นักดาราศาสตร์ศึกษาชั้นบรรยากาศดาวพฤหัสบดี จากภาพถ่ายในช่วงคลื่นวิทยุ

Share

20 มิถุนายน 2559

นักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาดใหญ่ (Very Large Array (VLA) ในการถ่ายภาพลึกลงไปในชั้นบรรยากาศ ของดาวพฤหัสบดี สามารถถ่ายลึกลงไปในชั้นเมฆได้กว่า 100 กิโลเมตร ซึ่งภาพเหล่านี้ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถศึกษาคุณสมบัติของ ชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดี เช่น อุณหภูมิ ความดัน และการเคลื่อนที่ของแก๊สในชั้นบรรยากาศ ที่ไม่สามารถศึกษาได้มาก่อน

        ภาพในช่วงคลื่นวิทยุที่มีประสิทธิภาพนั้นจำเป็นที่จะต้องสะสมคลื่นวิทยุเป็นเวลานาน เช่นเดียวกับการเปิดหน้ากล้องเพื่อรับแสง ในการถ่ายภาพ แต่เนื่องจากดาวพฤหัสบดีหมุนรอบตัวเองอย่างรวดเร็ว ประมาณรอบละ 10 ชั่วโมง ทำให้ได้ภาพที่เบลอถึงเเม้ว่าจะถ่ายเพียง ไม่กี่นาที นักดาราศาสตร์จึงได้คิดค้นเทคนิคใหม่เพื่อลดการเบลอของภาพ เทคนิคนี้ได้รับการตีพิมพ์ ในนิตยสาร The June 3rd issue of Science ซึ่งภาพที่ได้ช่วยเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับโครงสร้างและการเปลี่ยนแปลงของชั้นบรรยากาศดาวพฤหัสบดี

 

ภาพที่ 1 ภาพถ่ายเปรียบเทียบจุดแดงใหญ่ของดาวพฤหัสบดี (พายุหมุนขนาดใหญ่ในชั้นบรรยากาศ) ในช่วงคลื่นที่ตามองเห็นจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (ภาพบน) และช่วงคลื่นวิทยุจาก VLA (ภาพล่าง) 

ซึ่งถ่ายในช่วงความถี่ 4 ถึง 18 GHz (ความยาวคลื่น 1.7 ถึง 7 ซม.)

 

        นักดาราศาสตร์ได้เปรียบเทียบภาพถ่ายของดาวพฤหัสบดีที่ถ่ายในช่วงความยาวคลื่นวิทยุและคลื่นที่ตามองเห็น ในช่วงเวลาใกล้เคียงกัน (ภาพที่ 1) พบว่าบริเวณแถบเมฆ และเข็มขัด (บริเวณรอยมืดระหว่างแถบเมฆ) ของดาวพฤหัสบดีมีลักษณะที่คล้ายกันในภาพทั้งสองช่วงคลื่น แต่มีบางตำแหน่งที่ภาพจากคลื่นวิทยุแสดงบริเวณที่ปล่อยคลื่นวิทยุออกมามากซึ่งไม่สามารถพบได้ในภาพจากช่วงคลื่นที่ตามองเห็น

        บริเวณดังกล่าวเป็นบริเวณที่มีชั้นของแอมโมเนียบางกว่าปกติทำให้คลื่นวิทยุสามารถทะลุผ่านมาได้มาก ทำให้นักดาราศาสตร์ สามารถศึกษาลึกลงไปถึงบริเวณที่มีอุณหภูมิและความดันสูงกว่า 8 เท่าของระดับน้ำทะเลบนโลก ภาพในช่วงคลื่นวิทยุเหล่านี้เผยให้เห็น หลักฐานที่นักดาราศาสตร์ เชื่อว่าเป็นสาเหตุของการยกตัวของกลุ่มแก๊ส ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของรูปแบบคลื่นที่เป็นต้นกำเนิดของ hot spots (บริเวณมืดคล้ำในชั้นบรรรยากาศของดาวพฤหัสฯ)ที่สังเกตได้จากกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดเมื่อไม่นานมานี้

        อย่างไรก็ตามนักดาราศาสตร์ที่ทำงานวิจัยนี้ กล่าวว่า “ยังมีข้อมูลอีกมากมายเกี่ยวกับโครงสร้างของชั้นบรรยากาศดาวพฤหัสบดี ที่ได้จากภาพของกล้องโทรทรรศน์วิทยุนี้ ที่ยังรอการค้นหาคำตอบอยู่”

 

แหล่งข้อมูล : http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/vla-probes-deeply-into-jupiters-atmosphere/

 

นายศุภวิชญ์ ดวงภูเมฆ

จาก University of Colorado, Boulder

นักศึกษาฝึกงานสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ