ข่าวดาราศาสตร์
ภาพแรกจากหอดูดาว Vera C. Rubin ยุคใหม่แห่งการสำรวจท้องฟ้า
23 มิถุนายน 2025 ที่ผ่านมา Vera C. Rubin Observatory เผยภาพแรกที่บันทึกได้จากหอดูดาวดังกล่าว นับเป็นการเปิดใช้งานอย่างเป็นทางการ ภายใต้ภารกิจการสำรวจ (survey) ท้องฟ้าซีกโลกใต้ในอีก 10 ปีข้างหน้านี้
Survey Telescope
มนุษย์ได้ศึกษาและสำรวจการเปลี่ยนแปลงของท้องฟ้ามาตั้งแต่ยุคสมัยก่อนที่จะมีการคิดค้นกล้องโทรทรรศน์ ตั้งแต่นักดาราศาสตร์ชาวจีนโบราณที่บันทึกถึงดาวฤกษ์ดวงใหม่ที่ถือกำเนิดขึ้นบนท้องฟ้าในปี ค.ศ. 1054 (ซึ่งในปัจจุบันเราทราบแล้วว่าเป็นซูเปอร์โนวา SN1054 หรือ Crab Nebula) ต่อมาเมื่อมีการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์จึงทำให้การสำรวจนี้ทำได้อย่างมีประสิทธิภาพ Charles Messier เจ้าของ Messier Catalog ที่บันทึกรายชื่อของวัตถุท้องฟ้าในห้วงอวกาศลึกที่สามารถสังเกตได้ ต่อมาเมื่อมีการคิดค้นฟิล์มถ่ายภาพทางดาราศาสตร์ (photographic plates) จึงทำให้การสำรวจนี้เป็นระบบขึ้น ตามมาด้วยการพัฒนาไปใช้กล้องดิจิทัล เช่น ใน Sloan Digital Sky Survey (SDSS)
แม้ว่าเทคโนโลยีการสำรวจท้องฟ้าจะพัฒนาไปเป็นอย่างมาก แต่หลักการในการสำรวจนั้นแทบไม่เปลี่ยนแปลงไป การสำรวจนั้นจะทำโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องพื้นที่บนท้องฟ้าขนาดเล็ก และเปรียบเทียบกับภาพที่ได้บนท้องฟ้าบริเวณเดียวกันที่เคยบันทึกเอาไว้ เพื่อสังเกตการเปลี่ยนแปลง ต่อมาการพัฒนาจากการสังเกตการณ์ด้วยตาเปล่า เป็นฟิล์ม ตามด้วยดิจิทัล ทำให้กระบวนการนี้เป็นไปได้ง่ายมากขึ้น โดยเฉพาะเมื่อเป็นกล้องดิจิทัล สามารถใช้ซอฟต์แวร์และอัลกอริธึมเปรียบเทียบไฟล์ภาพจำนวนมหาศาลได้โดยอัตโนมัติ และรวดเร็วกว่ามนุษย์จะสามารถทำได้
อย่างไรก็ตาม การสำรวจที่ผ่านมาก็มักจะมีข้อจำกัด การจะสังเกตวัตถุที่มีแสงริบหรี่นั้นหมายความว่าจะต้องใช้เวลาในการรับแสงเป็นเวลานาน หรือใช้กล้องที่มีพื้นที่รับแสงขนาดใหญ่ ซึ่งจะตามมาด้วยการเคลื่อนที่กล้องที่ช้า บวกกับกล้องที่มีมุมมองรับภาพที่สามารถสังเกตได้เพียงเสี้ยวหนึ่งของดวงจันทร์ ทำให้การจะสำรวจท้องฟ้าหนึ่ง ๆ นั้น ใช้ระยะเวลานาน ส่งผลให้ระยะเวลาระหว่างภาพที่บันทึกได้ภาพหนึ่งไปยังอีกภาพหนึ่งนั้นเป็นระยะเวลาที่ยาวนาน
กล้องขนาดใหญ่ ที่มีมุมมองรับภาพที่กว้างที่สุด
กล้อง Vera C. Rubin แก้ปัญหานี้โดยการมีกล้องที่มีพื้นที่รับแสงขนาดใหญ่ถึง 8.4 เมตร ซึ่งนับเป็นหนึ่งในกล้องที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในโลกในปัจจุบัน แต่สิ่งที่ทำให้กล้องนี้แตกต่างจากกล้องอื่น ๆ ก็คือมุมมองรับภาพที่กว้างถึง 3.5 องศา หรือคิดได้เป็นพื้นที่ดวงจันทร์เต็มดวงรวมกันถึงกว่า 45 ดวง
การจะบันทึกภาพที่มีมุมมองกว้างขนาดนี้ ย่อมหมายถึงจะต้องมีกล้องบันทึกภาพที่ใหญ่ที่สุด ซึ่ง Vera C. Rubin จะบันทึกภาพผ่านกล้อง CCD ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในโลกในปัจจุบัน ซึ่งสามารถบันทึกภาพได้ถึง 3.2 กิกะพิกเซล หรือเทียบได้กับการนำเอากล้องดิจิทัลทั่ว ๆ ไปมาเรียงต่อหลายร้อยกล้อง โดยลำพังตัวกล้องบันทึกข้อมูลนั้นมีน้ำหนักถึงกว่า 2,800 กิโลกรัม
นอกจากนี้ กล้องนี้จะบันทึกภาพด้วยระยะเวลาเปิดหน้ากล้อง 15 วินาที ตลอดทุก ๆ 20 วินาที นั่นหมายความว่ากล้องนี้ จะมีเวลาเพียงแค่ 5 วินาทีในการย้ายตำแหน่งจากตำแหน่งหนึ่ง ไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง ซึ่งนับว่าเป็นอัตราที่เร็วมากสำหรับกล้องขนาดมหึมานี้ แต่นี่คือกุญแจสำคัญที่จะทำให้ Vera C. Rubin สามารถสำรวจทั่วทั้งท้องฟ้าซีกใต้ได้ภายในเวลาเพียงไม่กี่คืน
การบันทึกภาพขนาดยักษ์ เป็นจำนวนมากนี้ ย่อมหมายถึงการจัดการข้อมูลอันมหาศาล ภายในเวลาการดำเนินการหนึ่งปี เมื่อหักลบกับสภาพอากาศ และการซ่อมบำรุงแล้ว กล้อง Vera C. Rubin จะบันทึกภาพเฉลี่ยประมาณ 200,000 ภาพ คิดเป็นความจุกว่า 1.28 PB ซึ่งจะนับเป็นปริมาณข้อมูลที่มากกว่ากล้องโทรทรรศน์อื่น ๆ ทั่วโลกรวมกันทั้งหมดบันทึกเอาไว้
ดังภาพ Trifid and Lagoon (ภาพบนขวา) เป็นภาพที่ใช้เวลาบันทึกรวมกว่า 7 ชั่วโมง จากการรวมของภาพกว่า 678 ภาพ กลายมาเป็นภาพหนึ่งภาพ ที่มีขนาดไฟล์เต็ม 24.14 GB
ด้วยปริมาณข้อมูลอันมหาศาลนี้ การสำรวจส่วนมากจึงจะทำโดยซอฟต์แวร์อัตโนมัติ โดยทันทีที่มีการบันทึกภาพ ระบบจะทำการประมวลผลภาพ และเปรียบเทียบภาพกับภาพที่ได้ก่อนหน้า และภายในเวลาเพียง 60 วินาที นับจากการบันทึกภาพ ระบบจะทำการแจ้งเตือนถึงแหล่งกำเนิดแสงใด ๆ ก็ตามในภาพที่ค้นพบว่ามีการเปลี่ยนแปลงความสว่าง หรือตำแหน่งเทียบกับภาพที่บันทึกได้ก่อนหน้า โดยในหนึ่งคืนอาจจะมีการแจ้งเตือน (Alerts) สูงได้ถึงกว่า 10 ล้านเหตุการณ์ โดยทั้งหมดจะเปิดเผยสู่สาธารณะ เพื่อที่นักดาราศาสตร์สาขาอื่น ๆ จะได้ทำการสังเกตการณ์เพิ่มเติมต่อไป
ผู้ผลิกผันเกมใหม่ในวงการการสำรวจ
เป็นที่แน่ชัดว่า Vera C. Rubin Observatory นี้จะเป็นผู้ที่พลิกผันเกมใหม่ในการสำรวจโดยสิ้นเชิง นี่จะเป็นกล้องสำรวจท้องฟ้าที่มีประสิทธิภาพที่สุด และเป็นที่แน่ชัดว่าจะเป็นผู้ค้นพบวัตถุใหม่ ๆ ใน 10 ปีที่หลังจากนี้ จนอาจเรียกได้ว่านี่จะทำให้การสำรวจแบบเดิม ๆ ตกยุคสมัยไปเลยทีเดียว
การสำรวจนี้จะนำไปสู่การค้นพบเหตุการณ์ใหม่ ๆ เป็นจำนวนมาก ที่ไม่เคยถูกค้นพบได้มาก่อน เช่น
- การศึกษา Dark Matter และ Dark Energy ผ่านทางการสังเกตการณ์ Weak Gravitational Lensing, Baryonic Acoustic Oscillation และการสังเกตการณ์ Supernova type Ia
- การค้นพบวัตถุในระบบสุริยะใหม่ ๆ โดยเฉพาะดาวเคราะห์น้อยใกล้โลก วัตถุในแถบไคเปอร์ โดยคาดว่า Vera C. Rubin นี้จะเพิ่มจำนวนวัตถุเหล่านี้ไปอีก 10-100 เท่า ไปจนถึงอาจนำไปสู่การค้นพบ "ดาวเคราะห์ดวงที่ 9" ตามที่มีการคาดการณ์ไว้
- การค้นพบปรากฏการณ์อื่น ๆ เช่น Nova, Supernova, Gamma Ray Burst, Quasar
- การค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบผ่าน Gravitational Microlensing
- การค้นพบ Optical Counterpart หรือแสงในช่วงที่ตามองเห็นของปรากฏการณ์ที่แผ่คลื่นความโน้มถ่วง
- แผนที่โดยละเอียดของกาแล็กซีทางช้างเผือก
และด้วยจำนวนข้อมูลมหาศาลนี้ จะทำให้ Vera C. Rubin จะเป็นกล้องที่มีโอกาสมากที่สุด ที่จะค้นพบปรากฏการณ์ใหม่ ๆ อีกมาก ที่เรายังไม่เคยค้นพบมาก่อน
เป็นที่แน่ชัดแล้วว่า เรากำลังก้าวเข้าสู่ยุคใหม่ของการสำรวจท้องฟ้าในยามค่ำคืน และในทศวรรษที่จะมาถึงนี้ การค้นพบใหม่ ๆ อีกมากยังรอคอยเราอยู่
เรียบเรียง: ดร. มติพล ตั้งมติธรรม - นักวิชาการดาราศาสตร์ สดร.
อ้างอิง:[1] https://rubinobservatory.org/news/first-imagery-rubin