ดาราศาสตร์วิทยุ กุญแจแห่งเอกภพ ตอนจบ

นักดาราศาสตร์ได้อะไรจากการศึกษาคลื่นวิทยุจากวัตถุในอวกาศ

     มีวัตถุต่าง ๆ มากมายในอวกาศที่แผ่คลื่นวิทยุออก นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบความจริงดังกล่าวเมื่อไม่นานมานี้ ในปี ค.ศ. 1932 โดยความบังเอิญของนักวิศวกรวิทยุ (Radio Engineer), คาร์ล แจงสกี (Carl Jansky) ในขณะที่เขาทดลองสายอากาศวิทยุที่ประดิษฐ์ขึ้น พบว่ามีสัญญาณรบกวนที่เปลี่ยนแปลงไปพร้อม ๆ กับการขึ้นตกของดาว ทำให้เขาค้นพบว่าเป็นสัญญาณที่มาจากนอกโลก คือสัญญาณวิทยุจากกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรานั่นเอง

วัตถุต่าง ๆ ในอวกาศ ไม่ว่าจะเป็น ดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ ดาวหาง ดาวฤกษ์อื่น ๆ สสารระหว่าดาวฤกษ์ และกาแล็กซี ล้วนแผ่คลื่นวิทยุออกมาทั้งสิ้นที่ความถี่ต่าง ๆ กัน ไม่มากก็น้อย จากการศึกษาคลื่นวิทยุที่แผ่ออกมาจากวัตถุเหล่านี้ ทำให้นักดาราศาสตร์ได้เรียนรู้ถึง องค์ประกอบ โครงสร้าง และการเคลื่อนที่ของวัตถุท้องฟ้าต่าง ๆ

มาดูตัวอย่างที่ได้จากการศึกษาของดาราศาสตร์วิทยุ สัก 1 ตัวอย่างกัน

คลื่นวิทยุจากดาวพฤหัส

ดาวพฤหัสมีสนามแม่เหล็กที่มีความเข้มสูงพอที่จะดักจับอิเล็กตรอนที่เดินทางมาสู่ดาวพฤหัส คล้ายกับแถบแข็มขัดแวนอัลเลนของโลก เมื่ออิเล็กตรอนถูกเร่งไปตามเส้นแรงแม่เหล็ก จะแผ่พลังงานที่อยู่ในรูปคลื่นวิทยุออกมา ที่ความยาวคลื่น 21 cm ดังภาพ [จาก เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุวีแอลเอ (VLA)]

ภาพถ่าย-เสียง ความละเอียดสูงชุดแรกของ"ดาวพฤหัส" จากองค์กรนาซา

     เหตุที่นักดาราศาสตร์ทั่วโลกทุ่มเทกับการศึกษาคลื่นวิทยุเป็นอย่างมาก เนื่องจากคลื่นวิทยุทำให้เราเห็นเอกภพในมุมมองที่ตาของเราไม่สามารถมองเห็นได้ ได้เห็นโครงสร้างที่ซ่อนอยู่ภายในดวงอาทิตย์ หรือแม้แต่กาแล็กซีของเราจนนำไปสู่การค้นพบพัลซาร์และแหล่งคลื่นวิทยุ Sagittarius A* ที่ใจกลางกาแล็กซี รวมถึงช่วยให้เราพบวัตถุพลังงานสูงที่อยู่ห่างไกลอย่าง AGN หรือเควซาร์

ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือกในช่วงคลื่นวิทยุ เผยให้เห็นโครงสร้างที่ถูกแสงและฝุ่นระหว่างดาวบดบัง อย่างซากซูเปอร์โนวาและแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุที่ปลายลูกศร (ภาพอนุเคราะห์โดย NRL/SBC Galactic Center Radio Group) 

     นอกจากนี้ นักดาราศาสตร์ก็กำลังให้สนใจกับการศึกษาเอกภพยุคแรกเริ่ม เพื่อหาคำตอบเกี่ยวกับการกำเนิดของเอกภพ รวมถึงโครงสร้างของเอกภพในยุคนั้น เช่น ดาวดวงแรกๆ หรือกาแล็กซีในยุคแรกๆ มีหน้าตาเป็นอย่างไร แต่การที่จะเข้าใจเอกภพในยุคแรกได้นั้น จะต้องค้นหาวัตถุท้องฟ้าที่ถือกำเนิดในยุคนั้นซึ่งอยู่ห่างออกไปเป็นหลักพันล้านปีแสง แม้วัตถุเหล่านั้นจะดับสิ้นไปแล้ว แต่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากมันยังหลงเหลืออยู่เนื่องจากแสงต้องใช้เวลาเดินทางเป็นพันล้านปีกว่าจะมาถึงเรา คลื่นที่แผ่ออกมามีหลายชนิดก็จริง แต่ก็ถูกการขยายตัวเอกภพยืดออกเป็นคลื่นวิทยุหมดสิ้น ยิ่งห่างออกไปมาก คลื่นก็ยิ่งยาวมาก เลยต้องใช้กล้องวิทยุที่มีกำลังขยายสูงๆ ถึงจะแยกสัญญาณจากวัตถุเหล่านั้นได้

     ถึงตรงนี้ จะเห็นได้ว่า ดาราศาสตร์วิทยุก็เป็นอีกสาขาหนึ่งที่มีความสำคัญต่อการไขปริศนาเอกภพ ถึงขนาดที่ชาติต่างๆ ยังให้ความร่วมมือสร้างเครือข่ายระหว่างกล้องแต่ละแห่งขึ้นมาเพื่อให้ได้ข้อมูลที่ใหญ่ขึ้น เพราะโดยพื้นฐานของดาราศาสตร์แล้ว การที่เราค้นพบสิ่งใหม่ๆ บ่งชี้ว่าเอกภพของเรายังมีอีกหลายอย่างที่เรายังไม่รู้จักและรอการค้นหา การค้นหาความรู้ใหม่ๆ จึงเป็นสิ่งที่มองข้ามไม่ได้

เนื้อหาจาก

http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/0/278/cosmos/38.htm

http://www.narit.or.th/index.php/pr-news/2633-asean-radio-astronomy

https://soscity.co/news/physics/fast-radio-burst

ภาพจาก

http://headshot.tnews.co.th/contents/203065/

https://soscity.co/news/physics/fast-radio-burst