ภาพใหม่ล่าสุดของดาวเนปจูนจากกล้อง JWST

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์ (JWST) ซึ่งขึ้นชื่อว่าเป็นดวงตาคู่ใหม่ของมนุษยชาติที่ใช้สอดส่องสำรวจจักรวาลนั้น ที่ผ่านมาถูกคาดหวังให้ตรวจจับแสงเลือนรางจากห้วงอวกาศอันไกลโพ้น ชนิดเฉียดเข้าใกล้จุดกำเนิดจักรวาลหรือเหตุการณ์บิ๊กแบงเมื่อประมาณ 14,000 ล้านปีก่อน

.

แต่สิ่งที่หลายคนมองข้ามไปคือประโยชน์ของกล้องเจมส์เว็บบ์ในการสำรวจสิ่งใกล้ตัวที่ยังคงเป็นปริศนา อย่างเช่นระบบสุริยะของเรานั่นเอง

.

ไม่กี่วันก่อนมีการเผยภาพรังสีอินฟราเรดของดาวเนปจูน ดาวเคราะห์บริวารที่อยู่ห่างไกลดวงอาทิตย์มากที่สุด ซึ่งภาพที่บันทึกไว้โดยกล้องเจมส์เว็บบ์นี้ถือเป็นภาพใหม่ล่าสุดในรอบ 33 ปี นับแต่ยานวอยาเจอร์ 2 (Voyager 2) บินเฉียดเข้าใกล้ดาวเนปจูนเมื่อปี 1989

.

ภาพนี้ดูแปลกตาไปจากภาพดาวเคราะห์ก๊าซขนาดยักษ์สีฟ้าที่เราคุ้นเคย เพราะคราวนี้ดาวเนปจูนเรืองแสงสีขาวจาง ๆ แต่สามารถมองเห็นแถบฝุ่นละอองและน้ำแข็งบริเวณเส้นศูนย์สูตร, วงแหวนหลายชั้น, รวมทั้งดวงจันทร์บริวาร 7 ดวง จากทั้งหมด 14 ดวง ได้อย่างชัดเจน โดยเฉพาะอย่างยิ่งดวงจันทร์ไทรทัน (Triton) ดาวบริวารขนาดใหญ่ที่สุดของเนปจูนนั้น ส่องสว่างเจิดจ้าคล้ายดาวฤกษ์เลยทีเดียว

.

เหตุที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะว่า ก๊าซมีเทนในบรรยากาศของดาวเนปจูนดูดซับแสงในช่วงความยาวคลื่นอินฟราเรดไปบางส่วน ทำให้ความสว่างของดาวดูหม่นมัวลงเล็กน้อยในสายตาของกล้องเจมส์เว็บบ์ ในขณะที่น้ำแข็งบนดวงจันทร์ไทรทันกลับสะท้อนแสงอาทิตย์ถึง 70% ทำให้แลดูสว่างยิ่งกว่าดาวเนปจูนเอง

.

ดวงจันทร์ไทรทัน (แฉกสีฟ้ากลางภาพ) สะท้อนแสงอาทิตย์จนสว่างคล้ายดาวฤกษ์

นักดาราศาสตร์ที่ใช้งานกล้องเจมส์เว็บบ์บอกว่า ความพิเศษของภาพดาวเนปจูนใหม่ล่าสุดนี้ อยู่ที่การมองเห็นรายละเอียดที่ยานอวกาศหรือกล้องโทรทรรศน์อวกาศรุ่นเก่าไม่สามารถจะมองเห็นได้ โดยข้อมูลจากช่วงคลื่นอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นมากกว่าเดิม เผยให้เห็นรูปแบบการไหลเวียนของก๊าซและพายุหมุนที่อยู่ลึกลงไปใต้บรรยากาศชั้นบน รวมทั้งแถบสว่างบริเวณเส้นศูนย์สูตรคล้ายกับดาวเสาร์และดาวพฤหัสบดี ซึ่งต่างก็เป็นดาวเคราะห์ก๊าซขนาดยักษ์ที่อยู่บริเวณรอบนอกของระบบสุริยะ

.

คุณสมบัติส่องทะลุทะลวงกลุ่มฝุ่นและก๊าซหนาทึบของกล้องเจมส์เว็บบ์ นอกจากจะช่วยไขความลับที่ถูกปิดบังอยู่ภายในเนบิวลาต่าง ๆ แล้ว ในกรณีของระบบสุริยะเอง กล้องเจมส์เว็บบ์ได้ช่วยให้การสำรวจส่วนลึกของดาวเคราะห์ก๊าซที่เต็มไปด้วยพายุหมุน ซึ่งแทบจะเป็นไปไม่ได้มาก่อนกลับมีความหวังขึ้นมา อย่างเช่นเมื่อเดือนที่แล้วก็มีผลงานบันทึกภาพดาวพฤหัสบดีในย่านรังสีอินฟราเรดด้วยความคมชัดสูง

.

ภาพมุมกว้างของดาวพฤหัสบดีในห้วงอวกาศ บันทึกโดยกล้อง JWST

ภาพมุมกว้างที่บันทึกในครั้งนี้เผยให้เห็นดาวพฤหัสบดีในห้วงอวกาศ โดยมีแสงเหนือและแสงใต้เรืองรองออกมาจากขั้วทั้งสองของดาว นอกจากนี้ยังมีลำแสงที่เกิดจากการเลี้ยวเบน(diffraction) ของแสงใต้สว่างเป็นพิเศษ และมองเห็นวงแหวนจาง ๆ ที่ตามปกติจะมองเห็นได้ยากมาก เพราะมีความสว่างน้อยกว่าดาวพฤหัสบดีนับล้านเท่า

.

ทางด้านซ้ายของภาพในระนาบเดียวกับวงแหวนยังสามารถมองเห็นจุดสว่าง ซึ่งก็คือดวงจันทร์บริวารขนาดเล็ก 2 ดวงคือ Amalthea และ Adrastea ได้อีกด้วย ส่วนจุดสีขาวมัวอื่น ๆ ในมุมซ้ายล่างของภาพ คือแสงสลัวจากกาแล็กซีอันไกลโพ้น

.

กล้องเจมส์เว็บบ์ใช้อุปกรณ์ NIRCam ซึ่งเป็นกล้องบันทึกรังสีอินฟราเรดย่านใกล้ สำหรับการถ่ายภาพดาวพฤหัสบดีในครั้งนี้ แต่เนื่องจากสายตาของมนุษย์ไม่สามารถจะมองเห็นแสงในย่านอินฟราเรดได้ จึงมีการแปลงข้อมูลความยาวคลื่นอินฟราเรดที่ปรากฏให้เป็นสีต่าง ๆ โดยช่วงคลื่นที่มีความยาวมากกว่าจะออกไปทางสีแดง ดังเช่นแสงเหนือ-แสงใต้ที่บันทึกได้ในครั้งนี้ ในขณะที่ช่วงคลื่นซึ่งสั้นกว่าจะออกไปทางสีน้ำเงิน

.

ภาพรายละเอียดของกลุ่มเมฆและพายุหมุนบนดาวพฤหัสบดี บันทึกโดยกล้อง JWST

ส่วนภาพที่ซูมเข้าใกล้ดาวพฤหัสบดีทั้งใบ จนสามารถมองเห็นรายละเอียดของกลุ่มเมฆและพายุหมุนได้อย่างชัดเจนนั้น มาจากการซ้อนข้อมูลภาพที่บันทึกไว้ในแต่ละชั่วขณะหลายพันรูป เพื่อให้ได้ภาพที่คมชัดของดาวพฤหัสบดีซึ่งหมุนรอบตัวเองด้วยความเร็วสูง

.

พายุหมุนตรงจุดแดงใหญ่ (Great Red Spot) ซึ่งเป็นสัญลักษณ์ของดาวพฤหัสบดีที่เราคุ้นเคยนั้น ในภาพใหม่จากกล้อง JWST จะกลับเห็นเป็นจุดสีขาวสว่าง เนื่องจากมีการสะท้อนแสงอาทิตย์เกิดขึ้น ซึ่งแสดงว่าพายุหมุนขนาดยักษ์นี้มีกลุ่มเมฆและหมอกควันลอยอยู่ข้างบนที่บรรยากาศระดับสูงมาก จึงมองเห็นในย่านรังสีอินฟราเรดเป็นสีขาวเช่นเดียวกับบริเวณเส้นศูนย์สูตรของดาว ส่วนจุดและแถบต่าง ๆ ที่เห็นเป็นสีดำนั้นคือบริเวณที่มีเมฆหมอกปกคลุมน้อย

.

นอกจากการบันทึกภาพซึ่งเผยให้เห็นโครงสร้างของดาวที่ถูกปิดบังซ่อนเร้นอยู่ กล้องเจมส์เว็บบ์ยังสามารถวิเคราะห์สเปกตรัมของแสงดาว จนทราบได้ว่าองค์ประกอบของบรรยากาศมีแร่ธาตุชนิดใดปะปนอยู่บ้าง ซึ่งอาจบอกได้ด้วยว่าดาวดวงนั้นมีสภาพเอื้อต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตหรือไม่ ในกรณีที่พบไอน้ำหรือออกซิเจน

ภาพใหม่ล่าสุดและผลวิเคราะห์องค์ประกอบของดาวอังคารจากกล้อง JWST

ล่าสุดกล้องเจมส์เว็บบ์ได้บันทึกภาพดาวอังคารเมื่อช่วงต้นเดือน ก.ย. ซึ่งช่วยเผยข้อมูลอุณหภูมิพื้นผิวหลายส่วนของดาวที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างมากในแต่ละช่วงของวัน อันจะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อการศึกษาเรื่องฤดูกาล ภูมิอากาศ และความเคลื่อนไหวของพายุทรายที่แสนโหดร้ายบนดาวอังคารได้

.

จากภาพจะเห็นได้ว่าในบริเวณที่แสงอาทิตย์กำลังส่องไปถึง พื้นที่ซีกเหนือและขั้วทั้งสองของดาวจะมีอุณหภูมิต่ำกว่าส่วนอื่น ซึ่งอาจเหมาะต่อการสำรวจหาสถานที่ตั้งอาณานิคมเพื่อการอยู่อาศัยในระยะยาวของมนุษย์

.

ส่วนผลวิเคราะห์องค์ประกอบในบรรยากาศดาวอังคารด้วยอุปกรณ์ NIRSpec ของกล้องเจมส์เว็บบ์นั้น แม้จะทราบกันดีอยู่แล้วว่าบรรยากาศดาวอังคารเต็มไปด้วยคาร์บอนไดออกไซด์เป็นส่วนใหญ่ แต่ความละเอียดเหนือชั้นของกล้องเจมส์เว็บบ์ได้ช่วยให้ทราบถึงสัดส่วนระหว่างคาร์บอนไดออกไซด์กับก๊าซชนิดอื่น ๆ รวมทั้งไอน้ำ, คาร์บอนมอนอกไซด์, และไฮโดรเจนคลอไรด์ได้แม่นยำขึ้น

.

นั่นเป็นเพราะกล้องเจมส์เว็บบ์ทำการวิเคราะห์องค์ประกอบของดาวอย่างทั่วถึง ตั้งแต่ชั้นบนของบรรยากาศลงมาจนถึงพื้นผิวดาวด้านล่างในคราวเดียวกัน ซึ่งเป็นสิ่งที่ยานโคจรสำรวจหรือหุ่นยนต์ตระเวนสำรวจไม่อาจทำได้ ทำให้เกิดความหวังว่ากล้องเจมส์เว็บบ์จะช่วยไขปริศนาเรื่องร่องรอยก๊าซมีเทนบนดาวอังคาร ซึ่งยังเป็นที่ถกเถียงกันว่ามันมีอยู่มากน้อยเพียงใด และเป็นหลักฐานยืนยันถึงสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์สีแดงนี้จริงหรือไม่

ที่มา : BBC https://www.bbc.com/thai/articles/cjj2pygjl19o