<script language="JavaScript" src="http://www.vcharkarn.com/javafeed/article/110" type="text/javascript"></script>

ดวงตาของฮับเบิล: กล้อง WFPC2 การทำงานอย่างคร่าวๆของกล้องสำคัญบนยานฮับเบิล ผู้เขียน: พวงร้อย ชมแล้ว: 26,652 ครั้ง post ครั้งแรก: Mon 22 January 2007, 8:55 am ปรับปรุงล่าสุด: Mon 22 January 2007, 11:58 am อยู่ในส่วน: vservice, ฟิสิกส์, ดาราศาสตร์, ปัญหาเชาวน์, คณิตศาสตร์

ภาพจากฮับเบิ้ล สร้างความตื่นตะลึงให้ชาวโลกมานับไม่ถ้วน แต่ถ้าเราสามารถขี่ยานไปดูเอง จะได้เห็นสีสรรค์จรรโลงใจเช่นนี้หรือไม่ สีสวยๆพวกนี้เป็นสีจริงๆหรือเปล่า คำถามพวกนี้ถ้าตอบโดยเอาสายตาของมนุษย์เป็นเกณฑ์เท่านั้น ก็คงต้องตอบว่าไม่ใช่ในบางกรณี และใช่ในบางกรณี การถ่ายรูปของกล้องดูดาวโดยทั่วไปไม่เหมือนกันที่เราใช้กล้องถ่ายภาพบนโลก เพราะโฟตอนที่เราได้รับจากดาวอันไกลโพ้นมีน้อยมาก การพยายามจับโฟตอนให้ได้มากที่สุด เราก็ต้องซอยช่วงคลื่นให้แคบลงกว่าที่ตามนุษย์จะมองเห็นตามปกติได้ จึงต้องรับภาพมาหลายๆช่วงคลื่นดังที่กล่าวมาแล้ว แล้วเอามาประกอบกันทีหลัง เมื่อตอนนำมาประกอบกันนี้ เราจึงสามารถ"กำหนด"ใช้สีอะไรแทนคลื่นช่วงไหนก็ได้ ขึ้นอยู่กับว่า นักวิทยาศาตร์ต้องการเห็นส่วนใดเป็นพิเศษ กล้องดูดาวไม่ได้มีไว้เพื่อถ่ายภาพสวยๆเป็นบุญตาให้เราดูว่า ถ้าเราท่องไปในอวกาศแล้วจะเห็นดาวเป็นอย่างไร แต่มีไว้เพื่อทำหน้าที่หลัก คือเพื่อศึกษาว่าดาวประกอบด้วยอะไร ระบบมันทำงานอย่างไร ฯลฯ เรื่องความสุนทรีย์เป็นเพียงผลพลอยได้เท่านั้น แต่ละภาพจากฮับเบิ้ล จึงจะมีรายละเอียดบอกไว้ว่าเป็นภาพในคลื่นรังสีอะไร เพื่อศึกษาความเป็นไปในพลังงานช่วงนั้นๆ สี จึงเป็นเพียงเครื่องมืออย่างหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์ใช้เป็นที่อ้างอิง ที่บางครั้งก็เพียงเพื่อบอกว่า ที่ตรงนั้นๆมีพลังงานในระดับใดเท่านั้นเอง หาใช่สีจริงๆที่ตาของเราจะเห็นได้ไม่ การที่เราได้รู้ว่า ส่วนไหนมีระดับพลังงานเท่าใด ก็ช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจกลไกทางฟิสิกส์ของดวงดาวได้ดีขึ้น

ดังตัวอย่าง ในภาพ เป็นภาพที่กล้องวิฟพิคทู ถ่ายในช่วงคลื่น
สี แดง	เขียว	น้ำเงิน

มารวมกันให้ออกมาได้ภาพรวมเช่นนี้ ซึ่งจะเป็นสีที่ใกล้เคียงกับที่เรามองเห็นได้

เนื่องจากการทำงานของสายตามนุษย์ จะผสมสีกันเองในสมองของเรา จริงๆแล้วประสาทตาแต่ละส่วนของเรา ก็แยกหน้าที่กันรับคลื่นที่ต่างกันนั่นแหละ จากคลื่นต่างๆที่เรติน่ารับมา เรติน่า หรือปลายประสาทรับคลื่นแสงในลูกตาของเรา ก็มีความไวต่อคลื่นแสงต่างๆกัน ทำให้แต่ละส่วนประสาทตาก็รับคลื่นแสงที่ซอยออกต่างกันไปเล็กน้อย ที่มาจาก "สี" ต่างกัน แล้วสมองจะผสมผสานกันทีหลังให้เกิดเป็นภาพสีรวมขึ้นมาทีหลัง การทำงานของ ซีซีดี ก็คล้ายๆกันกับการทำงานของประสาทตาของคน(ที่เราไม่รู้สึกตัว)นั่นเอง เราเลียนแบบภาพที่สมองของเราจะรับรู้ได้ ด้วยการเอาภาพที่รับมาในคลื่นความถี่ต่างๆกัน แล้วมากำหนดสีผสมกันทีหลัง หากผสมให้ถูกส่วนเช่นกันกับตาของเรา ก็จะได้ภาพ "ธรรมชาติ" คือใกล้เคียงตามที่ "ตามนุษย์" จะรับรู้ แต่ในบางครั้ง นักดาราศาสตร์ต้องการศึกษาโครงสร้างในคลื่นรังสีอื่นที่มนุษย์มองไม่เห็น "ตามธรรมชาติ" ก็จะมีการ "กำหนด" สีเอามาใช้แทนรังสีนั้นๆ ภาพในรังสีอื่นที่ตาคนมองไม่เห็น จึงเป็นภาพที่ "ไม่เป็นธรรมชาติ" เมื่อเอาภาพรวมที่ตาคนมองเห็นเป็นหลักอ้างอิง

ตัวอย่างภาพสี "ธรรมชาติ" ของฮับเบิ้ล




ภาพ กาแล้กซี่ Sombrero หรือหมวกเม็กซิกัน ซึ่งเป็นกาแล้กซี่ที่อายุค่อนข้างมาก สังเกตจากสีออกเหลือง ไม่มีดาวใหม่ๆที่จะออกสีฟ้าที่ปลายแขนกังหันมาก ในรูปที่เคยถ่ายด้วยกล้องดูดาวภาคพื้นดิน(โดย Anglo-Australian Observatory) จะมองไม่เห็นโครงสร้างของแขนมากนัก เพราะมุมมองจากโลกจะมองจากขอบตรงๆ แต่ฮับเบิ้ลสามารถเก็บรายละเอียดได้มากกว่า จึงเห็นได้ชัดว่า แขน spiral arms ของกาแล้กซี่นี้บิดเบี้ยวไปเล็กน้อย ไม่ตรงกับแนวระนาบของขอบ ซึ่งนักทฤษฎีอธิบายว่า คงจะมาจากแรงชนปะทะกับกาแล้กซี่อื่นในอดีตมาก่อน


ตัวอย่างภาพที่ถ่ายในคลื่นแสง อินฟราเรด




ภาพดาวเสาร์ในรังสีอินฟราเรด ซึ่งมีพลังงานต่ำกว่าที่ตาคนสามารถมองเห็นได้ นักดาราศาสตร์ที่ถ่ายภาพ เทียบสีโดยกำหนดให้ใช้ สีน้ำเงินแทนช่วงคลื่นอินฟราเรดที่มีพลังงานมากที่สุด(ความยาวคลื่นสั้นที่สุด) สีเขียวแทนคลื่นช่วงกลาง และ สีแดงแทนคลื่นช่วงที่มีพลังงานน้อยที่สุด ในช่วงคลื่นอินฟราเรดที่จับภาพมาได้ จึงเป็นสีที่ตาเราจะมองไม่เห็นเป็นอย่างนี้ แต่จะช่วยให้นักดาราศาสตร์ ศึกษารายละเอียดของชั้นเมฆในบรรยากาศของดาวเสาร์ ที่"ปกติ" เราไม่มีทางศึกษาได้จากกล้อง "ธรรมดา" ที่จับภาพในคลื่นแสงที่ตาคนมองเห็น


สีสันสดสวยเหล่านี้ มาจากส่วนประกอบทางเคมีที่ต่างกันของชั้นเมฆในบรรยากาศชั้นบน ของแถบละติจูดต่างกัน ที่ช่วยให้เราเข้าใจกลไกทางพลศาสตร์ของบรรยากาศดาวเสาร์ได้ดีขึ้นด้วย


ในแถบศูนย์สูตร เมฆสะท้อนรังสีกลับได้มากที่สุด จากมุมมองของฮับเบิ้ล จึงได้ทั้งคลื่นที่กำหนดให้เป็นสีเขียวและแดงผสมกันออกมาเป็นสีเหลือง(ตามการผสมคลื่นแสงแบบนี้ ไม่ใช่สีที่ได้ออกมาเวลาผสมสีวาดรูป) เหนือขึ้นไปแถบขั้วดาว ชั้นเมฆชั้นบนมีมุมสะท้อนไม่ตรงมาก จึงสะท้อนรังสีกลับมาไม่มาก ทำให้เราสามารถมอง "ทะลุ" ลงไปในชั้นเมฆได้มากกว่าแถบศูนย์สูตร เมฆชั้นล่างลงไปมีพลังงานมากกว่า จึงสะท้อนสีน้ำเงินออกมาดังภาพ



ตัวอย่างภาพที่ "เล่นสีเสริม"



ภาพ เนบิวล่าตาแมว เป็น เนบิวล่าดาวเคราะห์ คือดาวฤกษ์ขนาดใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์ ที่ใกล้ถึงจุดดับของชีวิต กำลังโยนสาดมวลสารออกสู่อวกาศ ด้วยแรงปะทะจากการระเบิดภายใน ที่ให้พลังงานให้มวลแต่ละส่วนแต่ละสาร เปล่งแสงเรืองออกมาต่างกันแล้วแต่ธาตุของมวลเหล่านั้น

ภาพนี้ ถ่ายมาตรงคลื่นแสงจำเพาะ ที่ธาตุบางอย่างเปล่งแสงออกมาเมื่ออีเลคตรอนคายพลังงานที่ได้รับออก โดยกำหนด สี ให้ สีแดง แทนคลื่นที่เปล่งจาก อะตอมของไฮโดรเจน สีน้ำเงิน จาก อะตอมของออกซิเจน และ สีเขียว จากไออ้อนของไนโตรเจน(คืออะตอมไนโตรเจนที่สูญอีเลคตรอนไปหนึ่งตัว)

---

Hot Links

คลังข้อสอบ | ข่าววิชาการ
เล่นกล/เกม | อ่านนิยาย
ข่าวทุนการศึกษา | ลิงค์

ขอบคุณผู้สนับสนุน