เป็นอีกหนึ่งผลงานอันยิ่งใหญ่ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลที่ได้ช่วยเผยภาพอันกว้างใหญ่ในห้วงลึกของจักรวาลให้มนุษย์ได้ศึกษาแล้วนำไปค้นคว้าวิจัยกันได้อย่างมากมาย นั่นก็คือภาพล่าสุดที่นักดาราศาสตร์ได้เผยแพร่ออกมาให้ได้ชมกันกับภาพที่มีชื่อว่า the Hubble Legacy Field
การได้มาของข้อมูลที่ดีที่สุดและมีประสิทธิภาพสูงสุดก็ต้องใช้เวลาในการรวบรวมผลงาน และยิ่งนานเท่าไหร่ยิ่งให้ข้อมูลที่ละเอียดมากขึ้นเท่านั้น ภาพของ Hubble Legacy Field เป็นอีกหนึ่งภาพที่ใช้เวลาเก็บรวบรวมชิ้นภาพเกือบ 7,500 ชิ้นมาปะติดปะต่อเข้าด้วยกันให้เป็นภาพใหญ่ภาพเดียวโดยการใช้เทคนิคที่เรียกว่า โมเสก (mosaic) เป็นตัวสร้างภาพซึ่งถูกรวบรวมขึ้นจากข้อมูลการสำรวจนานกว่า 16 ปีด้วยกัน
ในภาพของ Hubble Legacy Field ประกอบไปด้วยกาแล็กซีมากกว่า 265,000 กาแล็กซี ลอยเคว้งคว้างกระจัดกระจายกันไปทั่วเอกภพ จากการตรวจสอบแล้ว มีแสงจากกาแล็กซีที่เดินทางมาไกลตั้งแต่ 13,300 ล้านปีจนถึง 500 ล้านปีในอดีตหลังจากการเกิดของบิกแบง กาแล็กซีที่แคบที่สุดและไกลที่สุดเป็นเพียงหนึ่งในหมื่นล้านความสว่างของสิ่งที่ดวงตาของมนุษย์มองเห็นได้เท่านั้นด้วย
สิ่งที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลทำคือการมองลึกเข้าไปในอวกาศได้ไกลมากขนาดนี้ทำให้เราเหมือนกับว่ามีหนังสือภาพประวัติศาสตร์เล่ม ๆ หนึ่งที่บันทึกเกี่ยวกับวิวัฒนาการของกาแล็กซีแต่ละแห่งได้เป็นลำดับภายในรูป ๆ เดียวว่าเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไปเท่านี้ ๆ โดยมีตั้งแต่กาแล็กซีที่เพิ่งเกิดใหม่เหมือนกับเป็นทารกแรกเกิดไปจนถึงกาแล็กซีที่เติบโตขึ้นเป็นผู้ใหญ่เต็มเปี่ยม
ภาพนี้เพิ่งถูกปล่อยออกมาเมื่อวันที่ 2 พฤษภาคม 2019 ที่ผ่านมา แหล่งที่อยู่ของภาพกาแล็กซีสองแสนกว่ากาแล็กซีนี้ตั้งอยู่ที่กลุ่มดาว Fornax โดยหันกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลไปโฟกัสที่พื้นที่ที่หนึ่งบริเวณกลุ่มดาวในท้องฟ้าอยู่ตลอดเวลาเพื่อเก็บข้อมูลการสำรวจ พื้นที่ที่ว่านั้นเมื่อโมเสกออกมาได้แล้วจะได้ขนาดที่ครอบคลุมเกือบเท่าขนาดของดวงจันทร์เต็มดวงเวลามองจากพื้นโลก เปรียบเป็นขนาดเชิงมุมจะได้ประมาณครึ่งองศาหรือประมาณ 30 ลิปดานั้นเอง
1995 – Hubble Deep Field
ก่อนหน้านี้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเคยใช้เทคนิคการถ่ายภาพแบบนี้มาแล้วในชื่อภาพว่า the Hubble Deep Field (HDF) ซึ่งเป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์เลือกที่จะเสี่ยงหันกล้องเข้าหาจุดที่มืดสนิทมากในกลุ่มดาวหมีใหญ่ เพื่อที่จะดูว่าเบื้องหลังของความมืดมิดในห้วงอวกาศเหมือนพื้นที่ว่างเปล่าไร้สิ่งใดนั้น จะมีสิ่งอื่นอีกไหมที่เรายังไม่รู้จักและมันอาจจะนำไปสู่การไขความลับของจักรวาลได้ในอนาคต
แต่ HDF ใช้เวลาในการสำรวจติดต่อกันอย่างต่อเนื่องเพียง 10 วันเท่านั้น ภาพที่ได้จึงแตกต่างกันกับภาพน้องใหม่ล่าสุดเป็นล้นพ้นแน่นอน แต่ถึงจะเป็นอย่างนั้น สิ่งที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลทำได้ในขณะนั้นก็ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถนำแผนภาพอันสำคัญนี้ไปผลิตงานวิจัยกันได้มากกว่า 400 ชิ้นเลยทีเดียว (เนื่องจาก HDF ถ่ายทางซีกโลกเหนือเราจึงสามารถเรียกอีกชื่อหนึ่งแทนได้ว่า the Hubble Deep Field North หรือ HDF-N)
1998 – Hubble Deep Field South
นักดาราศาสตร์ได้ตัดสินใจหันกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลไปทางซีกโลกใต้เพื่อที่ทำการสำรวจแบบเดียวกันกับที่เคยทำเมื่อสามปีก่อนว่าผลลัพธ์ที่ได้จะออกมาเป็นอย่างไร จะแตกต่างกันหรือเหมือนกันกับ HDF-N ไหม โดยตั้งชื่อให้กับภาพนี้ว่า the Hubble Deep Field South (HDF-S)
กลยุทธ์การสังเกตสำหรับ HDF-S นั้นคล้ายคลึงกันกับของ HDF-N โดยมีตัวกรองแสงแบบเดียวกัน เวลาการเปิดรับแสงโดยรวมที่คล้ายคลึงกัน การสังเกตนาน 10 วันเท่ากัน และรวม 150 วงโคจรรอบโลกเท่ากัน จนกระทั่งผลลัพธ์ของภาพ HDF-S ที่ได้ออกมายังคล้ายคลึงกันกับ HDF-N อีกด้วย นักดาราศาสตร์จึงสามารถเพิ่มข้อสรุปตามหลักการทางจักรวาลวิทยาได้ว่า เอกภพโดยรวมมีลักษณะเป็นเนื้อเดียวกัน มีลักษณะคล้าย isotropic ซึ่งหมายความว่ามันควรมีลักษณะเหมือนกันทุกทิศทาง ไม่ว่าจะหันกล้องไปทางไหนก็จะเจอภาพในลักษณะเดียวกันในตัวแปรควบคุมเดียวกัน
2004 – Hubble Ultra Deep Field
หลายปีต่อมา นักดาราศาสตร์ได้สำรวจและถ่ายภาพพื้นที่เล็ก ๆ ในกลุ่มดาว Fornax ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล โดยเริ่มเก็บข้อมูลการสำรวจตั้งแต่ต้นเดือนกันยายนปี 2003 ถึงกลางเดือนมกราคมปี 2004 ในชื่อภาพว่า the Hubble Ultra Deep Field (HUDF) ในภาพ ๆ นี้เผยให้เห็นกาแล็กซีมากกว่า 10,000 กาแล็กซีในรูป ๆ เดียว ทำให้มันเป็นภาพถ่ายคลื่นที่ตามองเห็นของจักรวาลที่อยู่ลึกที่สุดเท่าที่เคยมีมา โดยเมื่อเรามองพื้นที่เล็ก ๆ นี้จากพื้นโลกมันจะมีขนาดประมาณ 1 ใน 10 ของเส้นผ่าศูนย์กลางของดวงจันทร์เต็มดวงหรือประมาณ 3 ลิปดานั้นเอง (เล็กมาก)
2012 – Hubble eXtreme Deep Field
นาซาไม่ได้สนใจว่าโลกจะแตกหรือไม่ในปี 2012 แต่สิ่งที่นาซาสนใจและเฝ้ามองอยู่ตลอดเวลาคือพื้นที่ที่ซึ่งห่างไกลออกไปจากกาแล็กซีทางช้างเผือก เพื่อค้นหาความจริงของเอกภพว่าเกิดขึ้นมาได้อย่างไร โดยหลังจากที่มีการติดตั้งอุปกรณ์ใหม่ในภารกิจซ่อมบำรุงกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลในปี 2009 อุปกรณ์หลาย ๆ อย่างที่ใช้ในการสำรวจก็มีการอัพเกรดขึ้นทำให้สามารถถ่ายภาพได้กว้างขึ้น ชัดขึ้น ความละเอียดของภาพสูงขึ้น และเพิ่มความสามารถในการสังเกตการณ์ของกล้องฮับเบิลในช่วงคลื่นอัลตราไวโอเลตและคลื่นที่ตามองเห็นให้เพิ่มขึ้นอีก 35 เท่า
การอัพเลเวลกล้องครั้งนั้นจึงเป็นที่มาของภาพ the Hubble eXtreme Deep Field (XDF) ที่ซึ่งก็ไม่ใช่ภาพชุดใหม่อะไรมากมาย แต่เป็นภาพที่ถ่ายภายในพื้นที่ประมาณ 80% ของพื้นที่เดิมของภาพ HUDF เท่านั้น และด้วยเทคโนโลยีที่ดีกว่าเดิมจากการติดตั้งอุปกรณ์ใหม่ สิ่งนี้จะช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถมองเห็นกาแล็กซีที่ไม่เคยปรากฏในรูปมาก่อน แต่กลับปรากฏได้ในแค่ช่วงคลื่นความถี่อื่น ๆ เช่นช่วงรังสีอัลตราไวโอเลตและช่วงรังสีอินฟราเรด
ภาพของ XDF ใช้เวลาสำรวจอย่างต่อเนื่องกันประมาณ 23 วันด้วยกัน ส่วนใหญ่เกิดจากการรวบรวมข้อมูลจากทั้งของ HUDF, HUDF-IR และอื่น ๆ อีกรวมเข้าด้วยกันด้วยรูปภาพเกือบ 2,000 รูปให้เป็นรูป ๆ เดียว เผยให้เห็นกาแล็กซีมากกว่า 5,500 กาแล็กซีกำลังเปร่งแสงเดินทางข้ามจักรวาลมาหาเราในลักษณะที่สวนทางกันกับทิศทางที่กาแล็กซีกำลังพุ่งไป หรือที่เราเรียกกันว่า Redshift โดยค่าของ Redshift ที่วัดได้ค่าสูงสุดในภาพคือ 12 (ยิ่งค่ามากยิ่งเคลื่อนที่ออกห่างเร็ว)
2019 – Hubble Legacy Field
หลังจากสั่งสมประสบการณ์และเก็บรวบรวมข้อมูลมามากมายมานับไม่ถ้วนของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลรวมทั้งหมด 16 ปี (เริ่มนับจากปี 2004) ภาพชุดใหม่ล่าสุดที่ทางนาซาได้ปล่อยออกมาจึงมีความยิ่งใหญ่กว่าภาพก่อน ๆ ที่ปล่อยออกมามากกว่าครั้งไหน ๆ
ด้วยความที่ภาพนี้มีพื้นที่เกือบเท่าดวงจันทร์เต็มดวง การสำรวจจึงต้องแลกด้วยเวลาการสำรวจที่ยาวนาน ด้วยการใช้วิธี HUDF หลาย ๆ ครั้งทั้งในความถี่ที่แตกต่างกันทั้งในหลาย ๆ พื้นที่แล้วเอามายำรวมกัน ภาพดังกล่าวยังประกอบด้วยผลงานรวมของโปรแกรมฮับเบิล 31 รายการจากทีมนักดาราศาสตร์หลากหลายหน่วยงาน และกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลยังใช้เวลาอยู่กับพื้นที่ขนาดเล็กนี้มากกว่าบนพื้นที่อื่น ๆ ของท้องฟ้ารวมกว่า 250 วันเพื่อโมเสกภาพนี้ออกมา
แม้ในขณะนี้ทีมงานก็ยังคงทำการสำรวจในพื้นที่ท้องฟ้าอื่นอีกซึ่งจะกลายเป็นภาพชุดที่สองของซีรี่ย์ Hubble Legacy Field โดยภาพชุดสองนี้เกิดจากการรวมภาพกว่า 5,200 ภาพโมเสกเข้าด้วยกัน ดังนั้นคงต้องใช้เวลานานในการสำรวจ และคงยังไม่ถูกปล่อยให้ได้ศึกษาในเร็ว ๆ นี้
ในอนาคตนี้ข้างหน้าจะยังไม่มีภาพถ่ายไหนเหนือกว่า ไกลกว่าหรือกว้างกว่า Hubble Legacy Field ได้เลยจนกว่าที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (James Webb Space Telescope : JWST) จะได้ขึ้นไปโคจรรอบโลก โดยกล้องตัวใหม่นี้จะทำหน้าที่เพื่อสืบทอดภารกิจต่อจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล และแน่นอนว่ามันจะสามารถมองออกไปได้ไกลกว่าที่ฮับเบิลเคยทำได้เพราะด้วยขนาดของกระจกที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางมากถึง 6.5 เมตร ซึ่งจะทำให้มันเป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่มีขนาดใหญ่ที่สุดและมีประสิทธิภาพมากที่สุดเท่าที่มนุษย์เคยสร้างมา
พอมาถึงจุด ๆ นี้แล้ว มนุษย์เหมือนจะเริ่มเข้าใกล้คำว่าความจริงของเอกภพว่ามันเกิดขึ้นได้อย่างไร กาแล็กซีที่เราเห็นในภาพต่าง ๆ ที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลถ่ายมาได้นั้นมีรูปร่างที่ไม่เหมือนกับกาแล็กซีของเราหรือแม้แต่ของเพื่อนบ้านเราเลย กาแล็กซีเหล่านั้นยังดูเด็กและเล็กมากเหมือนเพิ่งได้เริ่มเฉิดฉายแสงสู่ความกว้างใหญ่ แต่ถึงจะเป็นอย่างนั้น สิ่งนี้จะสามารถช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจการเกิดของกาแล็กซีในยุคแรกเริ่มหลังจากบิกแบงได้
อ้างอิง
Hubble Assembles Wide View of the Distant Universe
Hubble Astronomers Assemble Wide View of the Evolving Universe
