นักดาราศาสตร์ไขปริศนากำเนิดจานทางช้างเผือก พบจุดเปลี่ยนเมื่อ 10.8 พันล้านปีก่อน

ทางช้างเผือกมีโครงสร้างแบ่งเป็นจานบาง (thin disk) ที่มีดาวอายุน้อยถึงกลางอย่างดวงอาทิตย์อยู่ กับจานหนา (thick disk) ที่เต็มไปด้วยดาวโบราณและแทบไม่มีดาวเกิดใหม่เลย นักดาราศาสตร์ถกเถียงกันมานานว่าจานทั้งสองชั้นนี้ก่อตัวขึ้นมาอย่างไรกันแน่

งานวิจัยใหม่ในวารสาร The Astrophysical Journal Letters นำโดย David Mirabal จาก Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC) ใช้ข้อมูลจากยาน Gaia มาวัดอายุดาวจำนวนมากอย่างแม่นยำ เพื่อหาว่าดาวในจานหนาเกิดในจานบางแล้วถูกเหวี่ยงออกมาทีหลัง หรือว่าเกิดอยู่ตรงนั้นตั้งแต่แรก

ผลที่เจอคือมีจุดเปลี่ยนชัดเจนเมื่อราว 10.8 พันล้านปีก่อน ก่อนหน้านั้นจานของกาแล็กซีแบนราบลงอย่างรวดเร็วมาก จากหนาประมาณ 4,100 ปีแสง เหลือแค่ 1,600 ปีแสงภายในเวลาเพียง 2 พันล้านปี หลังจากนั้นการบางลงค่อยๆ ช้าลงมาก จนปัจจุบันจานบางเหลือความหนาเพียงราว 400 ปีแสง

ข้อมูลนี้ชี้ว่าจานหนาไม่ได้เกิดจากดาวที่ถูกเหวี่ยงออกมาทีหลังจากจานบาง แต่ดาวโบราณเหล่านั้นเกิดขึ้นตรงนั้นตั้งแต่ตอนที่กาแล็กซียังปั่นป่วนและพองตัวหนาทั้งแผ่น ก่อนที่แก๊สจะค่อยๆ สงบลงจนยุบตัวเป็นจานบางซ้อนอยู่ข้างใน นักวิจัยเรียกกระบวนการนี้ว่าการก่อตัวแบบกลับหัว

ในแบบจำลองก่อนหน้านี้ ทั้งสองทฤษฎีการก่อตัวของจานเป็นไปได้ทั้งคู่ แต่ขาดหลักฐานเชิงสังเกตที่จะชี้ขาดว่าทางช้างเผือกเกิดขึ้นแบบไหนกันแน่ งานนี้ถือเป็นหลักฐานชัดเจนชิ้นแรกที่สนับสนุนหนึ่งในสองโมเดลสำหรับช่วงต้นของกาแล็กซี และทำได้เพราะความแม่นยำสูงของอายุดาวที่เก่าแก่ที่สุดที่เราวัดได้

งานวิจัยนี้อิงจากข้อมูล Gaia Data Release 3 ที่เผยแพร่เมื่อเดือนมิถุนายน 2022 และเป็นส่วนหนึ่งของความร่วมมือหลายฉบับที่พยายามถอดรหัสอายุดาวในจานบางและจานหนาของทางช้างเผือก