แมมมอธ-1 เนบิวลาไลแมน-อัลฟา (ELAN) ขนาดมหึมาที่พบในโปรโตคลัสเตอร์ที่อยู่ห่างออกไป 10 พันล้านปีแสง สีและรูปทรงแสดงถึงความสว่างของพื้นผิว และลูกศรสีแดงแสดงขนาดโดยประมาณ (เครดิตภาพ: Cai et al./วารสารฟิสิกส์ดาราศาสตร์)การค้นพบเนบิวลาใหม่และไม่ค่อยมีใครเห็นซึ่งอยู่ห่างออกไป 10 พันล้านปีแสงได้สร้างความลึกลับของจักรวาล: อะไรทําให้เมฆก๊าซที่เต็มไปด้วยฝุ่นนี้สว่างไสว?
นักวิจัยที่นําโดยเจิ้งไคเพื่อนหลังปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานตาครูซได้ค้นพบ
“เนบิวลา Lyman-alpha ขนาดมหึมา” หรือ ELAN ซึ่งเป็นเพียงหนึ่งในสามของโครงสร้างจักรวาลอันกว้างใหญ่เหล่านี้ที่เคยเห็น เนบิวลาเป็นเมฆระหว่างดวงดาวของก๊าซและฝุ่น ELAN เป็นเนบิวลาชนิดพิเศษซึ่งตั้งชื่อตามเพราะมันปล่อยรังสี Lyman-alpha ซึ่งเป็นความยาวคลื่นเฉพาะของแสงที่ปล่อยออกมาเมื่ออิเล็กตรอนในอะตอมไฮโดรเจนลดลงสู่ระดับพลังงานต่ําสุด
ELANS อีกสองตัวที่ค้นพบก่อนหน้านี้มีชื่อเล่นว่าเนบิวลา Slug (สําหรับมาสคอตที่แปลกประหลาดของ UC Santa Cruz) และเนบิวลาแจ็คพอต (เนื่องจากมีควาซาร์สี่ตัวซึ่งเป็นวัตถุที่สว่างมากซึ่งสร้างขึ้นโดยอนุภาคที่เร่งออกจากหลุมดํา) แต่ ELAN ใหม่เป็นเครื่องขูดหัว ทากและแจ็คพอตมีควาซาร์ที่สว่างไสวส่องสว่างฝุ่นและก๊าซ แต่แหล่งกําเนิดแสงภายใน ELAN ที่เพิ่งค้นพบใหม่เป็นปริศนา [ภาพถ่าย: 12 สถานที่ที่แปลกประหลาดที่สุดในโลก]
”สิ่งที่แปลกจริงๆที่นี่และหนึ่งในตะขอของเรื่องคือไม่มีอะไร”Jason X Prochaska กล่าวว่าศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่ UC Santa Cruz และหนึ่งในผู้เขียนของบทความรายงานเนบิวลาใหม่ที่มีอยู่ในฟิสิกส์ preprint เว็บไซต์ ArXiv “อาจมีรอยเปื้อนจาง ๆ ของกาแล็กซี แต่ไม่มีความแปลกประหลาดที่ส่องแสงมาหาเรา”
มองไปที่จักรวาลยุคแรก ๆELAN ลึกลับนี้มีชื่อว่า MAMMOTH-1 หลังจากโครงการทําแผนที่
Overdensities Through Hydrogen (MAMMOTH) ครั้งใหญ่ที่สุดซึ่งนําโดย Cai ซึ่งกลายเป็นเนบิวลาที่แปลกประหลาด เป้าหมายของโครงการคือการค้นหาพื้นที่หนาแน่นในจักรวาลยุคแรก เนื่องจากต้องใช้แสงจาก MAMMOTH-1 ประมาณ 10 พันล้านปีในการเข้าถึงโลกนักวิทยาศาสตร์จึงมองย้อนกลับไปในเวลาประมาณ 3 พันล้านปีหลังจากบิกแบง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Prochaska กล่าวว่าทีมวิจัยกําลังค้นหาโปรโตคลัสเตอร์ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของกระจุกกาแล็กซี
นี่คือ “โครงสร้างเดี่ยวที่ใหญ่ที่สุดในจักรวาล” Prochaska กล่าว
Cai, Prochaska และเพื่อนร่วมงานของพวกเขาใช้แสงจาก quasars เพื่อค้นหาโปรโตคลัสเตอร์เหล่านี้ เมื่อควาซาร์ส่องผ่านโปรโตคลัสเตอร์, รูปแบบของการดูดซับแสงสามารถเปิดเผยรายละเอียดเกี่ยวกับเครือข่ายของกาแลคซีเหล่านี้ได้. นักวิจัยพบว่าโปรโตคลัสเตอร์ที่ถือ MAMMOTH-1 อยู่ใกล้ศูนย์กลางซึ่งได้รับการขนานนามว่า BOSS1441 อยู่ที่ประมาณ 50 ล้านปีแสง หรือเป็นอยู่แล้ว ถึงตอนนี้ protocluster จะยุบตัวลงเป็นกระจุกกาแล็กซีที่เล็กกว่าและโตเต็มที่กว่า Prochaska กล่าว (ปีแสงประมาณ 5.9 ล้านล้านไมล์ หรือ 9.5 ล้านล้านกิโลเมตร)
กําลังมองหาแสง
ELANs นั้นตรวจจับได้ยากเพราะกระจายตัวมาก Prochaska กล่าว การสังเกตโดยตรงให้โอกาสในการศึกษาว่าก๊าซรวมตัวกันเป็นกาแลคซีได้อย่างไรซึ่งเป็นสิ่งที่มักจะเป็นไปได้เฉพาะกับการจําลองด้วยคอมพิวเตอร์เท่านั้น [ดูภาพถ่ายที่น่าตื่นตาตื่นใจของเนบิวลา]
สําหรับแหล่งกําเนิดแสงลึกลับของ MAMMOTH-1 ผู้สมัครที่มีแนวโน้มมากที่สุดคือนิวเคลียสกาแลคซีที่ใช้งานอยู่หรือ AGN Prochaska กล่าว (Quasars เป็น AGN ประเภทหนึ่ง) ฝุ่นท้องถิ่นไม่กี่ปีแสงจาก AGN อาจจะบดบังมันจากมุมมองที่เขากล่าวว่า มันควรจะง่ายต่อการหา AGN โดยการค้นหาอินฟราเรดหรือความยาวคลื่นอีกต่อไป Prochaska กล่าวว่า
”ถ้าเราไม่เห็นอะไรเลย นั่นจะฆ่าสมมติฐานนั้น และเราจะเกาหัวเรา” เขากล่าว
งานวิจัยนี้จะถูกตีพิมพ์ในวารสารฟิสิกส์ดาราศาสตร์ฉบับที่จะเกิดขึ้น
บทความต้นฉบับเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สด.
