ภาพถ่ายล่าสุดจาก กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST) ซึ่งเป็นภาพกาแล็กซีรูปทรงกังหัน IC 5332 ในช่วงคลื่นอินฟราเรดกลาง
เมื่อวันที่ 27 กันยายน 2565 องค์การอวกาศยุโรป หรือ ESA เผยแพร่ภาพถ่ายล่าสุดจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST) ซึ่งเป็นภาพกาแล็กซีรูปทรงกังหัน IC 5332 ในช่วงคลื่นอินฟราเรดกลาง แสดงให้เห็นกลุ่มฝุ่นที่กระจายตัวอยู่ภายในระนาบกาแล็กซีอย่างคมชัด ช่วยให้นักดาราศาสตร์ศึกษาโครงสร้างของกาแล็กซีได้ดียิ่งขึ้น
กาแล็กซี IC 5332 เป็นกาแล็กซีประเภทกังหัน (Spiral Galaxy) อยู่ห่างออกไปจากโลกประมาณ 29 ล้านปีแสง มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 66,000 ปีแสง หรือประมาณ 1 ใน 3 ของกาแล็กซีทางช้างเผือก และกาแล็กซีแห่งนี้หันด้านหน้าเข้าหาโลกของเราพอดี ทำให้เรามองเห็นโครงสร้างของกาแล็กซีแห่งนี้ได้อย่างชัดเจน
ภาพล่าสุดจาก กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST) นี้ ถ่ายด้วยอุปกรณ์ Mid-Infrared Instrument หรือ MIRI ที่ทำงานในช่วงความยาวคลื่น 5 - 28 ไมครอน หรือเรียกว่า "รังสีอินฟราเรดกลาง" (Mid-Infrared) ซึ่งเป็นช่วงคลื่นที่ตามนุษย์ไม่สามารถมองเห็นได้ และยังเป็นช่วงคลื่นที่ไม่มีกล้องโทรทรรศน์ใดบนโลกที่สามารถสังเกตการณ์ได้ เนื่องจากชั้นบรรยากาศของโลกเองก็แผ่รังสีอินฟราเรดออกมาเช่นกัน ทำให้แม้จะเป็นตอนกลางคืนที่มืดสนิท แต่รังสีอินฟราเรดก็ยังคงส่องสว่าง กลบวัตถุท้องฟ้าอื่นไปจนหมด
หรือแม้กระทั่ง กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ที่อยู่ในอวกาศ ก็ไม่สามารถสังเกตการณ์ในช่วงคลื่นนี้ได้ เนื่องจากกล้องฮับเบิลมีระบบควบคุมให้มีอุณหภูมิคงที่ที่ 21 องศาเซลเซียส ซึ่งที่อุณหภูมินี้ จะทำให้ตัวกระจกแผ่รังสีอินฟราเรดกลางออกมา ฮับเบิลจึงศึกษาได้เพียงช่วงคลื่นอินฟราเรดใกล้ (Near-Infrared) เท่านั้น
อุปกรณ์ Mid-Infrared Instrument หรือ MIRI ที่ตรวจจับรังสีอินฟราเรดในช่วงคลื่นนี้ จึงจำเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิให้เหมาะสมเพื่อให้เกิดความคลาดเคลื่อนในการเก็บข้อมูลน้อยที่สุด ซึ่งทางทีมวิศวกรก็ได้พัฒนาอุปกรณ์หล่อเย็น cryocool ที่สามารถทำให้ MIRI มีอุณหภูมิต่ำถึง -266 องศาเซลเซียส หรือร้อนกว่าอุณหภูมิที่ต่ำสุดที่จะเป็นไปได้ทางอุดมคติเพียง 7 องศาเท่านั้น จึงทำให้ MIRI สามารถสังเกตการณ์ในช่วงคลื่นอินฟราเรดกลางได้เป็นอย่างดี
ยิ่งไปกว่านั้น การที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST) โคจรรอบดวงอาทิตย์อยู่ที่จุด L2 ที่ห่างออกไปจากโลกถึง 1.5 ล้านกิโลเมตร นั่นก็เพื่อให้อุปกรณ์ MIRI ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพนั่นเอง ที่ตำแหน่งนี้ JWST จะอยู่ในเงามืดของโลกพอดี จึงไม่ได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์โดยตรง ช่วยให้สามารถลดอุณหภูมิของอุปกรณ์ได้ต่ำอย่างสุดขั้ว
นอกจากนี้ ที่จุด L2 ยังทำให้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ อยู่เลยออกไปจากวงโคจรของดวงจันทร์ ทำให้สามารถหันหน้ากล้องหนีออกจากแสงจากโลก ดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์ได้ตลอดเวลา ซึ่งทั้ง 3 วัตถุเป็นแหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรดที่เข้มข้นมาก ๆ ที่นอกจากจะรบกวนการสังเกตการณ์วัตถุในห้วงอวกาศลึกแล้ว ยังอาจส่งผลให้อุปกรณ์ที่ไวต่อรังสีอินฟราเรดของ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ JWST เสียหายได้อีกด้วย
สำหรับภาพกาแล็กซี IC 5332 กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเคยบันทึกภาพเอาไว้แล้ว เป็นช่วงคลื่นผสมระหว่างช่วงคลื่นแสงที่ตามองเห็น และช่วงคลื่นรังสีอัลตราไวโอเล็ต แสดงให้เห็นกาแล็กซีกังหันที่มีแขนทอดยาวออกจากใจกลางกาแล็กซี ระหว่างแขนแต่ละข้างจะมีพื้นที่สีดำแทรกอยู่ ดูราวกับว่าแขนแต่ละข้างแยกตัวออกจากกัน
แต่หากสังเกตการณ์ในช่วงคลื่นอินฟราเรดกลาง จะพบว่าพื้นที่สีดำดังกล่าวกลับส่องสว่างในช่วงคลื่นนี้ ซึ่งเป็นบริเวณฝุ่นทึบแสงที่กระจายตัวอยู่ทั่วทั้งกาแล็กซี รวมถึงดาวฤกษ์ที่เห็นในทั้ง 2 ภาพก็ยังแตกต่างกันอีกด้วย เนื่องจากดาวฤกษ์แต่ละดวงแผ่รังสีอินฟราเรดออกมาไม่เท่ากัน โดยมีข้อสังเกตที่น่าสนใจคือ ดาวที่เป็นจุดสีแดงเล็ก ๆ ในภาพจากฮับเบิล จะกลายเป็นจุดดาวที่สว่างในภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST) เนื่องจากดาวเหล่านี้มีสัดส่วนการแผ่รังสีอินฟราเรดมากกว่าช่วงคลื่นที่ตามองเห็นนั่นเอง
ภาพกาแล็กซี IC 5332 จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (ภาพ : NASA/ESA)
อ้างอิง :
- https://esawebb.org/images/comparisons/potm2209a/...
- https://www.facebook.com/148300028566953/photos/...
- https://www.nasa.gov/.../hubble-space-telescope-optics...
ข้อมูลจาก : ธนกร อังค์วัฒนะ เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์ สดร.