กล้องโทรทรรศน์อวกาศ James Webb ของ NASA ยังคงปฏิวัติความเข้าใจของเราเกี่ยวกับจักรวาลด้วยการค้นพบที่ก้าวล้ำสองประการที่ท้าทายสมมติฐานที่ยึดถือมานานเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์และการก่อตัวของจักรวาลยุคแรก การสังเกตการณ์ล่าสุดได้เผยให้เห็นว่า Uranus สร้างความร้อนภายในมากกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้ ในขณะที่นักดาราศาสตร์ได้ยืนยันการมีอยู่ของหลุมดำที่เก่าแก่ที่สุดที่เคยค้นพบ ซึ่งมีอายุย้อนกลับไปถึงเมื่อจักรวาลมีอายุเพียง 3% ของอายุปัจจุบัน
Uranus แสดงการสร้างความร้อนภายในที่ไม่คาดคิด
เป็นเวลาเกือบสี่ทศวรรษตั้งแต่การบินผ่าน Voyager 2 ของ NASA ในปี 1986 นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า Uranus มีเอกลักษณ์เฉพาะในหมู่ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ตรงที่ขาดการสร้างความร้อนภายใน ลักษณะที่น่าสงสัยนี้ทำให้ดาวเคราะห์น้ำแข็งยักษ์ดูเย็นและแก่กว่าดาวเคราะห์พี่น้องอย่าง Jupiter, Saturn และ Neptune ซึ่งทั้งหมดปล่อยพลังงานมากกว่าที่ได้รับจากดวงอาทิตย์ อย่างไรก็ตาม งานวิจัยใหม่ที่ตีพิมพ์ใน Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ได้โค่นล้มสมมติฐานนี้
โดยใช้การสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนจากการสังเกตการณ์หลายทศวรรษจากกล้องโทรทรรศน์บนพื้นดินและในอวกาศ นักวิจัยจาก NASA และ Oxford University ค้นพบว่า Uranus จริงๆ แล้วสะท้อนพลังงานกลับไป 15% มากกว่าที่ได้รับจากรังสีดวงอาทิตย์ Amy Simon นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ที่ NASA's Goddard Space Flight Center อธิบายว่าการค้นพบนี้แก้ไขปริศนาที่มีมานานเกี่ยวกับเหตุใด Uranus จึงดูแตกต่างจากดาวเคราะห์ยักษ์อื่นๆ ในระบบสุริยะของเรา
ข้อมูลสำคัญของ Uranus :
- ระยะห่างจากดวงอาทิตย์: เป็นดาวเคราะห์ดวงที่ 7
- การสะท้อนพลังงาน: สะท้อนพลังงานมากกว่าที่ได้รับจากดวงอาทิตย์ 15%
- จำนวนดวงจันทร์: 27 ดวง (4 ดวงมีแนวโน้มว่าจะมีกิจกรรมทางธรณีวิทยา)
- การเยือนครั้งล่าสุด: ปี 1986 โดยยาน Voyager 2
- โอกาสภารกิจครั้งต่อไป: ต้นทศวรรษ 2030
หลุมดำโบราณท้าทายแบบจำลองจักรวาลวิทยา
ในการค้นพบที่แยกต่างหากแต่มีนัยสำคัญเท่าเทียมกัน ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติได้ระบุ CAPERS-LRD-z9 ซึ่งเป็นหลุมดำมวลมหาศาลที่มีอยู่เพียง 500 ล้านปีหลังจาก Big Bang หลุมดำโบราณขนาดมหึมานี้ตั้งอยู่ห่างออกไป 13.3 พันล้านปี เป็นตัวแทนของหลุมดำที่เก่าแก่ที่สุดที่ได้รับการยืนยันและให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับกาแล็กซีจุดแดงเล็กๆ ลึกลับที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์งงงวยตั้งแต่ Webb เริ่มดำเนินการ
วัตถุสีแดงเข้มเล็กๆ เหล่านี้ในภาพของ Webb มองไม่เห็นด้วยกล้องโทรทรรศน์ก่อนหน้านี้ รวมถึง Hubble เนื่องจากระยะทางที่ไกลมากและลักษณะเฉพาะตัว Steven Finkelstein ผู้อำนวยการ Cosmic Frontier Center ที่ University of Texas at Austin กล่าวว่าการค้นพบเหล่านี้เป็นหนึ่งในผลการค้นพบที่น่าประหลาดใจที่สุดจากข้อมูลแรกของ Webb เนื่องจากดูไม่เหมือนกาแล็กซีที่เคยสังเกตเห็นมาก่อน
ข้อมูลจำเพาะของหลุมดำ CAPERS-LRD-z9:
- อายุ: 13.3 พันล้านปี
- เวลาการก่อตัว: 500 ล้านปีหลังจาก Big Bang
- มวล: มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 300 ล้านเท่า
- อายุของจักรวาลขณะก่อตัว: 3% ของอายุปัจจุบัน
- วิธีการค้นพบ: การวิเคราะห์สเปกตรัมด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ James Webb
หลักฐานสเปกโตรสโคปียืนยันกิจกรรมหลุมดำ
ทีมวิจัยที่นำโดย Anthony Taylor ใช้ความสามารถด้านสเปกโตรสโคปีของ Webb เพื่อระบุลายเซ็นที่โดดเด่นของก๊าซที่หมุนวนอย่างรวดเร็วรอบๆ และตกลงสู่หลุมดำ หลักฐานสเปกโตรสโคปีนี้ให้การยืนยันครั้งแรกว่าหลุมดำมวลมหาศาลน่าจะเป็นสาเหตุของความสว่างที่อธิบายไม่ได้ของกาแล็กซีจุดแดงเล็กๆ หลุมดำที่ศูนย์กลางของ CAPERS-LRD-z9 มีมวลประมาณ 300 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์
ความสามารถของกล้องโทรทรรศน์อวกาศ James Webb :
- ตรวจพบวัตถุที่มองไม่เห็นด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Hubble
- การวิเคราะห์สเปกโทรสโคปีของกาแล็กซีที่อยู่ห่างไกล
- การถ่ายภาพด้วยกล้อง Near-Infrared Camera
- ความละเอียดที่เพียงพอสำหรับการตรวจจับกาแล็กซี "จุดแดงเล็ก ๆ"
- เริ่มดำเนินการตั้งแต่ปี 2022
ผลกระทบต่อการสำรวจอวกาศในอนาคต
การค้นพบเหล่านี้เน้นย้ำถึงความจำเป็นเร่งด่วนสำหรับภารกิจเฉพาะเพื่อทำความเข้าใจระบบสุริยะและจักรวาลยุคแรกของเราให้ดีขึ้น ภารกิจ Uranus Orbiter and Probe ที่เสนอไว้เผชิญกับความท้าทายด้านเวลา โดยมีหน้าต่างการปล่อยเปิดเพียงทุก 12 ปีเมื่อ Jupiter เรียงตัวอย่างเหมาะสมสำหรับการช่วยเหลือด้วยแรงโน้มถ่วง โอกาสต่อไปในช่วงต้นทศวรรษ 2030 จะต้องใช้เวลาเดินทาง 12-13 ปีเพื่อไปถึงดาวเคราะห์น้ำแข็งยักษ์และดวงจันทร์ 27 ดวงของมัน ซึ่งสี่ดวงอาจมีมหาสมุทรใต้พื้นผิว
การเปิดเผยของกล้องโทรทรรศน์ Webb เกี่ยวกับทั้ง Uranus ที่อยู่ใกล้และจักรวาลยุคแรกที่อยู่ไกล แสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีการสังเกตการณ์ขั้นสูงยังคงปรับเปลี่ยนมุมมองจักรวาลของเรา เผยให้เห็นว่าจักรวาลมีสิ่งน่าประหลาดใจมากกว่าที่แบบจำลองแบบดั้งเดิมคาดการณ์ไว้