เพื่อให้เห็นภาพ ก่อนที่เราจะมีบ้านเรือนสวยงามเป็นระเบียบ เอกภพยุคแรกตามทฤษฎีควรจะวุ่นวาย เต็มไปด้วยแก๊สร้อนที่ปั่นป่วน การจะก่อตัวเป็นโครงสร้างซับซ้อนและเป็นระเบียบอย่าง บาร์ดาวฤกษ์ ได้นั้น โดยทั่วไปถูกเชื่อว่าจะต้องใช้เวลาเป็นพันล้านปี และต้องรอให้กาแล็กซี "สงบลง" และใช้แก๊สในการสร้างดาวฤกษ์ไปเสียก่อน
ทฤษฎี ΛCDM ซึ่งเป็นโมเดลมาตรฐานของการก่อตัวโครงสร้างในเอกภพ ทำนายว่าในกาแล็กซีที่มีแก๊สเย็นจำนวนมาก แก๊สจะทำหน้าที่เหมือน "ตัวหน่วง" ที่ต้านแรงโน้มถ่วงไม่ให้เกิดโครงสร้างเช่นบาร์ได้ง่ายๆ
ดังนั้น การพบ GN20 มีอายุเพียง 1.5 พันล้านปี (แค่ 10% ของอายุเอกภพปัจจุบัน) แต่กลับมีบาร์ที่ชัดเจนและมีแก๊สเหลือเฟือ จึงเหมือนกับการพบเด็กทารกที่ไว้หนวดเคราครบเครา มัน "โตเกินวัย" อย่างไม่น่าเชื่อ
นักวิจัยบางส่วนเคยพยายามอธิบายการค้นพบโครงสร้างคล้ายกันในกาแล็กซีแรกเริ่มก่อนหน้านี้ โดยเสนอว่ากาแล็กซีเหล่านั้นน่าจะใช้แก๊สไปจนเกือบหมดแล้ว ทำให้การสร้างบาร์เกิดขึ้นได้ง่าย
แต่ GN20 ได้หักล้างข้อเสนอนั้นอย่างสิ้นเชิง เพราะมันเป็นกาแล็กซีที่ มีแก๊สมากมายมหาศาล ทว่ากลับมีบาร์ที่สมบูรณ์ นี่จึงเป็น "ความขัดแย้ง" โดยตรงต่อภาพวาดมาตรฐาน
ทีมวิจัยที่นำโดย Leindert A. Boogaard จากมหาวิทยาลัยไลเดน (Leiden University) ไม่ได้หยุดแค่การรายงานสิ่งที่ค้นพบ พวกเขาเสนอกลไกใหม่ที่น่าสนใจว่า "สภาวะที่สสารปกติครอบงำเหนือสสารมืดอาจเป็นตัวเร่งให้เกิดบาร์ได้เร็วกว่าเดิม"
ในดิสก์ของกาแล็กซีที่สสารปกติ (ดาวและแก๊ส) มีอิทธิพลทางแรงโน้มถ่วงเหนือสสารมืดอย่างมาก ความปั่นป่วนของแก๊ส (turbulence) ภายในดิสก์จะสร้างแรงเฉือนในแนวรัศมี (radial shear flows) ที่รุนแรง แรงเหล่านี้ทำหน้าที่เหมือนเครื่องขยายเสียงให้กับ "ระลอกคลื่นความหนาแน่น" (density perturbations) ในดิสก์ และเปลี่ยนมันให้กลายเป็นโครงสร้างบาร์ที่สอดคล้องกันไปทั้งระบบภายในเวลาอันรวดเร็ว ประมาณ 500 ล้านปี
ซึ่งนั่นหมายความว่า แก๊สนั่นเอง ที่เคยถูกมองว่าเป็นอุปสรรค กลับกลายเป็น "ตัวช่วย" สำคัญในการสร้างโครงสร้าง เมื่อเงื่อนไขเรื่องการครอบงำของสสารปกติเหมาะสม
ลองนึกภาพการแกว่งชิงช้า หากคุณมีน้ำหนักมาก (แทนสสารปกติที่ครอบงำ) และมีคนช่วยผลักเป็นจังหวะ (แทนความปั่นป่วนของแก๊ส) ชิงช้าจะแกว่งแรงและเป็นจังหวะได้เร็วกว่าการพยายามแกว่งคนเดียวเบาๆ บนชิงช้าที่มีแรงต้าน (แทนสสารมืดที่ห่อหุ้มอยู่) กลไกนี้เปิดมุมมองใหม่ให้เห็นว่า "ความโกลาหล" ของแก๊สในยุคต้นอาจเป็น "พลังสร้างสรรค์" ชั้นดี
การค้นพบนี้ไม่ได้เป็นแค่ "ข่าวน่าสนใจ"
Comments
0 comments