เอกภพนี้เต็มไปด้วยกาแล็กซีมากมายกระจัดกระจายและห่างออกจากกัน ตัวเราเองต่างก็เป็นส่วนเล็ก ๆ ส่วนหนึ่งที่ล่องลอยอยู่ในมหาสมุทรแห่งอนุภาคมีประจุหรือที่เราเรียกว่าพลาสมา (Plasma)
ทุกสิ่งทุกอย่างเริ่มต้นขึ้นจากการควบแน่นรวมตัวกันของกลุ่มแก๊ส อันเนื่องมาจากแรงโน้มถ่วงมหาศาลซึ่งกินเวลานานกว่าร้อยล้านปี จนเมื่อบริเวณใจกลางมีความหนาแน่นสูงมาก ๆ จึงเกิดการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่ขึ้น และก่อกำเนิดเป็นกระจุกดาวฤกษ์มากมาย รวมถึงระบบดาวเคราะห์ซึ่งเป็นบ้านของพวกเราในปัจจุบันนี้อีกด้วย
โครงข่ายจักรวาลอันลึกลับซับซ้อน
หากเราสังเกตเอกภพในมุมที่กว้างมาก ๆ จะเห็นกระจุกกาแล็กซีมากมาย เปล่งแสงสว่างสุกสกาวบนฉากหลังที่เต็มไปด้วยสสารมืดปกคลุมไปทั่วทั้งเอกภพ
ซึ่งโครงสร้างของเอกภพนี้เปรียบเสมือนกับโครงข่ายระหว่างกาแล็กซีที่ต่างอยู่ห่างออกไปราวร้อยล้านปีแสง หรืออาจกล่าวได้ว่ากาแล็กซีนั้นเป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ส่วนหนึ่งของผืนจักรวาลแห่งความว่างเปล่านี้
Aaron Yung นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ในขณะนี้ประจำการอยู่ที่ศูนย์การบินอวกาศก็อดเดิร์ด ได้กล่าวถึงโครงข่ายกาแล็กซีนี้ไว้ว่า
“ช่วงที่ผ่านมา NASA ได้ส่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและเจมส์เว็บบ์ขึ้นสู่อวกาศ ซึ่งทั้งสองถูกสร้างขึ้นมาเพื่อศึกษาเกี่ยวกับวัตถุอวกาศในห้วงลึก ดังนั้นจึงเปรียบเสมือนว่าตอนนี้เรากำลังศึกษาอวกาศไปได้เพียงแค่รูเข็มเท่านั้นเอง”
จากคำกล่าวของ A. Yung แสดงให้เห็นว่า ในตอนนี้เราศึกษาอวกาศไปเพียงแค่เศษเสี้ยวหนึ่งของทั้งเอกภพเท่านั้น ดังนั้น เราจึงต้องการกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่สามารถถ่ายภาพอวกาศมุมกว้างให้กับเราได้ นั่นจึงเป็นที่มาของโครงการ Roman Space Telescope
ที่มา : NASA Telescope Named For ‘Mother of Hubble’ Nancy Grace Roman | NASA
กล้องโทรทรรศน์อวกาศโรมัน กุญแจสำคัญที่จะไขความลับของจักรวาล
โครงการ Roman Space Telescope เป็นโครงการที่ศึกษาและวิจัยเกี่ยวกับพลังงานและสสารมืดในเอกภพ การถ่ายภาพดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ และรวมไปถึงการศึกษาและวิจัยในด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ซึ่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศตัวนี้ตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติให้กับ Nancy Grace Roman อดีตหัวหน้านักดาราศาสตร์หญิงคนแรกของ NASA
กล้องโทรทรรศน์อวกาศโรมันมีความกว้างของหน้ากล้องมากกว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลถึง 100 เท่า อีกทั้งมีกล้องอินฟราเรดความละเอียดสูงถึง 300 megapixels พร้อมทั้ง Solar Array Sun Shield (SASS) ซึ่งใช้สร้างพลังงานจากแสงอาทิตย์ให้ตัวกล้อง และเป็นร่มเงาให้กับอุปกรณ์อื่น ๆ ที่อยู่ภายใต้ SASS อีกด้วย
ซึ่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศตัวนี้จะถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศภายในปี 2027
จากภาพตัวอย่าง บริเวณกรอบสีขาว คือพื้นที่ที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลสามารถถ่ายภาพได้ และบริเวณกรอบสีเหลืองนั้นแสดงให้เห็นถึงพื้นที่ที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศโรมันจะสามารถถ่ายภาพได้
หากจะได้มาซึ่งภาพที่มี Field of view หรือขอบเขตการมองเห็นเท่ากับภาพข้างต้นทั้งภาพโดยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ที่ตอนนี้กำลังปฏิบัติภารกิจอยู่บนอวกาศนั้น จะต้องใช้เวลานานถึง 85 ปี
แต่หากใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศโรมันที่กำลังจะถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศนี้ สามารถถ่ายภาพโดยมี Field of view เท่ากับภาพข้างต้นได้โดยใช้เวลาเพียง 63 วันเท่านั้น
ซึ่งการถ่ายภาพเอกภพที่มี Field of view กว้างมาก ๆ จะทำให้เห็นถึงภาพรวมของเอกภพ การกระจุกตัวของกาแล็กซี และรวมถึงโครงข่ายของกาแล็กซีด้วย
หลังจากได้ภาพขั้นต่อไปคือการนำไปวิเคราะห์ร่วมกับภาพถ่ายอวกาศห้วงลึกจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและเจมส์เว็บบ์ จากข้อมูลทั้งหมดจะทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถอธิบายเอกภพได้ชัดเจนมากขึ้น
ในส่วนของแบบจำลองนี้แสดงให้เห็นถึงเอกภพในแต่ละช่วงเวลา จุดแต่ละจุดแทนกาแล็กซีซึ่งขนาดและความสว่างนั้นขึ้นอยู่กับมวลของกาแล็กซี และภาพขยายสามภาพด้านล่างนั้นแสดงให้เห็นถึงห้วงเอกภพที่เต็มไปด้วยกาแล็กซีต่าง ๆ มากมายในแต่ละช่วงเวลา
หลังการรวบรวมภาพทั้งหมด นักดาราศาสตร์จะนำภาพเหล่านี้มาวิเคราะห์เพื่ออธิบายถึงวิวัฒนาการของเอกภพ ที่ทำให้เกิดเป็นโครงข่ายของกาแล็กซีในปัจจุบัน จากที่แต่ก่อนมีการกระจายตัวค่อนข้างสูง
โดย Sangeeta Malhotra นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ผู้ร่วมเขียนวิจัยเรื่องนี้กล่าวว่า
“การจำลองนี้สำคัญอย่างยิ่งที่จะช่วยในการศึกษากลุ่มกาแล็กซีขนาดใหญ่ที่ไม่เคยมีใครที่ไหนได้ศึกษามาก่อน จากการศึกษาเกี่ยวกับการก่อกำเนิดขึ้นของสสารมืด ซึ่งกำหนดการกระจายตัวของกลุ่มกาแล็กซีเหล่านั้นโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศโรมัน”
บริเวณภายในกรอบสี่เหลี่ยม 3 กรอบนั้นคือบริเวณที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลถ่ายภาพได้ บริเวณนอกเหนือจากนั้นคือแบบจำลองกระจุกกาแล็กซีที่นักดาราศาสตร์ได้จำลองขึ้นมา แต่ในกล้องโทรทรรศน์อวกาศโรมันจะสามารถถ่ายภาพขนาดกว้างพอ ๆ กับแบบจำลองนี้ได้อย่างรวดเร็ว ทำให้เราได้เห็นถึงโครงสร้างที่แท้จริงของเอกภพ (ที่ไม่ได้มาจากการจำลองเหมือนในภาพ)
เพื่อให้เห็นเอกภพในมุมกว้างและเข้าใจเอกภพในเชิงลึก
“กล้องโทรทรรศน์อวกาศโรมันมีความสามารถเฉพาะที่เทียบได้กับความสามารถในการถ่ายภาพอวกาศห้วงลึกของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล แต่ครอบคลุมพื้นที่มากกว่า และเพียงแค่ภาพเต็ม ๆ ของเอกภพในยุคแรกเริ่มก็ช่วยให้เราเข้าใจได้ว่าภาพที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและเจมส์เว็บบ์พยายามจะถ่ายและรวบรวมนั้นเป็นเช่นไร” A. Yung กล่าว
การพยายามอธิบายภาพรวมของเอกภพนั้นจำเป็นต้องเข้าใจตั้งแต่กระบวนการเกิดเอกภพในยุคแรกเริ่ม รวมไปถึงวิวัฒนาการของเอกภพมาจนถึงปัจจุบัน
ภาพที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศโรมันจะเป็นแผนที่นำทางชิ้นสำคัญที่จะช่วยชี้แนะให้นักดาราศาสตร์รู้ว่าจุดไหนที่น่าสนใจและศึกษาห้วงอวกาศนั้นด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์และฮับเบิล
นอกจากนี้ Jeffrey Kruk นักวิจัยด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์กล่าวว่า “เราจะได้เห็นภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศโรมันประมาณ 100,000 ภาพต่อปี”
สำหรับการส่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศโรมันขึ้นไปปฏิบัติภารกิจบนอวกาศนั้น ไม่เพียงแต่จะทำให้เรามองเห็นถึงอดีตของเอกภพจากภาพถ่ายที่ได้ แต่ยังทำให้เราเห็นถึงการกระจายตัวและการกระจุกตัวกันของกาแล็กซี ที่เป็นโครงข่ายของเอกภพได้ชัดเจนมากขึ้นกว่าเดิม และสามารถทำนายถึงวิวัฒนาการขั้นต่อไปของเอกภพจากการวิเคราะห์ภาพถ่ายในอดีตเหล่านั้นได้อีกด้วย
โดยทั้งหมดทั้งหมดทั้งมวลนั้นเกิดจากการส่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศโรมันขึ้นไปปฏิบัติภารกิจบนอวกาศ เพื่อให้นักดาราศาสตร์ได้รวบรวมภาพถ่ายมาวิเคราะห์ถึงเอกภพต่อไป
เรียบเรียงโดย ณัฐกิตติ์ นามชู
