10 ม.ค. 2020 เวลา 15:26 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
กล้องโทรทรรศน์อวกาศ "เจมส์ เวบบ์" อุปกรณ์ชิ้นใหม่ของมนุษยชาติในการค้นหา "โลกใบที่ 2" 😉
โดยสิ่งที่เราจะมองหาคือรอยนิ้วมือของ "โลก" ก็คือ สัญญาณของชีวิต (biosignatures) ซึ่งสัญญาณสำคัญนั้นคือธาตุออกซิเจนในบรรยากาศ 😉
กล้องโทรทรรศน์อวกาศ "เจมส์ เวบบ์" กับความหวังในการค้นหา "โลก" ใบที่สอง
จากข่าววันก่อนที่ NASA ประกาศการค้นพบดาวเคราะห์ที่มีขนาดใกล้เคียงกับโลกและตรวจจับน้ำในบรรยากาศได้ สร้างความหวังในการค้นหาบ้านหลังใหม่ให้กับมนุษยชาติ
แต่แค่นั้นเพียงพอแล้วหรือที่ไม่จะสรุปได้ว่าดาวดวงนั้นเหมาะที่เราจะไปอยู่อาศัย?
ธาตุที่เราสนใจและมองหาในบรรยากาศของดาวเคราะห์นั้น หรือสิ่งที่เราเรียกว่า biosignatures
เรายังต้องมองหาสิ่งที่บ่งบอกว่าเกิดจากสิ่งมีชีวิต เช่น ก๊าซมีเทนและออกซิเจน ทั้งนี้น้ำและมีเทนนั้นสามารถพบได้ในบรรยากาศแม้ว่าจะไม่มีสิ่งมีชีวิต (ก๊าซมีเทนถูกปล่อยออกมาจากภูเขาไฟได้)
1
ดังนั้นก๊าซออกซิเจนนั้นอาจเป็นเครื่องยืนยันถึงการเกิดกระบวนการสังเคราะห์แสงของสิ่งมีชีวิตบนดาวดวงนั้น
โดยดาวเคราะห์ TOI 700 ที่เพิ่งเป็นข่าวเมื่อไม่กี่วันนี้ ถูกตรวจพบโดย TESS หรือ Transiting Exoplanet Survey Satellite ซึ่งสามารถตรวจประเมินข้อมูลบรรยากาศได้เพียงคร่าว ๆ เท่านั้น
ดาวเทียม TESS
แต่กล้องโทรทรรศน์อวกาศ "เจมส์ เวบบ์" ที่กำลังจะถูกส่งขึ้นประจำการในปีนี้ จะมีความสามารถในการตรวจจับออกซิเจนในบรรยากาศของดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลออกไปในรัศมี 16 ปีแสงจากโลกได้
** ความเป็นมา **
กล้องโทรทรรศน์อวกาศ "เจมส์ เวบบ์" จัดว่าเป็น Mega Project หนึ่งในการสำรวจอวกาศ เริ่มพัฒนาโครงการมาตั้งแต่ปี 1997
ด้วยความร่วมมือของ 3 องค์กรใหญ่อันประกอบด้วย NASA ESA (องค์การอวกาศยุโรป) และ CSA (องค์การอวกาศแคนาดา) รวมถึงอีก 20 ชาติที่มีส่วนร่ามพัฒนาและออกทุน
แผนแรกจะนำขึ้นใช้งานตั้งแต่ปี 2007 แต่ก็ล่าช้ามาจนวันนี้ ด้วยงบประมาณที่บานปลายอย่างมหาศาลจากที่เคยตั้งไว้ 500 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ปัจจุบัน "เจมส์ เวบบ์" ใช้งบประมาณไปแล้วกว่า 8,800 ล้านเหรียญสหรัฐฯ
ส่วนประกอบของกล้องโทรทรรศน์อวกาศ "เจมส์ เวบบ์"
แต่ทั้งนี้ก็ทำให้อุปกรณ์ชิ้นนี้อัดแน่นไปด้วยเครื่องตรวจจับทางวิทยาศาสตร์ที่อัดแน่นและทรงประสิทธิภาพสูงสุดที่เคยสร้างมา
** ความสามารถของ "เจมส์ เวบบ์" **
กระจกรวมแสงแบบแยกชิ้นเส้นผ่าศูนย์กลางกว่า 6.5 เมตร ใหญ่กว่าของกล้องฮับเบิลหลายเท่า
เปรียบเทียบขนาดกระจกรวมแสงกับรุ่นพี่
ด้วยการรวมสุดยอดเทคโนโลยีไว้ในกล้องตัวนี้ทำให้ "เจมส์ เวบบ์" สามารถมองย้อนอดีตกลับไปได้เกือบถึงกาแลคซีในยุคแรก ๆ หลัง บิ๊กแบง
และผสมกับการใช้เทคนิคมองผ่าน "เลนส์แรงโน้มถ่วง" นักวิทยาศาสตร์หวัง
ว่าจะสามารถมองย้อนอดีตไปจนถึงกำเนิดแสงแรงแห่งจักรวาล (กำเนิดดาวดวงแรก)
แต่นั่นไม่ใช่ความเจ๋งเพียงอย่างเดียวของกล้องตัวนี้
ล่าสุดรายงานการศึกษาโดยทีมนักวิทยาศาสตร์ของ NASA ที่ตีพิมพ์ใน Nature Astronomy ได้เผยถึงความเป็นไปได้ที่กล้อง "เจมส์ เวบบ์" จะสามารถตรวจจับธาตุออกซิเจนในบรรยากาศของดาวเคราะห์ในรัศมี 5 Parsec ได้ (16 ปีแสง)
ภาพแสดงความหมายของระยะทาง 1 Parsec ซึ่งมีระยะทางประมาณ 3.26 ปีแสง
โดยการใช้เทคนิคที่เรียกว่า collision-induced absorptions (CIAs) ซึ่งจะทำการตรวจสอบสเปคตรัมของการแผ่รังสีความร้อนออกจากชั้นบรรยากาศของดาวดวงนั้น
แยกตามความยาวเคลื่นเราก็จะรู้ได้ถึงองค์ประกอบของบรรยากาศ
โดยเทคนิคนี้ยังสามารถตรวจประเมินถึงสัดส่วนก๊าซออกซิเจนในบรรยากาศได้ด้วย รวมถึงตรวจจับละเอียดได้ถึงสารประกอบที่เกิดจากการรวมตัวของก๊าซออกซิเจนกับธาตุอื่น เช่น ไนโตรเจนออกไซด์ ซึ่งยิ่งทำให้มีโอกาสที่จะค้นพบสัญญาณสิ่งมีชีวิตได้มากขึ้น
ทั้งนี้ ESA ก็ได้มีแผนในการส่งดาวเทียมขึ้นทำการเฝ้าติดตามข้อมูลบรรยากาศโลกอย่างละเอียดและต่อเนื่อง เพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเพื่อติดตามภาวะโลกร้อน
ทั้งนี้ด้วยอุปกรณ์ตรวจจับและถ่ายภาพอินฟราเรดที่มีอยู่ 4 รูปแบบบนกล้อง "เจมส์ เวบบ์" นี้จะช่วยให้เราสามารถมองเห็นในสิ่งที่มองไม่เห็นด้วยย่านความถี่แสงที่ตามนุษย์มองเห็น ตัวอย่างเช่นรูปด้านล่างนี้
กาแลคซี HUDF-JD2 ที่ซ่อนอยู่ถูกมองเห็นด้วยภาพถ่ายอินฟราเรด
** แผนการบินสู่ห้วงอวกาศ **
กล้องโทรทรรศน์อวกาศ "เจมส์ เวบบ์" นี้มีแผนจะส่งขึ้นไปกับยาน Ariane 5 ของ ESA
ยาน Ariane 5 และกล้อง "เจมส์ เวบบ์" ที่ถูกแพคไว้ในส่วนหัวของยานก่อนจะไปคลี่ออกในอวกาศ
กล้องโทรทรรศน์อวกาศ "เจมส์ เวบบ์" นี้จะไม่ได้โคจรอยู่รอบโลกแต่จะถูกส่งไปโคจรอยู่ในบริเวณที่เรียกว่า L2 Lagrangian point ซึ่งเป็นจุดที่แรงโน้มถ่วง โลก ดวงจันทร์และดวงอาทิตย์หักล้างกันพอดี
3
"เจมส์ เวบบ์" จะวิ่งขนานไปกับโลก
ซึ่งจุด L2 นี้จะห่างจากโลกไปอีก 1.5 ล้านกิโลเมตร
ออกจากโลกแล้วยังต้องเดินทางต่ออีกเกือบ 2 สัปดาห์เพื่อไปยัง L2
ทั้งนี้ Lagrangian point นั้นมีอยู่ 5 จุด ตามแนววงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ ซึ่งจุด L1 ตอนนี้ดาวเทียม SOHO ก็ไปบินประจำการอยู่เพื่อศึกษาดวงอาทิตย์
จุด Lagrangian point ทั้ง 5
โดยกล้อง "เจมส์ เวบบ์" จะโคจรเป็นวงรีอยู่รอบบริเวณจุด L2 ขนานไปกับโลก
รูปแบบการโคจรรอบ Lagrangian point L2 ของกล้อง "เจมส์ เวบบ์"
เมื่อกล้อง "เจมส์ เวบบ์" เข้าประจำการในตำแหน่ง คาดว่าจะมีข้อมูลอีกมากมายที่เราจะได้รับ ซึ่งนั้นคงมีมูลค่ามหาศาลกว่าราคาของมันมากมาย
แต่ทั้งนี้ก็ยังคงเป็นที่ถกเถียงอยู่ว่า แม้เราจะตรวจพบออกซิเจนในบรรยากาศแต่ก็ไม่ได้หมายความว่าจะมีสิ่งมีชีวิตอยู่บนดาวดวงนั้นเสมอไป
ก็รอเลยครับ วันที่ "เจมส์ เวบบ์" จะหาโลกใบที่ 2 , 3 และถัด ๆ ไปให้กับมนุษย์เรา 😊👍
เครดิตภาพ: NASA, ESA, Wikipedia

ดูเพิ่มเติมในซีรีส์

    โฆษณา