หากพูดถึงเครื่องมือทางดาราศาสตร์ที่น่าจับตามองสุด ๆ ในขณะนี้ ก็คงหนีไม่พ้นกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (James Webb Space Telescope – JWST) ล่าสุดหลายคนอาจได้ยลโฉมภาพแรกผลงานของกล้องโทรทรรศน์ดังกล่าวแล้ว แต่นั่นยังไม่ใช่ภาพที่อุปกรณ์ชิ้นนี้จะใช้ในการปฏิบัติภารกิจ
เมื่อวันที่ 11 กุมภาพันธ์ที่ผ่านมา องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ หรือ นาซา (NASA) เปิดเผยภาพแรกจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ที่จับภาพแสงดาวเป็นครั้งแรกด้วยกล้อง NIRCam ซึ่งเป็นกล้องที่ช่วยให้ส่วนกระจกหลักอยู่ในแนวเดียวกัน
ลี ไฟน์แบร์ก (Lee Feinberg) ผู้ดูแลองค์ประกอบด้านออปติคอลของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ กล่าวในวันแถลงข่าวว่า ตอนนี้กล้องโทรทรรศน์ฯ ไม่เพียงแค่กางปีกเท่านั้น แต่มันได้เปิดดวงตาแล้ว
ภาพแรกของดาว 1 ดวง ที่แสดงผลออกมาเป็นแสง 18 จุด
มาร์เซีย รีเคะ (Marcia Rieke) ศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยแอริโซนา (University of Arizona) ในทูซอน และผู้ดูแลหลักของกล้อง NIRCam กล่าวว่าภาพแรกของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ถ่ายเมื่อช่วงเช้าตรู่ของวันที่ 2 กุมภาพันธ์
ภาพด้านล่างนี้ เผยให้เห็นดาวฤกษ์ HD 84406 ซึ่งสาดส่องสะท้อนผ่านกระจกทั้ง 18 แผ่นของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ผลก็คือดาวเพียงดวงเดียวแสดงเป็นภาพที่มีจุดสว่างกระจาย 18 จุด
ที่เป็นเช่นนี้เพราะนี่เป็นช่วงเริ่มต้น ที่กระจกแต่ละส่วนยังทำหน้าที่แยกจากกัน หลังจากนี้จึงจะเข้าสู่ขั้นตอนการปรับแนวกระจกและโฟกัส เพื่อรวมแสงสะท้อนจากกระจกแต่ละบานให้ตกลงบนเซนเซอร์รับแสงในตำแหน่งเดียวกัน และในท้ายที่สุดภาพดาว 18 จุดนี้จะรวมกลายเป็นดาวเพียวดวงเดียว
เพื่อทำให้ทุกอย่างเป็นไปตามแผน ทีมงานต้องจัดแนวกระจกอย่างช้าๆ และระมัดระวัง เพราะทุกส่วนยังไม่ได้หันไปในทิศทางเดียวกัน ส่งผลให้ทีมต้องถ่ายภาพจำนวนมากในบริเวณท้องฟ้านี้ เพื่อค้นหาแสงดาวเดียวกันนี้ โดยมาร์แชล เพอร์ริน (Marshall Perrin) นักวิทยาศาสตร์ในโครงการกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ กล่าวว่า แค่การสังเกตการณ์ครั้งแรกนี้ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ก็บันทึกภาพไปมากกว่า 1,500 ภาพแล้ว !!
แต่ไม่ใช้แค่การปรับหมุนกระจกเท่านั้น กระบวนการนี้จำเป็นต้องมีการทำงานร่วมกันของระบบเวบบ์หลายระบบ เพื่อทำให้การสังเกตการณ์ดาวครั้งแรกในเที่ยวบินนี้เป็นไปได้
รีเคะกล่าวสบทบว่า “นอกจากนี้ เรายังสร้าง NIRCam ไว้สองชุดและยึดไว้ด้านหลัง ซึ่งทำให้เราได้รับมุมมองกว้างขึ้นเป็น 2 เท่า ซึ่งช่วยได้มาก”
ไฟน์เบิร์กกล่าวสรุปว่าการทดสอบ NIRCam สำหรับภาพแรกจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์นี้ได้ดำเนินการไปตามแผน ตรงตามความคาดหวัง และดูเหมือนว่าจะไม่มีอะไรผิดพลาด
(อ่านต่อหน้า 2 คลิกด้านล่างเลย)
ความตื่นเต้นของพลพรรคเพื่อเวบบ์
เป้าหมายของภารกิจนี้ไม่ได้เป็นของสมาชิกทีมผู้ดูแลเวบบ์เท่านั้น กล้องโทรทรรศน์อวกาศเผชิญกับความท้าทายและความล่าช้าในการพัฒนาอยู่หลายสิบปี และหลังจากการกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ทะยานสู่ห้วงอวกาศ มันก็ได้ผ่านการใช้งานที่มีจุดเสี่ยงนับร้อย ซึ่งจริงๆ แล้ว หากล้มเหลวแค่เพียงจุดเดียวก็อาจพับภารกิจไปได้เลย
แต่เมื่อมันได้เดินทางไปถึงจุดหมายอย่างปลอดภัย ข้อมูลแรกนี้ จึงได้จุดประกายความตื่นเต้นให้แก่ทีมผู้ดูแลอย่างท่วมท้น ทั้งรีเคะ ผู้ซึ่งทำงานในภารกิจนี้มากว่า 20 ปี และไฟน์เบิร์กต่างแสดงความตื่นเต้นเมื่อภารกิจดำเนินมาถึงจุดนี้
“มันช่างน่าตื่นเต้นเมื่อตระหนักได้ว่า พวกเรา ทีมผู้ดูแลซึ่งเป็นทีมที่กระจายอยู่ถึง 3 ประเทศ … มารวมตัวกันและทำงานนี้จนสำเร็จได้” รีเคะกล่าว
“ตอนที่เรากำลังดูข้อมูล ผู้คนตื่นเต้นกันมาก” ไฟน์เบิร์กกล่าว ในขณะที่เพอร์รินกล่าวว่า “เราดูข้อมูลทีละภาพเป็นเวลาหลายชั่วโมง กินเวลาเป็นวัน ๆ เมื่อเริ่มเห็นจุดสว่างเหล่านั้นที่เรากำลังมองหา ความรู้สึกหลากหลายก็เริ่มมารวมกัน มีทั้งน้ำตาและความตื่นเต้นมากมายจากทุกคนในห้องนั้น”
Credit: NASA
ภาพใหม่ของดวงดาวที่ส่องประกาย 18 จุด
แรกเริ่มเดิมทีทีมผู้ดูแลคาดว่า การปรับจูนกระจกในรวมจุดไปยังที่เดียวน่าจะกินเวลาร่วมเดือน ทว่าล่าสุด เมื่อวันที่ 18 กุมภาพันธ์ที่ผ่านมา ภาพแสงของดวงดาวทั้ง 18 ภาพ ก็หล่อหลอมอยู่ในโฟกัสที่คมชัดเป็นจุดเดียวสำเร็จ ถือเป็นเสร็จสิ้นขั้นตอนหลักขั้นตอนแรกในกระบวนการปรับกระจกหลัก 18 ส่วนของหอดูดาวให้สอดคล้องกัน
และผลลัพธ์ระหว่างการจัดเรียงกระจกนั้นก็ชวนทึ่ง เมื่อแสงดาวที่สะท้อนซ้ำ ๆ ทำให้เกิดรูปแบบหกเหลี่ยมที่ชวนให้นึกถึงเกล็ดหิมะบนท้องฟ้า
ที่เผยแพร่เมื่อวันที่ 18 กุมภาพันธ์ที่ผ่านมา
Credit: NASA/STScI/J. DePasquale
ภาพที่ได้นี้ แสดงให้เห็นว่าทีมงานได้ปรับแต่งแต่ละส่วนของกระจกเงาหลัก 18 แผ่นของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ เพื่อนำภาพดาว 18 จุดที่ไร้การโฟกัสไปเป็นรูปแบบหกเหลี่ยมที่วางแผนไว้ ซึ่งเรียกว่า “การระบุภาพแบบแบ่งส่วน (Segment Image Identification)”
(อ่านต่อหน้า 3 คลิกด้านล่างเลย)
ก้าวต่อไปของกล้องโทรทรรศน์เจมส์ เวบบ์
หลังจากนี้ ทีมงานจะเริ่มระยะที่สองของการจัดตำแหน่งที่เรียกว่า “การจัดตำแหน่งตามส่วน (Segment Alignment)” โดยทีมงานจะแก้ไขข้อผิดพลาดของการวางตำแหน่งขนาดใหญ่ของกลุ่มกระจก และอัปเดตการจัดตำแหน่งของกระจกรอง ทำให้แต่ละจุดของแสงดาวมีโฟกัสมากขึ้น
เมื่อ “การจัดตำแหน่งโดยครอบคลุม (Global alignment)” เสร็จสิ้น ทีมงานจะเริ่มระยะที่สาม เรียกว่า “การซ้อนภาพ (Image Stacking)” ซึ่งจะนำแสง 18 จุดมาทับกัน
แมทธิว ลัลโล (Matthew Lallo) นักวิทยาศาสตร์ด้านระบบและผู้ดูแลกล้องโทรทรรศน์สาขาของสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ (Space Telescope Science Institute) กล่าวว่า “เราคัดแยกจุดส่วนต่างๆ ลงในอาร์เรย์นี้ เพื่อให้พวกมันมีตำแหน่งสัมพัทธ์เดียวกันกับกระจกจริง …ในระหว่างการจัดตำแหน่งให้ครอบคลุมและซ้อนภาพ การจัดเรียงนี้ช่วยให้ทีมปรับเปลี่ยนจุดต่างๆ ในแต่ละส่วนของกระจกหลักทั้งหมดอย่างค่อยเป็นค่อยไป ช่วยให้เราได้เห็นภาพจากกระจกหลักค่อยๆ ก่อตัวเป็นรูปร่างอย่างที่ตั้งใจไว้”
การจัดตำแหน่งกระจกให้เหมาะสมเป็นเป้าหมายหลักของภารกิจกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ และคาดว่าจะเสร็จสิ้นในช่วงมิถุนายน – กันยายน นี้
ภารกิจกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ มุ่งสู่อวกาศเมื่อวันที่ 25 ธันวาคม 2021 เดินทางเป็นระยะทางกว่า 1.5 ล้านกิโลเมตร นับเป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ใหญ่ที่สุดและทรงพลังที่สุดเท่าที่เคยมนุษยชาติเคยสร้างมา สามารถสังเกตการณ์ทั้งช่วงคลื่นแสงที่ตามองเห็น และช่วงคลื่นอินฟราเรด ซึ่งจะช่วยให้เราสามารถสังเกตแสงแรกสุดหลังจากการเกิดบิ๊กแบงได้ ช่วยให้เราเข้าใจเอกภพยุคแรก ดาวเคราะห์นอกระบบ และจุดที่น่าสนใจอื่นๆ ในเอกภพได้มากกว่าที่เคยเป็น
หากการจัดเรียงกล้องของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์เสร็จสิ้นลงเมื่อไร คาดว่า เราน่าจะค้นพบอะไรใหม่ ๆ มีข่าวสารด้านดาราศาสตร์ และภาพชวนให้ติดตามเพิ่มขึ้นกันอีกเป็นแน่
อ้างอิง
พิสูจน์อักษร : สุชยา เกษจำรัส