พบดาวแคระน้ำตาลอายุน้อยกลุ่มแรกนอกทางช้างเผือก
พบดาวแคระน้ำตาลอายุน้อยกลุ่มแรกนอกทางช้างเผือก
ใกล้ขอบของดาราจักรบริวาร Small Magellanic Cloud ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 200,000 ปีแสง มีกระจุกดาวเกิดใหม่ที่ชื่อ NGC 602 ภาพจากกล้อง James Webb Space Telescope เผยให้เห็นบริเวณที่คล้ายกับยุคเริ่มต้นของเอกภพ เนื่องจากมีธาตุหนักน้อยมาก และยังพบเมฆฝุ่นหนาแน่นและแก๊สที่มีการแตกตัวของไอออน บ่งบอกถึงการก่อตัวของดาวฤกษ์ ซึ่งเป็นโอกาสที่ดีในการศึกษากระบวนการก่อตัวของดาวภายใต้สภาวะต่างจากระบบสุริยะ - Cr. NIRCam and MIRI image
ทีมดาราศาสตร์นานาชาติใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ของ NASA/ESA/CSA ในการตรวจพบกลุ่มดาวแคระน้ำตาลอายุน้อยกลุ่มแรกที่อยู่นอกทางช้างเผือก ในกระจุกดาว NGC 602
ภาพถ่ายบริเวณชั้นนอกของเมฆแมเจลแลนเล็ก ซึ่งเป็นดาราจักรบริวารของทางช้างเผือก ห่างจากโลกประมาณ 200,000 ปีแสง บริเวณนี้คือที่ตั้งของกระจุกดาว NGC 602 ซึ่งสภาพแวดล้อมในกระจุกนี้คล้ายกับสภาพแวดล้อมในเอกภพยุคแรก ๆ โดยมีธาตุที่หนักกว่าธาตุไฮโดรเจนและฮีเลียมในปริมาณต่ำ การมีอยู่ของเมฆมืดที่มีฝุ่นหนาแน่น และการที่กระจุกดาวนี้อุดมไปด้วยก๊าซไอออไนซ์ แสดงให้เห็นว่ากำลังเกิดการก่อตัวของดาว นอกจากนี้ NGC 602 ยังมีบริเวณ HII หรือ N90 ซึ่งมีเมฆของไฮโดรเจนอะตอมไอออไนซ์ ทำให้กระจุกดาวนี้เป็นโอกาสที่มีค่าสำหรับการศึกษาว่าดาวสามารถก่อตัวขึ้นได้อย่างไรภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างไปจากที่พบใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์
ทีมดาราศาสตร์นานาชาตินี้ ซึ่งรวมถึงปีเตอร์ ซายด์เลอร์, เอเลนา ซับบี, เอเลนา แมนจาวาคัส และอันโตเนลลา โนตา ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์เจมส์ เวบบ์ในการสังเกตการณ์ NGC 602 และค้นพบตัวเลือกสำหรับดาวแคระน้ำตาลอายุน้อยกลุ่มแรกนอกทางช้างเผือก
"ด้วยความไวและความละเอียดที่น่าทึ่งของกล้องในช่วงความยาวคลื่นที่เหมาะสม เราจึงสามารถตรวจพบวัตถุเหล่านี้ได้จากระยะไกลขนาดนี้" ปีเตอร์ ซายด์เลอร์ จาก AURA/STScI สำหรับ European Space Agency กล่าว “ไม่เคยทำได้มาก่อนและจะยังคงเป็นไปไม่ได้สำหรับกล้องโทรทรรศน์บนพื้นโลกในอนาคตอันใกล้”
ผลงานของศิลปินแสดงให้เห็นดาวแคระน้ำตาลที่มีชื่อว่า 2MASSJ22282889-431026 กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและสปิตเซอร์ของ NASA สำรวจวัตถุนี้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับบรรยากาศที่ปั่นป่วนของมัน - Cr. NASA/JPL-Caltech
ดาวแคระน้ำตาลเป็นญาติขนาดใหญ่ของดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ โดยมีมวลตั้งแต่ประมาณ 13 ถึง 75 เท่าของดาวพฤหัสบดี และบางครั้งก็มีมวลน้อยกว่านั้น ดาวแคระน้ำตาลเป็นดาวที่ลอยอยู่อย่างอิสระ ไม่ได้ถูกดึงดูดด้วยแรงโน้มถ่วงของดาวอื่น ๆ เหมือนกับดาวเคราะห์นอกระบบ อย่างไรก็ตาม บางดวงมีลักษณะบางอย่างคล้ายกับดาวเคราะห์นอกระบบ เช่น องค์ประกอบของชั้นบรรยากาศและรูปแบบของพายุ และมีบางดวงที่ยังคงพยายามสร้างระบบสุริยะของตนเองขึ้นมาอย่างน่าทึ่ง
"จนถึงตอนนี้ เรารู้จักดาวแคระน้ำตาลประมาณ 3,000 ดวง แต่ทั้งหมดอยู่ในกาแล็กซีของเราเอง" เอเลนา แมนจาวาคัส จาก AURA/STScI กล่าวเสริมสำหรับ European Space Agency
"การค้นพบนี้แสดงให้เห็นถึงพลังของการใช้กล้องโทรทรรศน์ทั้งฮับเบิลและเวบบ์ในการศึกษากระจุกดาวอายุน้อย" อันโตเนลลา โนตา สมาชิกทีม และผู้อำนวยการสถาบันวิทยาศาสตร์อวกาศนานาชาติในสวิตเซอร์แลนด์ และอดีตนักวิทยาศาสตร์โครงการเวบบ์ของ ESA กล่าว
"ฮับเบิลแสดงให้เห็นว่า NGC 602 มีดาวมวลต่ำอายุน้อย แต่เพียงการใช้กล้องเวบบ์ เราจึงสามารถเห็นขอบเขตและความสำคัญของการก่อตัวดาวมวลต่ำในกระจุกนี้ ฮับเบิลและเวบบ์เป็นคู่กล้องโทรทรรศน์ที่ทรงพลังอย่างน่าทึ่ง!"
"ดาวแคระน้ำตาลดูเหมือนจะก่อตัวขึ้นในแบบเดียวกับดาว แต่พวกมันไม่สะสมมวลได้มากพอที่จะกลายเป็นดาวได้อย่างสมบูรณ์ ผลการศึกษาของเราสอดคล้องกับทฤษฎีนี้" ปีเตอร์กล่าวเพิ่มเติม
การเกิดขึ้นของดาวแคระน้ำตาลสอดคล้องกับกับทฤษฎีที่ว่า ดาวแคระน้ำตาลเกิดจากการรวมตัวของกลุ่มก๊าซคล้ายกับดาวฤกษ์ทั่วไปเพียงแต่ว่ามันไม่สามารถที่จะรวมมวลได้มากพอที่จะจุดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันได้เท่านั้น
ภาพถ่ายของกระจุกดาวเกิดใหม่ที่ชื่อ NGC 602 แสดงให้เห็นการเปรียบเทียบมุมมองระหว่าง ฮับเบิล (บน) และเวบบ์ (ล่าง) ซึ่งให้รายละเอียดที่แตกต่างกัน - Cr. NIRCam and MIRI image
ข้อมูลของทีมรวมถึงภาพใหม่จากกล้อง NIRCam ของกล้องเวบบ์ที่แสดงให้เห็นถึงกระจุกดาว NGC 602 ซึ่งในภาพนี้เห็นดาวในกระจุก ดาวอายุน้อย และแนวฝุ่นก๊าซที่อยู่โดยรอบ นอกจากนี้ยังมีดาราจักรพื้นหลังจำนวนมากและดาวอื่น ๆ ในเมฆแมเจลแลนเล็ก
“นี่เป็นการค้นพบที่สำคัญในฐานะตัวอย่างแรกของดาวแคระน้ำตาลนอกทางช้างเผือก” เอเลนากล่าวเสริม "เราต้องเตรียมพร้อมสำหรับการค้นพบที่น่าทึ่งจากวัตถุใหม่นี้!"
การสังเกตการณ์เหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ JWST GO หมายเลข #2662 (PI: P. Zeidler) โดยผลการศึกษานี้ได้รับการตีพิมพ์ใน The Astrophysical Journal.
ที่มา: https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Webb/First_young_brown_dwarfs_found_outside_the_Milky_Way, https://www.ibtimes.co.in/nasa-milky-way-could-be-home-100-billion-brown-dwarfs-here-are-7-things-you-should-know-about-733916
###########################################################
นี่คือผลงานของศิลปินที่วาดภาพดาวเคราะห์ขนาดยักษ์ชื่อว่า 2M1207b ดาวเคราะห์ที่มีมวลมากกว่าดาวพฤหัสถึง 4 เท่า และโคจรอยู่ห่างจากดาวแคระน้ำตาลที่ชื่อ 2M1207 (วัตถุสีแดงสดที่มองเห็นในพื้นหลัง) 8,000 ล้านกิโลเมตร อัตราการหมุนรอบตัวเองของดาวพฤหัสยักษ์ดวงนี้วัดได้จากการศึกษาการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของแสงอินฟราเรดที่ดาวเคราะห์ร้อนแผ่ผ่านชั้นบรรยากาศที่มีเมฆมากและมีสีแตกต่างกัน ดาวเคราะห์นี้หมุนรอบตัวเองทุก ๆ 10 ชั่วโมง ซึ่งเท่ากับอัตราเดียวกับดาวพฤหัส เนื่องจากดาวเคราะห์นี้มีอายุน้อย จึงยังคงหดตัวภายใต้แรงโน้มถ่วงและแผ่ความร้อนออกมา ชั้นบรรยากาศร้อนมากจนทำให้เกิดแก้วหลอมละลายและเหล็กหลอมเหลวปกตลุมทั่วทั้งดาว ดาวเคราะห์นี้อยู่ห่างออกไปเพียง 170 ปีแสง - NASA, ESA, and G. Bacon (STScI)
ดาวแคระน้ำตาลบางดวงสามารถมีระบบสุริยะของตนเองได้ แม้ว่าจะไม่ได้เป็นระบบสุริยะขนาดใหญ่เหมือนที่มีดาวเคราะห์หลายดวงโคจรล้อมรอบเหมือนดวงอาทิตย์ก็ตาม ดาวแคระน้ำตาลคือวัตถุที่มีมวลระหว่างดาวเคราะห์ขนาดใหญ่และดาวฤกษ์ขนาดเล็ก มันมีมวลไม่มากพอที่จะเกิดการหลอมรวมไฮโดรเจนแบบดาวฤกษ์ทั่วไป ดังนั้นดาวแคระน้ำตาลจึงส่องแสงได้น้อยและมักปล่อยรังสีอินฟราเรดอ่อนๆ ออกมาแทน
ดาวแคระน้ำตาลบางดวงมีดาวเคราะห์หรือวัตถุคล้ายดาวเคราะห์โคจรล้อมรอบเหมือนระบบสุริยะขนาดเล็ก การค้นพบนี้มาจากการสังเกตทางดาราศาสตร์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าดาวแคระน้ำตาลบางดวงสามารถมีวัตถุขนาดเล็กที่เรียกว่า
"substellar companions" โคจรอยู่ เช่น ดาวเคราะห์ยักษ์ก๊าซที่มีมวลมากพอสมควร
ตัวอย่างเช่น ดาวแคระน้ำตาลที่ชื่อว่า
2M1207 ซึ่งมีดาวเคราะห์ขนาดยักษ์ชื่อว่า
2M1207b โคจรล้อมรอบ ถือเป็นตัวอย่างแรก ๆ ที่ค้นพบว่าดาวแคระน้ำตาลสามารถมีดาวเคราะห์บริวารได้
อ้างอิง: https://esahubble.org/images/opo1605a
###########################################################
นักวิทย์ฯ ญี่ปุ่น เผยภาพใหม่ Sagittarius A* หลุมดำกลางทางช้างเผือก ที่อาจพลิกโฉมความจริงเดิม
นี่คือภาพแรกของ Sgr A* ที่นักวิจัยจากหอดูดาวแห่งชาติญี่ปุ่น (NAOJ) ระบุว่าภาพนี้อาจไม่แม่นยำทั้งหมด - Cr. EHT
ภาพหลุมดำที่ใจกลางกาแล็กซีของเราอาจไม่ตรงกับความเป็นจริง การวิเคราะห์ข้อมูลใหม่อีกครั้งเผยจากนักวิทยาศาสตร์อิสระเผยให้เห็นว่าภาพหลุมดำ Sagittarius A* (ซาจิททาริอัสเอ*) ที่โด่งดังนั้นอาจมีอะไรผิดพลาดซ่อนอยู่
ย้อนในปี 2019 นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกได้พยายามจับภาพหลุมดำขนาดยักษ์ที่อยู่ห่างไกลมากกว่า 50 ล้านปีแสงที่ชื่อว่า
M87 มันเป็นหลุมดำขนาดเท่ากับดวงอาทิตย์ 6.5 พันล้านดวงซึ่งภาพนั้นได้สร้างความตื่นเต้นไปทั่วโลก และนับเป็นครั้งแรกสุดที่มนุษยชาติสามารถถ่ายภาพหลุมดำจริง ๆ ได้เป็นครั้งแรกในธรรมชาติ
เช่นเดียวกันอีก 3 ปีต่อมานักวิทยาศาสตร์ก็ได้เผยภาพหลุมดำมวลมหาศาลที่อยู่ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือกซึ่งมีชื่อว่า
Sagittarius A* (Sgr A*) และนับเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ที่ทำให้เรารู้ว่ากาแล็กซีของเรามีหลุมดำแบบใดซ่อนอยู่ และข้อมูลก็ให้ประโยชน์มากมายในการศึกษาหลุมดำ
ผลงานอันยิ่งใหญ่ทั้งสองนี้เกิดจากโครงการที่ชื่อ
‘กล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์’ หรือ
Event Horizon Telescope (EHT) ที่ได้เก็บรวมรวบข้อมูลแสงทั้งหมดจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุภาคพื้นดิน 8 ตัวเข้ามาประมวลผลผ่านการทำนายของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์
จากนั้นได้สร้างออกมาเป็นภาพด้วยอัลกอริทึมอีกหลายตัวที่แต่ละตัวต่างมีสมมติฐานของหลุมดำแตกต่างกันและเป็นอิสระต่อกัน ตามมาด้วยการยืนยันอย่างละเอียดผ่านแบบจำลองที่ผู้เชี่ยวชาญพัฒนาขึ้นมาจากข้อมูลดิบ ผลลัพธ์ทั้งหมดต่างสอดตล้องกันจึงได้ออกมาเป็นภาพหลุมดำแรกสุดที่เราเห็น
“วิธีการเหล่านี้ได้รับการตรวจสอบยืนยันอย่างละเอียด ผ่านการจำลองที่เลียนแบบข้อมูลดิบอย่างละเอียด โดยพบว่าผลลัพธ์นั้นสอดคล้องกันตลอดระยะเวลาการสังเกตการณ์แยกกัน 2 วัน” แถลงการจากโครงการกล้องโทรทรรศน์ข้อบฟ้าเหตุการณ์ระบุ
ภาพหลุมดำ M87 และ Sgr A* ต่างก็แสดงให้เห็นไปในลักษณะเดียวกันโดยมีหลุมดำที่มืดสนิทอยู่ตรงกลางเนื่องจากมันดูดกลืนแสงจนไม่สามารถหนีออกมาได้ เราจึงไม่สามารถเห็นอะไรเลยนอกจากความมืด ขณะที่รอบข้างนั้นถูกหมุนวนด้วยจานดิสก์ที่เต็มไปด้วยสสารซึ่งถูกเหวี่ยงด้วยความเร็วสูงจนเปล่งแสงออกมา
มันเป็นภาพที่สอดคล้องกับทุกอย่างที่ผ่านมาตั้งแต่การทำนายของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป และแบบจำลองหลุมดำทั้งหมด กล่าวอีกอย่าง หลุมดำทุกแห่งต่างประพฤติตัวเช่นนี้ อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์ใหม่ของนักวิจัยจากหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์แห่งชาติญี่ปุ่น (NAOJ) ชี้ว่ามีบางอย่างผิดพลาดไป
ดูหลุมดำ Sagittarius A* ของทางช้างเผือกในภาพโพลาไรซ์ที่น่าทึ่งจากกล้องโทรทรรศน์ Event Horizon Telescope
เนื่องจาก Sgr A* เคลื่อนที่ไปมามากเมื่อนักดาราศาสตร์พยายามถ่ายภาพ จึงยากที่จะสร้างภาพที่ไม่ผ่านโพลาไรซ์ได้ นักดาราศาสตร์สังเกต Sgr A* โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ที่เชื่อมต่อกันแปดตัวจากทั่วโลก จึงได้สร้างกล้องโทรทรรศน์ขนาดเท่าโลกที่เรียกว่า EHT ขึ้นมา กล้องโทรทรรศน์ดังกล่าวรวมถึง Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) และ Atacama Pathfinder Experiment (APEX) ที่ ESO เป็นเจ้าภาพ ซึ่งทั้งสองกล้องตั้งอยู่ในชิลีตอนเหนือ
ภาพของ Sagittarius A* (Sgr A*) ที่ถ่ายด้วย Event Horizon Telescope (EHT) เผยให้เห็นสนามแม่เหล็กที่มีพลังและเป็นระเบียบที่หมุนวนจากขอบของดาว โครงสร้างของสนามแม่เหล็กนั้นคล้ายคลึงกับหลุมดำที่ใจกลางกาแล็กซี M87 อย่างน่าขนลุก ซึ่งบ่งชี้ว่าสนามแม่เหล็กที่มีพลังอาจพบได้ทั่วไปในหลุมดำทุกแห่ง - Cr. ETH
ข้อมูลเก่าแต่ภาพใหม่
การวิเคราะห์ดังกล่าวใช้ข้อมูลดิบที่รวบรวมมาจาก EHT เช่นเดียวกัน แต่นำมาตีความใหม่อีกครั้งเพื่อสร้างตรวจสอบว่าหลุมดำที่ Sgr A* ที่อยู่ห่างออกไป 26,000 ปี ณ ใจกลางทางช้างเผือกของเรานั้นเป็นแบบที่ได้มาในตอนแรกหรือแตกต่างออกไป
ผลลัพธ์นั้นน่าประหลาดใจ พวกเขาได้ภาพที่แตกต่างออกไปเล็กน้อย พร้อมกับโต้แย้งว่า
ปรากฏการณ์ส่วนหนึ่งของภาพหลุมดำ Sgr A* นั้นอาจเป็นสิ่งที่ถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยอัลกอริทึมหรือไม่ก็กระบวนการสร้างภาพอื่น ๆ
“ภาพของเรายืดออกเล็กน้อยในทิศทางตะวันออก-ตะวันตก และครึ่งทางตะวันออกสว่างกว่าครึ่งทางตะวันตก” มาโกโตะ มิโยชิ (Makoto Miyoshi) ผู้นำการวิเคราะห์ใหม่จาก NAOJ กล่าวในรายงานที่เผยแพร่บนวารสาร Royal Astronomical Society
“เราตั้งสมมติฐานว่าภาพวงแหวนเกิดจากข้อผิดพลาดระหว่างการวิเคราะห์ภาพของ EHT และส่วนหนึ่งของภาพนั้นเป็นสิ่งประดิษฐ์ ไม่ใช่โครงสร้างทางดาราศาสตร์ที่แท้จริง”
ภาพใหม่จากทีมวิจัยญี่ปุ่นนี้มีหลุมดำที่คล้าย ๆ กับภาพแรก แต่จานดิสก์ที่ส่องสว่างของพวกเขานั้น ‘ยืด’ ออกมากกว่าเดิมและมีความสว่างที่ไม่เท่ากัน กล่าวอย่างง่าย มันเป็นหลุมดำที่ดูเรียวกว่าภาพแรก พวกเขาเชื่อว่าที่มันเป็นลักษณะนี้ก็เพราะหลุมดำกำลังหมุนด้วยความเร็วประมาณ 60% ของความเร็วแสง
ภาพวิทยุของหลุมดำกลุ่ม Sagittarius A* ที่ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือก ซึ่งได้มาจากการวิเคราะห์ใหม่โดยการวิจัยใหม่ โครงสร้างมีลักษณะยาวจากตะวันออกไปตะวันตก ด้านตะวันออกสว่างและด้านตะวันตกมืด ซึ่งทีมวิจัยตีความว่าด้านตะวันออกกำลังเคลื่อนตัวเข้าหาเรา - Cr. Miyoshi et al.
นอกจากนี้พวกเขาก็ได้ระบุเพิ่มเติมว่ายังมีความเป็นไปได้ที่จะมีโครงสร้าง
‘เจ็ต’ ขนาดใหญ่อยู่ด้วย เพื่อความยุติธรรมของทั้งสองฝ่าย สิ่งที่ต้องเน้นย้ำเสมอคือมีปัจจัยจำนวนมากที่ส่งผลต่อรูปร่างดิสก์ของหลุมดำได้ ไม่ว่าจะเป็นการหมุนของหลุมดำ อัตราการเพิ่มมวล (ปริมาณวัตถุที่ตกลงไปในดิสก์) โมเมนตัมเชิงมุมของวัสดุ ไม่เพียงเท่านั้นมันยังอยู่ห่างไหลออกไปหลายหมื่นปีแสงด้วย
“ไม่มีกล้องโทรทรรศน์ใดที่จะสามารถจับภาพดาราศาสตร์ได้อย่างสมบูรณ์” มิโยชิ เน้นย้ำ การถ่ายภาพหลุมดำจึงเป็นงานที่ยากอย่างเหลือเชื่อ ทุกอย่างมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา หลุมดำไม่ได้เป็นนางแบบที่สามารถโพสต์ท่านิ่ง ๆ ให้สามารถกดชัตเตอร์ถ่ายได้อย่าง่าย ๆ
ทาง
EHT ได้ออกแถลงการณ์ตอบกลับว่า
“ยินดีรับการวิเคราะห์และการตีความอย่างอิสระ รวมถึงการวิจารณ์เกี่ยวกับผลการศึกษาที่เผยแพร่” อย่างไรก็ตามพวกเขายืนยันว่าการวิเคราะห์อิสระ 4 ครั้งที่ผ่านมาก็ได้โครงสร้างที่คล้ายกับภาพแรก
แน่นอนว่ามันมีความเป็นไปได้ทั้งหมด อาจถูกทั้งคู่ อาจผิดทั้งคู่ หรืออาจมีใครถูก แต่การถกเถียงอย่างมีหลักฐานและการวิเคราะห์ที่เป็นเหตุเป็นผลต่างก็ทำให้วิทยาศาสตร์ก้าวหน้า สำหรับในกรณีนี้พวกเขาต้องการเวลาเพิ่มเติมในการพิสูจน์โดยหวังว่าจะให้ภาพที่ชัดเจนขึ้น
ที่มา: https://ngthai.com/science/74967/black-hole-sagittarius-a, https://www.sciencealert.com/scientists-say-something-is-wrong-in-this-iconic-black-hole-image, https://academic.oup.com/mnras/article/534/4/3237/7660988?login=false
###########################################################
What is the speed of light?
Spoil
ความเร็วแสงในสุญญากาศ เป็นค่าคงที่ทางฟิสิกส์สากล - Cr. kardashev
ความเร็วแสง เป็นหนึ่งในหลักการสำคัญของฟิสิกส์ ความเร็วของแสงในสุญญากาศอยู่ที่ประมาณ 299,792,458 เมตรต่อวินาที หรือประมาณ 186,282 ไมล์ต่อวินาที หลักการนี้เป็นพื้นฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของไอน์สไตน์ ซึ่งกล่าวว่าความเร็วแสงเป็นขีดจำกัดความเร็วสูงสุดในเอกภพ ไม่มีวัตถุที่มีมวลสามารถเดินทางได้เร็วกว่านี้ เนื่องจากความเร็วแสงมีบทบาทสำคัญในการกำหนดมาตรฐานหน่วยวัดระยะทาง เช่น หน่วยเมตร
นอกจากนี้ ความเร็วแสงยังเกี่ยวข้องกับการวัดระยะทางในระดับดาราศาสตร์ โดยใช้ปีแสงเป็นหน่วย (คือระยะทางที่แสงเดินทางได้ในหนึ่งปี) และใช้ในการคำนวณระยะห่างของดาวเคราะห์หรือกาแล็กซีอื่น ๆ ทฤษฎีสัมพัทธภาพยังอธิบายว่าหากวัตถุเคลื่อนที่เข้าใกล้ความเร็วแสง เวลาจะเคลื่อนที่ช้าลงสำหรับวัตถุนั้น ซึ่งเป็นแนวคิดที่เรียกว่า time dilation (การยืดเวลาของเวลา)
การเดินทางด้วยความเร็วสูงกว่าความเร็วแสงเป็นหัวข้อที่น่าสนใจในทั้งวิทยาศาสตร์และนิยายวิทยาศาสตร์ แนวคิดหนึ่งคือการใช้ "warp drive" หรือการโค้งงออวกาศ-เวลา ซึ่งเคยปรากฏในนิยายวิทยาศาสตร์ เช่น Star Trek อย่างไรก็ตาม ในทางฟิสิกส์จริง การเร่งความเร็ววัตถุที่มีมวลให้ถึงความเร็วแสงต้องใช้พลังงานที่ไม่มีที่สิ้นสุด ซึ่งทำให้ความเร็วแสงกลายเป็นข้อจำกัดที่แทบจะข้ามไม่ได้
อ้างอิง: https://www.space.com/15830-light-speed.html, https://kardashev.fandom.com/wiki/Speed_of_light
NIRSpec (Near Infrared Spectrograph) และ MIRI (Mid-InfraRed Instrument) เป็นเครื่องมือหลักของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ที่ช่วยสำรวจวัตถุในอวกาศที่ห่างไกล
Spoil
ภาพกราฟิกของเครื่องมือ NIRCam 2 ภาพของดาวอังคารของ Webb ถ่ายเมื่อวันที่ 5 กันยายน 2022 - Cr. NASA, ESA, CSA, STScI, ทีม Mars JWST/GTO
NIRSpec ออกแบบมาเพื่อแยกแสงจากวัตถุในช่วงอินฟราเรดใกล้ ช่วยวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมี อายุ และอุณหภูมิของกาแล็กซี ดาวเคราะห์ และดาวเกิดใหม่ โดยสามารถสังเกตวัตถุได้หลายร้อยชิ้นพร้อมกันด้วยเทคนิค
“multi-object spectroscopy”
MIRI ทำงานในช่วงอินฟราเรดกลาง สามารถตรวจจับดาราจักรและดาวเคราะห์ที่มีอุณหภูมิต่ำหรือฝุ่นหนาแน่น MIRI จึงเหมาะสำหรับการสำรวจเนบิวลา การก่อตัวของดาว และสภาวะที่ใกล้เคียงกับการเกิดระบบสุริยะ
ภาพทดสอบ MIRI นี้ (ที่ 7.7 ไมครอน) แสดงส่วนหนึ่งของเมฆแมกเจลแลนใหญ่ กาแล็กซีบริวารขนาดเล็กของทางช้างเผือกนี้เป็นแหล่งรวมดาวฤกษ์หนาแน่นเพื่อทดสอบประสิทธิภาพของเวบบ์ - Cr. NASA/JPL-Caltech; MIRI: NASA/ESA/CSA/STScI
ภาพระยะใกล้ของ MIRI ถูกเปรียบเทียบกับภาพในอดีตของเป้าหมายเดียวกันที่ถ่ายด้วยกล้องอินฟราเรดอาร์เรย์ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ของ NASA (ที่ 8.0 ไมครอน) สปิตเซอร์ที่ปลดระวางแล้วเป็นหอสังเกตการณ์แห่งแรกที่ให้ภาพความละเอียดสูงของจักรวาลอินฟราเรดใกล้และอินฟราเรดกลาง เวบบ์มีกระจกหลักที่ใหญ่กว่าอย่างเห็นได้ชัดและตัวตรวจจับที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น จึงทำให้เราสามารถมองเห็นท้องฟ้าอินฟราเรดได้ชัดเจนขึ้น ทำให้สามารถค้นพบสิ่งใหม่ๆ ได้มากขึ้น
ตัวอย่างเช่น ภาพ MIRI ของเวบบ์แสดงก๊าซระหว่างดวงดาวในรายละเอียดที่ไม่เคยมีมาก่อน ที่นี่ คุณจะเห็นการแผ่รังสีจาก
"โพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน" (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons หรือ PAHs) ซึ่งเป็นโมเลกุลของคาร์บอนและไฮโดรเจนที่มีบทบาทสำคัญในสมดุลความร้อนและเคมีของก๊าซระหว่างดวงดาว เมื่อเวบบ์พร้อมที่จะเริ่มสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์ การศึกษาเช่นนี้โดยใช้ MIRI จะช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้รับทราบข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เกี่ยวกับการเกิดของดวงดาวและระบบดาวเคราะห์น้อย
อ้างอิง: https://esawebb.org/images/potm2205a, https://www.universetoday.com/157675/webb-turns-its-infrared-gaze-on-mars