อ่านเพิ่มเติม อนุภาคผี นิวทริโน ที่ช่วยไขความลับของจักรวาล

[pagina străină]

https://ngthai.com/science/49158/nebula-spider/

เนบิวลาแมงมุม ในอวกาศ กล้องโทรทรรศน์ที่ติดตั้งเข้ากับบอลลูนแรงดันสูงขนาดใหญ่ หรือ The Super Pressure Balloon Imaging Telescope (SuperBIT) ถูกปล่อยขึ้นไปยังชั้นบรรยากาศของโลกเมื่อวันที่ 16 เมษายน ที่ผ่านมา ได้เผยภาพถ่ายแรกที่แสดงให้เห็น เนบิวลาแมงมุม ที่อยู่ในห้วงอวกาศอันลึกลับ

เนบิวลาแมงมุม ที่บันทึกด้วย SuperBIT เป็นกลุ่มเมฆแมกเจลแลนใหญ่ ที่ลอยอยู่ข้างๆ กาแลกซีทางช้างเผือก โดยมีระยะอยู่ห่างจากโลกประมาณ 160,000 ปีแสง มีลักษณะโดดเด่นคือ กลุ่มเมฆและฝุ่นเคลื่อนที่อย่างปั่นป่วนหมุนวนอยู่ระหว่างดาวสีแดง ที่นักดาราศาสตร์ตั้งสมมติฐานว่าเพิ่งก่อตัวขึ้นภายหลัง

นอกจากนี้ โครงการการสำรวจอวกาศด้วยกล้องโทรทรรรศน์ ที่ระดับความสูงในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ (ประมาณ 33,000 เมตร เหนือระดับน้ำทะเล) ยังเผยให้เห็นกาแลกซีแอนเทนนา NGC 4038 และ NGC 4039 ที่อยู่ห่างจากโลกประมาณ 60 ล้านปีแสง

กาแลกซีเหล่านี้เกิดการชนกันและหลอมรวมกันเมื่อหลายล้านปีก่อน ซึ่งเป็นแหล่งข้อมูลให้นักดาราศาสตร์ได้ศึกษาความเป็นไปของจักรวาล แต่ก็ยังไม่ได้ข้อมูลที่ชัดเจน ดังนั้น การศึกษากาแลกซีและกลุ่มดาวที่อยู่ใกล้กับกาแลกซีทางช้างเผือกอาจบอกอะไรบางอย่างแก่พวกเขาได้

เป้าหมายหลักของโครงการสำรวจอวกาศด้วย SuperBIT คือ การบันทึกภาพความละเอียดสูงกาแลกซีต่างๆ ในห้วงอวกาศ ด้วยสเปกตรัมใกล้แสงอัลตราไวโอเลต ที่ช่วยเผยให้เห็นรายละเอียดของกาแลกซีได้อย่างดี เพื่อนำไปสร้างแผนที่สสารมืดรอบๆ กระจุกกาแลคซี

ที่ผ่านมา แม้ว่ากล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลจะสามารถถ่ายภาพอวกาศครอบคลุมช่วงความยาวคลื่นที่กล้อง SuperBIT ทำได้ แต่ข้อได้เปรียบของโครงการสำรวจอวกาศครั้งนี้ คือ การสำรวจที่อยู่บนระดับความสูงเหนือชั้นบรรยากาศต่างๆ ของโลก ส่งผลให้มุมมองของกล้อง SuperBIT ถ่ายภาพได้มุมกว้างกว่า และช่วยลดต้นทุนโดยไม่จำเป็นต้องติดตั้งกล้องโทรทรรศน์ไปกับกระสวยอวกาศ
SuperBIT สำรวจสสารมืดได้อย่างไร

การสำรวจของ SuperBIT เพื่อสร้างแผนที่ของสสารมืด ประยุกต์ใช้ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เรียกว่า เลนส์ความโนมถ่วง ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ได้รับการพูดถึงครั้งแรงในทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ เปรียบเหมือนกาแลกซีได้ห่อหุ้มปริภูมิเวลาเอาไว้ คล้ายลูกบอลที่ขยายขนาดใหญ่ขึ้น และมีส่วนที่โค้งงออยู่ เมื่อแสงเดินทางผ่านไปตามความโค้งนี้ เส้นทางของแสงจะโค้งงอและเปลี่ยนไปตามแรงกระทำของสสารที่อยู่โดยรอบ

ในขณะเดียวกัน สสารมืดจะไม่ทำปฏิกิริยากับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า หรือแสงเหมือนสสารธรรมดาที่อยู่รอบตัวเราในแต่ละวัน จึงทำให้สสารมืดแทบจะเป็นสสารที่เรามองไม่เห็น แต่ด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าสสารมืดมีปฏิสัมพันธ์กับแรงโน้มถ่วง นักดาราศาสตร์จึงสามารถตั้งสมมติฐานของการมีอยู่ของสสารมืดได้

เลนส์ความโน้มถ่วงจึงเป็นวิธีการหนึ่งที่ช่วยสร้างแผนที่การกระจายตัวของสสารมืดได้ ซึ่งภาพถ่ายห้วงอวกาศจาก SuperBIT สามารถช่วยนักวิทยาศาสตร์สำรวจได้ว่า อนุภาคสสารมืดสามารถกระเด็นออกจากกันได้หรือไม่ เมื่อกาแลกซีใกล้เคียงเคลื่อนที่เข้าหากันหรือชนกัน การสำรวจครั้งนี้อาจเปิดเผยให้นักดาราศาสตร์ทราบว่า สสารมืดประกอบด้วยอนุภาคใดบ้าง

โครงการสำรวจอวกาศ SuperBIT ซึ่งเป็นความร่วมมือระหว่างนาซา มหาวิทยาลัยดูแรม สหราชอาณาจักร มหาวิทยาลัยโตรอนโต ประเทศแคนาดา และมหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน สหรัฐอเมริกา โดยทั้งหมดได้ร่วมปล่อยบอลลูนสำรวจขนาดเท่าสนามฟุตพอลที่เมืองวานากา ประเทศนิวซีแลนด์

ที่ความสูงจากระกับน้ำทะเลกว่า 34 กิโลเมตร บอลลูนที่นำกล้องโทรทรรศน์ความละเอียดสูง โคจรรอบโลกได้กว่า 100 วัน ที่มุมมองเหนือชั้นบรรยากาศดังกล่าว ทำให้นักดาราศาสตร์ได้ข้อมูลและภาพถ่ายที่มีความละเอียดสูง โดยทำให้กล้องโทรทรรศน์สามารถบันทึกภาพแสงที่เดินทางมาจากกาแลกซีในเอกภพอันไกลโพ้น ที่อยู่ห่างออกไปหลายล้านปีแสง และเป็นภาพที่ไม่ถูกบดบังด้วยผลกระทบของชั้นบรรยากาศโลก

ภารกิจสำรวจครั้งนี้ SuperBIT กลับสู่พื้นโลกได้อย่างปลอดภัยด้วยกลไกร่มชูชีพ ทางทีมวิจัยได้เก็บข้อมูลของการสำรวจครั้งล่าสุด และนำไปปรับปรุงการทำงานของกล้องโทรทรรศน์ให้ดีขึ้น เพื่อภารกิจครั้งต่อไป

กล้องโทรทรรศน์ที่ติดตั้งบนบอลลูนประหยัดค่าใช้จ่ายกว่าการยิงจรวดขึ้นไปบนอวกาศได้หลายล้านดอลลาร์สหรัฐ นาซาจึงคิดว่า วิธีนี้อาจเป็นแนวทางใหม่ที่อาจเกิดขึ้นอย่างแพร่หลายสำหรับภารกิจการสำรวจอวกาศในอนาคต

สืบค้นและเรียบเรียง ณภัทรดนัย
ภาพเปิด นาซา

ข้อมูลอ้างอิง

https://blogs.nasa.gov/superpressureballoon/2023/04/20/balloon-born...

https://www.durham.ac.uk/news-events/latest-news/2023/04/superbit-t...

https://www.republicworld.com/science/space/nasas-balloon-captures-...