รู้จักกล้องโทรทรรศน์อวกาศ เจมส์ เวบบ์ ที่สามารถถ่ายภาพล่าสุด “เสาแห่งการก่อกำเนิด (Pillars of Creation)”

เมื่อวันที่ 19 ตุลาคม 2565 สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (สดร.) ได้มีการเผยแพร่ข้อมูลจากองค์การนาซา (องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ) ด้วยภาพภ่ายใหม่ล่าสุด “เสาแห่งการก่อกำเนิด” หรือ Pillars of Creation ซึ่งเป็นผลงานจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ เจมส์ เว็บบ์ กล้องน้องใหม่ที่เคยทำให้มนุษย์โลกตกตะลึงในความงามของห้วงอวกาศอันไกลโพ้นมาแล้วก่อนหน้านี้ และผู้เขียนเองก็เป็นหนึ่งในนั้นเช่นกัน จึงถือโอกาสนี้ขอพามาทำความรู้จักกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศ เจมส์ เวบบ์ ที่มีมูลค่าถึง 3.4 แสนล้านบาท กับผลงานใหม่ล่าสุดที่โชว์ความสวยงามอลังการของห้วงจักรวาลสู่สายตามนุษย์โลก 

“เสาแห่งการก่อกำเนิด”ภาพล่าสุดจากกล้อง เจมส์ เวบบ์ (James Webb)

เสาแห่งการก่อกำเนิด อยู่ห่างออกไปจากโลกประมาณ 6,500 ปีแสง เป็นเนบิวลาขนาดเล็กเพียง 4-5 ปีแสงที่อยู่ภายในเนบิวลานกอินทรี (Eagle Nebula) ที่มีขนาดใหญ่กว่า 50 ปีแสง ซึ่งเป็นกลุ่มฝุ่นและแก๊สสีเหลืองสดใส โดยที่เห็นในภาพนั้นเป็น วัตถุดิบหลัก ที่จะก่อตัวไปเป็นดาวฤกษ์ยุคใหม่และอาศัยแอบซ่อนอยู่หลังกลุ่มแก๊สเหล่านี้ เสมือนกับเสาหลักแห่งห้วงอวกาศที่คอยให้กำเนิดดาวฤกษ์ดวงใหม่ จึงเป็นที่มาของชื่อ “Pillars of Creation” ที่มีความหมายว่า “เสาแห่งการก่อกำเนิด” นั่นเอง

ซึ่งภาพที่ทำให้ Pillars of Creation เป็นที่รู้จักมากที่สุด คือ ผลงานจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ ฮับเบิล (Hubble Space Telescope) เผยแพร่เมื่อปี ค.ศ.1995 ที่เผยให้เห็นกลุ่มฝุ่นและแก๊สหนาทึบ ซึ่งมีโทนสีที่แตกต่างจากภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ เจมส์ เวบบ์ อย่างสิ้นเชิง เนื่องจากกล้องฮับเบิลความยาวคลื่นแสงที่ตามองเห็น และใช้ฟิลเตอร์กรองแสงในคลื่นเฉพาะ จึงทำให้มองเห็นกลุ่มฝุ่นเป็นสีดำเข้ม ในขณะที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศ เจมส์ เวบบ์ ความยาวคลื่นอินฟราเรดที่สามารถทะลุฝุ่นหนาทับเหล่านี้ได้ดี ประกอบกับขนาดหน้ากล้องที่ใหญ่และอุปกรณ์ถ่ายภาพอย่างกล้อง NIRCam จึงส่งผลให้การประมวลภาพที่ได้มีความคมชัด รายละเอียด และ สีสันที่ต่างกันออกไป

กว่าจะมาเป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศ เจมส์ เวบบ์ (James Webb Space Telescope)  

กล้องโทรทรรศน์อวกาศ เจมส์ เวบบ์ คือ หนึ่งในสิ่งประดิษฐ์เพื่อการสำรวจอวกาศของมนุษย์ ที่จะนำพาไปสู่การค้นพบสิ่งแปลกใหม่ในห้วงอวกาศ โดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ เจมส์ เวบบ์ นั้นถูกออกแบบมาเพื่อใช้ศึกษาด้านอวกาศ เพื่อเป็นวิทยาการความรู้เชิงวิเคราะห์ รวมถึงการหาแนวทางในการรับมือและป้องกันภัยจากนอกโลกที่อาจเกิดขึ้นได้ในอนาคต โดยในช่วงการเริ่มต้นโครงการกล้องโทรทรรศน์อวกาศ เจมส์ เวบบ์ มีชื่อเดิมว่า “Next Generation Space Telescope” ก่อนจะเปลี่ยนเป็นชื่อในปัจจุบัน เพื่อเป็นเกียรติให้กับ James Edwin Webb อดีตผู้บริหารคนที่ 2 ขององค์การนาซา (ปี 1961) มีส่วนร่วมในการส่งมนุษย์ไปบนอวกาศครั้งสำคัญ ๆ ทั้งโครงการเมอร์คิวรี่จนถึงโครงการเจมินี และยังเป็นผู้รับผิดชอบในการจัดการเหตุการณ์เพลิงไหม้ยานอพอลโล 1 ก่อนจะยุติบทบาทลงในปี 1968 

กล้องโทรทรรศน์อวกาศ เจมส์ เวบบ์ มีปัญหาและต้องแก้ไขอยู่หลายครั้ง ทั้งในด้านเทคนิคของตัวกล้องเอง และปัญหาจากสภาพภูมิอากาศ อย่าง พายุ และน้ำท่วมใหญ่ในสหรัฐอเมริกา จนทำให้เจ้าหน้าที่ต้องนั่งเรือเข้ามาทำงาน อีกทั้งการระบาดของ Covid-19 รวมถึงงบประมาณที่มีการเปลี่ยนแปลงหลายหน และการทดสอบประสิทธิภาพของตัวกล้อง แม้ว่าจะถูกประกอบเสร็จสิ้นในช่วงปี 2016 แต่กว่านาซาจะทำการปล่อยขึ้นสู่อวกาศได้สำเร็จต้องรอจนถึงปี 2021 

กล้องโทรทรรศน์อวกาศ เจมส์ เวบบ์ มีลักษณะอย่างไร 

กล้อง เจมส์ เวบบ์ ผลิตจาก Beryllium (เบริลเลียม) ทำให้มีน้ำหนักเบา ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิมากกว่าแก้ว และมีการแบ่งกระจกออกเป็น 18 แผ่น แยกออกจากกันเพื่อลดน้ำหนักของมวลวัสดุ ทำให้ง่ายต่อการส่งขึ้นสู่อวกาศ ซึ่งลักษณะอันโดดเด่นของกล้องโทรทรรศน์อวกาศ เจมส์ เวบบ์ คือ แผ่นกระจกทรง 6 เหลี่ยม ขนาดใหญ่ 18 แผ่น มีความกว้างรวมกัน 6.5 เมตร โดยด้านบนของตัวกล้องจะเรียกว่า Optical Telescope Element (OTE) ซึ่งแผ่นกระจกทรง 6 เหลี่ยมแต่ละชิ้นจะมีขนาดประมาณ 1.32 เมตร 

ต้องนับว่ากล้องฯ เจมส์ เวบบ์ เป็นการรวมเอาสุดยอดนวัตกรรมทางเทคโนโลยีเอาไว้ในกล้องฯ เดียว เป็นกล้องฯ ที่ใช้งบประมาณในการก่อสร้างและขนส่งแพงที่สุดในประวัติศาสตร์การพัฒนากล้องโทรทรรศน์อวกาศเลยทีเดียว และเนื่องจากเป็นกล้องฯ ประเภทคลื่นอินฟราเรดที่มีประสิทธิภาพการทำงานได้ดีในอุณหภูมิต่ำ ทีมวิศวกรจึงได้ออกแบบ Sunshield (แผ่นบังแสงดวงอาทิตย์) ขนาดใหญ่ ผลิตจากวัสดุผสมซิลิคอน อลูมิเนียม และทองคำ เพื่อป้องกันรังสีจากดวงอาทิตย์ และรักษาอุณหภูมิของกล้องเอาไว้ที่ -223 ํC โดยมันจะถูกพับเก็บไว้คล้ายกับการพับกระดาษในขณะที่กล้องฯ เจมส์ เวบบ์ เดินทางไปยังตำแหน่ง L2 และจะคลี่ออกมาเมื่อเดินทางไปถึงตำแหน่งที่กำหนดไว้ 

ภาพจากกล้องเจมส์ เวบบ์ ล่าสุด ไม่เพียงแต่จะเผยให้เห็นถึงรายละเอียดและสีสันที่ต่างจากกล้องฮับเบิล แต่ความคมชัดของภาพเนบิวลาที่ไม่มีกล้องตัวไหนทำได้มาก่อนนั้น ช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถวิเคราะห์และระบุจำนวนดาวฤกษ์เกิดใหม่ในเนบิวลาได้แม่นยำมากขึ้น เป็นผลดีต่อการทำความเข้าใจกระบวนการก่อกำเนิดดาวฤกษ์ในเนบิวลามากขึ้น และอาจนำไปสู่ความรู้ใหม่ ๆ ในด้านอื่น ๆ ของห้วงอวกาศ ที่จะเป็นประโยชน์ต่อมนุษย์และโลกใบนี้ได้ในอนาคต