ถ่ายใหม่ยิ่งใหญ่กว่าเดิม! ภาพ “อวกาศห้วงลึก” ล่าสุด จากกล้องฯ เจมส์ เว็บบ์

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”

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