นักดาราศาสตร์ไทยจาก NARIT สร้างผลงานระดับโลก เผยผลการศึกษาประชากรกาแล็กซีมหาศาลกว่า 1.1 ล้านแห่ง ตีพิมพ์ในวารสารระดับนานาชาติ MNRAS ชี้แบบจำลองจักรวาลวิทยาในปัจจุบันอาจต้องยกเครื่องใหม่ หลังพบประชากรกาแล็กซีจางและกาแล็กซียุคเริ่มต้นมีจำนวน "มากเกินคาด" เผยกลไกแรงสะท้อนจากหลุมดำและซูเปอร์โนวาอาจไม่ได้รุนแรงอย่างที่เคยเข้าใจ สู่กุญแจสำคัญในการไขปริศนาการกำเนิดโครงสร้างของเอกภพตลอด 13.8 พันล้านปี

ใช้ "กล้องโทรทรรศน์" เป็นเครื่องย้อนเวลา ส่องอดีต 13.8 พันล้านปี

เนื่องจากกาแล็กซีมีอายุยืนยาวเกินกว่าช่วงชีวิตมนุษย์จะเฝ้าสังเกตได้โดยตรง นักดาราศาสตร์จึงต้องอาศัยคุณสมบัติของแสงที่ต้องใช้เวลาในการเดินทาง ยิ่งเรามองกาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลออกไปมากเท่าใด ก็เปรียบเสมือนการใช้กล้องโทรทรรศน์เป็น "เครื่องย้อนเวลา" เพื่อมองเห็นอดีตของเอกภพในยุคเริ่มต้นมากขึ้นเท่านั้น

ทว่า กาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลมักจะมีความสว่างน้อยและสังเกตการณ์ได้ยาก นักวิจัยจึงหันมาใช้แนวทางศึกษาประชากรกาแล็กซีจำนวนมหาศาลผ่านเครื่องมือที่เรียกว่า "Luminosity Function" (ฟังก์ชันความสว่าง) เพื่ออธิบายจำนวนของกาแล็กซีในแต่ละช่วงความสว่าง และนำมาอนุมานวงจรชีวิตรวมถึงกลไกเบื้องหลังวิวัฒนาการของพวกมัน

ผลงานวิจัยชิ้นที่ 1 แกะรอย 1.1 ล้านกาแล็กซี ท้าทายแบบจำลอง Feedback

ดร.สุทธิกุล กุลค้อ นักวิจัยด้านจักรวาลวิทยาและฟิสิกส์ดาราศาสตร์พลังงานสูงจาก NARIT ได้ร่วมวิเคราะห์ข้อมูลกาแล็กซีมากกว่า 1.1 ล้านกาแล็กซี ในโครงการ The Physics of the Accelerating Universe Survey (PAUS) ซึ่งใช้กล้องโทรทรรศน์ William Herschel Telescope ณ เกาะลาปัลมา ประเทศสเปน

งานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Monthly Notices of the Royal Astronomical Society เมื่อวันที่ 23 กุมภาพันธ์ 2569 โดยมีรายละเอียดการค้นพบที่สำคัญดังนี้

1.โครงการ PAUS ใช้เทคนิค Photometric Redshift วัดระยะทางของกาแล็กซีจากการขยายตัวของเอกภพ โดยใช้ฟิลเตอร์มากถึง 40 ช่วงความยาวคลื่น ทำให้วัดระยะทางได้อย่างแม่นยำสูง และย้อนอดีตไปได้ไกลถึงช่วงที่เอกภพมีอายุเริ่มต้นเพียง 4 พันล้านปี (หรือคิดเป็นกว่า 70% ของประวัติศาสตร์เอกภพ)

2.จากการเปรียบเทียบฟังก์ชันความสว่าง พบว่าทฤษฎีในปัจจุบันสอดคล้องกับผลสังเกตการณ์ได้ดีเฉพาะช่วงปัจจุบันย้อนไปถึง 8 พันล้านปี แต่กลับ แตกต่างกันอย่างชัดเจนในช่วงที่เอกภพมีอายุ 8 พันล้านปี ถึง 1 หมื่นล้านปี

3.ทีมวิจัยพบว่า ความผิดพลาดในการวัดระยะห่างของกาแล็กซีส่งผลให้ฟังก์ชันความสว่างคลาดเคลื่อน จนดูเหมือนมีกาแล็กซีสว่างสูงจำนวนมากเกินความเป็นจริง ซึ่งอาจทำให้ตีความผลของ Feedback จากหลุมดำมวลยิ่งยวด (AGN) และซูเปอร์โนวาผิดไป

4.ข้อมูลพื้นที่สำรวจที่กว้างยืนยันว่า มีกาแล็กซีแสงริบหรี่จำนวนมากกว่าที่แบบจำลองทฤษฎีคาดการณ์ไว้ บ่งชี้ว่ากระบวนการ Feedback จาก AGN และซูเปอร์โนวาอาจไม่ได้รุนแรงอย่างที่คิด ทำให้แก๊สในกาแล็กซียังสามารถก่อกำเนิดดาวฤกษ์ได้มากกว่าที่เคยเข้าใจ และอาจนำไปสู่การปรับปรุงแบบจำลองในอนาคต

ผลงานวิจัยชิ้นที่ 2 กล้องเจมส์เว็บบ์ เผยกาแล็กซียุคแรกสว่างเกินจริง

นอกเหนือจากงานวิจัยประชากรกาแล็กซีขนาดใหญ่แล้ว NARIT ยังมีผลงานของ ดร.ณิชา ลีโทชวลิต ที่ร่วมศึกษากาแล็กซีในยุคเริ่มต้นที่สุดของเอกภพ โดยวิเคราะห์ข้อมูลจาก กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์ (JWST)

ดร.ณิชา ได้ศึกษาประชากรกาแล็กซีในช่วงที่เอกภพมีอายุเพียงไม่กี่ร้อยล้านปีหลังเกิดบิกแบง และพบว่า มีจำนวนกาแล็กซีที่สว่างมากในเอกภพยุคแรกมากกว่าที่แบบจำลองเชิงทฤษฎีสมัยใหม่จะอธิบายได้

การค้นพบนี้อาจหมายความว่าแบบจำลอง Stellar Population Synthesis ที่ใช้อธิบายแสงจากดาวฤกษ์จำเป็นต้องได้รับการปรับปรุง เมื่อนำมาใช้กับเอกภพยุคแรก หรือ กระบวนการก่อกำเนิดดาวฤกษ์ในยุคเริ่มแรกสุดของจักรวาลนั้น อาจมีความแตกต่างไปจากที่เราเคยเข้าใจในปัจจุบันอย่างสิ้นเชิง

ทั้งนี้ งานวิจัยทั้งสองชิ้นจากนักดาราศาสตร์ NARIT ถือเป็นจิ๊กซอว์ชิ้นสำคัญที่เข้ามาช่วยเติมเต็มประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของเอกภพตลอด 13.8 พันล้านปี และผลลัพธ์ที่ขัดแย้งกับทฤษฎีดั้งเดิมเหล่านี้ กำลังจะเป็นแรงขับเคลื่อนสำคัญที่นำไปสู่การปรับปรุงความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับการกำเนิดโครงสร้าง สิ่งแวดล้อมที่เอื้อต่อสิ่งมีชีวิต และวัตถุต่างๆ ในจักรวาลในอนาคตต่อไป.