ตอนนี้ มาดูว่านักดาราศาสตร์เก็บข้อมูลที่ได้จากกล้องอย่างไรแต่ละช่วงเวลาที่ผ่านมา จากการวาดภาพด้วยมือ จนมาถึงการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
400 ปีที่ผ่านมา เมื่อ กาลิเลโอ กาลิเลอิ ต้องการแสดงว่า เขาเห็นอะไรบ้างจากกล้องโทรทรรศน์ เขาใช้วิธีการวาดภาพนั้น
– พื้นผิวขรุขระของดวงจันทร์
– การเปลี่ยนตำแหน่งของบริวารดาวพฤหัสบดี
– จุดบนดวงอาทิตย์
– ดาวฤกษ์ในกลุ่มดาวนายพรานโอไรออน
เขาพิมพ์ภาพเหล่านั้นลงในหนังสือเล่มเล็กชื่อ “ข่าวสารจากดวงดาว” (The Starry Messenger) เป็นวิธีเดียวที่ทำให้คนอื่นรู้ว่าเขาค้นพบอะไร เท่ากับว่าสองศตวรรษที่แล้ว นักดาราศาสตร์ต้องเป็นศิลปินด้วย
เมื่อสังเกตจากเลนส์ตาของกล้องแล้ว ต้องเก็บรายละเอียดเพื่อมาวาดเป็นภาพตามที่เห็น
– ภูมิประเทศที่สงบนิ่งของดวงจันทร์
– พายุรุนแรงในบรรยากาศของดาวพฤหัสบดี
– แถบบาง ๆ ของก๊าซในเนบิวลาที่อยู่แสนไกล
และบางครั้งก็ไม่เข้าใจว่าที่เห็นนั้นคืออะไร เช่น พื้นที่สีคล้ำบนพื้นผิวดาวอังคาร คิดว่าเป็นคลองส่งน้ำ ที่สร้างโดยชีวิตทรงภูมิปัญญาบนดาวเคราะห์สีแดงดวงนี้
ตอนนี้เรารู้แล้วว่าคลองนั้นเป็นภาพลวงตาเรา นักดาราศาสตร์จึงต้องหาวิธีการบันทึกภาพที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์โดยตรง โดยไม่ผ่านการแปลความหมายใดๆ จากสมองมนุษย์ และปากกาวาดภาพ ภาพถ่ายจึงเข้ามาช่วยเรื่องนี้
ภาพแรกคือภาพดวงจันทร์ ถ่ายในปี ค.ศ. 1840 โดยฝีมือของ เฮนรี แดรเปอร์ ซึ่งเทคโนโลยีถ่ายภาพเกิดขึ้นมายังไม่ถึง 15 ปี แต่นักดาราศาสตร์ก็ประยุกต์มาใช้ประโยชน์ได้แล้ว
เขาถ่ายภาพดาราศาสตร์กันอย่างไร?
ขั้นเริ่มต้นจะต้องมีแผ่นสร้างภาพไวแสง ที่ฉาบด้วยสารประกอบซิลเวอร์ฮาไลด์
เมื่อแสงตกกระทบ จะเกิดปฏิกิริยาเปลี่ยนเป็นสีดำ จะได้ภาพเนกาทีฟของท้องฟ้า กลับกับภาพจริง แสงดาวมีสีดำบนพื้นหลังที่เป็นท้องฟ้ามีสีขาว ที่พิเศษอีกอย่างคือ เราสามารถให้มันรับแสงในระยะเวลาต่างกันได้
เมื่อมองท้องฟ้ายามค่ำคืนด้วยตาเปล่า ดวงตาของเราจะปรับการมองในที่มืดเพียงครั้งเดียว เราไม่สามารถเห็นดาวได้มากขึ้นแม้จะเฝ้ามองนานแค่ไหนก็ตาม
แต่ในการถ่ายภาพ เราทำได้มากกว่า โดยให้แผ่นสร้างภาพเพิ่มเวลาการรับแสงให้นานขึ้น ยิ่งเปิดรับแสงนานเท่าไร ก็จะเห็นดาวมากขึ้น มากขึ้น และมากขึ้น และยังเพิ่มได้อีก
ในช่วงทศวรรษ 1950 กล้องโทรทรรศน์แบบชมิดท์ ตั้งอยู่ที่เขาพาโลมาร์ ใช้วิธีการถ่ายภาพท้องฟ้าซีกเหนือทั้งหมด มีภาพถ่ายเกือบ 2,000 ภาพ
แต่ละภาพเปิดรับแสงนานเกือบชั่วโมง ภาพเหล่านี้คือขุมทรัพย์แห่งความรู้
ภาพถ่ายทำให้การศึกษาดาราศาสตร์เป็นวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริง ได้เห็นของจริง วัดเทียบได้ จำลองแบบได้ แต่การใช้ซิลเวอร์แบบนี้ช้า ต้องอดทนรอ
ระบบดิจิทัลเข้ามาปฏิวัติเปลี่ยนแปลงทั้งหมด ซิลิคอนมาแทนซิลเวอร์ สร้างรายละเอียดของภาพได้มากกว่าเดิม กล้องทั่วๆ ไปแต่เดิมที่เคยใช้ฟิล์มถ่ายภาพ
ปัจจุบันก็เปลี่ยนเป็นการสร้างภาพโดยชิพที่ไวแสง คือ อุปกรณ์ถ่ายเทประจุ (Charge Coupled Device) หรือ CCD ซึ่งจะแสดงภาพได้ทันที
CCD ช่วยให้การถ่ายภาพมีศักยภาพสูงมาก และยังทำให้มันมีความไวแสงมากขึ้นได้ โดยให้อยู่ในสภาพที่เย็นจัดจากไนโตรเจนเหลว จึงสามารถจับอนุภาคแสงเกือบทั้งหมดไว้ได้ ทำให้ใช้เวลาเปิดรับแสงเพื่อถ่ายภาพสั้นลง
ถ้ากล้องที่หอดูดาวยอดเขาพาโลมาร์ถ่ายภาพใช้เวลาเป็นชั่วโมง กล้อง CCD จะใช้เวลาเพียง 2-3 นาทีเท่านั้น และใช้กล้องโทรทรรศน์เล็กกว่าด้วย
การปฏิวัติของซิลิคอนยังจะมีพัฒนาต่อเนื่องไปอีกยาวไกล นักดาราศาสตร์ต้องการสร้างกล้อง CCD ขนาดใหญ่ที่มีรายละเอียดของภาพมากเป็น 100 ล้านพิกเซล ซึ่งกำลังดำเนินการอยู่
ข้อได้เปรียบที่สำคัญของภาพดิจิทัลก็คือ ระบบดิจิทัลนำไปใช้งานกับคอมพิวเตอร์ได้โดยตรง นักดาราศาสตร์จะใช้โปรแกรมพิเศษช่วยปรับแต่งภาพที่ได้มาจากฟากฟ้า เช่น ขยายภาพหรือเพิ่มความคมชัด เพิ่มความสว่างให้กับเนบิวลาหรือกาแล็กซี การแยกแยะสีต่างๆ ในภาพที่มีหลายสีให้ชัดเจนขึ้น ซึ่งมองด้วยตาเปล่าจะแยกสีไม่ได้
ยิ่งกว่านั้น การนำภาพหลายภาพที่ถ่ายวัตถุเดียวกัน แต่ใช้แผ่นกรองแสงสีแตกต่างกัน มารวมเป็นภาพเดียวที่มีหลากสี เป็นทั้งภาพทางวิทยาศาสตร์และศิลปะที่สวยงาม ทุกคนก็ได้ใช้ประโยชน์จากภาพเหล่านั้น
ไม่เคยมียุคใดที่เราจะได้ชมภาพอันน่าอัศจรรย์ของจักรวาลได้อย่างง่ายดายเท่ายุคนี้
กล้องโทรทรรศน์ สโลน (Sloan telescope) ในนิวเม็กซิโก มีภาพและบัญชีวัตถุท้องฟ้ามากกว่า 100 ล้านแห่ง กาแล็กซีที่อยู่ไกลแสนไกลนับล้านกาแล็กซี และค้นพบเควซาร์ใหม่ๆ นับแสนแห่ง
แต่การสำรวจไม่ได้หยุดลงตรงนี้ เอกภพเป็นสถานที่ที่ไม่เคยหยุดนิ่ง
– ดาวหางมาแล้วก็ไป สลัดเศษซากชิ้นส่วนทิ้งไว้ในวงโคจร
– มีดาวเคราะห์น้อยดวงเล็กๆ มากมาย
– ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่โคจรรอบดาวฤกษ์อื่น บางช่วงก็เคลื่อนมาบดบังแสงดาวฤกษ์นั้น
– ซูเปอร์โนวา ดาวระเบิด
– ขณะที่บางแห่งมีดาวฤกษ์เกิดใหม่
– พัลซาร์ที่เป็นจังหวะ
– รังสีแกมมาที่มาจากการระเบิด
– การเกิดหลุมดำ
เพื่อเป็นการติดตามการแสดงที่ยิ่งใหญ่ของธรรมชาติ นักดาราศาสตร์จึงต้องการเฝ้าสังเกตท้องฟ้าต่อเนื่องทุกปี หรือทุกเดือน หรือทุกสองสัปดาห์
ต่อไปจะมีกล้องสำรวจพื้นที่กว้างชื่อ Large Synoptic Survey Telescope
คาดว่าจะเสร็จสมบูรณ์ในปี ค.ศ. 2020 กล้องมีรายละเอียดของภาพ 3 พันล้านพิกเซล เป็นหน้าต่างบานใหญ่ที่เปิดออกสู่เอกภพ และสิ่งที่ทำให้นักดาราศาสตร์พึงพอใจมาก คือกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงนี้ ถ่ายภาพท้องฟ้าเกือบทั้งหมดได้ในทุกๆ สามคืน
แปลและเรียบเรียง
อ.สิทธิชัย จันทรศิลปิน
