กล้องโทรทรรศน์อวกาศ XRISM ของญี่ปุ่น แม้จะไม่ได้มีชื่อเสียงโด่งดังเทียบเท่ากับกล้องโทรทรรศน์อวกาศเรือธงอย่างกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ หรือ กล้องฮับเบิล แต่มันคือหนึ่งในกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่น่าจับตามองมากที่สุดในทศวรรษนี้พร้อมกับความสามารถที่กล้องโทรทรรศน์ตัวอื่นไม่สามารถทำได้มาก่อน คือการวัดพลังงานของอนุภาค (Total Energy) รังสีเอกซ์ที่เดินทางจากแหล่งกำเนิดในห้วงอวกาศลึก

ภาพวาดความเป็นไปได้จากการสำรวจปรากฏการณ์แปลกประหลาดของระบบ Cygnus X-3 โดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ XRISM ภาพจาก NASA

กล้องโทรทรรศน์อวกาศ XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission) เป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศรังสีเอกซ์พลังงานต่ำ (Soft Xray) ของ JAXA บนความร่วมมือกับ NASA และ ESA โดยก่อนหน้าโครงการ XRISM ญี่ปุ่นเคยมีโครงการกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Hitomi กล้องโทรทรรศน์อวกาศรังสีเอกซ์พลังงานต่ำที่จะทำงานควบคู่กับกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราและ XMM-Newton ที่เป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศรังสีเอกซ์พลังงานสูง เพื่อเติมเต็มช่องว่างการศึกษาทางดาราศาสตร์ในย่านรังสีเอกซ์ให้ครอบคลุมทุกย่านพลังงานของรังสีเอกซ์ เพียงแต่ว่าหลังจากที่กล้อง Hitomi ได้ออกสู่อวกาศเพียงไม่กี่สัปดาห์ ภาคพื้นก็สูญเสียการติดต่อกับตัวกล้องและสิ้นสุดภารกิจไปอย่างน่าเสียดายในปี 2016 ทำให้ภารกิจ XRISM เป็นเหมือนภารกิจแก้มือของญี่ปุ่นสำหรับกล้องโทรทรรศน์อวกาศรังสีเอกซ์พลังงานต่ำอีกครั้งหนึ่ง

การศึกษารังสีเอกซ์ในย่านพลังงานต่ำนับว่าเป็นหนึ่งในย่านที่มีความสำคัญเป็นอย่างมากในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับวิวัฒนาการของดาวฤกษ์เนื่องจากดาวฤกษ์ที่กำลังสิ้นอายุขัยมักปลดปล่อยพลังงานออกมาในย่านนี้ รวมไปถึงการศึกษางานด้าน กาแล็กซี เอกภพวิทยาและสสารมืด

ภาพถ่ายแรกของกล้องโทรทรรศน์ XRISM ที่ถ่ายภาพกระจุกกาแลกซี Abell 2319 ภาพจาก ESA

กล้องโทรทรรศน์อวกาศ XRISM ถูกปล่อยออกสู่อวกาศในวันที่ 6 กันยายน 2023 ด้วยจรวด H-IIA จากศูนย์อวกาศ Tanegashima ในญี่ปุ่น และสามารถเริ่มต้นใช้เพื่อการวิจัยภายในระยะเวลาไม่กี่เดือนหลังจากการปล่อยออกสู่อวกาศ โดยมีแผนการใช้งานหลักอยู่ที่ 3 ปี

อุปกรณ์ที่ติดตั้งบน XRISM นั้นมีสองตัวคือ Resolve เป็นแคลอรีมิเตอร์และสเปกโตรมิเตอร์สำหรับรังสีเอกซ์พลังงานต่ำที่พัฒนาโดย NASA ซึ่งเป็นจุดเด่นของกล้อง XRISM และ Xtend กล้องถ่ายภาพ CCD สำหรับรังสีเอกซ์พลังงานต่ำ อุปกรณ์ Resolve ที่เป็นแคลอรีมิเตอร์รังสีเอกซ์นี้เป็นหนึ่งในสุดยอดอุปกรณ์แคลอรีมิเตอร์ที่ไม่เคยมีบนกล้องโทรทรรศน์อวกาศตัวไหนมาก่อน ตัวอุปกรณ์จะมีอุณหภูมิที่เย็นจัดมากที่ 0.05 เคลวินเท่านั้น เพื่อตรวจวัดอุณหภูมิของเซนเซอร์ที่เปลี่ยนแปลงไปเมื่อโฟตอนพุ่งชนกับตัวเซนเซอร์ พร้อมกับคุณสมบัติของสเปกโตรมิเตอร์ที่สามารถทราบถึงความยาวคลื่นของโฟตอนที่พุ่งเข้ามาได้

เมื่อโฟตอนรังสีเอกซ์พุ่งชน Resolve มันจะทำให้อุณหภูมิในแต่ละพิกเซลเพิ่มขึ้น ซึ่งสามารถนำมาคำนวณพลังงานแบบแคลอรีมิเตอร์ได้เป็นครั้งแรก ภาพจาก NASA

และด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่นของ Resolve ทำให้มันถูกใช้ในการศึกษาวัตถุทางดาราศาสตร์ต่าง ๆ มากมาย เช่น การศึกษาธาตุเหล็กในระบบดาว Cygnus X-3 หรือเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้ถูกใช้ในการศึกษาธาตุกำมะถันภายในสสารระหว่างดวงดาว ซึ่งเพียงแค่เริ่มต้นการทำงานก็มอบองค์ความรู้ทางดาราศาสตร์ใหม่ ๆ มากมาย

xrism

ถึงกระนั้นอายุการใช้งานของ Resolve คาดการณ์ว่าจะใช้งานได้เพียง 3 ปีเท่านั้นเนื่องจากระบบทำความเย็นที่ Resolve ใช้งานอยู่เป็นระบบที่พึ่งพาก๊าซฮีเลียมทำความเย็นเพื่อให้ได้อุณหภูมิใกล้เคียงกับศูนย์สัมบูรณ์มากที่สุด ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่ต่ำกว่าที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์สามารถทำได้เสียอีก ทำให้นักดาราศาสตร์ต้องทำงานศึกษาดวงดาวอย่างเร่งรีบเพื่อแข่งกับเวลาที่ก๊าซฮีเลียมจะหมดลง หลังจากที่ก๊าซฮีเลียมหมดลงอาจจะมีการใช้งานกล้องโทรทรรศน์ XRISM ต่อแต่อาจจะไม่สามารถใช้เพื่อการศึกษาตามภารกิจเดิมที่ได้ออกแบบเอาไว้ แต่ถึงอย่างนั้นมนุษยชาติจะได้รับข้อมูลและองค์ความรู้จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ XRISM อีกมาก

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล
พิสูจน์อักษร ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

ที่มาข้อมูล : NASA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

ทำไมกล้องฯ XRISM ถึงเป็นหนึ่งในกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่น่าจับตาไม่แพ้กล้องฯ เจมส์ เว็บบ์