บนแผนที่รังสีเอกซ์ใบใหม่ของ Shapley Supercluster เราจะเห็นกระจุกดาราจักรสว่างอยู่สี่จุดเหมือนปมไฟเล็ก ๆ และมีแถบสีม่วงจาง ๆ พาดเชื่อมอยู่ระหว่างกัน เส้นนั้นยาวถึงประมาณ 23 ล้านปีแสง แค่จินตนาการว่าลำแสงต้องใช้เวลาเดินทางนานขนาดนั้นก็ชวนตื่นเต้นแล้ว ที่สวยยิ่งกว่าคือมันทำให้เราเห็นว่าเอกภพไม่ได้มีแต่เกาะดาวกระจัดกระจาย แต่เหมือนผืนใยที่ถูกถักไว้อย่างละเอียดจริง ๆ[ref:1]
ความน่ารักของเรื่องนี้ไม่ได้อยู่แค่ความยาวของเส้น แต่ยังอยู่ที่สิ่งที่มันประกอบขึ้นมา เส้นใยนี้คือก๊าซร้อนระหว่างดาราจักร หรือสสารธรรมดาประเภทเดียวกับที่ประกอบเป็นดาวเคราะห์ ดวงดาว ทะเล และตัวเราเอง นักดาราศาสตร์รู้มานานแล้วว่าสสารธรรมดาในเอกภพควรมีมากกว่าที่เรานับพบในจักรวาลใกล้ ๆ แต่เพิ่งเริ่มมองเห็นชัดว่า ส่วนหนึ่งของมันซ่อนตัวอยู่ในช่องว่างบางเบาระหว่างโครงสร้างใหญ่ที่สุดของเอกภพนี่เอง[ref:1][ref:2]
เส้นใยที่นักดาราศาสตร์หวังว่าจะต้องมีอยู่จริง
ปัญหานี้ฟังดูซับซ้อน แต่แก่นของมันเข้าใจได้ง่าย แบบจำลองจักรวาลบอกว่า “สสารปกติ” หรือ baryons ซึ่งก็คือสสารที่สร้างจากโปรตอนและนิวตรอน ควรมีอยู่มากกว่าที่เราเคยนับเจอ ในบทความวิชาการ ทีมวิจัยอธิบายว่า baryons ที่คาดว่าจะมีในเอกภพระยะใกล้ ยังหายจากบัญชีไปประมาณ 30% ถึง 40%[ref:2] ส่วนสรุปของ ESA ใช้คำตรงไปตรงมาว่า มากกว่าหนึ่งในสามของสสารธรรมดาในเอกภพท้องถิ่นเคยดูเหมือน “หายไป”[ref:1]
แนวคิดหลักคือ สสารเหล่านั้นไม่ได้หายจริง แต่กระจายตัวเป็นเส้นบาง ๆ อยู่ในใยจักรวาล หรือ cosmic web ซึ่งเป็นเครือข่ายขนาดมหึมาที่เชื่อมดาราจักรและกระจุกดาราจักรเข้าหากัน เส้นที่พบครั้งนี้อยู่ใน Shapley Supercluster โครงสร้างมหาศาลในเอกภพใกล้ที่มีดาราจักรมากกว่า 8,000 แห่ง[ref:1] พูดอีกแบบคือ นักดาราศาสตร์ไม่ได้กำลังมองก้อนเมฆก๊าซธรรมดา แต่กำลังสำรวจ “ทางเชื่อม” ในสถาปัตยกรรมระดับยักษ์ของเอกภพ[ref:1][ref:2]
เขามองเห็นของจางขนาดนี้ได้อย่างไร
หัวใจของการค้นพบครั้งนี้คือการทำงานร่วมกันของกล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์สองภารกิจ คือ XMM-Newton ของ ESA และ Suzaku ของ JAXA[ref:1][ref:3] Suzaku เหมาะกับการเก็บแสงรังสีเอกซ์อ่อน ๆ ในพื้นที่กว้าง ส่วน XMM-Newton มีบทบาทสำคัญมากในการช่วยแยกและตัดแหล่งรังสีเอกซ์อื่น ๆ ที่มารบกวนภาพออกไป เช่น หลุมดำมวลยิ่งยวดที่บังเอิญอยู่ในแนวเดียวกัน[ref:1] ขั้นตอนนี้ทำให้ทีมมั่นใจว่าแสงที่เหลืออยู่มาจากก๊าซในเส้นใยจริง ๆ ไม่ใช่จากผู้รบกวนรายอื่น
ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Astronomy & Astrophysics ทีมวิจัยระบุว่าใช้การชี้วัดของ Suzaku ทั้งหมด 4 ตำแหน่งเพื่อศึกษาบริเวณนี้[ref:2] การวิเคราะห์ภาพพบว่ามีสัญญาณรังสีเอกซ์เพิ่มขึ้นจากพื้นหลังท้องฟ้าประมาณ 21±3% และมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ 6.1 ซิกมา[ref:2] ที่สำคัญยิ่งกว่านั้น งานชิ้นนี้ถูกอธิบายว่าเป็นการตรวจพบการแผ่รังสีของ warm-hot intergalactic medium หรือ WHIM แบบสเปกโทรสโกปีจากเส้นใยเดี่ยวที่ “สะอาด” ชัดเจน เป็นครั้งแรก โดยแทบไม่มีการปนเปื้อนจากแหล่งกำเนิดจุดเล็ก ๆ หรือก้อนก๊าซอื่น[ref:2]
ตัวเลขยิ่งทำให้เรื่องนี้สนุกขึ้น
ESA ระบุว่าเส้นใยนี้มีก๊าซร้อนอุณหภูมิมากกว่า 10 ล้านองศา และมีมวลรวมราว 10 เท่าของทางช้างเผือก[ref:1] ส่วนในบทความวิชาการ ทีมวิจัยวัดอุณหภูมิของก๊าซได้ประมาณ 0.8 ถึง 1.1 keV ความหนาแน่นอิเล็กตรอนอยู่ใกล้ระดับ 10^-5 ต่อหนึ่งลูกบาศก์เซนติเมตร และมีค่า baryon overdensity ราว 30 ถึง 40[ref:2] ฟังดูเป็นภาษาวิทยาศาสตร์มากหน่อย แต่ทั้งหมดกำลังบอกเรื่องเดียวกันว่า นี่คือสสารจริง ๆ ที่เบาบางมากแต่แผ่กระจายบนสเกลที่ใหญ่จนแทบเกินจินตนาการ
ความยาวเชิงกายภาพของมันอยู่ที่ 7.2 เมกะพาร์เซก หรือประมาณ 23 ล้านปีแสง และวางตัวทำมุมราว 53 องศากับระนาบท้องฟ้า[ref:2] ESA ยังให้คำเปรียบเทียบที่ชวนเห็นภาพมากที่สุดข้อหนึ่งว่า ถ้านับเป็นขนาดแบบทางช้างเผือก นี่เทียบได้กับการต่อความกว้างของดาราจักรเราเรียงกันประมาณ 230 ครั้ง[ref:1] พอนึกภาพออกแบบนี้ คำว่า cosmic web ก็ไม่ใช่ศัพท์ลอย ๆ อีกต่อไป แต่มันเริ่มมีรูปร่าง มีระยะ และมีพื้นผิวในหัวของเรา
แล้วต่อจากนี้ ใยจักรวาลจะชัดขึ้นแค่ไหน
การพบเส้นใยหนึ่งเส้นไม่ได้แปลว่าปริศนาทั้งหมดจบลงทันที แต่เป็นก้าวที่สำคัญมาก เพราะมันกลายเป็น “ตัวอย่างมาตรฐาน” ให้การสำรวจครั้งต่อ ๆ ไป ทีมวิจัยพบว่าค่าอุณหภูมิ ความหนาแน่น และความสว่างของเส้นใยนี้สอดคล้องกับสิ่งที่แบบจำลองจักรวาลขนาดใหญ่ทำนายไว้[ref:1][ref:2] จน Konstantinos Migkas ผู้วิจัยหลักสรุปได้อย่างน่าจดจำว่า “แบบจำลองนั้นถูกต้องมาตลอด”[ref:1][ref:3]
จุดนี้ทำให้ภาพใหญ่ของเอกภพน่าหลงใหลขึ้นอีก เพราะใยจักรวาลคือโครงสร้างซ่อนเร้นที่ค้ำทุกอย่างเอาไว้ กระจุกดาราจักรคือปมสว่าง ส่วนเส้นใยคือเส้นด้ายที่เชื่อมปมเหล่านั้นเข้าหากัน ESA ระบุด้วยว่า ภารกิจ Euclid ซึ่งปล่อยขึ้นไปตั้งแต่ปี 2023 กำลังทำหน้าที่สร้างแผนที่ของโครงสร้างขนาดใหญ่นี้ และศึกษาความเกี่ยวข้องของสสารมืดกับพลังงานมืดไปพร้อมกัน[ref:1]
สิ่งที่งดงามที่สุดในข่าวนี้อาจเป็นอารมณ์ของมันเอง ไม่มีการระเบิดยักษ์ ไม่มีเหตุการณ์รุนแรง มีเพียงการมองให้ละเอียดขึ้น ตัดสิ่งรบกวนออกทีละชั้น แล้วพบว่าในช่องว่างระหว่างแสงสว่างต่าง ๆ ยังมีเส้นใยบางเบาเรืองอยู่เสมอ บางครั้งความมหัศจรรย์ของวิทยาศาสตร์ก็ไม่ได้มาจากการเพิ่มความตื่นเต้น แต่มาจากการฝึกสายตาให้เห็นสิ่งที่อยู่ตรงนั้นมาตลอด
ยังไม่มีความคิดเห็น มาเป็นคนแรกที่ร่วมแบ่งปันความคิดกัน