กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ใหม่ผ่านขั้นตอนสำคัญอีกขั้นในช่วงสุดสัปดาห์ที่ผ่านมา โดยปรับใช้กระจกหลัก

กระจกมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 6.5 เมตร ซึ่งใหญ่กว่ากระจกที่เปิดตัวในอวกาศก่อนหน้านี้ (กระจกหลักของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลมีความกว้างเพียง 2.4 ม.) ขนาดทำให้ความไวของกล้องโทรทรรศน์สูงขึ้น ยิ่งพื้นที่กระจกเก็บแสงใหญ่ขึ้นเท่าใด ก็จะยิ่งสามารถจับภาพดาวหรือกาแลคซีได้มีรายละเอียดมากขึ้น

บทความแนะนำ : ฝนดาวตก Eta Aquarid เป็นมรดกตกทอดของดาวหาง Halley

กระจกประกอบขึ้นจากส่วนที่แข็งแรงและเบาเป็นทรงหกเหลี่ยมที่เคลือบเข้าด้วยกัน สำหรับการเปิดตัว พวกมันถูกพับเป็น “ปีก” สองปีกเพื่อให้กล้องโทรทรรศน์พอดีกับยานปล่อย แต่ตอนนี้พวกเขายืดออกได้สำเร็จอีกครั้ง

นี้เป็นไปตามการใช้งานกระจกรองล่าสุด: กระจกทรงกลมขนาดเล็กซึ่งมีบทบาทสำคัญในการสะท้อนแสงจากกระจกหลักไปยังเครื่องมือ

กระจกทั้งสองนี้หุ้มด้วยชั้นทองคำบางๆ ด้วยกล้องจุลทรรศน์ ซึ่งไม่เพียงแค่ดูหรูหราเท่านั้น แต่ยังปรับให้เหมาะกับการสะท้อนแสงอินฟราเรดอีกด้วย

สิ่งที่น่าตื่นเต้นที่สุดเกี่ยวกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST) คือคำมั่นสัญญาที่จะปฏิวัติดาราศาสตร์อินฟราเรด ด้วยกระจกขนาดใหญ่และความสามารถในการมองเห็นแสงที่ส่วนอินฟราเรดของสเปกตรัม มันสามารถย้อนเวลากลับไปนับพันล้านปีผ่านประวัติศาสตร์เพื่อจับภาพแสงจาง ๆ ที่เปลี่ยนสีแดงจากจุดเริ่มต้นของจักรวาล

จะสามารถชมดาวฤกษ์ดวงแรกและกาแล็กซีที่สั่นไหว ตรวจสอบกระบวนการลึกลับที่นำจักรวาลออกจากยุคมืดและผลักเราเข้าสู่ยุคแห่งแสง

นักดาราศาสตร์เคยตั้งคำถามเกี่ยวกับเอกภพในยุคแรกๆ มานานหลายทศวรรษ เช่น ดาวฤกษ์ดวงแรกเหล่านั้นเป็นอย่างไร สนามแม่เหล็กและความปั่นป่วนมีบทบาทในการกระตุ้นให้เกิดดาวดวงแรกอย่างไร หลุมดำก่อตัวขึ้น เริ่มเติบโต และกลายเป็นหัวใจของดาราจักรได้อย่างไร?

JWST ได้รับการออกแบบอย่างตั้งใจเพื่อตอบคำถามเหล่านี้และอื่นๆ อีกมากมาย

Lisa Kewley ผู้อำนวยการ ASTRO 3D จาก Australian National University อธิบายว่า “ผ่านการสังเกตเชิงลึก เจมส์ เวบบ์จะเปิดเผยกาแลคซีแรกๆ ที่ก่อตัวขึ้นในเอกภพของทารก และวิธีที่กาแลคซีเหล่านั้นวิวัฒนาการมาในช่วงเวลาจักรวาล 13 พันล้านปี”

“เราจะได้ภาพที่ไม่เคยมีมาก่อนว่าดาราจักรอย่างทางช้างเผือกของเราก่อตัวและวิวัฒนาการอย่างไร เราจะวัดว่าองค์ประกอบที่รับผิดชอบต่อชีวิต: ออกซิเจน คาร์บอน และไนโตรเจน ก่อตัวและวิวัฒนาการอย่างไรในช่วงเวลาจักรวาล 13 พันล้านปี เจมส์ เวบบ์จะเปิดเผยองค์ประกอบที่อยู่ในชั้นบรรยากาศรอบๆ ดาวเคราะห์นอกระบบด้วย

“คำถามสำคัญที่เจมส์ เวบบ์ตั้งเป้าที่จะตอบคือทั้งหมดเกี่ยวกับต้นกำเนิดของเราและสถานที่ของเราในจักรวาล เรามีความพิเศษหรือไม่? โลกของเรามีเอกลักษณ์หรือไม่? ทางช้างเผือกมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวหรือไม่? ต้นกำเนิดของเราคืออะไร?”

บทแรกในประวัติศาสตร์ของจักรวาลนั้นยากต่อการศึกษามาก่อน เพราะวิธีเดียวที่เราจะสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับจักรวาลนี้ได้คือผ่านแสง เมื่อเอกภพขยายตัว แสงของดาวฤกษ์ดวงแรกเหล่านี้ถูกยืดออกขณะที่มันเคลื่อนตัวเข้าหาเรา โดยเปลี่ยนจากคลื่นอัลตราไวโอเลตหรือแสงที่มองเห็นที่มีพลังมากขึ้นไปสู่ปลายสีแดงของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า

“เราไม่สามารถมองเห็นกระดูกหักได้หากไม่มีเครื่องเอ็กซ์เรย์” ณิชา ลีโธชวลิต พนักงาน ASTRO 3D Fellow จากมหาวิทยาลัยเมลเบิร์นอธิบาย ในทำนองเดียวกัน เราต้องการความยาวคลื่นใกล้อินฟราเรดเพื่อตรวจจับกาแลคซีในช่วงเริ่มต้นของเวลาจักรวาล และความยาวคลื่นอินฟราเรดกลางเพื่อกำหนดองค์ประกอบของกาแลคซี

โชคไม่ดีสำหรับเรา แสงอินฟราเรดนี้เหมือนกับความร้อน และเรามีแสงนี้อยู่มากมายบนโลก กลบสัญญาณที่จางลงของกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลออกไป

แต่ด้วยการเปิดตัวกล้องโทรทรรศน์ที่ไวต่ออินฟราเรดขนาดมหึมาไปยังพื้นที่กว้างใหญ่ที่เย็นยะเยือกของอวกาศ เราสามารถจับภาพการสั่นไหวของดาวโบราณเหล่านี้ได้

“ในช่วงความยาวคลื่นที่มองเห็นได้จนถึงช่วงความยาวคลื่นอินฟราเรดช่วงกลางนั้น เส้นผ่านศูนย์กลางของ JWST ไม่เคยมีมาก่อน” ลีโธชวลิตกล่าว “มันจะตรวจจับแหล่งที่จางที่สุดและไกลที่สุดที่มนุษย์รู้จัก”

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลโคจรรอบโลกมากว่า 30 ปีแล้ว แต่เนื่องจากไม่ได้รับการปรับให้เหมาะกับการศึกษาจักรวาลด้วยอินฟราเรด กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลจึงไม่สามารถตอบคำถามทั้งหมดที่ JWST จะรับมือได้ อันที่จริง ผลลัพธ์จากฮับเบิลเป็นแรงบันดาลใจในการออกแบบ JWST

ฮับเบิลค้นพบว่าดาว กาแล็กซี และหลุมดำมวลมหาศาลนั้นอยู่ในประวัติศาสตร์ของเอกภพเร็วกว่าที่เราคิดไว้มาก และได้วิวัฒนาการไปอย่างมากตามกาลเวลา นอกจากนี้เรายังได้เรียนรู้เกี่ยวกับบทบาทของสสารมืดและพลังงานมืดในการวิวัฒนาการของจักรวาล และเราได้ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบหลายพันดวงที่โคจรรอบดาวฤกษ์ JWST จะบอกเราเพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งเหล่านี้แต่ละอย่าง

กระจกเงาที่ใหญ่กว่าของ JWST บวกกับความสามารถอินฟราเรดเฉพาะและระยะห่างจากความร้อนของโลกที่มากขึ้น หมายความว่ากล้องโทรทรรศน์ใหม่นี้จะนำดาราศาสตร์อินฟราเรดมาเหนือกว่าที่ฮับเบิลสามารถทำได้

บทความอื่น ๆ : fiji-backpacking.com