การตรวจจับรังสีอัลตราไวโอเลตที่รุนแรงจากดาราจักรที่ห่างไกลมาก AUDFs01

นักดาราศาสตร์มักจะได้ยินจากกาแลคซีไกลโพ้นผ่านการแผ่รังสีพลังงานสูงเช่นรังสีเอกซ์ เป็นเรื่องแปลกอย่างยิ่งที่จะได้รับรังสี UV ที่มีพลังงานค่อนข้างต่ำจากกาแลคซีโบราณ เช่น AUDs01 โฟตอนพลังงานต่ำดังกล่าวมักจะถูกดูดซึมระหว่างทางหรือโดยชั้นบรรยากาศของโลก ฮับ​​เบิล ช่องว่าง กล้องโทรทรรศน์ (HST) มีประโยชน์มากในการหลีกเลี่ยงผลกระทบของชั้นบรรยากาศโลก แต่แม้แต่ HST ก็ไม่สามารถตรวจจับสัญญาณจากสิ่งนี้ได้ กาแล็กซี อาจเป็นเพราะเสียงรบกวน  

ตอนนี้ การถ่ายภาพด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต กล้องโทรทรรศน์ บนดาวเทียมอินเดีย AstroSat ตรวจพบแสงยูวีที่รุนแรงเป็นครั้งแรกจาก กาแล็กซี AUDFs01 อยู่ห่างจากโลก 9.3 พันล้านปีแสงซึ่งน่าทึ่งมาก¹.  

วันนี้เราสามารถมองเข้าไปใน จักรวาล และดู ดาว และ กาแลคซี ก่อตัวเมื่อหลายพันล้านปีก่อนเพราะตัวกลางในอวกาศมีความโปร่งใสต่อแสง มันไม่เป็นเช่นนั้นในช่วงหลายร้อยล้านปีแรกหลังบิ๊กแบง ช่วงเวลาที่เรียกว่ายุคมืดจักรวาลโดยนักดาราศาสตร์คือช่วงเวลาที่สื่อระหว่างกาแลคซีเต็มไปด้วยก๊าซที่เป็นกลางซึ่งดูดซับโฟตอนพลังงานสูงและทำให้ จักรวาล ทึบแสงถึงคลื่นแสง เป็นช่วงเวลาที่เริ่มตั้งแต่ตอนที่รังสีไมโครเวฟพื้นหลังคอสมิกปล่อยออกมาจนถึงครั้งแรก ดาว และ กาแล็กซี ถูกสร้างขึ้น ที่ จักรวาล แล้วเข้าสู่ยุคที่เรียกว่ายุคเรออไนเซชัน เมื่อสสารมืดเริ่มพังทลายลงเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของมันเอง และในที่สุดก็เริ่มก่อตัวเป็น ดาว และกาแล็กซีต่างๆ 

นักจักรวาลวิทยาอ้างถึงเรดชิฟต์ z เพื่อระบุยุคจักรวาล เวลาปัจจุบันแสดงด้วย z=0 และยิ่งค่า z เข้าใกล้บิกแบงมากขึ้น ตัวอย่างเช่น z=9 หมายถึงเวลาที่ จักรวาล มีอายุ 500 ล้านปี และ z=19 เมื่อมีอายุเพียง 200 ล้านปี ใกล้ยุคมืด ที่ค่า z สูงกว่า (z ≥ 10) การตรวจจับวัตถุใดๆ (ดวงดาวหรือ กาแล็กซี) เนื่องจากการลดลงอย่างรวดเร็วของการส่งผ่านสื่อกลางระหว่างกาแลคซี นักวิทยาศาสตร์สามารถสังเกตควาซาร์และกาแลคซีได้ถึง z ประมาณเท่ากับ 6.5 ทฤษฎีแนะนำว่า ดาว และกาแลคซีอาจก่อตัวเร็วกว่านั้นมากด้วยค่า z ที่สูงขึ้น และด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี เราน่าจะสามารถตรวจจับวัตถุที่จางกว่าด้วยค่า z ที่สูงขึ้นได้เช่นกัน [2] อย่างไรก็ตาม การตรวจจับกาแลคซีส่วนใหญ่จำกัดอยู่ที่ประมาณ z=3.5 และตรวจพบในช่วงรังสีเอกซ์ การตรวจจับดวงดาวและกาแล็กซีในรังสีอัลตราไวโอเลตสุดขั้วเป็นเรื่องยากมากเนื่องจากถูกดูดกลืนเข้าสู่ชั้นบรรยากาศอย่างหนัก 

กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดย Saha จากศูนย์ดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ระหว่างมหาวิทยาลัย (IUCAA) สามารถบรรลุความสำเร็จพิเศษนี้ได้โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ถ่ายภาพอัลตราไวโอเลต (UVIT) บนดาวเทียม AstroSat ของอินเดีย พวกเขาสังเกตเห็น กาแล็กซี AUDFs01 ตั้งอยู่ใน ฮับ​​เบิล สนาม Extreme Deep โดยใช้แสง UV สุดขั้วจาก กาแล็กซี- อาจเป็นไปได้เนื่องจากเสียงพื้นหลังในเครื่องตรวจจับ UVIT น้อยกว่าเสียงบน HST มาก การค้นพบนี้มีความสำคัญเนื่องจากเป็นการเปิดขอบเขตใหม่สำหรับการตรวจจับกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลในช่วง EUV 

***

อ้างอิง:  

1. Saha, K. , Tandon, SN, Simmonds, C. , Verhamme, A. , Paswan A. , และคณะ 2020. การตรวจจับ AstroSat การปล่อยก๊าซต่อเนื่องของ Lyman จาก az = 1.42 กาแล็กซี- แนท แอสทรอน (2020) ดอย:  https://doi.org/10.1038/s41550-020-1173-5  

2. Miralda-Escudé, J., 2003. ยุคมืดของจักรวาล. วิทยาศาสตร์, 300(5627), pp.1904-1909. ดอย: https://doi.org/10.1126/science.1085325