่าทำไมพลุดาราจักรนี้ถึงเกิดการก่อตัวดาวที่บ้าคลั่งเช่นนี้
ด้วยการใช้อาร์เรย์มิลลิเมตร/มิลลิเมตรขนาดใหญ่ของ Atacama หรือ ALMA นักวิจัยได้นำมุมมองที่มีรายละเอียดมากที่สุดของจานก๊าซที่ก่อตัวดาวฤกษ์ที่แทรกซึมเข้าไปในกาแลคซี COSMOS-AzTEC-1 ซึ่งมีอายุย้อนไปถึงเมื่อเอกภพมีอายุน้อยกว่า 2 พันล้านปี เก่า. การสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ซึ่งรายงานออนไลน์เมื่อวันที่ 29 สิงหาคมในNatureเผยให้เห็นแหล่งกักเก็บก๊าซโมเลกุลขนาดมหึมาที่มีความอ่อนไหวสูงต่อการยุบตัวและสร้างดาวดวงใหม่
COSMOS-AzTEC-1 และกลุ่มดาวกระจายของมันทำให้นักดาราศาสตร์งงงวยมาช้านาน
เพราะกาแลคซีเหล่านี้สร้างดาวดวงใหม่ออกมาเร็วกว่าทางช้างเผือกถึง 1,000 เท่า ตามทฤษฎีมาตรฐานของจักรวาลวิทยา ดาราจักรไม่ควรโตเร็วพอที่จะเป็นดาวฤกษ์ที่อุดมสมบูรณ์เช่นนี้ได้ไม่นานหลังจากบิกแบง
ภายในดาราจักรปกติ ความดันภายนอกของรังสีจากดาวฤกษ์ช่วยต่อต้านการดึงเข้าด้านในของแรงโน้มถ่วงของก๊าซ ซึ่งปั๊มเบรกในการก่อตัวดาวฤกษ์ แต่ใน COSMOS-AzTEC-1 แรงโน้มถ่วงของก๊าซนั้นรุนแรงมากจนสามารถเอาชนะแรงดันการแผ่รังสีที่อ่อนลงจากดาวฤกษ์ได้ ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวดาวฤกษ์ที่หลบหนี รูปภาพ ALMA ใหม่เผยให้เห็นเมฆก๊าซขนาดใหญ่สองก้อนที่ยุบตัวในดิสก์ ซึ่งเป็นศูนย์กลางสำคัญของการก่อตัวดาวฤกษ์
Min Yun นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ แอมเฮิร์สต์ กล่าวว่า “มันเหมือนกับคลังเชื้อเพลิงขนาดยักษ์ที่สร้างขึ้นหลังบิ๊กแบง … และเรากำลังจับมันได้อย่างถูกต้องในกระบวนการที่ไฟทั้งหมดสว่างขึ้น” Min Yun นักดาราศาสตร์จาก University of Massachusetts Amherst กล่าว
หยุนและเพื่อนร่วมงานยังคงไม่ทราบว่า COSMOS-AzTEC-1 กักตุนวัสดุก่อรูปดาวจำนวนมหาศาลไว้ได้อย่างไร แต่การสังเกตกาแล็กซีและดาราจักรในอนาคตโดยใช้ ALMA หรือกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ซึ่งจะเปิดตัวในปี 2564 อาจช่วยชี้แจงที่มาของสัตว์ประหลาดในจักรวาลโบราณ เหล่านี้ได้ ( SN Online: 6/11/14 )
ด้วยการใช้หอดูดาว Chandra X-Ray Observatory ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์ที่มีความละเอียดอ่อนซึ่งเปิดตัวเมื่อเดือนกรกฎาคมที่ผ่านมา (SN: 9/4/99, p. 148) นักวิจัยรายงานว่าพวกเขาได้ตรึงต้นกำเนิดของพื้นหลังไว้ที่พลังงานที่เหลืออยู่มากที่สุด เข้าใจยาก—มากกว่า 2,000 อิเล็กตรอนโวลต์ ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าหลุมดำมวลมหาศาลที่ซุ่มซ่อนอยู่ที่แกนกลางของดาราจักรนั้นพบได้บ่อยกว่าการสังเกตการณ์ด้วยแสงที่มองเห็นได้มาก
ความเป็นไปได้ที่น่าสนใจ แต่มีความไม่แน่นอนน้อยกว่ามากคือวัตถุที่สว่างด้วยรังสีเอกซ์บางส่วนเป็นป้ายบอกทางของกาแลคซีแรกสุดที่จะรวมตัวกันในจักรวาล
แหล่งที่มาของพื้นหลัง X-ray คือ “เป็นเพียงสิ่งที่เราหวังว่า Chandra จะค้นพบ” นักดาราศาสตร์ Roger D. Blandford จาก California Institute of Technology ในพาซาดีนาแสดงความคิดเห็น นักวิจัยได้นำเสนอข้อค้นพบของพวกเขาในสัปดาห์นี้ที่แอตแลนตาในที่ประชุมของสมาคมดาราศาสตร์อเมริกัน
ในการค้นหาต้นกำเนิดของการเรืองแสงด้วยรังสีเอกซ์ Richard Mushotzky จาก Goddard Space Flight Center ของ NASA ในเมือง Greenbelt รัฐ Md. และ Keith A. Arnaud จากมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ College Park ได้จดจ่ออยู่กับท้องฟ้าขนาดเล็ก จันทราจ้องไปที่มันเป็นเวลา 27.7 ชั่วโมงเมื่อต้นเดือนธันวาคมปีที่แล้ว
Mushotzky กล่าวว่า “เราพบแหล่งกำเนิดจุด [ความเข้ม] และการกระจายที่เหมาะสมเพียงพอสำหรับพื้นหลังเอ็กซ์เรย์ 80 ถึง 100 เปอร์เซ็นต์ โดยบังเอิญ นักวิจัยคนอื่นๆ ได้ศึกษาท้องฟ้าผืนเดียวกันอย่างกว้างขวางในแสงที่มองเห็นได้ โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ Keck คู่ ซึ่งเป็นเครื่องตรวจจับแสงที่ใหญ่ที่สุดในโลก บนยอด Mauna Kea ของฮาวาย
เมื่อเปรียบเทียบการสังเกตทั้งสองชุด Lennox L. Cowie และ Amy Barger จากมหาวิทยาลัยฮาวายในโฮโนลูลูพบว่าประมาณหนึ่งในสามของแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์อาศัยอยู่ที่ศูนย์กลางของกาแลคซีที่มีแกนส่องแสงจ้าที่เรียกว่านิวเคลียสของดาราจักรที่ใช้งานอยู่ ดาราจักรดังกล่าวคาดว่าจะมีหลุมดำขนาดใหญ่ ซึ่งทำให้ก๊าซรอบข้างผลิตรังสีเอกซ์และแสงที่มองเห็นได้เมื่อก๊าซถูกดูดเข้าไป
วัตถุที่เปล่งรังสีเอกซ์อีก 1 ใน 3 อยู่ที่ใจกลางกาแลคซี่ซึ่งเปล่งแสงที่มองเห็นได้น้อยมากจากแกนของพวกมัน ทีมงานแนะนำว่ารังสีเอกซ์เหล่านี้มาจากหลุมดำขนาดใหญ่เช่นกัน แต่รังสีเอกซ์ที่ปกคลุมไปด้วยฝุ่นหรือที่ความยาวคลื่นที่มองเห็นได้หยุดนิ่งผิดปกติ
Mushotzky กล่าวว่า “ข้อมูลจันทราแสดงให้เห็นว่ามีหลุมดำมากเป็นอย่างน้อยสองเท่า” เท่าที่นับด้วยแสงที่มองเห็นได้
