“ตุ่นปากเป็ดแห่งจักรวาล” วัตถุประหลาด ที่อาจบ่งบอกถึงการสร้างกาแล็คซี่ในบุคเริ่มแรกได้

————————–
TL;DR:
พบ “ตุ่นปากเป็ดแห่งจักรวาล” 9 ชิ้น
กล้อง JWST ค้นพบวัตถุประหลาด 9 ชิ้นจากยุคต้นเอกภพ (อายุ 1-2 พันล้านปี) ที่มีคุณสมบัติขัดแย้งในตัวเองจนจัดประเภทไม่ได้

ความย้อนแย้ง: ภายนอกดูเป็นจุดเล็กเหมือน ดาว แต่ผลวิเคราะห์แสง (Spectrum) บ่งบอกว่าเป็น กาแล็กซี

ความแปลก: สว่างมากคล้ายควอซาร์ (หลุมดำ) แต่ก๊าซภายในกลับ “สงบนิ่ง” ไม่ปั่นป่วนตามทฤษฎี และมีขนาดเล็กจิ๋วเพียง 1% ของทางช้างเผือก

ข้อสันนิษฐาน:
1. เป็นหลุมดำชนิดใหม่ที่ “กินสสารแบบเงียบเชียบ”
2. เป็นกาแล็กซีเกิดใหม่ที่ก่อตัวขึ้นแบบโดดเดี่ยว (Monolithic Collapse) ไม่ได้เกิดจากการพุ่งชนกันแบบรุนแรง

ความสำคัญ: นี่อาจเป็น “อิฐบล็อก” รุ่นแรกสุดที่สร้างจักรวาล ซึ่งเราไม่เคยเห็นมาก่อนในเวอร์ชันที่บริสุทธิ์ขนาดนี้
————————–

เมื่อวันที่ 6 มกราคม 2025 ที่งาน annual meeting of the American Astronomical Society ที่ เมืองฟีนิกซ์ รัฐแอริโซนา สหรัฐอเมริกา ศาสตราจารย์ Haojing Yan และทีมนักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยมิสซูรี ได้เปิดเผยการค้นพบวัตถุอวกาศกลุ่มใหม่ผ่านข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ (JWST)

วัตถุเหล่านี้มีความแปลกประหลาดจนถูกเปรียบเปรยว่าเป็น “ตุ่นปากเป็ด (Platypus)” ในทางดาราศาสตร์ เพราะพวกมันมีลักษณะที่ขัดแย้งกันเองในตัวเดียวจนยากจะจัดประเภทได้ตามนิยามเดิมที่เรามี

ทำไมต้องเรียกว่า “ตุ่นปากเป็ด”?

ในทางชีววิทยา ตุ่นปากเป็ดเป็นสัตว์ที่รวมลักษณะของสัตว์หลายประเภทไว้ด้วยกัน เช่น มีปากเหมือนเป็ด มีหางแบบบีเวอร์ ออกลูกเป็นไข่เหมือนสัตว์เลื้อยคลาน แต่เป็นเลี้ยงลูกด้วยนม ซึ่งในทางดาราศาสตร์ วัตถุกลุ่มใหม่นี้ก็มีความแปลกประหลาดแบบนี้เช่นกัน พวกมันดูเหมือน “ดาวฤกษ์” (Star-like) ในแง่ของรูปร่างที่เป็นจุดเล็กจิ๋ว แต่กลับมีสเปกตรัมที่บ่งบอกว่าเป็น “กาแล็กซี” (Galaxy-like)

สามารถดูงานวิจัยฉบับร่างของ ศาสตราจารย์ Yan ได้ที่ https://arxiv.org/abs/2509.12177

ทีมวิจัยได้คัดกรองวัตถุจากฐานข้อมูลของ JWST มากกว่า 2,000 แหล่ง ในพื้นที่สำรวจกว้าง (Wide survey fields) เช่น CEERS, PRIMER และ COSMOS เพื่อศึกษาภาพรวมกว้างๆ ของกาแล็กซีในจักรวาล แต่พวกเขาก็ไปบังเอิญเจอ 9 วัตถุพิเศษ ที่มีความโดดเด่นและแปลกประหลาด ซึ่งเป็นการเจอซึ่งเป็นการเจอโดยบังเอิญ และพวกเขาก็เริ่มศึกษามัน

วัตถุเหล่านี้ปรากฏอยู่ในช่วงเวลาที่เอกภพมีอายุประมาณ 1 – 2 พันล้านปี (ปัจจุบันเอกภพมีอายุประมาณ 1.38 หมื่นล้านปี) หรือมีค่าการเลื่อนทางแดง (Redshift) อยู่ที่ z = 3.624 ถึง 5.378 ซึ่งก็หมายความว่า พวกมันเป็นวัตถุยุคเริ่มแรกกของจักรวาล ที่ก่อตัวขึ้นมาตอนที่เอกภพนี้ยังมีอายุน้อยกว่าโลกด้วยซ้ำ
แล้วอะไรที่ทำให้วัตถุทั้ง 9 นี้ดูแปลก?

คุณสมบัติแปลกแรกก็คือ ภาพจากกล้อง JWST แสดงให้เห็นว่ามันมีลักษณะเป็นจุดเล็กๆ (Point-like) ดูในภาพก็เหมือนเป็นจุดแสงเล็กๆ เหมือนดาวฤกษ์ดวงหนึ่ง แต่จากการวิเคราะห์เชิงลึกพบว่าพวกมันมีคุณสมบัติที่ขัดแย้งกับนิยามของดาวฤกษ์ในหลายประการ

ประการแรกเลยคือ ลักษณะแสงที่เห็นในภาพ ในขณะที่ดาวฤกษ์ทั่วไปจะปรากฏเป็น “จุดแสงสมบูรณ์” (Point source) ซึ่งหมายความว่าการกระจายตัวของแสงจากจุดที่เราเห็น จะถูกจำกัดขนาดด้วยประสิทธิภาพของอุปกรณ์ ที่เรียกว่า Point Spread Function หรือ PSF แต่จากการตรวจสอบวัตถุประหลาดทั้ง 9 ชิ้นนี้อย่างละเอียด พบว่าพวกมันมีลักษณะ “คล้ายจุดแต่ไม่ใช่จุด” เพราะมีความฟุ้งกระจาย (Diffuse) มากกว่าดาวฤกษ์ทั่วไป ซึ่งเป็นคุณสมบัติคล้ายของกาแล็กซี

เมื่อทีมวิจัยคำนวณขนาดแล้วพบว่า มันมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 0.49 ถึง 0.96 กิโลพาร์เซก (kpc) เท่านั้น หรือประมาณ 1,600 -3,100 ปีแสง ซึ่งถือว่าเล็กและหนาแน่นกว่ากาแล็กซีทั่วไปอย่างมาก (กาแล็กซีทางช้างเผือกกว้างประมาณ 100,000 ปีแสง)

ศาสตราจารย์ Yan อธิบายว่า ปกติแล้ววัตถุที่เป็นจุดสว่าง (Point sources) ในจักรวาลอันไกลโพ้นมักจะเป็น “ควอซาร์” (Quasars) หรือหลุมดำมวลยิ่งยวดที่กำลังกลืนกินสสารอย่างรุนแรงจนสว่างจ้า และวิธีที่จะตรวจสอบว่ามันเป็นควอซาร์ หรือไม่ก็คือ ตรวจสอบเส้นสเปกตรัม (Emission lines) ที่วัตถุนั้นปล่อยออกมา ซึ่งนี้ก็เป็นความแปลกประหลาดประการที่สองที่พวกเขาค้นพบ

ปรกติเส้นสเปกตรัมของควอซาร์ หรือ หลุมดำมวลยิ่งยวดที่กำลังกลืนกินสสาร จะมีลักษณะเป็นยอดเขาที่กว้างที่ฐาน เพราะแก๊สรอบๆมันหมุนวนด้วยความเร็วสูง หลายพันกิโลเมตรต่อวินาที แต่เสป็คตรัมที่วัตถุประหลาดนี้ปล่อยออกมากลับเป็นยอดเขาแหลม ซึ่งหมายถึงมีเส้นการปล่อยแสงที่แคบ หรือ Narrow Emission Lines (รูปที่ 2) บ่งบอกว่าก๊าซในวัตถุเหล่านี้เคลื่อนที่ค่อนข้างช้า ไม่ได้บ้าคลั่งเหมือนก๊าซที่หมุนรอบหลุมดำในควอซาร์ หรือประมาณ 150–360 กม./วินาที

ซึ่งนี่คือความแปลก วัตถุเหล่านี้สว่างมาก และปรกติถ้าสว่างขนาดนี้ ก๊าซข้างในควรจะปั่นป่วนวุ่นวาย แต่เมื่อคำนวณความเร็วก๊าซจากพลังงานที่มันปล่อยออกมาแล้ว มันกลับสงบนิ่งอย่างเหลือเชื่อ

สรุปคือ วัตถุเหล่านี้ รูปร่างก็ก้ำกึ่งระหว่างดาวฤกษ์กับกาแล็คซี่ คล้ายกับควอซาร์ และพลังงานที่ปล่อยออกมาก็ขัดแย้งกับแสงสว่างที่สังเกตได้จริง ซึ่งควอซาร์ ไม่ปล่อยพลังงานออกมาแบบนี้

สรุปวัตถุนี้คืออะไร คำตอบตรงๆ คือ ยังไม่รู้ เรายังไม่เคยเจอวัตถุแบบนี้มาก่อน และเนื่องจากตอนนี้เรามีข้อมูลเกี่ยวกับมันน้อยมาก ทีมวิจัยจึงได้ตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับธรรมชาติของวัตถุเหล่านี้ไว้ 2 แนวทาง

แนวทางที่ 1: หลุมดำแบบใหม่ (New Kind of Type 2 AGN): หากพวกมันเป็นนิวเคลียสกาแล็กซีกัมมันต์ (Active Galactic Nucleus – AGN) ประเภทที่ 2

AGN (Active Galactic Nucleus) คือ แกนกลางของกาแล๊กซี่ที่มี หลุมดำมวลยิ่งยวด (Supermassive Black Hole) กำลังดูดสสาร และปลดปล่อยพลังงานมหาศาลออกม

โดย AGN ประเภทที่ 1 คือ เราสามารถมองเห็นแกนกลางได้โดยตรง สามารถตรวจจับพลังงานของก๊าซที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วรอบๆ ได้ ทำให้เส้นสเปกตรัมกว้างมาก (broad lines)

ส่วนประเภทที่ 2 คือ แกนกลางถูก ฝุ่นและก๊าซบัง ทำให้ไม่เห็นจานสะสมมวลโดยตรง จะเห็นเฉพาะก๊าซชั้นนอก ทำให้ตรวจจับได้เส้นสเปกตรัมแคบ (narrow lines)

ส่วน ควอซาร์ คือ AGN ชนิดที่มี ความสว่างมากที่สุดและอยู่ไกลที่สุด ซึ่งอาจจะเป็นประเภทที่ 1 หรือ 2 ก็ได้ ขึ้นอยู่กับว่าจะถูกฝุ่นและก๊าซบดบังหรือไม่

แต่ทั้งนี้ ทีมวิจัยก็พบข้อขัดแย้งหลายประการที่บ่งชี้ว่าวัตถุเหล่านี้ “ไม่น่าจะใช่” หรือ “ไม่สอดคล้อง” กับการเป็น AGN ประเภทที่สอง เช่น ความสว่างต่ำเกินไป ในทางดาราศาสตร์ ควอซาร์มักจะมีความสว่างสัมบูรณ์ (Absolute Magnitude) มากกว่า -23 แต่จากแหล่งข้อมูลพบว่าวัตถุทั้ง 9 ชิ้นนี้มีความสว่างเพียง -18.3 ถึง -21.4 เท่านั้นซึ่งถือว่าจางเกินกว่าจะจัดเป็นควอซาร์ได้

หรือการที่ไม่มีการตรวจพบเส้นการแผ่รังสีของธาตุที่มีสถานะแตกตัวเป็นไอออนสูงในเสปรกตรัมของวัตถุเหล่านี้ ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่มักพบในสเปกตรัมของควอซาร์ประเภทที่ 2

อีกทั้งเส้นสเปกตรัมยังแคบเกินมาตรฐาน แม้ว่า AGN ประเภทที่ 2 จะขึ้นชื่อเรื่องเส้นสเปกตรัมที่แคบ (Narrow lines) อยู่แล้ว แต่ “ลายนิ้วมือทางสเปกตรัม” ของวัตถุกลุ่มนี้กลับมีความแคบยิ่งกว่านั้นอีก ก๊าซรอบวัตถุเหล่านั้น สงบเกินไป แมhเทียบกับ AGN ประเภทที่ 2 ก็ตาม

ด้วยเหตุผลเหล่านี้ ศาสตราจารย์ Haojing Yan และทีมวิจัยจึงมีความเห็นว่าวัตถุเหล่านี้ ไม่ใช่ควอซาร์ และหากพวกมันจะถูกจัดเป็น AGN ประเภทที่ 2 จริงๆ ก็ต้องเป็น “ชนิดใหม่” ที่คอยกินสสารอย่างเงียบเชียบ (ความสว่างต่ำ) และอาศัยอยู่ในกาแล็กซีที่มีขนาดเล็กจิ๋ว มันมีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างจากที่เคยมีการบันทึกไว้ในตำราดาราศาสตร์

แนวทางที่ 2 : กาแล็กซีที่เพิ่งถือกำเนิด (Young Star-forming Galaxies

ทีมวิจัยพบว่า วัตถุเหล่านี้มีอายุเฉลี่ยประมาณ 110 – 170 ล้านปี ซึ่งหากเทียบกับอายุของเอกภพในขณะนั้นที่ประมาณ 1,200 ล้านปี วัตถุเหล่านี้ อาจเป็นวัตถุแรกๆ ของจักรวาล และเพิ่งถือกำเนิดได้ไม่นาน

พวกมันมีมวลรวมของดาวฤกษ์น้อยมาก โดยค่ามัธยฐานอยู่ที่เพียง 10^8.4 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ซึ่งถือว่ามีขนาดเล็กและเบาบางมากเมื่อเทียบกับกาแล็กซีที่โตเต็มวัย

ปรกติแล้วการสร้างดาวฤกษ์จำนวนมากในระยะเวลาอันสั้นมักเกิดจากกระบวนการที่รุนแรง เช่น กาแล็กซีพุ่งชนกันจนเกิดความปั่นป่วน แต่วัตถุตุ่นปากเป็ดกลุ่มนี้ที่มีรูปลักษณ์แบบคล้ายจุด (Point-like) บ่งบอกว่าพวกมันกำลังสร้างดาวฤกษ์อย่างต่อเนื่องจากแกนกลางที่หนาแ

และยังพบว่า ก๊าซในกาแล็กซีเหล่านี้มีความเข้มข้นของธาตุหนักต่ำ (ความเป็นโลหะอยู่ที่ 7.8 ถึง 8.3) ซึ่งสอดคล้องกับคุณสมบัติของกาแล็กซีที่เพิ่งเกิดใหม่และยังไม่มีเวลามากพอที่จะสร้างธาตุหนักผ่านวงจรชีวิตของดาวฤกษ์หลายรุ่นน่นออกมาสู่ด้านนอกอย่างสงบและเป็นระบบ โดยที่ยังไม่มีการพุ่งชนกับกาแล็กซีอื่นมาทำลายรูปทรง

ทำให้มันมีตวามเป็นไปได้สูงว่ามันอาจเป็นกาแล๊คซี่เกิดใหม่ในยุคเริ่มแรกของจักรวาล ที่สงบและเป็นระบบ กว่าที่เราคิดไว้

ปรกติแล้วกาแล็กซีขนาดใหญ่อย่างทางช้างเผือกเกิดจากการพุ่งชนและรวมตัวกันของกาแล็กซีขนาดเล็กอย่างบ้าคลั่งและวุ่นวาย (Chaotic Mergers) ซึ่งเป็นการกำเนิดกาแล็คซี่แบบที่เราสามารถสังเหตเห็นได้ในปัจจุบัน

แต่การค้นพบนี้สนับสนุนแบบจำลองทางทฤษฎีที่เรียกว่า Monolithic Collapse ซึ่งเสนอว่ากาแล็กซีสามารถก่อตัวขึ้นได้จากการที่กลุ่มก๊าซขนาดใหญ่พังทลายลงด้วยแรงโน้มถ่วงและสร้างศูนย์กลางที่หนาแน่นขึ้นมาเพียงชิ้นเดียว

ลักษณะที่ “สงบและเป็นจุด” ของวัตถุเหล่านี้กลับบ่งบอกว่า กาแล็กซีอาจเริ่มก่อตัวขึ้นจากแกนกลางที่หนาแน่นเพียงชิ้นเดียวอย่างเงียบๆ ตามแบบจำลอง Monolithic Collapse แต่เหตุการณ์นี้มันอยู่ในอดีตที่ไกลเกินไป จนเรายังไม่เคยเห็นมาก่อน

ก่อนหน้ายุคของกล้องเว็บบ์ (JWST) เรามักเคยแต่กาแล็กซีขนาดใหญ่ที่ผ่านการพุ่งชนมาแล้ว แต่ “ตุ่นปากเป็ด” เหล่านี้อาจเป็นสิ่งใหม่ พวกมันอาจเป็น “อิฐบล็อกก่อสร้างกาแล็กซี” (Building-blockof galaxies) ในเวอร์ชันที่บริสุทธิ์ที่สุดเท่าที่เราเคยเห็นมา มันอาจเป็นผลจากการก่อตัวแบบ Monolithic Collapse ซึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์ สามารถศึกษาการก่อกำเนิดกาแล๊คซี่เกิดในยุคเริ่มแรกของจักรวาลนี้ได้

ตอนจักรวาลเราถือกำเนิดขึ้นใหม่ๆ การก่อกำเนิดดาวดางและกาแล๊คซี่ต่างๆ มันสับสนวุ่นวาย หรือเป็นระเบียบเรียบร้อยกันแแน่? วัตถุเหล่านี้อาจนำเราไปสู่คำตอบได้

ทั้งนี้ ทีมวิจัยย้ำว่าวัตถุทั้ง 9 นี้เป็นเพียง “ตัวอย่างเริ่มต้น” ที่ถูกพบจากการสุ่มตรวจข้อมูลในวงกว้างเท่านั้น ก้าวต่อไปที่สำคัญคือการใช้ JWST สังเกตการณ์ด้วยความละเอียดที่สูงขึ้น เพื่อยืนยันว่าสิ่งเหล่านี้คืออะไรกันแน่

ไม่ว่าคำตอบจะเป็นอย่างไร “ตุ่นปากเป็ดแห่งดาราศาสตร์” เหล่านี้ได้เปิดหน้าต่างบานใหม่ให้เราได้เห็นเสี้ยวเวลาที่ลึกลับที่สุดช่วงหนึ่งของประวัติศาสตร์จักรวาล

———-
Ref.

https://arxiv.org/abs/2509.12177

https://www.space.com/astronomy/galaxies/strange-cosmic-objects-spotted-by-the-james-webb-space-telescope-may-be-baby-platypus-galaxies-or-something-entirely-new

การใช้ AI ในบทความ :
บทความนี้ ใช้ AI ช่วยแปลตอนอ่านข่าวต้นฉบับ (ไม่ใช่สรุป แต่แปลบางบรรทัดที่ผมไม่ clear) แล้วเรียบเรียงเขียนใหม่ตามความเข้าใจของผู้อ่านที่เป็นมนุษย์ ไม่ใช้ Generative AI และให้ AI ช่วยตรวจสอบความถูกต้องของบทความหลังเขียนเสร็จ และช่วยทำ TL;DR