Solar System ภาพอินฟราเรดความละเอียดสูง ช่วยนักดาราศาสตร์เข้าใจความปั่นป่วนและ พายุของดาวพฤหัส
ภาพอินฟราเรดความละเอียดสูง ช่วยนักดาราศาสตร์เข้าใจความปั่นป่วนและ พายุของดาวพฤหัส

Nutn0n

ภาพอินฟราเรดความละเอียดสูง ช่วยนักดาราศาสตร์เข้าใจความปั่นป่วนและ พายุของดาวพฤหัส

May 10, 2020

นับตั้งแต่วันที่กาลิเลโอส่งกล้องดูดาวพฤหัสจนโลกได้รู้จักกับจุดแดงใหญ่ และดวงจันทร์บริวารขนาดใหญ่ทั้ง 4 ของมัน ภาพที่ชัดเจนขึ้นของดาวพฤหัสถูกบันทึกไว้ได้โดยเทคนิคการถ่ายภาพทั้งจากบนโลกและอวกาศ จากกล้องโทรทรรศน์บนโลก สู่ภาพความละเอียดสูงจากกล้อง Hubble ตามมาด้วยการถ่ายภาพระยะใกล้เป็นครั้งแรกของยานโวยาเจอร์ และจูโนในปี 2018 ซึ่งเป็นหนึ่งในภาพถ่ายดาวพฤหัสที่แสดงให้เห็นรายละเอียดชัดเจนที่สุด

ผลงานชิ้นล่าสุดจากทีมนักดาราศาสตร์แห่ง UC Berkly ได้ช่วยให้เราได้ใช้ความสามารถของการถ่ายภาพอินฟราเรดจากกล้องโทรทรรศน์บนโลก ร่วมกับภาพจากยาน Juno และ Hubble เพื่อทำความเข้าใจบรรยากาศ ความปันป่วน และสิ่งที่อยู่เบื้องหลังก้อนแก๊สหนาที่ปกคลุมดาวแก๊สยักษ์ดวงนี้ไว้

พวกเขาตีพิมพ์งานที่ชื่อว่า High-resolution UV/Optical/IR Imaging of Jupiter in 2016–2019 โดยใช้เทคนิคการถ่ายภาพแบบ Lucky-imaging ด้วยกล้องโทรทรรศน์ Gemini North ที่ถ่ายภาพในย่าน Near-Infrared Imager (NIRI) ซึ่งเทคนิคนี้คือการถ่ายด้วย Speed shutter ต่ำ ๆ แบบต่อเนื่องกันหลาย ๆ เฟรม แล้วเลือกเอาเฟรมที่ชัดที่สุดในแต่ละบริเวณมาเรียงต่อกัน (ใครที่ถ่ายภาพทางดาราศาสตร์คงจะคุ้นชินเทคนิคนี้เป็นอย่างดี) ที่พวกเขาต้องทำเช่นนี้เพราะว่าแม้กล้องบนโลกจะมีประสิทธิภาพที่สูงกว่ายานอวกาศ แต่ชั้นบรรยากาศของโลกนั้นคือตัวรบกวนชั้นดีที่ทำให้ภาพที่ได้นั้นไม่ได้ชัดเจนเหมือนกับถ่ายในอวกาศ

การรวมภาพจากกล้อง Hubble ในย่าน Visible และกล้อง Gemini ในย่านอินฟราเรด จุดสังเกตคือจุดแดงใหญ่ ซึ่งเป็นมีการปลดปล่อยอินฟราเรดออกมาน้อยกว่าในบริเวณโดยรอบที่มีสีอ่อนกว่า ที่มา – UC Berkly / NASA HST / Gemini

หลังจากที่พวกเขาใช้เทคนิคนี้แล้วได้ภาพในย่านอินฟราเรดมา พวกเขานำภาพไปประมวลผลร่วมกับภาพจาก Hubble ซึ่งถ่ายในย่าน Visible Light ด้วยเซนเซอร์ WFC3 อันโด่งดังของ Hubble และยังนำข้อมูลจากการบินโฉบดาวพฤหัสของยาน Juno รวมทั้งสิ้น 53 วัน มาประกอบร่วม

ด้วยเทคนิคเช่นนี้ พวกเขาสามารถมองทะลุผ่านกลุ่มแก๊สที่ปกคลุมดาว รวมถึงจุดสำคัญ ๆ อย่าง The Great Redspot หรือจุดแดงใหญ่ ซึ่งเป็นพายุหมุนขนาดยักษ์บนดาวพฤหัส ข้อมูลนี้นับว่าเป็นข้อมูลสำคัญชุดใหญ่อีกชุดที่ตามมาจาก Paper 4 ตัวเมื่อปี 2018 ที่ครอบคลุมเรื่องกระแสปั่นป่วนบนดาว, การเกิดพายุ และความลึกของพายุ

ปริศนาฟ้าผ่าบนดาวพฤหัส

เทคนิคดังกล่าวนี้เมื่อมันทำให้เราสามารถมองทะลุผ่านชั้นเมฆต่าง ๆ ของดาวพฤหัส ด้วยเหตุนี้เองมันจึงช่วยให้เราศึกษาปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นบนบรรยากาศของดาวด้วยอุปกรณ์บนยาน Juno และภาพถ่ายใน 2 ย่านคลื่นที่แตกต่างกันพวกเขาสามารถ “พล็อตจุด” การเกิดฟ้าผ่าบนดาวพฤหัสได้ว่าเกิดขึ้นในบริเวณกลุ่มเมฆแบบใด

ภาพบนคือภาพจาก Hubble ภาพล่างคือภาพจาก Gemini ในย่านอินฟราเรดจุดที่มีรูปดาวคือจุดที่เกิดฟ้าผ่า ที่มา – UC Berkly / NASA HST / Gemini

พวกเขาพบว่าบริเวณที่เกิดฟ้าผ่านั้นเป็นบริเวณที่มีโครงสร้างของบรรยากาศในลักษณะ Convective Tower เมฆที่ก่อตัวเป็นลักษณะทรงสูงคล้ายกับเสา ซึ่งสิ่งนี้นำมาซึ่งการไปศึกษาต่อถึงพฤติกรรมของความร้อนของของไหลในบรรยากาศดาวพฤหัส (คล้าย ๆ กับลักษณะของเมฆต่าง ๆ บนโลกว่าทำไมเมฆฝนต้องหนา ทำไมจึงเกิดฝนตก ทำไมพายุถึงเป็นแบบที่มันเป็น)

ภาพดาวพฤหัสในย่านอินฟราเรดจาก Gemini ในย่านอินฟราเรด ที่มา – UC Berkly / NASA Gemini

ถ้าเรามองดาวพฤหัสเป็นก้อนแก๊สขนาดยักษ์ มีความร้อน ความแตกต่างของอุณหภูมิ และการหมุนวนที่ไม่สมมาตรกันในแต่ละระดับชั้น ทำให้เกิดความปั่นป่วนในของไหล เราจะสามารถนำไอเดียเหล่านี้ไปตั้งคำถามถึงการเกิดขึ้นของดวงดาวต่าง ๆ ในระบบสุริยะ รวมถึงทำความเข้าใจการก่อตัวของดาวฤกษ์ได้ (ถ้าดาวพฤหัสมีมวลมากกว่านี้มีโอกาสที่มันจะเกิดปฏิกริยานิวเคลียร์ฟิวชันในแกนกลาง จนเป็นดาวฤกษ์ดวงที่สองของระบบสุริยะ) การที่เราไขปริศนาพฤติกรรมของบรรยากาศ ในแง่ของของไหลและเทอร์โมไดนามิกของดาวพฤหัสก็จะช่วยให้เราเข้าใจระบบสุริยะของเรามากขึ้นด้วยนั่นเอง

เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co





Read More

บทความอื่น ๆ ที่ควรอ่านต่อ



In Coversation

เรื่องราวน่าสนใจที่กำลังเป็นบทสนทนา