กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ (JWST) สร้างปรากฏการณ์ครั้งใหม่ ด้วยการบันทึกภาพอวกาศห้วงลึก (Deep Field) เผยให้เห็นถึงกาแล็กซีเพิ่มขึ้นจากเดิมกว่า 2,500 กาแล็กซี จากการถ่ายภาพบริเวณเดียวกับที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเคยบันทึกไว้ และกลายเป็นภาพกลุ่มกาแล็กซีสุดคลาสสิกมาจนกระทั่งปัจจุบัน

NARIT สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (สดร.) ให้ความรู้ว่า ภารกิจการกลับมาถ่ายภาพยังตำแหน่งเดิมครั้งนี้ เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ “JWST Advanced Deep Extragalactic Survey” หรือ JADES ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ ซึ่งมุ่งสำรวจเอกภพเพิ่มเติมจากเดิมในช่วงคลื่นอินฟราเรดใกล้ (Near-Infrared Camera) ด้วยอุปกรณ์ NIRCam และช่วงคลื่นอินฟราเรดกลาง (Mid-Infrared Instrument) ด้วยอุปกรณ์ MIRI มาผสมผสานเข้ากับภาพถ่าย “Deep Field” เดิมที่ฮับเบิลเคยบันทึกไว้ ได้แก่ “Hubble Deep Field” และ “Hubble Ultra Deep Field”

ภาพอวกาศห้วงลึก (Deep Field) ล่าสุด จากกล้องฯ เจมส์ เว็บบ์ ภาพจาก : NASA, ESA, CSA, STScI, Robert L. Hurt (Caltech/IPAC), Aniket Sanghi (Caltech), Chas Beichman (NExScI, NASA/JPL-Caltech), Dimitri Mawet (Caltech), Joseph DePasquale (STScI)

จุดเริ่มต้นของ Deep Field

ภาพ “Hubble Deep Field” ถูกถ่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ในปี ค.ศ. 1995 บริเวณกลุ่มดาวหมีใหญ่ เผยให้เห็นกาแล็กซีจางที่สุดที่มีค่าเลื่อนทางแดง (Redshifts) สูงสุดราว 3,000 กาแล็กซี ล้วนแล้วแต่เป็นกาแล็กซีที่เก่าแก่มาก และแสงของกาแล็กซีเหล่านี้ได้เดินทางมาอย่างยาวนานเป็นเวลากว่า 13,000 ล้านปี ภาพถ่ายนี้เป็นจุดเริ่มต้นของการศึกษา “Deep Field” ในอนาคต

ต่อมา ฮับเบิลได้บันทึกภาพ “Hubble Ultra Deep Field” ในปี ค.ศ. 2004 บริเวณกลุ่มดาวเตาหลอม ก่อนจะถ่ายซ้ำอีกหลายครั้งในปี ค.ศ. 2009, 2012 และ 2014 ด้วยกล้อง Wide Field Camera 3 ซึ่งเป็นกล้องที่ใช้ความยาวคลื่นอินฟราเรดใกล้ พบว่าบริเวณนี้มีกาแล็กซีมากถึง 10,000 กาแล็กซี จากพื้นที่เล็ก ๆ ในอวกาศเพียงแค่ 2.4 พิลิปดา หรือน้อยกว่า 1 ใน 10 ของเส้นผ่านศูนย์กลางของดวงจันทร์เต็มดวงเสียอีก

อย่างไรก็ตาม ความสามารถของกล้องฮับเบิลก็ถูกจำกัดด้วยอุปกรณ์ที่สามารถถ่ายภาพได้เพียงกาแล็กซีที่เห็นในช่วงไม่กี่ร้อยล้านปีหลังเกิดบิกแบงเท่านั้น เนื่องจากกาแล็กซีที่มีอายุนานกว่านี้ แสงจะถูกยืดออกไปจนถึงความยาวคลื่นอินฟราเรดกลางที่เกินขีดความสามารถของฮับเบิลในการจะมองเห็นได้ จึงจำเป็นต้องส่งต่อการศึกษานี้ให้กับกล้องเจมส์ เว็บบ์

พลังของกล้องเจมส์เว็บบ์

ในเดือนตุลาคม ค.ศ. 2022 JWST ได้หันกล้องไปยังบริเวณที่เคยถ่าย “Hubble Ultra Deep Field” อีกครั้ง ใช้กล้อง NIRCam และ MIRI เปิดหน้ากล้องนานถึง 41 ชั่วโมง ผลลัพธ์คือการค้นพบกาแล็กซีเพิ่มขึ้นจากเดิมกว่า 2,500 แห่ง โดยราว 80% ของทั้งหมดมีค่าเลื่อนทางแดงสูงถึง 12 เทียบได้กับช่วงเวลาเพียง 380 ล้านปีหลังบิกแบง หรือราว 13,400 ล้านปีก่อน

นอกจากนี้ ภาพยังเผยให้เห็นกาแล็กซีสีแดงหลายร้อยแห่ง ที่บ่งชี้ถึงการก่อตัวดาวฤกษ์จากแก๊สและฝุ่นระหว่างดวงดาวที่ดูดซับแสงดาวไว้และแผ่รังสีอินฟราเรดออกมา หรือในอีกกรณีหนึ่งก็คือเป็นกาแล็กซีที่มีการวิวัฒนาการมาอย่างยาวนานพอสมควรตั้งแต่ช่วงเริ่มต้นของเอกภพ ทำให้พบแสงจากดาวฤกษ์อายุมากสีแดงจำนวนมาก ในขณะเดียวกันก็พบกาแล็กซีที่มีจุดสีขาวอมเขียวขนาดเล็ก และเป็นกาแล็กซีที่มีค่าเลื่อนทางแดงสูงมาก นั่นหมายความว่า อาจเป็นกาแล็กซีที่มีการกำเนิดขึ้นในช่วงพันล้านปีแรกของการเกิดเอกภพ

ในทางกลับกัน กาแล็กซีสีน้ำเงินและสีฟ้าอมเขียวกลับมีขนาดใหญ่เนื่องจากอยู่ใกล้และมีค่าเลื่อนทางแดงค่อนข้างต่ำ จึงปรากฏให้เห็นสว่างในช่วงความยาวคลื่นอินฟราเรดใกล้มากกว่าช่วงความยาวคลื่นอินฟราเรดกลาง ทั้งนี้ สีต่าง ๆ ที่เห็นไม่ใช่สีจริง แต่เป็นการปรับแต่งเพื่อให้มนุษย์มองเห็นและแยกแยะคุณสมบัติทางกายภาพได้ชัดเจนขึ้น

มองย้อน “เอกภพ” เพื่อเข้าใจปัจจุบัน

การศึกษาท้องฟ้าในช่วงความยาวคลื่นที่หลากหลายโดยเฉพาะในช่วงคลื่นอินฟราเรดนั้น ช่วยให้นักดาราศาสตร์ทำความเข้าใจเอกภพตั้งแต่ถือกำเนิดมาจนถึงปัจจุบันได้ดี เพราะสามารถมองย้อนกลับไปเพื่อทำความรู้จักกับข้อมูลในอดีตได้ การทราบเส้นทางการวิวัฒนาการของกาแล็กซีอย่างถูกต้องจะช่วยให้เข้าใจว่าหลุมดำมวลยวดยิ่งหรือกาแล็กซีนั้นก่อตัวขึ้นได้อย่างไร และดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ในเอกภพถือกำเนิดขึ้นเมื่อใด ทั้งนี้ นักดาราศาสตร์ก็ยังคงต้องการข้อมูลใหม่ ๆ มาเสริมอีกมากสำหรับการปะติดปะต่อเหตุการณ์ทั้งหมดที่เกิดขึ้นนี้ ภารกิจของ JWST จึงยังคงดำเนินต่อไป และสิ่งที่ค้นพบในอนาคตอาจทำให้เราเข้าใจจุดเริ่มต้นของเอกภพได้ชัดเจนกว่าที่เคย

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

แหล่งข้อมูลอ้างอิง : space, อดิศักดิ์ สุขวิสุทธิ์ เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์ สดร.

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

ถ่ายใหม่ยิ่งใหญ่กว่าเดิม! ภาพ “อวกาศห้วงลึก” ล่าสุด จากกล้องฯ เจมส์ เว็บบ์