ชม 5 ภาพอวกาศชัดที่สุด จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์

สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) เปิดเผยรายงานภาพของ "กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์" (James Webb Space Telescope: JWST) เรียบเรียงโดยดร. มติพล ตั้งมติธรรม นักวิชาการดาราศาสตร์ โดยสรุป ว่า โครงการกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ ได้ถูกวางแผนเอาไว้กว่า 3 ทศวรรษ จนในที่สุดก็ได้ชมภาพสี 5 ภาพแรก 

 

โดยทั้ง 5 ภาพต้องผ่านคณะกรรมการจำนวนมากที่ร่วมกันกลั่นกรองว่าวัตถุแรก ๆ ที่ JWST จะเผยให้กับมวลมนุษยชาตินั้นคือภาพอะไร โดยภาพที่บันทึกได้นั้น ต้องถูกนำมาประมวลผลข้อมูลอีกหลายขั้นตอน จากแสงที่ตาของมนุษย์มองไม่เห็นให้อยู่ในภาพที่มนุษย์สามารถทำความเข้าใจได้ 

 

รวมถึงการคัดเลือกสีมาเพื่อใช้แสดงข้อมูลอันซับซ้อนต่างๆ  ขั้นตอนทั้งหลายเหล่านี้ ไม่ใช่เพียงเพื่อแสดงศักยภาพของกล้องโทรทรรศน์อวกาศตัวใหม่ล่าสุดของมนุษย์โลก แต่ยังต้องสะท้อนถึงความหมายทางวิทยาศาสตร์ที่ซ่อนอยู่ รวมทั้งยังต้องสื่อถึงสุนทรียศาสตร์ที่มนุษย์สามารถชื่นชมได้ เพื่อแสดงให้เห็นธรรมชาติของเอกภพที่เราอาศัยอยู่ได้

โดยภาพสีทั้ง 5 ภาพแรก ที่ถูกบันทึกเอาไว้โดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ มีดังนี้

 

“ห้วงอวกาศลึก” Deep Field - "SMACS 0723"

 

 

ภาพของกระจุกกาแล็กซีที่แสดงกาแล็กซีพื้นหลังจำนวนนับไม่ถ้วนสุดลูกหูลูกตาเท่าที่จะสามารถสังเกตได้นี้ เป็นภาพที่แสดงถึงศักยภาพของ JWST ได้เป็นอย่างดี เราจะเห็นได้ว่าด้วยความสามารถของเว็บบ์ นั้น เบื้องหลังของภาพทุกภาพ วัตถุทุกวัตถุ และแทบทุกทิศทางที่เว็บบ์หันไป เราอาจจะพบกับกาแล็กซีอีกกาแล็กซีหนึ่งที่ยังรอคอยการค้นพบอยู่ด้านหลังดวงดาวอันมากมายในกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา

 

ภาพ Deep Field นี้ มีจุดกึ่งกลางอยู่ที่กระจุกกาแล็กซี SMACS 0723 ซึ่งอยู่ห่างออกไป 4,600 ล้านปีแสง แต่เบื้องหลังกระจุกกาแล็กซีนี้นั้นยังมีกาแล็กซีอื่นอีกมาก เป็นกาแล็กซีที่ห่างไกลออกไปหลายหมื่นล้านปีแสง จึงเปรียบได้กับการย้อนเวลากลับไปสังเกตในยุคที่กาแล็กซีแรกๆ เพิ่งถือกำเนิดขึ้นมาในเอกภพ

Exoplanet - "WASP-96 b"

 

 

ภาพนี้คือ “สเปกตรัม” ของดาวเคราะห์นอกระบบ WASP-96 b ที่อยู่ห่างออกไป 1,150 ปีแสง ดาวเคราะห์ดวงนี้จัดเป็นดาวเคราะห์แก๊สที่มีขนาดใหญ่ใกล้เคียงกับดาวพฤหัสบดี แต่มีมวลเพียงครึ่งหนึ่ง และโคจรรอบดาวฤกษ์ด้วยระยะห่างที่ใกล้กว่าวงโคจรของดาวพุธ จึงทำให้พื้นผิวของดาวเคราะห์ดวงนี้ร้อนมาก ร้อนเกินกว่าที่จะพบน้ำในรูปของเหลวใดๆ บนพื้นผิว

โดยครั้งนี้จึงนับเป็นสเปกตรัมแรกของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่ถูกบันทึกเอาไว้โดย JWST และนับเป็นครั้งแรกของโลกที่เราสามารถศึกษาสเปกตรัมของดาวเคราะห์นอกระบบในช่วงคลื่นนี้ได้ ผลที่ได้คือ “การพบหลักฐานของโมเลกุลของน้ำในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นี้อย่างชัดเจน และพบหลักฐานของเมฆ และหมอกในชั้นบรรยากาศของดาวดวงนี้” 

 

ข้อมูลสเปกตรัมเช่นนี้ จะช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถวัดปริมาณของไอน้ำในชั้นบรรยากาศ ประมาณอุณหภูมิในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ และประเมินปริมาณของธาตุอื่นๆ เช่น คาร์บอนและออกซิเจนได้ 

 

Stellar Death - "Southern Ring Nebula"

 

 

Southern Ring Nebula หรือ NGC 3132 เป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างออกไป 2,500 ปีแสง เนบิวลาดาวเคราะห์เกิดขึ้นเมื่อดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์สิ้นอายุขัย และปลดปล่อยมวลในช่วงบั้นปลายบางส่วนออก เหลือทิ้งไว้เพียงแกนกลางของดาวที่ร้อนจัด ที่แผ่รังสีออกไปรอบๆ

 

ดาวฤกษ์ ณ กึ่งกลางของ Southern Ring Nebula ได้ทำการปลดปล่อยฝุ่นและแก๊สออกไปทุกทิศทางมาตลอดระยะเวลาหลายพันปี แก๊สที่ถูกปลดปล่อยออกมาเป็นชั้นๆ ถูกรบกวนโดยดาวฤกษ์อีกดวงหนึ่งที่โคจรรอบๆ ดาวที่สิ้นอายุขัย ก่อให้เกิดโครงสร้างจำนวนมากมายท่ามกลางแก๊สที่ถูกปลดปล่อยออกมาเหล่านี้

 

ภาพในย่านอินฟราเรดใกล้ (ซ้าย) เปิดเผยให้เห็นถึงโครงสร้างอันสลับซับซ้อนของชั้นแก๊สที่ถูกปลดปล่อยออกมาในช่วงสีส้มของภาพ ซึ่งมาจากการเปล่งรังสีของไฮโดรเจน นอกจากนี้ภายนอกเรายังสามารถสังเกตเห็นแนวลำแสงที่ดูราวกับเป็นเส้นตรงออกมาจากกึ่งกลางของเนบิวลา 

 

เกิดจากแสงที่ลอดผ่านช่องโปร่งในแถบฝุ่นออกมา คล้ายกับช่วงเย็นที่ลำแสงของดวงอาทิตย์ลอดผ่านช่องระหว่างเมฆบนโลก ในขณะที่บริเวณกึ่งกลางนั้นยังคงเต็มไปด้วยแสงที่แทนด้วยสีฟ้า ซึ่งส่องสว่างเนื่องจากได้รับพลังงานจากดาวที่อยู่กึ่งกลาง

 

หากเราพิจารณาภาพที่ได้ในย่านอินฟราเรดกลาง (ขวา) เราจะพบบริเวณของเมฆโมเลกุลที่กำลังก่อตัวที่แทนด้วยโครงสร้างแสงสีฟ้า และนอกจากนี้ เรายังสามารถพบเห็นดาวบริวารทั้งสองของระบบดาวคู่ ณ กึ่งกลางเนบิวลา ถึงแม้ว่าเราจะมีหลักฐานมานานแล้วว่าระบบดาวนี้เป็นระบบดาวคู่ แต่นี่เป็นครั้งแรกที่เราสามารถสังเกตในช่วงอินฟราเรดได้ละเอียดมากพอจนสามารถทำการสังเกตการณ์ดาวฤกษ์ดวงนี้ได้

 

นอกจากนี้ เรายังพบว่าแม้กระทั่งเบื้องหลังของแก๊สอันส่องสว่างเหล่านี้ ก็ยังสามารถสังเกตเห็นกาแล็กซีที่อยู่เบื้องหลังที่ห่างออกไปอีกหลายล้านปีแสงได้อีกด้วย

 

Galaxy - "Stephan’s Quintet"

 

 

Stephan’s Quintet เป็นกลุ่มของกาแล็กซี 5 กาแล็กซีที่มีตำแหน่งปรากฏอยู่ใกล้กันมาก 4 กาแล็กซีในภาพนี้ถูกยึดเหนี่ยวเอาไว้ด้วยแรงโน้มถ่วงและอยู่ห่างออกไป 290 ล้านปีแสง กาแล็กซีเหล่านี้กำลังหมุนไปรอบๆ ซึ่งกันและกัน และอยู่ในระหว่างกระบวนการรวมตัวกัน และจะค่อยๆ รวมตัวกันกลายเป็นกาแล็กซีเดียวไปในที่สุด

 

ภาพที่เห็นนี้เป็นภาพที่บันทึกในย่านอินฟราเรดใกล้และอินฟราเรดกลาง มีพื้นที่ประมาณ 1 ใน 5 ของขนาดปรากฏของของดวงจันทร์ และประกอบขึ้นจากภาพรวมกันกว่า 1,000 ภาพ ที่มาต่อกันเป็น mosaic มีความละเอียดกว่า 150 ล้านพิกเซล

 

ด้วยความละเอียดของเว็บบ์นั้น ทำให้เราสามารถสังเกตเห็นดาวฤกษ์เดี่ยวบางดวงในแต่ละกาแล็กซีได้ และสามารถสังเกตเห็นแถบฝุ่น ซึ่งเป็นบริเวณที่ดาวฤกษ์กำลังก่อตัวขึ้นใหม่ท่ามกลางกาแล็กซีเหล่านี้ รวมถึงแถบฝุ่นที่เกิดขึ้นใหม่เนื่องมาจากการชนกันของกาแล็กซี ซึ่งเปรียบได้กับห้องทดลองที่จะช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้ศึกษาการก่อตัวของกาแล็กซี และการรบกวนที่เกิดขึ้นกับแก๊สระหว่างกาแล็กซี และดาวฤกษ์ที่เกิดใหม่ได้

 

ในกาแล็กซี NGC 7319 ด้านบนขวาของภาพ เราจะพบกับบริเวณกึ่งกลางที่ส่องสว่างเป็นอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในย่านคลื่นอินฟราเรดกลาง ซึ่งเป็นบริเวณของมวลที่กำลังตกลงสู่หลุมดำมวลยิ่งยวด ณ ใจกลางของกาแล็กซีนี้ ในแต่ละวินาทีหลุมดำมวลยิ่งยวดนี้เปล่งแสงสว่างออกมามากกว่าดวงอาทิตย์ถึงกว่า 40 ล้านเท่า 

 

การศึกษาการกระจายตัวของแก๊สผ่านทางฟิลเตอร์ต่างๆ ของ JWST จะช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถศึกษาเกี่ยวกับกลไกของหลุมดำมวลยิ่งยวด ณ ใจกลางกาแล็กซีได้

 

Stellar Birth - "Carina Nebula"

 

 

ภาพที่เปรียบได้กับภาพวาดของ “ภูผา” นี้ คือภาพของบริเวณก่อกำเนิดดาวฤกษ์ NGC 3324 ใน Carina Nebula มีชื่อว่า “Cosmic Cliff” เป็นเพียงบริเวณส่วนเล็ก ๆ ภายใน NGC 3324 ที่แก๊สและฝุ่นในเนบิวลากำลังถูกลมสุริยะจากดาวฤกษ์ใกล้เคียงด้านบนของภาพปัดเป่าออกไป

 

จนมีลักษณะปรากฏคล้ายกับทิวเขา โครงสร้างจำนวนมากและรูโหว่ทุกรูในบริเวณนี้ เป็นผลที่เกิดขึ้นจากลมสุริยะที่ค่อยๆ ปัดเป่าสสารออกไปรอบๆ และก่อตัวเนบิวลานี้ขึ้นมาจนถึงทุกวันนี้

 

การศึกษาบริเวณก่อกำเนิดดาวฤกษ์นี้จะช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจได้มากขึ้นเกี่ยวกับกระบวนการกำเนิดดาวฤกษ์ การปะทะกันของลมสุริยะกับเนบิวลา อาจจะก่อให้เกิดการรวมตัวกันของแก๊ส และนำไปสู่การรวมตัวเป็นดาวฤกษ์ใหม่ในที่สุด 

 

ข้อมูลอ้างอิงและภาพจาก : สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน), องค์การอวกาศสหรัฐฯ (NASA)