11 ส.ค. เวลา 13:34 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี

กล้องเวบบ์สำรวจพื้นที่ ฮับเบิลห้วงลึกมาก

ภาพจากกล้องเวบบ์ของนาซาได้ย้อนกลับไปยังพื้นที่ที่เป็นเอกลักษณ์ที่สุดแห่งหนึ่งบนท้องฟ้า ก็คือ พื้นที่สำรวจฮับเบิลห้วงลึกมาก(Hubble ultra deep field) ผ่านสายตาของเครื่องมือสองชนิดของเวบบ์ ผลที่ได้เป็นภาพรายละเอียดที่เผยให้เห็นกาแลคซีที่ห่างไกลหลายพันแห่ง บางส่วนมีอายุย้อนกลับไปได้ถึงช่วงแรกสุดของความเป็นมาของเอกภพ
ในปี 2004 กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้จ้องมองพื้นที่ขนาดเล็กแห่งหนึ่งบนท้องฟ้าเป็นเวลาหลายวัน โดยทุ่มเทความพยายามเพื่อที่จะจับแสงจากกาแลคซีที่ปรากฏอยู่เมื่อเอกภพมีอายุไม่ถึง 1 พันล้านปี ภาพฮับเบิลห้วงลึกมาก เป็นภาพพานอรามาของกาแลคซีนับหมื่นแห่งที่ใช้เวลาฮับเบิลโคจรรอบโลก 400 รอบเพื่อให้แล้วเสร็จ เวลาเปิดหน้ากล้องรวม 271 ชั่วโมง 12 นาที กลายเป็นหน้าต่างสู่
กาแลคซียุคต้นที่สุดเท่าที่เคยมีอยู่
ขณะนี้ กล้องเวบบ์ใช้เวลาเกือบ 100 ชั่วโมงสำรวจพื้นที่ที่แสดงในภาพ เรียกกันว่า MIDIS(MIRI Deep Imaging Survey) สำรวจโดยฟิลเตอร์ความยาวคลื่นที่สั้นที่สุด(F560W ตรวจจับอินฟราเรดจาก 4.9-6.4 ไมครอน) ของเครื่องมืออินฟราเรดกลาง(Mid-infrared Instrument; MIRI) นี่เป็นการสำรวจของเวบบ์ที่นานที่สุดจากพื้นที่นอกกาแลคซีแห่งหนึ่งในฟิลเตอร์เดียว(41 ชั่วโมง) สร้างภาพห้วงลึกที่สุดเท่าที่เคยได้จากเอกภพ
เมื่อรวมกับข้อมูลจากกล้องอินฟราเรดใกล้(NIRCam) ภาพนี้ช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้สำรวจว่ากาแลคซีก่อตัวและพัฒนาตัวอย่างไรตลอดหลายพันล้านปี
การสำรวจห้วงลึกมากเหล่านี้ไม่ได้แสดงพื้นที่ HUDF ทั้งหมด แต่เป็นเพียงส่วนเดียวได้เผยให้เห็นแหล่งมากกว่า 2500 แห่งบนพื้นที่ขนาดจิ๋วบนท้องฟ้า ส่วนหนึ่งในนั้นเป็นกาแลคซีสีแดงสุดขั้วหลายร้อยแห่งบางส่วนก็น่าจะเป็นระบบขนาดใหญ่ที่มีฝุ่นปกคลุมมาก หรือกาแลคซีที่พัฒนาไปโดยมีดาวอายุมากซึ่งก่อตัวขึ้นตั้งแต่ช่วงต้นในเอกภพ
ภาพจากกล้องเวบบ์แสดงพื้นที่สำรวจฮับเบิลห้วงลึกมาก(Hubble Ultra Deep Field) ซึ่งเป็นพื้นที่อวกาศห้วลึกที่มีกาแลคซีหลายพันแห่งด้วยรูปร่างและขนาดที่หลากหลาย ภาพรวมประกอบด้วยข้อมูลจากช่วงความยาวคลื่นอินฟราเรดใกล้และกลาง
ต้องขอบคุณความละเอียดที่คมกริบจากเวบบ์ แม้แต่ในช่วงอินฟราเรดกลาง นักวิจัยก็ยังมองเห็นโครงสร้างของกาแลคซีเหล่านี้ได้เป็นจำนวนมาก และศึกษาว่าแสงของพวกมันกระจายอย่างไร เปิดช่องสู่การเจริญและวิวัฒนาการของพวกมัน
ในภาพนี้ สีเป็นรหัสแสดงถึงแสงอินฟราเรดชนิดที่แตกต่างกัน เน้นให้เห็นความละเอียดยิบที่นักดาราศาสตร์จะสามารถทำได้กับข้อมูลเบื้องลึกนี้ สีส้มและแดงเป็นช่วงความยาวคลื่นอินฟราเรดกลางที่ยาวที่สุด กาแลคซีในช่วงสีเหล่านี้มีรายละเอียดพิเศษ เช่น มีฝุ่นความหนาแน่นสูง, มีการก่อตัวดาวที่รุนแรง หรือมีนิวเคลียสกาแลคซีที่มีกิจกรรมสูง(active galactic nuclei; AGN) ที่ใจกลาง ซึ่งเปล่งแสงในช่วงอินฟราเรดที่ไกลกว่าออกมา
กาแลคซีสีเขียวขาวขนาดเล็กนั้นอยู่ไกลอย่างมาก โดยมีเรดชิพท์ที่สูง แต่ก็ไม่ได้ไกลกว่าสถิติ(กาแลคซีเรดชิพท์สูงที่สุดในภาพอยู่ที่ 12 ส่วนกาแลคซีที่เรดชิพท์สูงที่สุดแต่ไม่ได้อยู่ในภาพนี้ มีเรดชิพท์ 14.4) การเลื่อนสเปคตรัมแสงสู่อินฟราเรดกลางพีคในข้อมูล(5.6 ไมครอน) จึงแสดงเป็นสีขาวและเขียว ในขณะที่กาแลคซีเกือบทั้งหมดในภาพนี้ขาดแคลนรายละเอียดที่สร้างอินฟราเรดกลางใดๆ เหล่านี้ ทำให้พวกมันสว่างที่สุดในช่วงอินฟราเรดใกล้ซึ่งแสดงเป็นสีฟ้าและเขียวฟ้า
ด้วยการย้อนกลับไปที่พื้นที่อันเป็นตำนานแห่งนี้ซึ่งโด่งดังเป็นครั้งแรกจากการสำรวจของกล้องฮับเบิล กล้องเวบบ์กำลังสืบสานและขยายธรรมเนียมห้วงลึกนี้ โดยเผยให้เห็นรายละเอียดใหม่ๆ, ค้นพบกาแลคซีที่เคยซ่อนอยู่ในภาพ และให้แง่มุมใหม่ๆ สู่การก่อตัวของโครงสร้างในอวกาศลำดับแรกๆ
แหล่งข่าว phys.org – image: Webb takes a fresh look at a classic deep field
iflscience.com – JWST shines new light on 2500 sources in iconic Hubble Ultra Deep Field image
space.com – James Webb Space Telescope revisits a classic Hubble image of over 2500 galaxies
โฆษณา