ภาพถ่ายสุดแปลกตา เมื่อดาวเสาร์มืดสนิท แต่วงแหวนสว่างไสว ผ่านมุมมองของกล้องเจมส์ เวบบ์

ใคร ๆ ก็คงคุ้นเคยกับภาพของ "ดาวเสาร์" (Saturn) ในฐานะดาวเคราะห์แก๊สสีเหลืองนวลที่มีวงแหวนสว่างไสวล้อมรอบตระการตา แต่คุณเคยจินตนาการหรือไม่ว่า หากเรามองดาวเสาร์ด้วยดวงตาที่มองเห็นรังสีความร้อนแทนแสงสว่างปกติ รูปลักษณ์ของราชาแห่งวงแหวนดวงนี้จะเปลี่ยนไปอย่างไร?

เมื่อวันที่ 25 มิถุนายน พ.ศ. 2566 กล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ทรงพลังที่สุดแห่งยุคอย่าง กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (James Webb Space Telescope: JWST) ได้หันหน้าเข้าหาดาวเสาร์ เพื่อทำการสังเกตการณ์ในช่วงคลื่นอินฟราเรดย่านใกล้ (Near-Infrared) เป็นครั้งแรกผ่านอุปกรณ์ NIRCam และภาพที่ได้ออกมานั้นก็สร้างความตื่นตาตื่นใจให้กับนักดาราศาสตร์ทั่วโลก

- ทำไมดาวเสาร์จึง "มืดสนิท" ในภาพนี้?

จากข้อมูลที่บันทึกได้ ตัวดาวเสาร์กลับปรากฏเป็นสีมืดมิดแทบจะกลืนไปกับอวกาศเบื้องหลัง ซึ่งผิดไปจากภาพที่เราคุ้นตาอย่างสิ้นเชิง สาเหตุทางวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังปรากฏการณ์นี้ คือองค์ประกอบทางเคมีในชั้นบรรยากาศของดาวเสาร์นั่นเอง

ชั้นบรรยากาศของดาวเสาร์อุดมไปด้วยแก๊สมีเทน (Methane) ซึ่งแก๊สชนิดนี้มีคุณสมบัติพิเศษในการดูดกลืนแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบลงมาในย่านความถี่อินฟราเรดเกือบทั้งหมด เมื่อแสงถูกดูดกลืนไปและไม่มีการสะท้อนกลับมาเข้าสู่ตัวรับภาพของเจมส์ เว็บบ์ ตัวดาวเคราะห์จึงปรากฏเป็นสีดำมืดมิดในภาพถ่ายความยาวคลื่นนี้นั่นเอง

- ความลับของวงแหวนที่สว่างไสว

ในทางตรงกันข้าม วงแหวนของดาวเสาร์กลับไม่ได้มืดตามตัวดาวเคราะห์ แต่มันกลับสว่างเจิดจ้าและโดดเด่นขึ้นมาอย่างชัดเจน เหตุผลก็คือ วงแหวนของดาวเสาร์ไม่ได้ประกอบด้วยแก๊ส แต่ประกอบด้วย "เศษน้ำแข็ง" (Icy particles) เป็นหลัก ซึ่งน้ำแข็งเหล่านี้ไม่ได้มีคุณสมบัติในการดูดกลืนแสงอินฟราเรดย่านใกล้แบบเดียวกับแก๊สมีเทน มันจึงยังคงสะท้อนแสงอาทิตย์ได้ดี ทำให้วงแหวนสว่างไสวตัดกับความมืดมิดของตัวดาวเคราะห์อย่างงดงาม ก่อให้เกิดภาพลักษณ์ของดาวเสาร์ที่ดูแปลกตาและลึกลับกว่าที่เคย

ภาพถ่ายดาวเสาร์จากกล้อง NIRCam ของเจมส์ เว็บบ์ ไม่ได้เป็นเพียงแค่ภาพถ่ายทางดาราศาสตร์ที่แปลกใหม่และสวยงามเท่านั้น แต่ยังเป็นเสมือน "ลายพิมพ์นิ้วมือ" ทางเคมีที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาการกระจายตัวของแก๊ส โครงสร้างของชั้นบรรยากาศ และการสะท้อนแสงของวงแหวนได้อย่างละเอียดลึกซึ้งยิ่งขึ้น การมองจักรวาลในความยาวคลื่นที่ตาของมนุษย์มองไม่เห็น เปิดประตูสู่ความรู้ใหม่ ๆ ที่เราไม่เคยคาดคิดมาก่อน

ระบบสุริยะของเรายังมีปริศนาอีกมากมายที่รอการค้นพบ คุณคิดว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ จะพาเราไปพบกับความลับอะไรที่ซ่อนอยู่ใต้ชั้นเมฆของดาวเคราะห์ดวงอื่นในอนาคตอีกบ้าง?

ข้อมูลอ้างอิงและที่มาภาพ: NASA, ESA, CSA, Matthew Tiscareno (SETI Institute)

• Webb’s First Near-Infrared View of Saturn