JWST ค้นพบ ‘M1149-BSG-z5’ ดาราจักรชนิดก้นหอยแบบมีคานที่อยู่ไกลที่สุดในจักรวาล

ผลกระทบต่อความเข้าใจวิวัฒนาการดาราจักร

การดำรงอยู่ของดาราจักรชนิดก้นหอยแบบมีคานที่สมบูรณ์ ณ ค่าเรดชิฟต์ 5.102 ผลักดันช่วงเวลาการเกิดคานในดาราจักรให้เร็วเร็วกว่าที่แบบจำลองทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์ส่วนใหญ่เคยคาดการณ์ไว้มาก การค้นพบนี้ท้าทายแบบจำลองที่ระบุว่าคานต้องใช้เวลาหลายพันล้านปีในการก่อตัวและเสถียรในดาราจักรจาน (disk galaxies) ดาราจักรนี้ปรากฏว่ามีโครงสร้างที่สมบูรณ์ทั้งส่วนโป่งกลาง (bulge) คาน และจาน (disk) เพียงช่วงเวลากว่าพันล้านปีนับจากยุคเริ่มแรกของจักรวาล ซึ่งหมายความว่าการก่อตัวของจานและคานสามารถเกิดขึ้นได้ภายในช่วง ~1–1.5 พันล้านปีแรกของจักรวาล

กลไกการก่อตัวที่เป็นไปได้

งานวิจัยนี้ได้เสนอสองกลไกหลักสำหรับการก่อตัวของคานในยุคแรกเริ่มของ M1149-BSG-z5 :

1. ความไม่เสถียรจากแรงโน้มถ่วงในระบบที่ถูกครอบงำด้วยแบริออน (baryon-dominated systems): ในจานดาราจักรที่มีก๊าซหนาแน่นและมีความปั่นป่วน (turbulent disks) ที่ค่าเรดชิฟต์สูง บริเวณศูนย์กลางสามารถถูกครอบงำด้วยสสารแบริออน (สสารธรรมดา) ความไม่เสถียรจากแรงโน้มถ่วงอย่างรวดเร็วในจานที่เย็นและอุดมไปด้วยก๊าซหนาแน่นเหล่านี้ สามารถขับเคลื่อนให้เกิดการก่อตัวของคานได้ในเวลาอันสั้นเพียงไม่กี่ร้อยล้านปี โดยไม่จำเป็นต้องมีจานดาวฤกษ์ที่สมบูรณ์มาก่อน

2. สภาพแวดล้อมและอันตรกิริยาจากน้ำขึ้นน้ำลง (tidal interactions): M1149-BSG-z5 ตั้งอยู่ในพื้นที่ที่มีความหนาแน่นของดาราจักรสูง (galaxy overdensity) เนื่องจากกลุ่มดาราจักร MACS J1149+2223 เป็นสภาพแวดล้อมแบบกระจุกดาราจักร (cluster environment) การมีอันตรกิริยาจากกระแสน้ำขึ้นน้ำลงหรือการชนรวมตัวกับดาราจักรบริวารที่อยู่ใกล้เคียงอาจเป็นตัวกระตุ้นหรือเร่งให้เกิดการก่อตัวของคาน ข้อมูลสเปกโทรสโกปีแสดงให้เห็นว่าดาราจักรนี้มีเพื่อนบ้านที่อยู่ใกล้เคียง ณ ค่าเรดชิฟต์ใกล้เคียงกัน ซึ่งสนับสนุนสถานการณ์การมีอันตรกิริยานี้

คณะผู้วิจัยสรุปว่าการรวมกันของความไม่เสถียรจากการถูกครอบงำด้วยแบริออนและการมีอันตรกิริยาจากสภาพแวดล้อมที่ไม่รุนแรงน่าจะเป็นเส้นทางการก่อตัวที่มีความเป็นไปได้มากที่สุด และภาพคลาสสิกที่ว่า “คานเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในช่วงท้าย” (z < 1–2) นั้นไม่สามารถยึดถือได้อีกต่อไป จากการค้นพบดาราจักรชนิดมีคานที่ค่า z > 3 หลายครั้งของ JWST

หมายเหตุเกี่ยวกับสถิติโลก

M1149-BSG-z5 ที่ค่าเรดชิฟต์ 5.102 นับเป็นการแซงหน้าสถิติเดิมที่เคยเป็นของดาราจักรอย่าง CEERS-2112 (z ≈ 3) และ COSMOS-74706 (z ≈ 4) และกลายเป็นดาราจักรชนิดก้นหอยแบบมีคานที่อยู่ไกลที่สุดที่ได้รับการยืนยันในปัจจุบัน บทความวิจัยนี้ถูกโพสต์บน arXiv เมื่อวันที่ 23 มิถุนายน 2026 และในขณะที่เขียนบทความนี้ยังเป็นฉบับก่อนตีพิมพ์ (preprint) ที่ยังไม่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญ (peer review) อย่างสมบูรณ์