หนึ่งปีหลังจากถูกส่งขึ้นสู่อวกาศในวันที่ 11 มีนาคม 2025 ยาน SPHEREx ของ NASA เริ่มให้ภาพของจักรวาลที่เราไม่เคยเห็นมาก่อน เนื่องจากมันถูกออกแบบมาให้มองจักรวาลใน “ภาษาเคมี” โดยในช่วงกลางปีที่แล้ว เราได้รายงานไปในบทความ กล้อง SPHEREx เริ่มต้นการทำงานทำแผนที่เอกภพ ส่งภาพชุดแรกกลับโลก ซึ่งนั่นเป็นเพียงแค่จุดเริ่มต้นเท่านั้น ภารกิจของ SPHEREx เพิ่งเริ่มต้น แล้วในบทความนี้ เราจะมาดูว่าตลอดระยะเวลาหนึ่งปีที่ผ่านมา เราสร้างการค้นพบอะไรใหม่จากกล้องตัวนี้กันบ้าง
หากจะอธิบายการทำงานของ SPHEREx แบบง่าย ๆ หน้าที่ของมันคือการสแกนท้องฟ้าทั้งหมดในช่วงคลื่นอินฟราเรด 102 ช่วง เปรียบเทียบง่าย ๆ เหมือนเอาปริซึมแยกแสง แต่ทำกับทั้งจักรวาลในครั้งเดียว ผลลัพธ์คือแผนที่ที่ไม่ได้บอกแค่ว่า “ตรงนี้มีดาว” แต่บอกว่า “ตรงนี้มีน้ำ มีคาร์บอน มีฝุ่น และมีโมเลกุลอินทรีย์” ซึ่งเป็นองค์ประกอบตั้งต้นของดาวเคราะห์และชีวิต
สิ่งที่น่าสนใจคือ นี่เป็นครั้งแรกที่มนุษย์มี “All-sky Spectroscopic Map” ในระดับนี้ ก่อนหน้านี้ภารกิจอย่าง Spitzer หรือ WISE ก็ทำแผนที่อินฟราเรดมาแล้ว แต่ไม่ได้ลงรายละเอียดเชิงสเปกตรัมทั้งท้องฟ้าแบบครบถ้วนขนาดนี้ พูดง่าย ๆ คือ จากเดิมเราเห็นแค่ภาพถ่าย ตอนนี้เราได้ “ตารางธาตุของจักรวาล” ซ้อนอยู่บนภาพนั้นก็ว่าได้
การค้นพบโครงสร้างน้ำแข็งระหว่างดาว
หนึ่งในการค้นพบสำคัญล่าสุดในปี 2026 ที่เพิ่งถูกตีพิมพ์ไปในหัวข้อ SPHEREx Widefield Infrared Spectral Mapping of Interstellar Ices and Polycyclic Aromatic Hydrocarbons เป็นการค้นพบโครงสร้างน้ำแข็งระหว่างดาวในบริเวณ Cygnus X ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดดาวขนาดใหญ่ในทางช้างเผือก ถ้าให้นึกภาพง่าย ๆ มันไม่ใช่ก้อนน้ำแข็งแบบดาวหาง แต่เป็นชั้นบาง ๆ ของน้ำแข็งที่เคลือบบนฝุ่นขนาดเล็กมาก ระดับเดียวกับฝุ่นควันจากเทียนไข แต่กระจายอยู่ในอวกาศเป็นระยะทางหลายร้อยปีแสง
สิ่งที่เปลี่ยนเกมคือ เราไม่ได้เห็นแค่ว่ามีน้ำแข็งอยู่ แต่เห็น Distribution ของมันในระดับโครงสร้างขนาดใหญ่ และพบว่ามันสอดคล้องกับแนวฝุ่นหนาแน่น ซึ่งทำหน้าที่เหมือนร่มกันรังสีอัลตราไวโอเลตจากดาวฤกษ์เกิดใหม่ ทำให้น้ำแข็งสามารถอยู่รอดได้
ตรงนี้สำคัญมาก เพราะมันคือคำตอบของคำถามคลาสสิกใน Planetary Science ว่า “น้ำบนดาวเคราะห์มาจากไหน” ก่อนหน้านี้เรามักโยงไปที่ดาวหางหรือดาวเคราะห์น้อย แต่ภาพจาก SPHEREx กำลังบอกว่า น้ำอาจถูก “เตรียมไว้ล่วงหน้า” ตั้งแต่ช่วงที่ระบบดาวยังไม่เกิดด้วยซ้ำ เหมือนกับการที่แป้งและส่วนผสมถูกคลุกไว้แล้ว ก่อนจะอบออกมาเป็นเค้ก
นอกจากน้ำ ยังพบโมเลกุลอย่างคาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ และ PAHs ซึ่งเป็นโครงสร้างอินทรีย์พื้นฐานที่พบได้ในอุกกาบาตและเมฆโมเลกุล การที่สิ่งเหล่านี้กระจายอยู่ในระดับโครงสร้างที่ใหญ่แบบนี้ ทำให้ภาพของการเกิดชีวิตเปลี่ยนจาก “เหตุการณ์เฉพาะจุด” ไปเป็น “กระบวนการที่เกิดได้ทั่วไป” มากขึ้น
สังเกตดาวหาง 3I/ATLAS ผู้มาเยือนจากนอกระบบสุริยะ
SPHEREx ยังสังเกตดาวหาง 3I/ATLAS ซึ่งเป็นวัตถุจากนอกระบบสุริยะ การศึกษาดาวหางแบบนี้เปรียบเหมือนการได้ “ตัวอย่างจากต่างดาว” โดยไม่ต้องไปเก็บเอง เพราะมันบินเข้ามาหาเรา โดย SPHEREx ได้ทำการสังเกตการณ์หลายครั้งด้วยกันตั้งแต่ SPHEREx Discovery of Strong Water Ice Absorption and an Extended Carbon Dioxide Coma in 3I/ATLAS ไปจนถึง SPHEREx Re-Observation of Interstellar Object 3I/ATLAS in December 2025: Detection of Increased Post-Perihelion Activity, Refractory Coma Dust, and New Coma Gas Species
สิ่งที่พบคือ หลังจากดาวหางเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ไปแล้ว มันเกิดการปะทุของก๊าซและฝุ่นในช่วงเวลาที่ล่าช้า ซึ่งบ่งชี้ว่า ความร้อนไม่ได้ส่งผลทันที แต่ค่อย ๆ แทรกเข้าไปถึงชั้นลึกของวัตถุ แล้วปลดปล่อยน้ำแข็งที่ถูกเก็บไว้มาเป็นเวลาหลายพันล้านปี องค์ประกอบที่ตรวจพบ เช่น ไอน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ และโมเลกุลอินทรีย์อย่าง Methanol หรือ Methane เป็นชุดเคมีที่คล้ายกับสิ่งที่พบในดาวหางในระบบสุริยะของเรา นั่นหมายความว่า “เคมีพื้นฐานของการก่อกำเนิดดาวเคราะห์” อาจไม่ได้เป็นเอกลักษณ์ของระบบสุริยะ แต่เป็น Pattern ที่เกิดซ้ำในจักรวาล
ถ้ามองย้อนกลับไป การค้นพบแบบนี้มีลักษณะคล้ายกับช่วงที่ Rosetta mission ไปสำรวจดาวหาง 67P และพบโมเลกุลอินทรีย์จำนวนมาก แต่ความต่างคือ Rosetta เป็นการศึกษา “วัตถุเดียวแบบละเอียดมาก” ขณะที่ SPHEREx กำลังทำสิ่งตรงกันข้าม คือดูทั้งจักรวาลแบบกว้าง แล้วหาว่ารูปแบบเหล่านี้กระจายอยู่ยังไง สิ่งที่น่าคิดต่อคือ เราอาจกำลังเปลี่ยนจากยุคที่ถามว่า “มีน้ำที่ไหนบ้าง” ไปสู่ยุคที่ถามว่า “มีที่ไหนบ้างที่ไม่มีน้ำ” เพราะข้อมูลแบบนี้กำลังชี้ว่า วัตถุดิบของชีวิตอาจเป็นสิ่งที่พบได้ทั่วไปในกาแล็กซี
ภาพแบบ All-Sky Map ภาพแรกของ SPHEREx
ย้อนกลับไปในช่วงปลายปี 2025 ทาง NASA ก็ได้ออกมาเปิดเผยภาพแบบ All-Sky ภาพแรกจาก SPHEREx ซึ่งถือเป็นครั้งแรกที่มนุษย์ได้เห็น “แผนที่อินฟราเรดทั้งท้องฟ้าใน 102 สี” อย่างครบถ้วนจากภารกิจเดียว ภาพดังกล่าวถูกรวบรวมจากข้อมูลที่ยานเก็บตั้งแต่เดือนพฤษภาคมถึงธันวาคม 2025 NASA’s SPHEREx Observatory Completes First Cosmic Map Like No Other
โดยแต่ละ “สี” ในภาพไม่ได้เป็นสีจริงที่ตามองเห็น แต่เป็นการแทนค่าความยาวคลื่นอินฟราเรดที่ต่างกัน ซึ่งสะท้อนถึงองค์ประกอบทางกายภาพที่แตกต่างกันในจักรวาล เช่น ก๊าซไฮโดรเจนร้อนที่ปรากฏเป็นโทนสีน้ำเงิน หรือฝุ่นคอสมิกที่ปรากฏเป็นสีแดง เมื่อรวมกันในภาพเดียว เราจึงไม่ได้เห็นแค่โครงสร้างของท้องฟ้า แต่เห็น “สภาพแวดล้อมทางเคมี” ของมันไปพร้อมกัน
สิ่งที่น่าสนใจคือ ทีมวิทยาศาสตร์สามารถแยกข้อมูลออกเป็นหลาย Layer เพื่อศึกษาปรากฏการณ์เฉพาะด้านได้ เช่น ภาพหนึ่งที่ตัดสัญญาณจากฝุ่นและก๊าซออกไป เพื่อให้เห็นเฉพาะดาวฤกษ์และกาแล็กซีชัดขึ้น หรืออีกภาพที่เลือกแสดงเฉพาะสัญญาณจาก PAHs และก๊าซไฮโดรเจน ซึ่งเป็นวัตถุดิบสำคัญของการก่อกำเนิดดาวและดาวเคราะห์ ภาพเหล่านี้เผยให้เห็นโครงสร้างของทางช้างเผือกที่พาดผ่านกลางภาพอย่างชัดเจน พร้อมกับจุดสว่างนับไม่ถ้วนซึ่งส่วนใหญ่ไม่ใช่ดาวในกาแล็กซีของเรา แต่คือกาแล็กซีอื่นที่กระจายอยู่ทั่วเอกภพ และแม้ว่าภาพที่เผยแพร่จะถูกลดความละเอียดลงอย่างมากเพื่อให้สามารถนำเสนอได้ แต่ในเบื้องหลังคือ Dataset ขนาดมหาศาลที่มีความละเอียดสูงกว่านี้หลายระดับ และกำลังถูกนำไปใช้สร้างแผนที่จักรวาลในมิติที่ลึกกว่าที่เราเคยมีมาก่อน
ศึกษาและพัฒนาเทคนิคในการทำแผนที่ Spectrum
เนื่องจากหัวใจสำคัญของภารกิจจริง ๆ นั่นก็คือการสร้าง “แผนที่จักรวาลทั้งท้องฟ้าในเชิงสเปกตรัม” ซึ่งไม่ใช่แค่การถ่ายภาพ แต่เป็นการบันทึกองค์ประกอบทางเคมีของทุกทิศทางบนท้องฟ้า ความคืบหน้านี้ถูกรายงานผ่านงานวิจัยล่าสุดในหัวข้อ Spectral Map Making with SPHEREx ซึ่งอธิบายวิธีการประมวลผลข้อมูลและสร้างแผนที่จากข้อมูลจริงที่ยานกำลังเก็บอยู่ในขณะนี้ ซึ่งทีมก็ได้ออกแบบวิธีการเก็บข้อมูลให้ SPHEREx ทำงานได้อย่างเหมาะสมที่สุด เนื่องจากเราไม่เคยมีเครื่องมือลักษณะนี้มาก่อน
จริง ๆ หัวใจของการทำงานของ SPHEREx คือการสแกนท้องฟ้าทั้งหมดในช่วงคลื่นอินฟราเรด 102 ช่วง ตั้งแต่ 0.75 ถึง 5.0 ไมครอน โดยในแต่ละจุดของภาพไม่ได้มีแค่ “ความสว่าง” แต่มี Spectrum เต็ม ๆ ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถระบุได้ว่าบริเวณนั้นประกอบด้วยอะไร เช่น ไฮโดรเจน น้ำแข็ง ฝุ่น หรือโมเลกุลอินทรีย์ต่าง ๆ แต่อย่างไรก็ตาม ในเปเปอร์ดังกล่าวบอกว่าความท้าทายสำคัญคือระบบของยานใช้เทคโนโลยี Linear Variable Filters ซึ่งทำให้แต่ละตำแหน่งบน Detector แทนคนละช่วงคลื่น ส่งผลให้ข้อมูลเชิงตำแหน่ง (Spatial) และเชิงคลื่น (Spectral) ถูกผสมกันตั้งแต่ต้น การสร้างแผนที่จึงไม่ใช่แค่การต่อภาพ แต่ต้อง “แกะ” ข้อมูลออกมาใหม่ให้ถูกต้องทั้งสองมิติ
อีกหนึ่งความซับซ้อนที่เปเปอร์นี้เน้นคือ สัญญาณที่นักวิทยาศาสตร์ต้องการจริง ๆ เช่น แสงพื้นหลังของจักรวาล หรือ Extragalactic Background Light หรือสัญญาณจากเมฆหมอกระหว่างดาว กลับเป็นสัญญาณที่จางมาก และถูกกลบด้วยแสง Foreground ที่สว่างกว่าหลายเท่า ไม่ว่าจะเป็นแสงจากฝุ่นในระบบสุริยะ หรือ Zodiacal Light แสงจากดาวฤกษ์ หรือแม้แต่แสงจากชั้นบรรยากาศโลกเอง วิธีแก้คือการพัฒนา Pipeline ที่สามารถแยกสัญญาณเหล่านี้ออกจากกัน เช่น การใช้เทคนิค “Contour Filtering” เพื่อลบสัญญาณที่เรียบออกไป และคงไว้เฉพาะโครงสร้างที่เป็นเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์
สุดท้ายแล้วข้อมูลทุกอย่างของ SPHEREx จะถูกรวบรวมไว้ใน NASA/IPAC Infared Science Archive ซึ่งเปิดให้นักดาราศาสตร์ทั่วโลกได้เข้าไปทำการศึกษาบริเวณต่าง ๆ ที่ถูกถ่ายไว้ได้
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
