ชื่อของดวงดาวต่าง ๆ ที่ดูเหมือนเป็นรหัส-ตัวเลข มันคืออะไร ?

จากที่เราเคยเห็นชื่อของแกแลคซี่  ดาวฤกษ์ และอื่น ๆ ซึ่งมีทั้งชื่อปกติ และชื่อแปลก ๆ เป็นตัวอักษรปนตัวเลข …. มันคืออะไร ?  มีกฏเกณฑ์การตั้งชื่ออย่างไร ?  

สมัยโบราณ  การดูดาวและเรื่องดาราศาสตร์ก็ปรากฏเป็นองค์ความรู้ขึ้นแล้วครับ  แต่จำนวนของดาวยังมีไม่มากมีเพียงไม่กี่ร้อยดวงเท่านั้น  แต่เมื่อเวลาผ่านไปไม่กี่ร้อยปี  ดาวต่าง ๆ ที่เราตรวจพบได้เพิ่มจำนวนมากขึ้นเป็นล้าน ๆ ดวง  ดังนั้น  นักดาราศาสตร์ตั้งแต่สมัย (ประมาณ) กาลิเลโอ เป็นต้นมาก้ได้ทำการจัดทำ Cataloque ของวัตถุอวกาศขึ้นครับ  รายละเอียดของ Catalogue และมาตรฐานต่าง ๆ  ก็เป็นไปตามที่สหพันธ์ดาราศาสตร์สากล The International Astronomical Union (IAU) ได้กำหนดขึ้น …. ดังนี้ครับ

การตั้งชื่อดาวฤกษ์   แบ่งออกตามยุคสมัยดังนี้

1. Proper name  ชื่อนี้คือ ชื่อดาวที่ตั้งตาม อารบิกโบราณ (The Ancient Arabic Names)
ทั้งหมดเป็นดาวที่สว่างมากแบบชัดเจน  จึงได้มีการตั้งชื่อตั้งแต่โบราณมาแล้ว  เช่น  Betelgeuse  Aldebaran  Sirius  Deneb

2.The Bayer System  ชื่อในระบบนี้เป็นวิธีที่เสนอโดยนักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน Johann Bayer โดยกำหนดให้ชื่อแรกตั้งตามตัวอักษรกรีกโบราณ  ตามด้วยชื่อจักรราศี (Constellation) ที่ดาวนั้นอยู่  เช่น  
– Alpha Centauri  ดาว Alpha แห่งกลุ่มดาวคนครึ่งม้า
– Gamma Cygni  ดาว Gamma แห่งกลุ่มดาวหงษ์
– Kappa Amdromeda  ดาว Kappa  แห่งกลุ่มดาวแอนดรอมิดา

3.The Flamsteed System  ชื่อดาวในระบบนี้ก็คล้าย ๆ กับระบบข้อ 2. ครับ  แต่เปลี่ยนเป็นใช้ตัวเลขอารบิคตามด้วยจักราศีที่ดาวดวงนั้นอยู่  เช่น  51 Pegasi (ดาวลำดับที่ 51 แห่งกลุ่มดาวม้าบิน)   61 Cygni (ดาวลำดับที่ 61 แห่งกลุ่มดาวหงษ์)

4.Modern catalogues  อันนี้คือที่ใช้กันในปัจจุบันครับ  cataloques นี้กำหนดชื่อด้วย Computer โดยการใช้ชื่อของ  องค์กร  กล้องโทรทรรศน์  ดาวเทียม  ที่ตรวจพบดาวดวงนั้น  และต่อด้วยรหัสอีกจำนวนหนึ่งครับ  อย่างดาวฤกษ์ TRAPPIST-1 ที่เคยฮือฮากันไปก็ตั้งชื่อตามหอสังเกตุการณ์ดาราศาสตร์ของเบลเยี่ยม ที่ชื่อว่า Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST)  ซึ่งที่นี่ได้ตรวจพบดาวดวงนี  จึงได้ตั้งชื่อว่า TRAPPIST-1  ซึ่งดาว TRAPPIST-1 นี้  ดั้งเดิมยังมีอีกชื่อหนึ่ง คือ 2MASS J23062928-0502285 ด้วย
(เป็นชื่อที่ตั้งด้วย Computer ของ Modern catalogues นี้เองครับ)

5. ตั้งชื่อตามบุคคลสำคัญ หรือ เป็นเกียรติแก่นักดาราศาสตร์ผู้ค้นพบ   การตั้งชื่อดาวแบบนี้จะมีจำนวนไม่มากนักครับ  โดยตั้งชื่อในโอกาสพิเศษบางประการ  เช่น  Barnard’s Star ก็ตั้งชื่อตามนักดาราศาสตร์อเมริกันผู้ซึ่งศึกษาข้อมูลสำคัยหลายอย่างของดาวดวงนี้หรือ  Kapteyn Star  ซึ่งตั้งชื่อตามนักดาราศาสตร์ชาว Dutch  Jacobus Kapteyn

6.  การตั้งชื่อ Pulsar หรือ  ดาวนิวตรอนที่หมุนรอบตัวเองด้วยความเร็วสูงจะใช้ชื่อนำหน้าว่า PSR  ย่อมาจาก Pulsating Source of Radio ตามหลังด้วย code แสดงตำแหน่งของ Pulsar ดวงนั้นครับ  เช่น   PSR J0737-3039  ก็คือ Pulsar ที่มีตำแหน่งที่ Right ascention 07h 37m
และมี Declination =  −30° 39′

นอกนั้นยังมี Cataloque ดาวฤกษ์อีกจำนวนเป็นสิบ ๆ cataloque ที่เราอาจคุ้นตาครับ  เช่น ….
HD cataloque ของนักดาราศาสตร์ Henry Draper
SAO cataloque ของ  Smithsonian Astrophysical Observatory
BD cataloqe ของ  Bonn Observatory (German)
Gaia Catalogue  ของยานสำรวจดาวฤกษ์ GAIA
Gliese Catalogue  ของนักดาราศาสตร์ German  Wilhelm Gliese (ใช้กับดาวฤกษ์ที่มีระยะห่างไม่เกิน 80 ปีแสง)
HIP cataloque ของดาวเทียมสำรวจดาวฤกษ์  Hipparcos (โครงการขององค์กรอวกาศยุโรป : ESA)
LHS , LTF , LTT cataloque ของนักดาราศาสตร์ Willem Jacob Luyten
KIC cataloque  ย่อมาจาก Kepler Input Catalog  มันคือ cataloque ของดาวฤกษ์ที่สำรวจโดยกล้องโทรทรรศน์ Kepler  โดยจัดทำเป็น database เผยแพร่ใน Internet มีดาวจำนวนมหาศาลมากถึง 13 กว่า ล้านดวง  สามารถค้นหาได้ ที่นี่ https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/  
ลิ้งค์นี้สามารถค้นหาได้ทั้ง KIC และ KOI ครับ
KOI  ย่อมาจาก Kepler Object of Interest  มันคือ cataloque ของดาวฤกษ์ที่ คาดว่า หรือแน่ใจว่ามีดาวเคราะห์โคจรรอบดาวดวงนั้นครับ  ดาวฤกษ์จาก KOI นี้  ก็นำมาจาก KIC ทั้งหมด  ปัจจุบันนี้มีอยู่ประมาณ 150,000 ดวง ครับ

ดาวฤกษ์ต่าง ๆ ที่เราได้ยินชื่อเรียกแบบหนึ่ง  ก็อาจปรากฏใน Cataloque อีกอันหนึ่งก็ได้ครับ  เช่น ….
– ดาว 55 Cancri  ก็มีชื่อใน cataloque อื่นว่า HR 3522
– ดาวเหนือ Polaris  ก็คือดาว Alpha Ursae Minoris (ในแบบของ Bayer System)
– ดาวยักษ์แดง Betelgeuse  ก็คือดาว  Alpha Orionis (เป็นดาวเด่นที่สุด  จึงได้ชื่อ Alpha ในกลุ่มดาวนายพราน)

Messier object (M)
สำหรับ Messier object นี้  คือรายชื่อของวัตถุอวกาศขนาดใหญ่จำนวน 110 รายการ ซึ่ง Charles Messier นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศสได้จัดทำขึ้นในปี 1771  ชื่อของวัตถุอวกาศของ Messier object นี  จะขึ้นต้นด้วย M  เช่น  แกแลคซี่ Andromeda คือ M31 แกแลคซี่ Triangulum คือ M33  เป็นต้นครับ  ประเภทของวัตถุอวกาศในนี้ก็จะมีหลากหลายครับ  เช่น … กระจุกดาว  แกแลคซี่  Supernova Remmant  Nebula   แต่ส่วนใหญ่เป็น แกแลคซี่ ครับ

New General Catalogue (NGC)
Cataloque นี้  ถือว่ามีจำนวนมากที่สุดแล้ว  เพราะประกอบด้วยวัตถุอวกาศจำนวนมากถึง 7,840 รายการ Cataloque นี้มีชื่อเต็มว่า New General Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars  เรียกย่อว่า NGC …. NGC cataloque นี้ริเริ่มโดย John Louis Emil Dreyer นักดาราศาสตร์ชาวไอริช  โดยที่ Dreyer ใช้วัตถุอวกาศพื้นฐานดั้งเดิมที่สำรวจโดย William Herschel มาเป็นเกณฑ์ตั้งต้น  ซึ่งวัตถุอวกาศทั้งหมดล้วนแล้วแต่เป็น Deep sky object ทั้งสิ้น  คือเป็นวัตถุอวกาศขนาดใหญ่ที่อยู่ไกลครับ  NGC cataloque นี้  ดั้งเดิมแล้วมีข้อผิดพลาดมากพอสมควร  ต่อมาก็ได้ถูกปรับปรุงมาเรื่อย ๆ ครับ  ปรับปรุงล่าสุดก็ในปี 2009 การปรับปรุงครั้งใหญ่สุด คือ  เมื่อปี 2000 ครับ  ใช้ชื่อในการปรับปรุงนั้นว่า NGC 2000.0  มีชื่อเต็มอันยาวเหยียดว่า The Complete New General Catalog and Index Catalog of Nebulae and Star Clusters

ใน NGC นี้  มีการผนวกรวมที่สำคัญอีก 1 ประการ คือ  การแยกประเภทออกไปเป็น IC Object
หรือ  Index Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars  ซึ่งกระทำในปี 1895 ครับ วัตถุอวกาศในชื่อ IC xxx ก็ยังมีการใช้กันมาจนถึงปัจจุบัน

จากที่กล่าวไปทั้งหมด  ก็หวังว่าทุกท่านคงทราบที่มาของชื่อแปลก ๆ ของดาวต่าง ๆ นะครับ เผื่อได้ยินตามข่าวต่าง ๆ จะได้ทราบที่มาว่ามันคืออะไร

กล้องโทรทรรศน์อวกาศ James Webb

James Webb Space Telescope : JWST  คือกล้องโทรทรรศน์อวกาศรุ่นต่อไปที่จะมาแทนกล้อง Hubble ครับ  JWST นี้  แน่นอนว่ามีความสามารถเหนือกว่า Hubble มากพอสมควรและจะเป็นเครื่องมือสำคัญของนักดาราศาสตร์ที่จะไขปริศนาของเอกภพนี้ได้  มันเปรียบเสมือนตาวิเศษที่สามารถมองย้อนอดีตได้ไกลขึ้น  และ  มองปัจจุบันได้ละเอียดขึ้นครับ

ประวัติของ JWST
James Webb Space Telescope ตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติประวัติแก่ James E. Webb (1906- 1992) ผู้อำนวยการ NASA คนที่สอง  ผู้ซึ่งมีบทบาทมากในโครงการ Apollo และโครงการย่อยอื่น ๆ อีกกว่า 75 โครงการ  ในช่วงเริ่มโครงการ JWST นี้  JWST เดิมจะใช้ชื่อว่า Next Generation
Space Telescope (NGST)  และต่อมาได้เปลี่ยนไปใช้ชื่อ James Webb ในวันที่ 10 กันยายน 2002 ครับ  

โครงการ JWST เริ่มต้นในปี 1996 จากความร่วมมือจาก 17 ประเทศ นำโดย NASA องค์การอวกาศยุโรป (ESA)  และ องค์การอวกาศแคนาดา (CSA)  โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อสำรวจเอกภพในระยะไกลที่เราไม่เคยทำได้  และสำรวจวัตถุที่ไกลที่สุดเพื่อทราบถึงการกำเนิดเอกภพ  อีกทั้งสำรวจวัตถุอวกาศทั่วไป  เพื่อให้ทราบรายละเอียดมากขึ้นในด้านต่าง ๆ  เช่น  Spectrum , Infrared field  ซึ่งจะทำให้เราเข้าใจการกำเนิดดวงดาวแกแลคซี่ และอื่น ๆ ที่เราถุกจำกัดความรู้มาตลอดเนื่องจากอุปกรณ์ไม่พร้อมครับ

ภาพของ James E. Webb

1. แสงย่าน Infrared นั้น  สำคัญอย่างไร ?
ก่อนที่จะไปพบกับ JWST  ผมก็ขอกล่าวถึงเรื่องการศึกษาอวกาศด้วยแสง Infrared (IR) ก่อนครับ การที่ JWST ถูกออกแบบให้เป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่มีเลนส์ (กระจกสะท้อน) ขนาดใหญ่มาก 
และออกแบบให้มี sensor ตรวจจับแสงในย่าน IR โดยเฉพาะ  (ต่างจากกล้อง Hubble ที่มี sensor ในย่านแสงที่ตามนุษย์มองเห็นด้วย)

นั่นเป็นเพราะ  JWST ถูกออกแบบให้สำรวจได้ไกลมากถึงช่วงที่เอกภพกำเนิดมาใหม่ ๆ เลยทีเดียวครับ คือช่วงที่เอกภพกำเนิดใหม่  วัตถุที่กำเนิดในช่วงเวลานั้น (ประมาณ 13,600 ล้านปีที่แล้ว) ได้วิ่งออกห่างจากเราไปมากแล้วตามการขยายตัวของเอกภพนั่นเอง  และการที่วัตถุเหล่านั้นวิ่งห่างออกจากเราไป นั้นยิ่งเป็นวัตถุที่ไกลมาก  ก็จะยิ่งวิ่งห่างออกไปเร็วมากด้วย  การที่วัตถุวิ่งออกห่างไปเร็วมากนี้เอง  แสงจากวัตถุเหล่านั้นจะยืดความยาวคลื่นออกไปสู่ย่าน IR ครับ  เราสามารถส่องเห็นวันถุที่ไกลที่สุดได้ในย่าน IR เท่านั้น  นี่เองที่ทำให้การสำรวจเอกภพในระยะเริ่มแรกจะต้องสำรวจด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่มี IR sensor ดีเยี่ยม และ ส่องได้ไกลเท่านั้นครับ

ซึ่ง JWST เกิดมาเพื่อสิ่งนี้ครับ  มันมี Primary mirror ที่ใหญ่โตมาก  ออกแบบให้มีการสะท้อนแสง 2 ชั้น (Promary to secondary)  และยังมี IR sensor ที่ออกแบบใหม่ในช่วงหลายย่านแสงของ IR

ภาพนี้แสดงถึงหลักการของ Doppler effect ที่แสงจากแหล่งกำเนิดที่วิ่งออกห่างจากเราเร็วมากจะแสดงแสงในย่านออกไปทาง IR ให้เราเห็นเท่านั้น

2. ส่วนประกอบของ JWST
ส่วนประกอบหลักของ JWST ปรากฏตามภาพนี้ครับ  จะเห็นว่ามีกระจกสะท้อนแสง Primary Mirror ขนาดใหญ่เส้นผ่านศูนย์กลาง 6.5 เมตร  โดยที่ primary mirror นี้จะรับแสงอันน้อยนิดจากวัตถุอวกาศแสนไกลทั้งหลาย  สะท้อนไปยัง Secondary mirror เพื่อรวมแสงตามหลักการของ Parabolic focusing และส่ง (แสง) เข้าไปยังชุดอุปกรณ์ที่เรียกว่า Integrated Science Instrument Module (ISIM)  และยังมีSunshield ขนาดใหญ่ถึง 5 ชั้น  เพื่อปกป้องอุปกรณ์จากแสงอาทิตย์ และ รังสีต่าง ๆ ที่อาจทำอันตรายต่ออุปกรณ์  รวมถึงรบกวนการทำงานของอุปกรณ์ IR ได้ครับ  ที่ด้านล่างของ JWST ก็มี Spacecraft Bus ซึ่งเป็นเหมือนกล่อง control สำหรับควบคุมระบบของ JWST ทั้งหมด

ภาพส่วนประกอบของ JWST

เทียบกับกล้อง Hubble …. ขนาดกระจกต่างกันมาก

3. รายละเอียดของอุปกรณ์ใน Integrated Science Instrument Module (ISIM)
อุปกรณ์ในส่วน ISIM นี้สำคัญมาก ๆ ครับ  เพราะเป็นตัวรับ แสงแรกสุด ที่สะท้อนมาจาก mirror ทั้งสอง ISIM ประกอบด้วยส่วนสำคัญ 4 ส่วนดังนี้

3.1 Near-Infrared Camera  หรือ  NIRCam
ส่วนนี้เตรียมการโดย University of Arizona  และบริษัท Lockheed Martin  มันเป็นกล้องตรวจจับแสงย่าน InfraRed ตัวหลักครับ  ตัว NIRCam นี้ จะตรวจวิเคราะห์แสงย่าน IR จากดาวฤกษ์กำเนิดใหม่หรือแกแลคซี่อันไกลโพ้นที่กำลัง form ตัว  โดยมีอุปกรณ์สำคัญคือ coronagraphs ซึ่งทำหน้าที่ block แสงอันเจิดจ้าของวัตถุใด ๆ เพื่อตรวจหาวัตถุที่แสงจางกว่านั้นรอบ ๆ ตัวมัน  ซึ่งจะมีประโยชน์มากในการตรวจหาดวงเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์

3.2 Near-Infrared Spectrograph  หรือ  NIRSpec
เตรียมการโดย European Space Agency (ESA)  และพัฒนาอุปกรณ์โดย NASA และ Goddard Space Flight Center (GSFC)  อุปกรณ์ตัวนี้ก็กล่าวโดยสรุปเหมือนตัวแรกเลยครับ แต่สามารถวิเคราะห์ได้ละเอียดขึ้นกว่า NIRCam โดยสามารถแยก spectrum ออกมาเพื่อวิเคราะห์อุณหภูมิ  มวล  และ องค์ประกอบทางเคมีของแกแลคซี่ หรือ วัตถุอวกาศใด ๆ ที่ระยะไกลโพ้นได้ครับ

3.3 Mid-Infrared Instrument  หรือ  MIRI
เตรียมการโดย European Space Agency (ESA)  และ  NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) MIRI เป็นอุปกรณ์ที่เป็นทั้งกล้อง และ  spectrograpth จะตรวจวัดแสงในย่านความยาวคลื่น 5 to 28 microns (ย่าน Mid IR)  อุปกรณ์นี้จะตรวจจับปรากฏการณ์ red shift ของแกแลคซี่ไกลโพ้น , ดาวฤกษ์กำเนิดใหม่ และแสงอันอ่อนมากของดาวหาง และ วัตถุในบริเวณย่าน Kuiper Belt ครับ

3.4 Fine Guidance Sensor/ Near InfraRed Imager and Slitless Spectrograph หรือ FGS/NIRISS
เตรียมการโดย Canadian Space Agency  อุปกรณ์นี้จะตรวจจับแสงย่านความยาวคลื่น 0.8 to 5.0 microns สำหรับตรวจวิเคราะห์ Exoplanet (ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ) โดยเฉพาะเลยครับ  มันสามารถวิเคราะห์ transit spectroscopy ของ Exoplanet ทำให้ทราบถึงระยะทางการโคจร และชั้นบรรยากาศของ Exoplanet ดวงนั้นอย่างละเอียดครับ

ภาพนี้แสดงถึงย่านแสง IR ที่ JWST จะตรวจจับ

4. Sunshield (ฉนวนกั้นความร้อน)
JWST จะมี sunshield ขนาดใหญ่เท่าสนามเทนนิส  ประกอบด้วยแผ่น shield 5 แผ่นซ้อนกัน  เพื่อกันความร้อนจากดวงอาทิตย์ไปรบกวนการทำงานอุปกรณ์ในฝั่ง Optic ครับ  เนื่องจากอุปกรณ์ในด้าน Optic นั้นจะต้อง “เย็นจัด” เท่านั้น โดย NIRCam , NIRSpec , FGS/NIRISS จะทำงานที่อุณหภูมิ -234 องศา C  ส่วน MIRI จะทำงานที่อุณหภูมิ -266 องศา C  ด้วยการทำความเย็นของฮีเลี่ยมที่เรียกว่า Cryo-Cooler  

แผ่น Sunshield ทำมาจากวัสดุที่ชื่อว่า Kapton  และฉาบด้วยอลูมินั่ม  โดยเฉพาะ 2 แผ่นแรกที่โดนแสงอาทิตย์โดยตรงก็จะฉาบด้วย Silicon ด้วย  เพื่อสะท้อนแสงอาทิตย์ออกไปให้ได้มากที่สุดครับ Kapton นี้  เป็น polyimide film ที่พัฒนาโดย DuPont มาตั้งแต่ปี 1960 แล้วครับ  มีคุณสมบัติดีเยี่ยมในการต้านความร้อน  มันทนอุณหภูมิได้ตั้งแต่ -269 ถึง +400 องศา C  ได้อย่างเสถียรเลยทีเดียวครับ

ภาพการทำงานของ Sunshield

ภาพของ Sunshield ขณะทำการประกอบ

5. Spacecraft Bus
Spacecraft Bus นี้คือกล่องควบคุมหลักสำหรับ JWST ทั้งหมด  ประกอบด้วยอุปกรณ์หลัก 6 ส่วน คือ

5.1 ส่วนควบคุมพลังงานไฟฟ้า (Electrical Power Subsystem)
JWST ได้พลังงานจาก Solar Cell และใช้ในการขับเคลื่อนระบบทั้งหมดเพราะ Solar cell หันเข้าหาดวงอาทิตย์ตลอดเวลาครับ

5.2 ส่วนควบคุมตำแหน่ง (Attitude Control Subsystem)
ควบคุมตำแหน่งในการโคจรให้ถูกต้อง และรับคำสั่งในการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งให้ชี้ไปในทิศทางที่นักดาราศาสตร์ต้องการสำรวจ

5.3 ส่วนสื่อสาร (Communication Subsystem)
รับและส่งข้อมูลกับ Operations Control Center (OCC) โดยสื่อสารตรงผ่านเสาอากาศไปยังสถานีบนพื้นโลก

5.4 ส่วนรับคำสั่งและประมวลผลข้อมูล (Command and Data Handling Subsystem)
ส่วนนี้เปรียบเสมือนสมองของ JWST จะประกอบด้วยคอมพิวเตอร์ทำหน้าที่ประมวลผลข้อมูลจาก sensor ทั้งหมด และส่งกลับผ่านมาที่โลก

5.5 ส่วนขับเคลื่อน (Command and Data Handling Subsystem)
ประกอบด้วยถังเชื้อเพลิงสำหรับ thrusters ขนาดเล็ก และทำงานร่วมกับส่วนคุมตำแหน่งเพื่อรักษาตำแหน่งให้ถูกต้องเสมอ

5.6 ส่วนควบคุมอุณหภูมิ (Thermal Control Subsystem)
ควบคุมอุณหภูมิในส่วน Spacecraft Bus ให้คงที่เสมอ

6. การส่งขึ้นวงโคจร
JWST มีแผนที่จะส่งขึ้นวงโคจรใรช่วงตุลาคม 2018  โดยจะส่งขึ้นไปด้วยจรวด Ariane 5 จากฐานปล่อย Arianespace’s ELA-3 launch complex  ที่ประเทศ French Guiana ซึ่งเป็นเมืองโพ้นทะเล ของประเทศฝรั่งเศส ครับ  เมื่อส่ง JWST ขึ้นสู่อวกาศแล้ว ตัว JWST เองจะมีขั้นตอนที่เรียกว่าการ Deployment เยอะเลยครับ  การ deployment พูดง่าย ๆ ก็คือการแปลงร่างขยายออกไปให้เป็นรูปร่างที่พร้อมทำงาน

ตอนที่ JWST ส่งขึ้นไปกับจรวด Ariane 5 นั้น  ตัว JWST จะต้องพับร่างเข้าไปเพื่อให้ยัดเข้าตัวจรวดได้ครับ  ตามภาพนี้

เมื่อปล่อยขึ้นสู่อวกาศแล้ว  ตัว JWST ก็จะมีการ Depoyment ขยายร่างออกมาเพื่อให้พร้อมทำงานได้  โดยมีขั้นตอนต่าง ๆ มากพอสมควรใช้เวลาถึง 14 วันหลังจากปล่อย

คลิปแสดงการ Deployment

7. JWST วางตำแหน่งการโคจรอย่างไร ?
JWST นั้นเป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ออกแบบมาเพื่อตรวจจับย่าน Near IR โดยเฉพาะ ดังนั้นจึงต้องวางตำแหน่งการโคจรใว้ที่ไกลระยะหนึ่ง  และในตำแหน่งหนึ่งที่ปลอดจากการรบกวนการแพร่ IR จากดวงอาทิตย์  และ  IR จากโลกจะรบกวนการทำงานได้   ซึ่งก็คือตำแหน่งเรียงตัวระหว่างดวงอาทิตย์ โลก และ JWST เองครับ

ตำแหน่งที่ว่านี้  เรียกว่าจุด Lagrange points ของระบบ ดวงอาทิตย์ – โลก  โดย Lagrange points ที่ JWST ประจำอยู่คือจุด L2 ครับ   ตำแหน่ง L2 นั้นมีที่มาการคำนวณจากสมการของ Joseph-Louis Lagrange นักคณิตศาสตร์ในยุคศตวรรษที่ 18 ซึ่งได้ชื่อว่า  ” The Five Lagrange points ”  เพื่อให้เกียรติแก่ท่าน ที่จุด L2 นี้ แรงโน้มถ่วงจะหว่าง 3 วัตถุจะสมดุลย์  เป็นผลให้ JWST สามารถคงตำแหน่งแบบนั้นได้ตลอดโดยที่แทบจะไม่ต้องปรับแก้ตำแหน่งด้วย thrusters ของมันเลย

ภาพของระบบ Sun – Earth Lagrange points

การวางตัวของ JWST เปรียบเสมือนการโคจรรอบดวงอาทิตย์แบบ tidal lock กับดวงอาทิตย์ครับ โดยที่มันจะหันด้าน  “ตูด”  ให้ดวงอาทิตย์และโลกเสมอ   ซึ่งด้านตูดนั้นก็มี Solar Cell เพื่อรับแสง และมีจานเสาอากาศ Parabola สื่อสารกับโลกอยู่ตลอด …. ตามการวางตัวในภาพนี้ครับ

8.  การสื่อสารระหว่าง JWST กับโลก
JWST จะสื่อสารกลับโลกด้วยคลื่นวิทยุย่าน KA band ความถี่ 26GHz ครับ โดยส่งข้อมูลด้วยความเร็ว 8Mbps  ซึ่งสามารถทำได้ในระยะ 1.5 ล้าน กิโลเมตร นี้เนื่องจากสถานีบนโลกนั้น จะใช้สถานีของ Deep Space Netwotk  ซึ่งมีจานสายอากาศ Parabola ที่ใหญ่มาก  จึงสามารถทำ Bit rate ได้ขนาดนี้ครับ  ตามแผนนั้นจะสื่อสารกันวันละ 8 ชั่วโมงตามการหมุนรอบตัวเองของโลก  และการส่ง data กลับมานั้นจะส่งตรงมาที่โลกโดยไม่ผ่านดาวเทียม relay สัญญาณครับ

9. เมื่อ JWST ส่งขึ้นไปแล้ว จะได้อะไรบ้าง ?
วัตถุประสงค์ในการส่ง JWST คือสำรวจเอกภพที่ไกลออกไปจากที่เคยทำได้โดยกล้อง Hubble และสามารถตรวจวิเคราะห์วัตถุอวกาศในรูปแบบของภาพ Infrared  ซึ่งจะช่วยไขปริศนาของวัตถุต่าง ๆ และยังสามารถตรวจจับวัตถุขนาดเล็กที่แพร่แสงที่อ่อนมากจนเรา ไม่เคย ตรวจจับได้มาก่อน และสุดท้าย คือ  สามารถมองย้อนอดีตไปได้ไกล  จนใกล้เคียง Big bang มากขึ้นกว่าเดิม

ตัวอย่างที่ชัดเจนคือภาพนี้ครับ
เป็นภาพที่ได้จาก Hubble ห้วงลึก จะเห็นว่ามีจุดวัตถุสีแดงอยู่เหนือแกแลคซี่อันสวยงามนั้น ซึ่งจุดแดงนี้ หากเราสำรวจด้วย JWST เราจะ  “เห็น”  อะไร ๆ เกี่ยวกับจุดสีแดงนั้นขึ้นอีกมากมาย และที่สำคัญ ภาพอวกาศห้วงลึกที่ได้จาก JWST อาจจะมีข้อมูลที่จะสามารถไขปริศนาต่าง ๆ ได้อีกมากมายครับ

ภาพนี้  คือวิวัฒนาการของการสำรวจเอกภพด้วยกล้องโทรทรรศน์ นับวัน …. เรายิ่งสำรวจได้ไกลมากขึ้น  ไขปริศนาได้มากขึ้นครับ

วัตถุเฮอร์บิก–อาโร (Herbig–Haro object) คืออะไร ?

วันนี้จะมาเสนอภาพของปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ชนิดหนึ่งโดย James Webb Space Telescope ครับ คือ “วัตถุเฮอร์บิก–อาโร” (Herbig–Haro object : HH)

HH object คือลำ JET ที่พุ่งออกมาจากกลุ่มแก้สยุบตัวจนเป็นดาวฤกษ์กำเนิดใหม่ กลุ่มแก๊สที่ยุบตัวและกำเนิดดาวฤกษ์นี้มันจะมี activity ที่รุนแรงมากเพราะมันจะมีโมเมนตัมเชิงมุมของการหมุนวนของกลุ่มแก๊สสูงจัด ทำให้เกิดลำ JET ที่มีความเร็วหลายร้อยกิโลเมตรต่อวินาทีฉีดออกมาปะทะกับกลุ่มเมฆแก๊สและฝุ่นที่อยู่ใกล้เคียง ทำให้เกิดการเรืองแสงออกมาจากโมเลกุลของกลุ่มแก๊สเหล่านั้นครับ  โดยการเรืองแสงเหล่านั้นจะอยู่ในแสงย่าน Infrared

วัตถุเฮอร์บิก–อาโรเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเพียงชั่วคราวกินระยะเวลาเพียงไม่กี่พันปีเท่านั้น มันจะเกิดขึ้นในช่วงต้นของการยุบตัวของกลุ่มแก๊สไปเป็นดาวฤกษ์ และเมื่อดาวฤกษ์กำเนิดขึ้นอย่างสมบูรณ์แล้วปรากฏการณ์นี้ก็จะจางหายไปครับ  วัตถุ “เฮอร์บิก–อาโร” นี้ได้รับการตั้งชื่อตามการศึกษาปรากฏการณ์นี้ของนักดาราศาสตร์ 2 ท่านคือ George Herbig และ Guillermo Haro นักดาราศาสตร์ชาวเม็กซิโกในปี 1940

ภาพล่างนี้คือภาพถ่ายล่าสุดของวัตถุ Herbig-Haro 49/50 ถ่ายโดย James Webb Space Telescope  HH 49/50 นี้ตั้งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 630 ปีแสงในกลุ่มดาวกิ้งก่า (Chamaeleon Constellation)  เป็นคือภาพแบบ composite รวมภาพการ sensor NIRCam และ MIRI (Mid-Infrared Instrument)

idea

 อุปกรณ์หลักในย่านแสง Infrared ของ James Webb Space Telescope จะมี 2 ตัวคือ …..
– NIRCam  กล้องถ่ายภาพ Infrared ในย่านความยาวคลื่น 0.6 – 5 μm
– MIRI  กล้องถ่ายภาพ Infrared ในย่านความยาวคลื่น 4.9 – 27.9 μm
การถ่ายภาพในย่านอินฟาเรดในความยาวคลื่นต่าง ๆ กันนี้เพื่อที่จะศึกษาวัตถุทางดาราศาสตร์คนละประเภทกันครับ

ภาพ diagram ของHerbig–Haro object  (ภาพนี้คือ HH 30 ถ่ายโดยกล้อง James WEBB)

สมัยปี 2006 เมื่อกล้องโทรทรรศน์ Spitzer Space Telescope สังเกตการณ์วัตถุ HH 49/50 นี้  นักดาราศาสตร์ก็ได้ตั้งชื่อว่า “พายุทอร์นาโดแห่งจักรวาล” (Cosmic Tornado) เนื่องจากลำ JET มีลักษณะเป็นเกลียว  แต่นักวิทยาศาสตร์สมัยนั้นยังไม่แน่ใจเกี่ยวกับลักษณะของลำ JET นี้ ….. และด้วยความละเอียดของภาพที่สูงกว่าที่กล้อง James Webb ถ่ายมาจึงสามารถสร้างภาพ HH 49/50 ในรูปแบบที่ละเอียดมากโดยเผยให้เห็นลักษณะละเอียดของบริเวณที่เกิดคลื่นกระแทก และ pattern อื่น ๆ ในโครงสร้างมันครับ

ภาพถ่าย HH 49/50 จาก Spitzer Space Telescope เทียบกับ James Webb Space Telescope

ภาพของวัตถุเฮอร์บิก–อาโร อื่น ๆ ที่เคยถ่ายมาด้วยกล้อง James Webb Space Telescope  และ Hubble

ภาพของตำแหน่งวัตถุเฮอร์บิก–อาโร ที่ตรวจพบใน Orion Molecular Cloud Complex (ใน Orion Nebula) ….. ในปัจจุบันได้ตรวจพบวัตถุเฮอร์บิก–อาโร มากมายถึงหลักพันแห่งแล้วใน Nebula ต่าง ๆ ครับ

(ภาพความละเอียด 2494 × 2675 Pixels)
https://cdn.sci.esa.int/documents/34247/35306/1567216869473-heic1113c.jpg