"แนวปะการังแห่งห้วงจักรวาล" (Cosmic reef) ภาพใหม่ล่าสุดจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

"แนวปะการังแห่งห้วงจักรวาล" (Cosmic reef) เป็นภาพของเนบิวลาสองแห่งที่อยู่ใกล้กับกาแล็กซีทางช้างเผือก โดยห่างจากโลกไปราว 163,000 ปีแสง เนบิวลาทางขวามือที่มีขนาดใหญ่กว่าคือ NGC 2014 ส่วนที่มีขนาดเล็กกว่าตรงมุมล่างซ้ายของภาพคือ NGC 2020

(NASA/ESA  "แนวปะการังแห่งห้วงจักรวาล")

องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐฯ หรือนาซา เผยภาพที่น่าตื่นตาตื่นใจภาพใหม่ล่าสุดจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล เนื่องในโอกาสครบรอบ 30 ปี นับแต่อุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่มีความสำคัญที่สุดชิ้นหนึ่งของโลกชิ้นนี้ ได้ขึ้นปฏิบัติการในห้วงอวกาศเป็นครั้งแรก เมื่อวันที่ 24 เมษายน 1990

ภาพดังกล่าวมีชื่อว่า "แนวปะการังแห่งห้วงจักรวาล" (Cosmic reef) เป็นภาพของเนบิวลาสองแห่งที่อยู่ใกล้กับกาแล็กซีทางช้างเผือก โดยห่างจากโลกไปราว 163,000 ปีแสง เนบิวลาทางขวามือที่มีขนาดใหญ่กว่าคือ NGC 2014 ส่วนที่มีขนาดเล็กกว่าตรงมุมล่างซ้ายของภาพคือ NGC 2020

เนบิวลาทั้งสองเป็นแหล่งให้กำเนิดและอนุบาลดาวฤกษ์เกิดใหม่จำนวนมหาศาล เหมือนกับแนวปะการังของโลกใต้ทะเลที่เป็นแหล่งให้กำเนิดและเพาะเลี้ยงสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ จำนวนมากในมหาสมุทร

(NASA/ESA  ภาพของกลุ่มดาวฤกษ์ขนาดยักษ์ Westerlund 2 ได้รับคัดเลือกให้เป็นภาพประจำวันเกิดปีที่ 25 ของฮับเบิล)

แม้ในตอนที่เริ่มใช้งานช่วงแรก กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลจะยังจับภาพได้ไม่สู้คมชัดนัก แต่หลังจากมีการแก้ไขและเสริมสมรรถนะหลายครั้ง ฮับเบิลก็สามารถสังเกตการณ์และบันทึกภาพดาราศาสตร์ที่สำคัญได้นับไม่ถ้วน และเป็นแหล่งที่มาของข้อมูลในงานวิจัยที่ได้รับการตีพิมพ์เกือบ 1,000 ชิ้นเมื่อปีที่แล้ว

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อุปกรณ์ที่เป็นส่วนประกอบของฮับเบิลเกิดขัดข้องจนต้องซ่อมแซมและหยุดการทำงานบ่อยครั้ง โดยมักเกิดปัญหาการทำงานของไจโรสโคป (gyroscope) ทั้ง 6 ตัว ซึ่งทำหน้าที่หมุนเปลี่ยนทิศทางของกล้องและล็อกตำแหน่งของกล้องขณะ "เพ่งมอง" ไปยังส่วนใดส่วนหนึ่งของห้วงอวกาศให้ถูกต้อง จนเคยมีการใช้มนุษย์อวกาศขึ้นไปเปลี่ยนไจโรสโคปของฮับเบิลทั้งหมดมาแล้วในปี 2009

(NASA/ESA  ฮับเบิลบันทึกภาพห้วงอวกาศลึกที่มีดาราจักรหลายล้านแห่ง ด้วยวิธี "จ้องมอง" ห้วงอวกาศเพียงส่วนเดียวนานหลายวัน)

ปัจจุบันมีไจโรสโคปของฮับเบิลเสียหายอยู่หลายตัว แต่วิศวกรยืนยันว่าจะหาวิธีให้ฮับเบิลยังคงทำงานต่อไปได้ โดยนาซาและองค์การอวกาศยุโรป (อีซา) ซึ่งบริหารและดูแลการใช้งานฮับเบิลร่วมกันแถลงว่า จะยังไม่ปลดประจำการกล้องโทรทรรศน์อวกาศตัวนี้ และฮับเบิลจะยังคงได้รับทุนสนับสนุนให้ปฏิบัติงานต่อไป ตราบเท่าที่ยังมีผลงานออกมาเป็นที่น่าพอใจ

ที่ผ่านมาฮับเบิลมีบทบาทโดดเด่น ในการช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ทราบว่าจักรวาลมีอายุราว 1.4 หมื่นล้านปี รวมทั้งเผยหลักฐานที่ยืนยันว่าเอกภพขยายตัวในอัตราเร่ง และมีหลุมดำมวลยิ่งยวดที่ใจกลางของดาราจักรต่าง ๆ ฮับเบิลยังค้นพบระบบดาวใหม่ ๆ นอกระบบสุริยะ และมีประสิทธิภาพในการมองเห็นห้วงอวกาศลึกเหนือกว่ากล้องโทรทรรศน์อื่นทั้งหมด

(NASA/ESA  เนบิวลาผ้าคลุมศีรษะ (Veil nebula) หนึ่งในภาพคลาสสิกของฮับเบิล เป็นกลุ่มสสารที่หลงเหลืออยู่หลังเหตุซูเปอร์โนวา)

ส่วนกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ (JWST) ที่มีแผนจะนำขึ้นปฏิบัติการในปีหน้านั้น จะช่วยเสริมกำลังการสำรวจอวกาศในช่วงคลื่นสัญญาณที่ยาวขึ้นให้แก่ฮับเบิล โดยไม่ได้ทำหน้าที่เป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศตัวหลักที่มาทดแทนฮับเบิลอย่างสิ้นเชิง เหมือนที่หลายคนเข้าใจกันแต่อย่างใด

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Space Telescope)

(กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล  Credit: NASA/HST)

คือ กล้องโทรทรรศน์ในวงโคจรของโลกที่กระสวยอวกาศดิสคัฟเวอรีนำส่งขึ้นสู่วงโคจรเมื่อเดือนเมษายน ค.ศ. 1990 ตั้งชื่อตามนักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันชื่อ เอ็ดวิน ฮับเบิล

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลไม่ได้เป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศตัวแรกของโลก แต่มันเป็นหนึ่งในเครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่สำคัญที่สุดในประวัติศาสตร์การศึกษาดาราศาสตร์ที่ทำให้นักดาราศาสตร์ค้นพบปรากฏการณ์สำคัญต่าง ๆ อย่างมากมาย

กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลเกิดขึ้นจากความร่วมมือระหว่างองค์การนาซาและองค์การอวกาศยุโรป โดยเป็นหนึ่งในโครงการหอดูดาวเอกขององค์การนาซาที่ประกอบด้วย กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล กล้องรังสีแกมมาคอมป์ตัน กล้องรังสีเอกซ์จันทรา และกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์

การที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลลอยอยู่นอกชั้นบรรยากาศของโลกทำให้มันมีข้อได้เปรียบเหนือกว่ากล้องโทรทรรศน์ที่อยู่บนพื้นโลก นั่นคือภาพไม่ถูกรบกวนจากชั้นบรรยากาศ ไม่มีแสงพื้นหลังท้องฟ้า และสามารถสังเกตการณ์คลื่นอัลตราไวโอเลตได้โดยไม่ถูกรบกวนจากชั้นโอโซนบนโลก

ตัวอย่างเช่น ภาพอวกาศห้วงลึกมากของฮับเบิลที่ถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล คือภาพถ่ายวัตถุในช่วงคลื่นที่ตามองเห็นที่อยู่ไกลที่สุดเท่าที่เคยมีมา

โครงการก่อสร้างกล้องโทรทรรศน์อวกาศเริ่มต้นมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1923 กล้องฮับเบิลได้รับอนุมัติทุนสร้างในช่วงปี ค.ศ. 1970 แต่เริ่มสร้างได้ในปี ค.ศ. 1983 การสร้างกล้องฮับเบิลเป็นไปอย่างล่าช้าเนื่องด้วยปัญหาด้านงบประมาณ ปัญหาด้านเทคนิค และจากอุบัติเหตุกระสวยอวกาศแชลเลนเจอร์ กล้องได้ขึ้นสู่อวกาศในปี ค.ศ. 1990

แต่หลังจากที่มีการส่งกล้องฮับเบิลขึ้นสู่อวกาศไม่นานก็พบว่ากระจกหลักมีความคลาดทรงกลมอันเกิดจากปัญหาการควบคุมคุณภาพในการผลิต ทำให้ภาพถ่ายที่ได้สูญเสียคุณภาพไปอย่างมาก ภายหลังจากการซ่อมแซมในปี ค.ศ. 1993 กล้องก็กลับมามีคุณภาพเหมือนดังที่ตั้งใจไว้ และกลายเป็นเครื่องมือในการวิจัยที่สำคัญและเป็นเสมือนฝ่ายประชาสัมพันธ์ของวงการดาราศาสตร์

กล้องฮับเบิลเป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศตัวเดียวที่ถูกออกแบบมาให้นักบินอวกาศสามารถเข้าไปซ่อมแซมในอวกาศได้ ที่ผ่านมาได้จัดการภารกิจซ่อมบำรุงไปแล้วทั้งหมดห้าภารกิจ

ภารกิจที่ 1 คือการซ่อมแซมปัญหาด้านภาพในปี ค.ศ. 1993

ภารกิจที่ 2 คือการติดตั้งเครื่องมือสองชิ้นใหม่ในปี ค.ศ. 1997

ภารกิจที่ 3 แบ่งเป็นสองภารกิจย่อยได้แก่ ภารกิจ 3A เป็นการซ่อมแซมเร่งด่วนในปี ค.ศ. 1999

ภารกิจ 3B เป็นการติดตั้งกล้องสำรวจขั้นสูงในเดือนมีนาคม ค.ศ. 2002

อย่างไรก็ตาม หลังจากเกิดโศกนาฏกรรมกระสวยอวกาศโคลัมเบียในปี ค.ศ. 2003 ภารกิจซ่อมบำรุงที่ห้าซึ่งมีกำหนดการในปี ค.ศ. 2004 ก็ถูกยกเลิกไปเพราะเรื่องความปลอดภัย นาซาเห็นว่าภารกิจที่ต้องใช้คนนั้นอันตรายเกินไป แต่ก็ได้ทบทวนเรื่องนี้อีกครั้ง และในวันที่ 31 ตุลาคม ค.ศ. 2006

ไมค์ กริฟฟิน ผู้บริหารของนาซาจึงเปิดไฟเขียวให้กับภารกิจซ่อมบำรุงฮับเบิลครั้งสุดท้ายโดยจะใช้กระสวยอวกาศแอตแลนติสขนส่งลูกเรือ ภารกิจนี้มีกำหนดการในเดือนตุลาคม ค.ศ. 2008

ทว่าในเดือนกันยายน ค.ศ. 2008 มีการตรวจพบข้อผิดพลาดบางประการกับตัวกล้อง ทำให้ต้องเลื่อนกำหนดการซ่อมบำรุงออกไปเป็นเดือนพฤษภาคม ค.ศ. 2009  เพื่อเตรียมการซ่อมแซมเพิ่มเติม กระสวยอวกาศแอตแลนติสนำยานซ่อมบำรุงขึ้นปฏิบัติการครั้งสุดท้ายเมื่อ 11 พฤษภาคม ค.ศ. 2009 เพื่อทำการซ่อมแซมและติตตั้งอุปกรณ์ใหม่เพิ่มเติม กล้องฮับเบิลกลับมาใช้งานได้ตามปกติอีกครั้งในเดือนกันยายน ค.ศ. 2009

อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์คาดว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลจะสามารถปฏิบัติภารกิจสำรวจอวกาศต่อไปได้อีกอย่างน้อยถึงปี พ.ศ. 2563 เพื่อรอการขึ้นสู่ห้วงอวกาศของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ (James Webb Space Telescope) และทำงานร่วมกันต่อไปได้

กล้องฮับเบิลเป็นกล้องชนิดสะท้อนแสง กระจกเว้ารับแสงมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 2.4 เมตร ตัวกล้องมีความกว้าง 4.3 เมตร ยาว 13.3 เมตร หนักประมาร 11 360 กิโลกรัม ใช้พลังงานจากแผง เซลล์สุริยะ ( solla cell ) ที่ปีก 2 ข้าง กระเเสไฟฟ้าที่ผลิตได้จะถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่นิกเกิลไฮโดรเจนขนาดใหญ่ 6 ตัว เพื่อใช้งานเมื่อกล้องโคจรไปอยู่ในเงาของโลกขณะไม่ได้รับเเสงอาทิตย์ อุปกรณ์สำคัญที่ติดไปกับกล้อง คือ ระบบคอมพิวเตอร์กล้องถ่ายภาพมุมกว้าง เครื่องตรวจวัดสเปกตรัม เครื่องปรับทิศทางของกล้อง เป็นต้น

โดยอุปกรณืทั้งหมดสามารถควบคุมการทำงานได้จากศูนย์ควบคุมการทำงานบนพื้นโลก ภาพถ่ายจากกล้องจะได้รับการศึกษาวิเคราะห์จากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศเพื่อใช้เป็นข้อมูลทางด้านดาราศสตร์

กล้องบนพื้นโลกส่องสังเกตวัตุท้องฟ้าได้ไกลราว 2 000 ล้านปีแสง แต่กล้องฮับเบิลส่องไปได้ไกลถึง 13 700 ล้านปีแสง ข้อมูลที่ได้จากกล้องฮับเบิลได้แสดงให้เห็นถึงรายละเอียดต่างๆของวัตถุท้องฟ้า ช่วยให้เกิดความเข้าใจถึงองค์ประกอบของระบบสุริยะ การกำเนิดดาวฤกษ์ โครงสร้างและการเปลี่ยนแปลงของกาแล็กซี ที่นักดาราศาสตร์เฝ้าสังเกตมานานหลายร้อยปี ซึ่งไม่เคยเห็นมาก่อน เป็นการมองออกไปในเอกภพอย่างกว้างไกล

ภาพกาแล็กซีล้อเกวียนจากกล้องฮับเบิล

(Cr.https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cartwheel_Galaxy-_Astronomers_Do_Flips_Over_Cartwheel_Galaxy_(2940633427).jpg)