Credits: NASA/CXC/SAO, NASA/STScI, NASA/JPL-Caltech/SSC, ESO/NAOJ/NRAO, NRAO/AUI/NSF, NASA/CXC/SAO/PSU, and NASA/ESA

รวมภาพจักรวาลหวานละมุน ผลงานจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา

หลังจากที่ได้รับชมภาพอันน่าทึ่งจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์พร้อมผลงานอันโดดเด่นกันมาแล้ว นาซาก็ไม่ปล่อยให้คนชื่นชอบภาพดาราศาสตร์ต้องเหงาสายตา รวบรวมคอลเล็กชันภาพอวกาศสีละมุนจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรามาให้ชมกันอีกเซต แต่เพื่อให้เข้าใจถึงความแตกต่างของภาพที่มาจาก 2 กล้อง ฯ นี้ เราจึงขออธิบายเกี่ยวกับการเก็บข้อมูลด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศกันสักเล็กน้อย

กล้องโทรทรรศน์อวกาศ ‘ดวงตาพิเศษ’ เพื่อล้วงความลับจักรวาล

เพื่อสอดส่องค้นลึกเข้าไปในห้วงอวกาศ หน่วยงานด้านดาราศาสตร์ทั่วโลกจึงสร้างกล้องโทรทรรศน์ต่าง ๆ มาช่วยเป็น “ดวงตา” แทนดวงตาของมนุษย์ ปกติแล้ว มนุษย์จะมองเห็นได้แค่ช่วงคลื่นแสงที่ตาเห็นเท่านั้น ดวงตาหรือกล้องโทรทรรศน์ที่ว่านั้นมีระดับการมองเห็นที่เกินกว่านั้น มันสามารถตรวจจับแสงทุกประเภท ขึ้นอยู่กับการออกแบบการใช้งานของกล้อง เราสามารถตรวจจับได้ตั้งแต่คลื่นวิทยุไปจนถึงรังสีแกมมา การใช้ข้อมูลจาก ‘ช่วงคลื่นที่หลากหลาย (Multiwavelength)’ นี้ช่วยให้เราเข้าใจวัตถุในอวกาศ ตลอดจนวิวัฒนาการของเอกภพยิ่งขึ้น

ช่วงคลื่นที่หลากหลายเกิดจาก ‘รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า หรือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic radiation)’ พลังงานที่รังสีแผ่ออกมาจากคลื่นขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างจุดสูงสุดของคลื่นหรือความยาวคลื่น โดยทั่วไป ยิ่งความยาวคลื่นสั้นพลังงานของรังสีก็จะยิ่งสูง รังสีแกมมามีความยาวคลื่นน้อยกว่า 10 ล้านล้านส่วนเมตร (ขนาดประมาณนิวเคลียสของอะตอม) รังสีแกมมาจึงมีพลังงานสูงมาก ในทางกลับกัน รังสีอื่นมีความยาวคลื่นมากกว่านั้น ก็จะยิ่งมีพลังงานต่ำลง อย่างแสงที่มองเห็นได้ด้วยตามนุษย์นั้น มีความยาวคลื่นประมาณขนาดของเล็กกว่าเซลล์แบคทีเรียหน่อย (ใหญ่ขึ้นมาอีกนิดนึง) ในขณะที่คลื่นวิทยุอาจมีความยาวคลื่นได้ถึงมากกว่า 100 เมตรเสียอีก

ภาพแสดงคลื่นในช่วงต่าง ๆ ตรงกลางคือช่วงคลื่น ‘แสง’ ที่ตาของมนุษย์สามารถมองเห็นได้
ความยาวของรังสีแต่ละประเภทแสดงอยู่ในรูปของเส้นที่ลากลงมายังแถบสีฟ้าที่บอกค่าความยาวคลื่นด้านล่าง
ส่วนแถมสีครีมล่างสุดแสดงค่าพลังงานของแต่ละช่วงคลื่น
Credit: Chandra.harvard.edu

ดังนั้น ขอบเขตที่เรามองเห็นได้นั้นจึงเรียกได้ว่าน้อยยิ่งกว่าน้อย หากเราสามารถตรวจจับคลื่นเหล่านี้ได้หลายช่วงก็จะทำให้เรายิ่ง ‘เห็น’ สิ่งต่างๆ ได้มากขึ้น บรรดากล้องโทรทรรศน์ทั้งหลายจึงถูกพัฒนาขึ้นมาด้วยแนวคิดที่ว่านี้

อย่างกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Space Telescope) จะเน้นที่การสังเกตการณ์คลื่นแสงในช่วงที่ตามนุษย์มองเห็น (Visible Light) กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ (Spitzer Space Telescope) จะตรวจจับรังสีอินฟราเรด (Infrared) สำหรับกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา (Chandra X-ray Observatory) นั้น เป็นกล้องที่ใช้สังเกตการณ์คลื่นในช่วงรังสีเอกซ์ หรือ เอกซ์เรย์ (X-ray) ดังนั้นเมื่อนำข้อมูลจากกล้องต่างชนิดกันมาประมวลเป็นภาพ ทำให้ได้ภาพและสีสันที่มีลักษณะแตกต่างกันไป

ภาพจำลองของกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราในห้วงอวกาศ
Credir: NASA/CXC & J.Vaughan

สำหรับการใช้งานกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา นักดาราศาสตร์ได้นำไปใช้รวบรวมข้อมูลของวัตถุประเภทต่าง ๆ หลากหลาย ทั้งกาแล็กซี เศษซากของซูเปอร์โนวา ดวงดาว และเนบิวลาดาวเคราะห์ โดยภาพที่เรารวบรวมมาให้ชมกันนี้ไม่ได้ใช้เพียงของข้อมูลของกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราเท่านั้น แต่ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศอื่นมาช่วยทำให้ภาพสมบูรณ์ยิ่งขึ้นด้วย

ภาพสวยสีละมุนของนานาวัตถุท้องฟ้า

M82

Credits: X-ray: NASA/CXC; Optical: NASA/STScI

Messier 82 หรือ M82 เป็นกาแล็กซีที่มีตำแหน่งการวางตัวทำมุมหันขอบเข้าหาโลก สิ่งนี้ทำให้นักดาราศาสตร์และกล้องโทรทรรศน์ สร้างภาพที่น่าสนใจขึ้น มันสามารถบอกเล่าว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อกาแล็กซีนี้อยู่ภายใต้ช่วงก่อตัวของดาวฤกษ์ รังสีเอกซ์จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราที่ปรากฏเป็นสีน้ำเงินและสีชมพู แสดงให้เห็นก๊าซที่ไหลออกมาที่มีความยาวประมาณ 20,000 ปีแสง และได้รับความร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่าสิบล้านองศาจากการระเบิดของซูเปอร์โนวาซ้ำ ๆ ส่วนข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ที่ปรากฏให้เห็นเป็นสีแดงและสีส้มในภาพนี้แสดงให้เห็นโครงสร้างของกาแล็กซีในช่วงคลื่นที่ตามนุษย์มองเห็น

Abell 2744

Credits: NASA/CXC; Optical: NASA/STScI

กระจุกกาแล็กซีเป็นวัตถุที่ใหญ่ที่สุดในเอกภพที่เกาะกลุ่มเข้าด้วยกันโดยแรงโน้มถ่วง (ตรงตามชื่อเลยคือเป็นกระจุกที่รวมกันของหลาย ๆ กาแล็กซีนั่นเอง) พวกมันประกอบด้วยก๊าซร้อนยวดยิ่งจำนวนมหาศาลมีอุณหภูมิหลายสิบล้านองศา ซึ่งเรืองแสงได้ในรังสีเอกซ์ และสามารถสังเกตเห็นได้จากระยะห่างหลายล้านปีแสงระหว่างกาแล็กซี ภาพของกระจุกกาแล็กซี Abell 2744 นี้ ใช้การรวมระหว่างรังสีเอกซ์จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา ซึ่งแสดงให้เห็นเป็นรังสีสีฟ้าที่แผ่กระจาย และแสงที่มองเห็นได้ด้วยตาจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล จะปรากฏเป็นสีแดง สีเขียวและสีฟ้า

(ชมความงามของดวงดาวต่อ คลิกหน้า 2 ที่ด้านล่างเลย)