"กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์" เผยภาพหาดูยาก "วงแหวน" ของดาวพฤหัสบดี

เมื่อคืนวันที่ 12 กรกฎาคม 2565 ที่ผ่านมา นอกจาก "กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์" ได้เปิดภาพถ่าย 5 ภาพแรกของกระจุกกาแล็กซีกันไปแล้ว แต่อีกสิ่งหนึ่งที่ทีมงานได้เปิดเผยก็คือ รายงาน "Characterization of JWST science performance from commissioning" ซึ่งเป็นรายงานสรุปผลของกระบวนการ commissioning ที่ติดตั้ง และทดสอบอุปกรณ์ให้อยู่ในสภาพที่พร้อมใช้งาน

 

 

ในรายงานนี้ได้กล่าวถึงความพร้อมในการปฏิบัติงานของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ในทุกมุมมอง ตั้งแต่ตัวยานเอง วงโคจรที่อยู่ ปริมาณเชื้อเพลิงที่เหลือ แผ่น sunshield อายุขัยโดยประมาณ ระบบค้นหา และติดตามวัตถุ ระบบทัศนูปกรณ์ แสงพื้นหลัง การกระเจิงของแสงภายในอุปกรณ์ และอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ทุกชิ้น

 

ผลที่พบโดยคร่าวๆ คือ ไม่เพียงแต่ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ จะผ่านการทดสอบได้ฉลุยเท่านั้น แต่ยังพบว่าในหลายๆ กรณีนั้น เจมส์ เวบบ์ สามารถทำงานได้ดีกว่าที่คาดการณ์ และที่เคยประเมินเอาไว้ ดังนี้

 

• จากปริมาณเชื้อเพลิงที่เหลืออยู่ คาดว่าจะมีเชื้อเพลิงเพียงพอที่จะรักษาวงโคจรไปได้อีก 20 ปี มากกว่าที่คาดการณ์เอาไว้เดิมที่ 10.5 ปี

 

• ทัศนูปกรณ์มีการ alignment ที่แม่นยำกว่าที่คิด กระจกสะอาดกว่า และแสงสะท้อนภายในน้อยกว่าที่คาดการณ์เอาไว้ ฯลฯ ผลก็คือ ความสามารถในการสังเกตนั้นดีกว่าสเปกที่เคยระยะไป ภาพที่จะได้ในภารกิจระหว่าง Cycle I จึงจะเห็นท้องฟ้าที่มืดกว่า หรือมีสัญญาณรบกวนน้อยกว่า หมายความว่าจะสามารถสังเกตเอกภพได้ "ลึก" กว่าที่มีการขอใช้งานเอาไว้

 

• อุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ทำงานได้ดีกว่าที่คาดการณ์เอาไว้เช่นกัน และมีสัญญาณรบกวนในระดับเดียวกันกับที่ทดสอบบนภาคพื้น ต่างกันเพียงรังสีคอสมิกที่พบมากกว่าในห้วงอวกาศ แต่ไม่ได้มีผลมากต่อการสังเกตการณ์

 

• ระบบชี้ และติดตามวัตถุทำงานได้ดีเยี่ยม และสามารถติดตามวัตถุที่มีการเคลื่อนที่ เช่น ดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ในระบบสุริยะ ดาวเคราะห์น้อย ได้ดีเยี่ยม

 

 

 

เพื่อการทดสอบระบบติดตามวัตถุ ได้มีการชี้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ไปยังบริเวณใกล้ดาวพฤหัสบดี เพื่อทดสอบระบบติดตามวัตถุในบริเวณที่ใกล้ดาวสว่าง ซึ่งกล้องก็ยังคงผ่านการทดสอบไปได้โดยดี นอกจากนี้โบนัสเล็กๆ ที่ได้จากการทดสอบนี้คือภาพของ "ดาวพฤหัสบดี" ในช่วงคลื่นอินฟราเรดที่เรากำลังมองอยู่ หากสังเกตดีๆ จะพบว่านอกจากดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีแล้ว เรายังสามารถสังเกตเห็น "วงแหวน" ของดาวพฤหัสบดีอีกด้วย

 

เราอาจจะรู้จัก "ดาวเสาร์" กันดีในฐานะของดาวเคราะห์ที่ล้อมรอบไปด้วยวงแหวน แต่แท้จริงแล้วดาวยักษ์แก๊สในระบบสุริยะทุกดวงนั้นล้วนแล้วแต่มีวงแหวนด้วยกันทั้งนั้น ซึ่งรวมไปถึงดาวพฤหัสบดี แต่วงแหวนของดาวพฤหัสบดีนั้นมีความหนาแน่นของอนุภาคที่น้อยกว่า และองค์ประกอบนั้นประกอบไปด้วยหินที่มีการสะท้อนแสงที่ต่ำกว่าน้ำแข็งในกรณีของดาวเสาร์เป็นอย่างมาก จึงยากที่จะสังเกตเห็นวงแหวนของดาวพฤหัสบดีได้โดยตรงในช่วงคลื่นแสง แต่เห็นได้ชัดว่านี่ไม่ได้เป็นปัญหาในช่วงคลื่นอินฟราเรดของกล้องเจมส์ เวบบ์ ที่ในภาพนี้ไม่ได้ตั้งใจจะบันทึกภาพวงแหวนของดาวพฤหัสบดีเสียด้วยซ้ำ

 

ปัจจุบันปัจจัยที่คาดการณ์ได้ยากที่สุด และอาจจะเป็นตัวกำหนดอายุขัยของอุปกรณ์บนกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ อาจจะเป็นอุกกาบาตขนาดเล็ก (micrometeoroid) อุกกาบาตขนาดเล็กเหล่านี้นั้นเป็นสิ่งที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ และจะค่อยๆ ทำความเสียหายให้กับทั้งระบบ sunshield หรือแม้กระทั่งการเรียงตัวของทัศนูปกรณ์

 

ตลอดระยะเวลาในการทำ commission นั้นมีการชนของ micrometeoroid ที่บันทึกได้ 6 ครั้ง ซึ่งห้าครั้งนั้นเป็นการชนที่ไม่ได้มีผลอะไรต่อการทำงาน แต่การชนครั้งหนึ่งระหว่างวันที่ 22-24 มีนาคม ณ กระจก C3 ได้ทำความเสียหายต่อกระจกที่ไม่สามารถชดเชยได้ แต่แม้กระนั้นก็มีผลน้อยมาก และยังน้อยเกินกว่าความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากการทำงานของเครื่องมือปกติอื่นๆ เสียอีก

 

ปัจจุบันเรายังไม่ทราบว่าการชนของ micrometeoroid เช่น ที่เกิดขึ้นนี้จะมีบ่อยแค่ไหน แต่หากไม่ได้เกิดขึ้นบ่อยจนเกินไป ตัวกล้องก็น่าจะอยู่กับพวกเราไปอีกนานทีเดียว

 

และเมื่อ commissioning report ของการติดตั้งกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ได้ออกมาว่าผ่านฉลุยเป็นที่เรียบร้อยแล้ว ลำดับถัดไปเราก็จะเข้าสู่ช่วงของการปฏิบัติภารกิจทางวิทยาศาสตร์ภายใต้ Cycle I แต่จากภาพที่เห็น และรายงานที่ได้ยินมานี้ เป็นที่แน่ชัดว่าในช่วงอนาคตอันใกล้นี้จะต้องมีการค้นพบใหม่ๆ วัตถุใหม่ๆ ที่ยังไม่เคยมีใครเห็น กาแล็กซีใหม่ที่ยังไม่เคยมีใครสังเกต และองค์ความรู้ใหม่ๆ บวกกับภาพสวยๆ ที่จะเปลี่ยนหนังสือเรียนในทศวรรษที่จะมาถึงนี้ต่อไปอีกแน่นอน

 

 

ที่มา : NARIT สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ

เรียบเรียง : ดร.มติพล ตั้งมติธรรม นักวิชาการดาราศาสตร์ สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

อ้างอิง : https://www.stsci.edu/.../jwst-science-performance-report... / https://www.facebook.com/photo?fbid=409001134603768&set=a.304334558403760

พิสูจน์อักษร  โดย....สุรีย์  ศิลาวงษ์