NARIT เผย นักดาราศาสตร์ไทยใช้กล้องเจมส์ เว็บบ์ ตามรอยซูเปอร์โนวา พบผลิตฝุ่นเพิ่มเร็วเกินคาด อาจไขปริศนาต้นกำเนิดธาตุบนโลก

สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (NARIT) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) เผย ดร. สมาพร ติญญนนท์ นักวิจัย NARIT ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ (JWST) ติดตามซูเปอร์โนวา 2014C ค้นพบปริมาณฝุ่นที่เพิ่มมากขึ้น ในอัตราที่ไม่เคยพบมาก่อน บ่งชี้ถึงขีดจำกัดความเข้าใจการเกิดฝุ่นของซูเปอร์โนวา หรืออาจเผยให้เห็นถึงกระบวนการใหม่ที่ยังไม่เคยค้นพบมาก่อน งานวิจัยดังกล่าวตีพิมพ์ลงในวารสาร Astrophysical Journal เดือนมีนาคม 2025 ที่ผ่านมา

กล้องโทรทรรศน์อวกาศ เจมส์ เว็บบ์ (James Webb Space Telescope: JWST) ขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 25 ธันวาคม 2021 หลังจากที่ตัวยานผ่านขั้นตอนการพัฒนามากว่าหลายทศวรรษ และเริ่มเปิดให้ใช้งานครั้งแรกในวันที่ 12 กรกฎาคม 2022 ปัจจุบัน เป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่มีขนาดใหญ่ และทันสมัยที่สุด โคจรห่างจากโลก 1.5 ล้านกิโลเมตร ณ จุดลากรานจ์ที่ 2 รอบวงโคจรโลกและดวงอาทิตย์ ด้วยระยะทางห่างไกล ประกอบกับการติดตั้งโล่กันความร้อนจากโลกและดวงอาทิตย์ ทำให้เจมส์ เว็บบ์ เหมาะสมเป็นอย่างยิ่งต่อภารกิจสังเกตการณ์ในย่านอินฟราเรด

ด้วยขนาดหน้ากล้องใหญ่กว่า 6.5 เมตร และนวัตกรรมที่ทันสมัยที่สุดของกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่เคยมีในประวัติศาสตร์ ทำให้กล้องเจมส์ เว็บบ์ เป็นเครื่องมือหนึ่งที่ทรงพลังที่สุดของนักดาราศาสตร์ในการค้นคว้าวิจัยทางดาราศาสตร์ บวกกับนโยบายที่เปิดโอกาสให้กับนักดาราศาสตร์ทั่วโลกสามารถขอใช้งานได้ไม่ขึ้นกับสัญชาติ นี่จึงทำให้การยื่นขอใช้เวลากล้อง JWST นั้นเป็นหนึ่งในกระบวนการที่มีการแข่งขันสูงที่สุดในวงการดาราศาสตร์

สำหรับประเทศไทย ดร.สมาพร ติญญนนท์ นักวิจัย NARIT กลุ่มวิจัยจักรวาลวิทยาและฟิสิกส์ดาราศาสตร์พลังงานสูง เป็นหนึ่งในนักวิจัยที่ได้รับคัดเลือกข้อเสนอโครงการให้ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ JWST นับเป็นคนไทยคนแรกที่ได้เป็นหัวหน้าโครงการวิจัย (Principal Investigator) ที่ใช้ JWST ภายใต้ภารกิจการศึกษาติดตามซูเปอร์โนวา

ซูเปอร์โนวา 2014C เมื่อดาวฤกษ์มวลมากสิ้นอายุขัยลง เชื้อเพลิงที่หมดไปในแกนกลางจะไม่สามารถต้านทานแรงโน้มถ่วงอันมหาศาลได้อีกต่อไป ส่งผลให้ดาวฤกษ์ทั้งดวงยุบลงอย่างฉับพลัน ก่อนที่จะระเบิดออกเป็นซูเปอร์โนวา ปลดปล่อยมวลบางส่วนภายในออกไปรอบ ๆ ข้าง โดยพลังงานที่ปลดปล่อยออกมาจากซูเปอร์โนวาภายในระยะเวลาไม่กี่วันของดาวฤกษ์เพียงดวงเดียวนั้น อาจจะมีพลังงานมากกว่ากาแล็กซีทั้งกาแล็กซีเสียด้วยซ้ำ

นอกจากซูเปอร์โนวาจะเป็นหนึ่งในกระบวนการทางดาราศาสตร์ที่ทรงพลังที่สุดแล้ว ยังมีส่วนสำคัญอย่างมากในการช่วยปัดเป่าเอาผลผลิตจากปฏิกิริยาฟิวชั่นภายในใจกลางของดาวออกไปในมวลสารระหว่างดวงดาว ซึ่งจะก่อตัวไปเป็นระบบดาวฤกษ์อื่น ๆ ต่อไป หากปราศจากซูเปอร์โนวาแล้ว ธาตุที่จำเป็นต่อสิ่งมีชีวิต เช่น ออกซิเจน คาร์บอน ไนโตรเจน ไปถึงธาตุหนัก เช่น เหล็ก จะไม่สามารถรวมตัวกันเพื่อก่อตัวขึ้นเป็นดาวเคราะห์เช่นโลกของเราได้เลย

สิ่งที่ทำให้ซูเปอร์โนวา 2014C พิเศษกว่าซูเปอร์โนวาประเภทอื่นคือ ดาวฤกษ์ที่เป็นต้นกำเนิดของ SN2014C นั้น เป็นดาวฤกษ์ที่มีปริมาณฮีเลียมสูง ไฮโดรเจนต่ำ แต่ถูกห้อมล้อมไปด้วยมวลสารระหว่างดวงดาวที่เต็มไปด้วยไฮโดรเจนที่ถูกปลดปล่อยออกมาในช่วงชีวิตของดาวฤกษ์ ทำให้เราติดตามการระเบิดของ SN2014C ได้อีกนานเป็นทศวรรษเมื่อแรงระเบิดนั้นชนเข้ากับมวลสารเหล่านี้ การติดตามธาตุหนักที่อาจจะเพิ่มมากขึ้นในมวลสารรอบๆ ดาวฤกษ์ ภายหลังจากการระเบิดซูเปอร์โนวาจึงเป็นโอกาสสำคัญที่จะช่วยให้นักดาราศาสตร์ทำความเข้าใจกลไก และกระบวนการของการปลดปล่อยธาตุหนักที่ผลิตขึ้นภายในดาวฤกษ์ เข้าสู่มวลสารระหว่างดวงดาวได้เป็นอย่างดี

อย่างไรก็ตาม การศึกษาเชิงปริมาณของโมเลกุลและฝุ่นที่เกิดขึ้นในซูเปอร์โนวาภายหลังการระเบิดนั้น สามารถทำได้เฉพาะในช่วงคลื่นอินฟราเรดเท่านั้น ซึ่งชั้นบรรยากาศของโลกนั้นดูดกลืนแสงในย่านนี้ จึงทำให้การสังเกตการณ์จากโลกนั้นทำได้ยากมาก เคยมีการพยายามสังเกตการณ์ SN2014C ด้วยกล้องโทรทรรศน์ Subaru ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 8.2 เมตร บนยอดภูเขาไฟเมานาเคอา ซึ่งเป็นหนึ่งในสถานที่ที่ดีที่สุดในการสังเกตการณ์ภาคพื้นดิน โดยใช้เวลาเก็บข้อมูลยาวนานกว่า 6 ชั่วโมง แต่สัญญาณที่ได้รับก็ยังไม่เพียงพอ และไม่สามารถเทียบได้กับสัญญาณที่ได้จากการสังเกตด้วยกล้อง JWST เพียง 5 นาที นี่จึงเป็นอีกสิ่งหนึ่งที่แสดงให้เห็นถึงความสำคัญ ความทรงพลัง และความจำเป็นอย่างยิ่งในการส่งกล้องโทรทรรศน์ออกไปยังอวกาศ

การสังเกตการณ์ SN2014C ด้วย JWST ในครั้งนี้ ค้นพบว่ามวลสารที่ปัดเป่าออกมาจากซูเปอร์โนวานั้นยังคงส่งผลกระทบและมีอันตรกิริยากับมวลสารไฮโดรเจนระหว่างดาวฤกษ์ที่ล้อมรอบอยู่ แม้ว่าการระเบิดซูเปอร์โนวาจะผ่านไปแล้วกว่าหนึ่งทศวรรษ นอกจากนี้ ยังพบปริมาณฝุ่นรอบดาวฤกษ์ที่เพิ่มขึ้นเป็นจำนวนมาก โดยปริมาณฝุ่นที่พบมีมวลมากกว่าโลก 20,000 ดวง ซึ่งเป็นหนึ่งในปริมาณฝุ่นที่ถูกปลดปล่อยออกมาจากซูเปอร์โนวาเป็นจำนวนมากที่สุดเท่าที่เคยพบมา และยังพบว่าเพิ่มมากขึ้นกว่า 10 เท่า เมื่อเทียบกับปริมาณฝุ่นเดิมที่วัดได้จากการศึกษาโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Spitzer ในปี 2019 (ซึ่งเป็นการศึกษาวิจัยของ ดร. สมาพร เช่นเดียวกัน

การพบอัตราการเพิ่มของฝุ่นใน SN2014C ครั้งนี้ นับว่าเพิ่มขึ้นมากที่สุดหลังจากการเกิดซูเปอร์โนวาภายในระยะเวลาเพียง 9 ปี ซึ่งนับเป็นอัตราการเพิ่มของฝุ่นรอบซูเปอร์โนวาที่สูงที่สุดเท่าที่เคยมีการค้นพบ ปัจจัยส่วนหนึ่ง เนื่องจากปัจจุบันมีการศึกษาข้อมูลและติดตามปริมาณฝุ่นหลังจากเกิดซูเปอร์โนวาค่อนข้างน้อย ประกอบกับช่วยรอยต่อของกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่สามารถสังเกตการณ์ในย่านอินฟราเรด เช่น Spitzer ที่ปลดประจำการไปตั้งแต่ปี 2020 และโหว่ไปจนกว่า JWST จะเปิดใช้งาน นี่จึงเป็นเพียงหนึ่งในไม่กี่งานวิจัยที่ศึกษาปริมาณฝุ่นภายหลังจากการเกิดซูเปอร์โนวาเพียง 9 ปีเท่านั้น

การศึกษาซูเปอร์โนวาในลักษณะนี้ จึงสำคัญเป็นอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจกระบวนการทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์ ที่มีผลต่อการกระจายตัวของมวลสารระหว่างดวงดาว ไปจนถึงการสะสมของธาตุที่จำเป็นต่อการกำเนิดดาวเคราะห์เช่น โลกของเรา การศึกษานี้จึงเปรียบได้กับช่วงรอยต่อที่หายไปของการติดตามวิวัฒนาการของมวลสารรอบซูเปอร์โนวา อาจเป็นไปได้ว่า SN2014C นี้จะเป็นซูเปอร์โนวาที่มีอัตราการเพิ่มของฝุ่นมากที่สุดเท่าที่เคยมีมาในระยะเวลาอันสั้น หรืออาจเป็นไปได้ว่าซูเปอร์โนวาอื่น ๆ ก็อาจจะผ่านช่วงวิวัฒนาการที่มีอัตราการเพิ่มของฝุ่นอย่างเฉียบพลันในลักษณะเดียวกัน ซึ่งนับเป็นครั้งแรกที่เรามีโอกาสสังเกตเห็นหลักฐานที่บ่งชี้ถึงวิวัฒนาการนี้

การพัฒนาทางเทคโนโลยี และกล้องโทรทรรศน์อวกาศ จึงเป็นเครื่องมือสำคัญที่จะช่วยให้เราเข้าใจกลไกของเอกภพที่เราอาศัยอยู่ ซึ่งนอกจากตัวกล้องโทรทรรศน์แล้ว การวิเคราะห์ข้อมูลยังต้องอาศัยทรัพยากรอื่น เช่น คลัสเตอร์ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ชาละวันของสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในงานวิจัยนี้ด้วย ซึ่งเปิดใช้งานประมวลผลข้อมูลทางดาราศาสตร์มานานถึง 10 ปีในปี 2569 นี้

ในยุคปัจจุบันที่โครงสร้างพื้นฐานสำคัญทางดาราศาสตร์กลายเป็นความร่วมมือระดับนานาชาติมากยิ่งขึ้น การพัฒนาด้านเทคโนโลยี ตลอดจนขีดความสามารถของบุคคลากร โดยเฉพาะนักวิจัยและนักดาราศาสตร์ จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะยกระดับประเทศไทยให้ก้าวขึ้นมามีบทบาทสำคัญระดับนานาชาติ และเป็นกำลังสำคัญในการศึกษาวิจัยขั้นแนวหน้า เพื่อให้ได้มาซึ่งองค์ความรู้ใหม่ของมนุษยชาติ ที่ไม่เคยมีใครค้นพบมาก่อน

ผลงานวิจัยของ ดร. สมาพร ติญญนนท์ นักวิจัยสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ ในครั้งนี้ แสดงให้ศักยภาพของนักวิจัยไทยที่พร้อมเข้าไปมีบทบาทสำคัญในโครงการวิจัยนานาชาติ ซึ่งมีผลงานเป็นที่ประจักษ์ ปรากฏชัดเป็นรูปธรรม เช่น การพัฒนาทักษะการวิจัยขั้นสูง การใช้เทคโนโลยีและซอฟต์แวร์ประมวลผลระดับสากล ตลอดจนมีผลงานที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารนานาชาติ สิ่งเหล่านี้ไม่เพียงยกระดับความเชื่อมั่นต่อผลงานและนักวิจัยไทย แต่ยังช่วยเปิดทางให้ความรู้และเทคโนโลยีที่ได้ถูกนำไปต่อยอดเและเกิดประโยชน์ต่อสังคมในวงกว้างต่อไป

website : mgronline.com
facebook : MGRonlineLive
twitter : @MGROnlineLive
instagram : mgronline
line : MGROnline
youtube : MGR Online VDO