บอกเล่าเก้าสิบ | แฮปปี้โคราชดอทคอม เว็บของเมืองโคราช

จากกระทู้ชั้นเยี่ยมจาก ห้องหว้ากอ เว็บไซต์ pantip นี่เป็นบทความที่ดีมากๆ ของคุณ สมาชิกหมายเลข 6883994 ขอนำมาเล่าต่อในเว็บไซต์ของเรานะครับ 

จากเมื่อคืนนี้ที่ทาง NASA ได้นำเสนอภาพ 4 ภาพอันน่าตื่นตาที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ James Webb (JWST) ผมจึงแปล/เรียบเรียงรายละเอียดทั้งหมดมาให้เพื่อนสมาชิกจาก 4 page นี้
- https://www.nasa.gov/image-feature/goddard/2022/nasa-s-webb-reveals-cosmic-cliffs-glittering-landscape-of-star-birth
- https://www.nasa.gov/image-feature/goddard/2022/nasa-s-webb-sheds-light-on-galaxy-evolution-black-holes
- https://www.nasa.gov/image-feature/goddard/2022/nasa-s-webb-captures-dying-star-s-final-performance-in-fine-detail
- https://www.nasa.gov/image-feature/goddard/2022/nasa-s-webb-delivers-deepest-infrared-image-of-universe-yet

1.NGC 3324

NGC 3324 นี้ เป็นวัตถุอวกาศที่ได้รับการจัดหมวดหมู่เป็นครั้งแรก โดย James Dunlop ในปี 1826 มันคือกระจุกดาวเปิด (Open cluster) ในกลุ่มดาวคารินาทางตอนใต้ (southern constellation Carina) มันปรากฏอยู่ทางตะวันตกเฉียงเหนือของเนบิวลา Carina ที่ระยะห่าง 9,100 ปีแสงจากโลก ครับ ในภาพนี้จะเห็นเหมือนภูมิประเทศคล้ายภูเขา แต่กำแพงสีน้ำตาลนี้ เป็นขอบของกลุ่มแก้ส Hydrogen และ กลุ่มฝุ่น (Interstellar dust) บริเวณที่กำเนิดดาวฤกษ์อายุน้อยในเนบิวลาแห่งนี้ ด้วยพลังการถ่ายภาพย่านแสง Infared ของ JWST เผยให้เห็นพื้นที่กำเนิดดาวฤกษ์ใหม่ ๆ ที่มองไม่เห็นจากภาพเดิมของกล้อง Hubble

ทาง NASA เรียกภาพกลุ่มแก้ส Hydrogen ในมุมของว่า "Cosmic Cliffs" มันแลดูเป็นภาพสามมิติที่ดูเหมือนภูเขาขรุขระ ที่ถูกฉายด้วยแสงจันทร์ จริง ๆ แล้วมันคือขอบกลุ่มแก้สยักษ์ภายใน NGC 3324 และส่วนที่เห็นคล้าย "ยอดเขา" ที่สูงที่สุดในภาพนี้สูงประมาณ 7 ปีแสง บริเวณที่เป็นโพรง ๆ นั้น คือกลุ่มแก้สที่ถูกปัดเป่ากระจายตัวออกไปจากอิทธิพลของลมดาวฤกษ์ (Solar wind)
และแสง Ultraviolet จากดาวฤกษ์อายุน้อยมวลมาก ร้อนจัด (ตัวอย่างดาวฤกษ์ประเภทนี้ คือ Wolf–Rayet stars "Eta Carinae" ซึ่งมวลมาก ร้อนจัด และพ่น solar wind ออกมาอย่างรุนแรงตลอดเวลา)

UV ที่รุนแรงจากดาวฤกษ์อายุน้อยจะ "แกะสลัก" ผนัง (มวลแก้ส) ของเนบิวลา โดยการกัดเซาะกลุ่มแก้สออกไปอย่างช้า ๆ เสาสูงตระหง่านอยู่เหนือกำแพงแก้สที่เรืองแสง จะต้านทาน UV นี้ได้ และสิ่งที่คล้าย "ไอน้ำ" ที่ดูเหมือนจะลอยขึ้นมาจาก "ภูเขา" นี้ เป็นแก้สร้อนที่แตกตัวเป็น ION และยังมีกลุ่มฝุ่นร้อน ๆ ที่ไหลออกจากเนบิวลา เนื่องจากอิทธิพล solar wind ของดาวฤกษ์มวลมากแบบนี้

JWST ได้เปิดเผยภาพของ "รัง" กำเนิดดาวฤกษ์พวกนี้ได้ครับ ซึ่งแต่เดิม Hubble ไม่สามารถตรวจจับได้เนื่องจากอุปกรณ์ Infrared ไม่ดีเท่า JWST JWST มีความไวต่อ Infrared และลงลึกได้กว่า จึงสามารถมองทะลุผ่านกลุ่มฝุ่น เพื่อดูวัตถุเหล่านี้ได้ และยังเห็น Jet ที่พุ่งออกมาจาก Proto Stars (ดาวฤกษ์กำเนิดใหม่) ด้วย

การสังเกตการณ์ NGC 3324 นี้ จะทำให้เกิดความกระจ่างเกี่ยวกับกระบวนการก่อตัวดาวฤกษ์ เราจะเห็นอย่างชัดเจนว่าการกำเนิดใหม่ของดาวฤกษ์จะมีการแพร่กระจายของ solar wind และ UV ทำให้เกิดการขยายตัวของช่องกัดเซาะกลุ่มแก้สในเนบิวล่า เมื่อขอบของกลุ่มแก้ส แตกตัวเป็น ION สว่างเคลื่อนเข้าสู่เนบิวลา มันจะค่อย ๆ แทรกตัวเข้าไปในกลุ่มแก้สและฝุ่น และอาจเกิดความไม่เสถียร กำเนิดแรงดันที่เพิ่มขึ้นทำให้กลุ่มแก้สยุบตัว และก่อตัวเป็นดาวดวงใหม่ได้อีก

ด้วยภาพความละเอียดสูงของ JWST มันจะเปิดเผยผลกระทบของการก่อตัวดาวฤกษ์ ต่อการวิวัฒนาการของเมฆก๊าซและฝุ่นขนาดมหึมา แม้ว่าผลกระทบจาก solar wind และ UV ดาวฤกษ์มวลมากจะปรากฏชัดเจน แต่ไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับอิทธิพลของดาวฤกษ์มวลน้อย ขณะที่ก่อตัว ด้วยภาพจาก JWST เราจะเห็นดาวฤกษ์สร้าง Jet และสามารถฉีดเข้ากลุ่มแก้ส ด้วยโมเมนตัมและพลังงานจำนวนมากเข้าไปในเมฆได้ ซึ่งจะช่วยลด "materials" ที่ใช้ในการสร้างดาวดวงใหม่

อุปกรณ์ NIRCam ของ JWST ที่มีความละเอียดคมชัดและความไวที่เหนือชั้นสามารถเปิดเผยดาวฤกษ์หลายร้อยดวงที่ถูกซ่อนไว้ก่อนหน้านี้ รวมถึงกาแล็กซีพื้นหลังจำนวนมาก

อุปกรณ์ MIRI จะช่วยแสดงรายละเอียดของดาวฤกษ์อายุน้อย และจานฝุ่นที่ก่อตัวเป็นดาวเคราะห์ ซึ่งจะแพร่ infrared ช่วงกลาง ในภาพจะปรากฏเป็นสีชมพูและสีแดง MIRI เผยให้เห็นโครงสร้าง
ที่ฝังอยู่ในฝุ่นและเผยให้เห็นแหล่งของไอพ่นขนาดใหญ่

2. Stephan's Quintet

Stephan's Quintet ถูกค้นพบโดยนักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Édouard Stephan ในปี 1877 มันคือแกแลคซี่ 5 แห่งที่เข้ามาใกล้กันตาม gravitation bonding ครับ พูดง่าย ๆ คือจะพุ่งเข้าชน
และ merge กันนั่นเอง ด้วยจำนวน 5 ของแกแลคซี่จึงใช้คำว่า "Quintet" ซึ่งแปลว่า วงดนตรีที่มีเครื่องดนตรี 5 ชิ้น

Stephan's Quintet มีขนาดเชิงมุมใหญ่มากในท้องฟ้าครับ ใหญ่ขนาดที่ว่า ครอบคลุมประมาณหนึ่งในห้าของเส้นผ่านศูนย์กลางของดวงจันทร์ JWST ถ่ายภาพมาด้วย ความละเอียด 150 ล้านพิกเซล โดยสร้างจากไฟล์รูปภาพแยกกันเกือบ 1,000 ไฟล์ ภาพจาก JWST จะให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ว่าปฏิสัมพันธ์ของทางช้างเผือก นั้น อาจขับเคลื่อนวิวัฒนาการกาแลคซีในเอกภพยุคแรกได้อย่างไร ด้วยการมองเห็นจาก อุปกรณ์ Infrared อันทรงพลังและความละเอียดเชิงพื้นที่ที่สูงมาก เราจึงเห็นรายละเอียด ที่ไม่เคยเห็นมาก่อนในกลุ่มดาราจักรนี้ กระจุกดาวอายุน้อยหลายล้านดวงที่ส่องประกาย และบริเวณแฉกของดาวฤกษ์ที่เกิดใหม่ทำให้ภาพดูงดงาม ช่วงหางที่กว้างใหญ่ของก๊าซ ฝุ่น และมีดาวฤกษ์ถูกดึงออกจากกาแลคซีหลายแห่งเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ของแรงโน้มถ่วง

ที่น่าทึ่งที่สุดคือ JWST สามารถจับคลื่นกระแทกขนาดใหญ่ ซึ่งเกิดขึ้นในขณะที่กาแลคซี NGC 7318B พุ่งทะลุกระจุกดาราจักร Stephan's Quintet Stephan's Quintet นี้ ในมุมมองจากโลกคือภาพซ้อนกันนะครับ จริง ๆ แล้ว มีเพียง 4 กาแลคซีเท่านั้นที่อยู่ใกล้กัน และมี bonding กันทางความโน้มถ่วง ส่วนแกแลคซี่ที่ 5 คือ NGC 7320 นั้น จะอยู่ใกล้โลกมากกว่าคืออยู่ห่างจากโลก 40 ล้านปีแสง ส่วนอีก 4 กาแลคซี่ (NGC 7317 , NGC 7318A , NGC 7318B และ NGC 7319) อยู่ห่างจากโลกประมาณ 290 ล้านปีแสง

การศึกษาดาราจักรที่ค่อนข้างใกล้โลกเช่นนี้ ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ เข้าใจโครงสร้างที่เห็นในเอกภพที่อยู่ห่างไกลออกไปมากขึ้น และการศึกษาแกแลคซี่ใกล้โลกแบบนี้ ทำให้นักดาราศาสตร์
เสมือนกับได้ที่นั่งแบบตั๋วแพงที่สุด (ringside) เพื่อชมการรวมตัวกัน และปฏิสัมพันธ์ระหว่างดาราจักรที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อวิวัฒนาการของดาราจักรทั้งหมด ปกติแล้วนักดาราศาสตร์จะไม่ค่อยได้เห็นรายละเอียดมากนักว่าดาราจักรที่มีปฏิสัมพันธ์ทำให้เกิดดาวฤกษ์ใหม่ ๆ ในกันและกันอย่างไร และก๊าซในดาราจักรเหล่านี้ถูกรบกวนอย่างไร Stephan's Quintet นี้ เป็น "ห้องทดลอง" ที่ยอดเยี่ยมสำหรับการศึกษากระบวนการเหล่านี้เป็นพื้นฐานของกาแลคซีทั้งหมดครับ

กลุ่มของแกแลคซี่แบบ Stephan's Quintet นี้ อาจพบได้ทั่วไปในเอกภพยุคแรก และในแกแลคซี่ NGC 7319 นี้ ก็ยังมีนิวเคลียสแบบ Active ของดาราจักรที่ทำงานอยู่ ก็คือ Quasar นั่นเอง เป็นหลุมดำมวลมหาศาล 24 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ มันทำให้เกิด accretion disk ที่รุนแรง ให้ความสว่างมากถึง 40,000 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์ JWST ได้ให้ภาพที่เราสามารถศึกษา นิวเคลียสของดาราจักรที่ active อย่างละเอียดด้วย Near-Infrared Spectrograph ( NIRSpec ) และ Mid-Infrared Instrument ( MIRI ) ช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถ "แบ่งและหั่น" ข้อมูลเป็นภาพย่อยจำนวนมากเพื่อการศึกษาโดยละเอียด JWST สามารถเจาะทะลุม่านฝุ่นรอบ ๆ นิวเคลียสเพื่อเผยให้เห็นก๊าซร้อนใกล้หลุมดำที่ทำงานอยู่

3. Planetary Nebula NGC 3132

NGC 3132 เป็น Planetary Nebula (เนบิวล่าดาวเคราะห์) อยู่ในกลุ่มดาวใบเรือ ห่างจากโลกประมาณ 2,000 ปีแสง เนบิวลานี้มีชื่ออื่น ๆ อีกคือ Eight-Burst Nebula , The Southern Ring Nebula , Caldwell 74

JWST ได้เผยภาพน่าทึ่งของโครงสร้างเนบิวลา นี้ จะเห็นว่ามีดาวฤกษ์ที่ตายแล้วริบหรี่ที่ใจกลาง เป็นระบบดาวคู่ (Binary stars) ชื่อว่า HD 87892 และก่อนตายเธอได้พ่นมวลสารออกมา
เป็นวงแหวนของก๊าซและฝุ่นออกไปในทุกทิศทางรอบตัว JWST จะช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถเจาะลึกรายละเอียดอื่น ๆ มากมายเกี่ยวกับ เนบิวลาดาวเคราะห์แบบนี้ ซึ่งเป็นเมฆก๊าซและฝุ่นที่ดาวฤกษ์ที่กำลังจะตาย ภาพที่มีความละเอียดสูงจะเพิ่มความเข้าใจว่ามีโมเลกุลใดอยู่บ้าง และที่ใดที่พวกมันอยู่ในทั่วเปลือก/ขอบของก๊าซและฝุ่น

ดาวฤกษ์สองดวง นี้ นักดาราศาสตร์วิเคราะห์ว่ามีดวงหนึ่งที่ยังร้อนแรงอยู่ และมันจะค่อย ๆ ปัดเป่ามวลสารวงแหวนสวยงามนี้ออกไปในอนาคต ส่วนอีกดวงหนึ่งมีกลุ่มฝุ่นล้อมรอบหนาแน่นมาก เป็นไปได้ว่าจะกำลังก่อเกิดระบบสุริยะในอนาคตครับ

เนื่องจากเนบิวลาดาวเคราะห์แบบนี้สามารถดำรงคงรูปได้นานหลายหมื่นปี การสังเกตเนบิวลาจึงเหมือนกับการชมภาพยนตร์ในแบบสโลว์โมชั่นเป็นพิเศษ การถ่ายภาพเนบิวลาในทุกปี จะสามารถวัด rate การกระจายตัวของก๊าซ และฝุ่นที่อยู่ภายในได้อย่างแม่นยำ

4. กระจุกดาราจักร SMACS 0723

SMACS 0723 นี้เป็นที่รู้จักในชื่อ JWST First Deep Field image ภาพนี้ได้เผยแพร่ออกมาก่อนหน้านี้แล้วครับ

ภาพนี้เต็มไปด้วยรายละเอียดของกาแล็กซีหลายพันแห่ง รวมทั้งวัตถุที่จางที่สุดที่เคยพบในย่าน IR ได้ปรากฏขึ้นโดย JWST เป็นครั้งแรก ..... ภาพจักรวาลห้วงลึกอันกว้างใหญ่ภาพนี้ ได้ถูก "เจาะ" ถ่ายโดย JWST ในพื้นที่แคบมาก ๆ เพียงเม็ดทรายที่นิ้วมือของเราเท่านั้น ** อันนี้หมายความว่า ภาพที่ท่านเห็นนี้เป็นการถ่าย zoom อย่างมาก โดย zoom มาจากพื้นที่เท่าเม็ดทรายจากภาพท้องฟ้าจริงครับ หรือ ..... พูดง่าย ๆ คือ เมื่อท่านแหงนหน้ามองท้องฟ้ากลางคืน ภาพแกแลคซี่มากมายที่ท่านเห็นนี้ คือการเจาะถ่ายด้วยพื้นที่แค่เม็ดทรายในนิ้วมือท่านเท่านั้น ภาพนี้มีขนาดเชิงมุม 2.4 arc-minute ก็คือเล็กกว่าดวงจันทร์ประมาณ 70 เท่า !! **

JWST deep field image นี้ถ่ายโดยกล้อง NIRCam เป็นภาพ composite ที่สร้างจากภาพที่มีความยาวคลื่นต่างกัน รวม 12.5 ชั่วโมง ..... ซึ่งหากเทียบกับ Hubble แล้ว ภาพของ JWST จะได้ความลึกที่ความยาวคลื่นอินฟราเรดเกินขอบเขตที่ลึกที่สุดของ Hubble และ Hubble ต้องใช้เวลาหลายสัปดาห์ (แต่ JWST ใช้เวลาเพียง 12.5 ชั่วโมง)

ภาพนี้แสดงกระจุกกาแลคซี SMACS 0723 เมื่อ 4.6 พันล้านปีก่อน (หมายความว่า SMACS 0723 ห่างจากโลก 4,600 ล้านปีแสง) มวลรวมของกระจุกดาราจักรแห่งนี้ทำหน้าที่เป็นเลนส์ความโน้มถ่วง (Gravitational lensing) ซึ่งขยายภาพกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลออกไปในด้านหลัง SMACS 0723 NIRCam ของ JWST ได้เสนอภาพกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลเหล่านั้นแบบคมชัด
โดยมีโครงสร้างเล็ก ๆ จาง ๆ ที่ไม่เคยเห็นมาก่อน (Hubble ทำไม่ได้) ซึ่งรวมถึงแสดงภาพกระจุกดาวต่าง ๆ ที่ Hubble ไม่ละเอียดพอที่จะแสดงได้

ขอขอบคุณสุดยอดบทความทางวิทยาศาสตร์จากกระทู้นี้ครับ https://pantip.com/topic/41533601