มาทันเวลาพอดีสำหรับคริสต์มาสปีนี้กับการปรากฏตัวครั้งล่าสุดของดาวหาง 46P/Wirtanen ที่เปล่งประกายราวกับไฟประดับต้นคริสต์มาสอันแสนสวยงามบนท้องฟ้า สร้างความปลื้มปีติอย่างยิ่งสำหรับชุมชนดาราศาสตร์มือสมัครเล่นและนักวิทยาศาสตร์ด้วยกัน
เมื่อวันที่ 16 ธันวาคม 2561 ที่ผ่านมา ดาวหาง 46P/Wirtanen ที่ถูกค้นพบเป็นครั้งแรกเมื่อปี 1948 โดย Carl Alvar Wirtanen ได้โคจรเข้ามาใกล้โลกมากที่สุดในรอบกว่า 20 ปี ซึ่งในช่วงเวลาที่ดาวหางถูกค้นพบก็เป็นช่วงเดียวกันกับที่กล้องดิจิตอลและเลเซอร์ชี้ดาวพึ่งถูกคิดค้นขึ้นมาก็ว่าได้ ในตอนนั้นจึงไม่สามารถศึกษารายละเอียดของดาวหาง Wirtanen ได้มากนัก แต่เพราะด้วยเครื่องมือขั้นสูงที่มีมากขึ้นในปัจจุบัน นักดาราศาสตร์จึงได้ฤกษ์งามยามดีที่จะใช้เครื่องมือสมัยใหม่นี้ศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของดาวหางให้เจาะลึกมากที่สุดอย่างที่ไม่เคยปรากฏมาก่อน
ณ หอสังเกตการณ์ W.M. Keck เกาะฮาวาย, สหรัฐอเมริกา กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่นำทีมโดย Boncho Bonev (นักฟิสิกส์มหาวิทยาลัยอเมริกัน) ต่างพากันตื่นเต้นเป็นอย่างมากกับเหตุการณ์นี้เพราะดาวหางอยู่ใกล้และสว่างเพียงพอที่จะใช้เครื่องมือทางดาราศาสตร์วิเคราะห์ข้อมูลของดาวหางอย่างละเอียดได้ และ Bonev ยังได้กล่าวในแถลงการณ์จากหอสังเกตการณ์อีกว่า ดาวหาง Wirtanen นั้นอยู่ห่างเพียง 30 เท่าของดวงจันทร์กับโลกของเรา ซึ่งหมายความว่ามันอยู่ห่างจากดวงจันทร์ประมาณ 30 เท่า
ทีมของพวกเขาได้รับกล้องโทรทรรศน์ตัวใหม่ ชนิดราคาแพงช่วงวันที่ 16 และ 17 ธันวาคม พอดีกับที่ดาวหางเข้าใกล้โลกมากที่สุดแบบฉิวเฉียด ช่วงเวลานั้นของพวกเขาตรงกันพอดีกับการเปิดตัวเครื่องมือ Near-Infrared Spectrograph (NIRSPEC) ที่อัพเกรดใหม่สด ๆ ร้อน ๆ โดย NIRSPEC นั้นจะเพิ่มการติดตั้งจำนวนพิกเซลที่ทำงานไวต่อแสงให้มีจำนวนมากขึ้น ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถมองเห็นวัตถุที่จางมากในท้องฟ้าได้
เครื่องมือ NIRSPEC ซึ่งได้ถูกติดตั้งกับกล้อง James Webb เช่นกัน ที่มา – NASA
คุณ Ian McLean นักฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแอนเจลิส ผู้ที่ผลักดันเพื่อการว่าจ้างของ NIRSPEC ในปี 1999 ได้ทำการติดตั้งเครื่องตรวจจับความไวแสงมากขึ้นกว่าเดิม และแทนที่อุปกรณ์ถ่ายภาพดิจิตอลพร้อมกับกลไกและเลนส์อื่น ๆ ด้วยอุปกรณ์ใหม่เอี่ยมเพื่อให้เครื่องมือของพวกเขากลับมาดูมีชีวิตชีวาอีกครั้งและพร้อมใช้งานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ
แต่มันคงจะเร็วเกินไปถ้าจะให้บอกตอนนี้ว่า NIRSPEC ตรวจจับอะไรได้บ้างในดาวหาง Wirtanen เพราะว่าผลลัพธ์ทางวิทยาศาสตร์มักใช้เวลาอย่างน้อยที่สุดก็นานหลายเดือนในการวิเคราะห์ข้อมูล แต่เป็นเพราะศักยภาพในการให้ข้อมูลเชิงลึกของอุปกรณ์ใหม่ของพวกเขาที่ได้มานั้น การรอแทบไม่ใช่ปัญหาหลักของพวกเขาอีกเลย แถมยังช่วยผลักดันให้ทีมงานทำงานต่อไปด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งภารกิจตามล่าและค้นหาโมเลกุลพรีไบโอติก (น้ำ, แอมโมเนีย, ไฮโดรคาร์บอน) หรือสิ่งที่อาจจะแสดงถึงสิ่งมีชีวิต
“แม้ว่าเป้าหมายของพวกเราคือการจำแนกลักษณะองค์ประกอบทางเคมีของดาวหาง Wirtanen แต่ก็มีความเป็นไปได้ที่เราจะพบบางสิ่งบางอย่างที่เราก็อาจจะคาดไม่ถึงหรือค้นพบสิ่งใหม่ที่จะตั้งคำถามใหม่เพื่อตอบคำถามนั้นในอนาคตภายภาคหน้า นั่นแหละครับคือสิ่งที่ทำให้วิทยาศาสตร์มันน่าตื่นเต้น” Bonev กล่าว
หน่วยที่เป็นองค์ประกอบของชีวิต (Building blocks of life)
เรามาดูทางฝั่งซีกโลกใต้กันบ้างที่เป็นฝั่งตรงข้ามกับหอสังเกตการณ์ Keck (หอสังเกตการณ์ Keck ตั้งอยู่ซีกโลกเหนือ) เป็นที่ตั้งของ Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ซึ่งตั้งอยู่ทางตอนเหนือของประเทศชิลี ทางฝั่งนี้ก็เฝ้าดูเส้นทางการโคจรของดาวหางในช่วงก่อนที่มันจะโคจรเข้าใกล้โลกในวันที่ 2 ธันวาคม และวันที่ 9 ธันวาคม เป้าหมายหลักของพวกเขาคือการศึกษาแก๊สของดาวหางที่เกิดจากน้ำแข็งและแก๊สแข็งบนดาวหางได้ถูกความร้อนของดวงอาทิตย์จนระเหิดการเป็นไอแล้วถูกปล่อยออกมาเกาะกลุ่มกับฝุ่นผงในอวกาศกลายเป็นม่านทรงกลมขนาดมหึมาล้อมรอบนิวเคลียสของดาวหางไว้ หรือที่เรียกบริเวณนี้กันว่า โคม่า
Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ณ ทะเลทรายอาตากามา ที่มา – ALMA
“ดาวหางนี้ก่อให้เกิดความสนใจในชุมชนดาราศาสตร์ระดับมืออาชีพและมือสมัครเล่นเป็นอย่างมากเนื่องจากความสว่างของดาวหางและการที่มันโคจรเข้ามาใกล้โลกพร้อม ๆ กัน ซึ่งทำให้เราสามารถศึกษาในรายละเอียดเชิงลึกอย่างที่ไม่เคยทำมาก่อนได้” Martin Cordiner จากองค์การนาซาซึ่งเป็นผู้นำของทีมทำการสำรวจ ALMA กล่าวในแถลงการณ์ ณ หอสังเกตการณ์
“เมื่อดาวหางเคลื่อนที่เข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้น แก๊สแข็งและฝุ่นแข็งรอบ ๆ นิวเครียสของมันก็ร้อนจนระเหิดกลายเป็นไอน้ำและอนุภาคอื่น ๆ ก่อให้เกิดเป็นสิ่งที่เราเรียกกันว่า โคม่า ที่เกิดการพองตัวขนาดใหญ่ และสร้างหางยาวหลายหมื่นกิโลเมตรออกมา”
ภาพเปรียบเทียบภาพของ Wirtanen ระหว่างถ่ายในย่านอินฟาเรดกับแสงช่วงที่มองเห็น ที่มา – ALMA/NASA/ESO
ทาง ALMA ได้ทำการซูมเข้าสู่ใจกลางของดาวหาง Wirtanen พร้อมจับภาพแสงที่ปล่อยออกมาจากสารประกอบอินทรีย์ที่เรียกว่า ไฮโดรเจนไซยาไนด์ สารประกอบอินทรีย์นี้ดึงดูดความสนใจของนักวิทยาศาสตร์กันพอสมควรเพราะพันธะโซ่คาร์บอนของสารนี้เป็นองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตบนโลก
แต่ภาพแรกที่ ALMA วิเคราะห์มาได้นั้นแสดงให้เห็นว่าไฮโดรเจนไซยาไนด์จัดกลุ่มในรูปแบบที่ค่อนข้างไม่สมดุลภายในโคม่าของดาวหาง ดังนั้นจึงจะมีการปล่อยเอกสารทางวิทยาศาสตร์ที่ให้รายละเอียดของข้อมูลที่มากกว่านี้ในอนาคตแน่นอน
ด้วยความพิเศษของ ALMA ที่มีการออกแบบให้มีเครื่องรับวิทยุขนาดใหญ่จำนวน 66 เครื่องตั้งอยู่บนทะเลทรายอาตากามาทางตอนเหนือของประเทศชิลี ที่ความสูง 5,000 กว่าเมตรเหนือระดับน้ำทะเล ทำให้นักดาราศาสตร์เพ่งมองท้องฟ้าที่ระดับความยาวคลื่นมิลลิเมตร (millimeter wave) และความยาวคลื่นใต้มิลลิเมตร (submillimeter wave) ได้ ซึ่งตรงแถบสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้านี้จะเผยสิ่งที่มนุษย์ไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่าได้ เช่นดาวหางหรือระบบดาวเคราะห์ที่ถูกปกคลุมด้วยฝุ่นอวกาศ โดยสิ่งที่ ALMA ทำเป็นงานหลักคือการมองไปที่วัตถุที่อยู่ไกลออกไปมาก ๆ มากถึงมากที่สุดเท่าที่จะมากได้ เพราะเราคาดหวังว่า ALMA นั้นจะให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการเกิดดาวในช่วงแรกเริ่มของบิกแบงแก่เราได้ และ ALMA ยังถ่ายภาพแบบละเอียดเกี่ยวกับการก่อตัวของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ด้วย
ภาพแสดงวงโคจรของดาวหาง Wirtanen ที่ไกลสุดไปแค่ดาวพฤหัสเท่านั้น ที่มา – Comet Wirtanen Observing Campaign
สำหรับดาวหาง Wirtanen นั้น มันจะค่อย ๆ เดินทางไปทางดาวพฤหัสตามเส้นทางของมันอย่างช้า ๆ จนกว่ามันจะวกกลับเข้ามาใกล้โลกอีกครั้งในรอบ 5.5 ปี ฟังดูเหมือนนานหลายปี แต่ถ้านำไปเทียบกับดาวหางที่มีชื่อเสียงเป็นอย่างมากเช่น ดาวหางแฮลลีย์ (Halley) แล้วคงเทียบไม่ได้เพราะดาวหางแฮลลีย์ใช้เวลาประมาณ 75 ปีในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ หรือแม้แต่ดาวหางบางดวงที่มาจากกลุ่มเมฆออร์ตก็ใช้เวลานานเป็นพันปีหรือกระทั่งนานเป็นหมื่นปีในการกลับมาเฉียดโลกเราอีกครั้ง
เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO
อ้างอิง
Christmas Comet 46P Is Making the Season Bright (and Green) for Scientists | Space.com
