สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ไอเอสโอตรวจวัดน้ำในทางช้างเผือก

ไอเอสโอตรวจวัดน้ำในทางช้างเผือก

19 เม.ย. 2544
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
นักดาราศาสตร์จากสเปน อิตาลี ได้ใช้สถานีสังเกตการณ์ไอเอสโอ หรือ ISO (Infrared Space Observatory) ขององค์การอวกาศยุโรปตรวจวัดปริมาณของน้ำในบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำในดาราจักรทางช้างเผือก และได้พบว่าในบริเวณนี้มีปริมาณน้ำมากกว่าที่เคยคิดไว้มาก

บริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำหรือหย่อมความเย็นนี้ ไม่มีดาวฤกษ์อยู่ใกล้เคียง ดังนั้นจึงไม่มีแหล่งกำเนิดความร้อนให้กับโมเลกุลต่าง ๆ อุณหภูมิบริเวณนี้จึงต่ำมากถึง -263 องศาเซลเซียส หรือสูงกว่าระดับศูนย์สัมบูรณ์เพียง 10 องศาเท่านั้น อุณหภูมิที่ต่ำมากนี้ทำให้การตรวจหาน้ำทำได้ยาก น้ำในบริเวณนี้มีอยู่สองรูปคือ เป็นเกล็ดน้ำแข็งและไอน้ำ น้ำที่เป็นเกล็ดน้ำแข็งค่อนข้างตรวจจับได้ง่าย แต่น้ำที่เป็นไอน้ำจะตรวจจับยากกว่ามาก เนื่องจากอุณหภูมิต่ำและความหนาแน่นของเมฆต่ำมาก จึงไม่แผ่รังสีออกมาให้ตรวจจับด้วยกล้องโทรทรรศน์ได้  แต่ถึงอย่างนั้นนักดาราศาสตร์เชื่อว่าต้องมีไอน้ำอยู่ด้วยแน่นอนไม่มากก็น้อย เพียงแต่ตรวจพบได้ยากเท่านั้น 

ในการหาไอน้ำในหย่อมความเย็นนี้ นักดาราศาสตร์ต้องเลือกสถานที่ ๆ มีแหล่งกำเนิดแสงเบื้องหลัง เพราะแสงจากเบื้องหลังที่จะมายังโลกเมื่อผ่านไอน้ำจะเกิดเส้นสเปกตรัมของน้ำบนสเปกตรัมของแสงนั้น ทำให้ทราบว่ามีไอน้ำอยู่ในบริเวณดังกล่าว นี่คือสาเหตุที่นักดาราศาสตร์คณะนี้เลือกหย่อมที่อยู่ในใจกลางของดาราจักรเป็นเป้าหมายการสำรวจเพราะมีแหล่งกำเนิดแสงอยู่มากนั่นเอง

ในการสำรวจครั้งนี้กระทำโดยการตรวจสอบและวิเคราะห์ข้อมูลเก่าจากไอเอสโอ ผลลัพธ์ที่ได้เป็นที่น่าแปลกใจมากที่พบทั้งน้ำและน้ำแข็งอยู่เป็นจำนวนมากในเมฆเย็นเหล่านี้ และเมื่อเปรียบเทียบปริมาณน้ำกับโมเลกุลชนิดอื่น ๆ แล้วพบว่าน้ำเป็นโมเลกุลที่มีอยู่อย่างดาษดื่นจริง ๆ เป็นรองเพียงไฮโดรเจนและคาร์บอนมอนอกไซด์เท่านั้น

คณะดังกล่าวยังได้พบว่า 99% ของน้ำที่พบอยู่ในรูปของน้ำแข็งเกาะรวมกับฝุ่น มีเพียง เปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่เป็นไอน้ำ การได้ทราบอัตราส่วนนี้มีประโยชน์ในการศึกษาระบบดาวเคราะห์ที่เกิดใหม่ได้มาก ทำให้เข้าใจบทบาทของน้ำในกระบวนการสร้างดาวเคราะห์และดาวหาง แม้ว่านักดาราศาสตร์ยังไม่เข้าใจกระบวนการดังกล่าวถ่องแท้นัก แต่อย่างน้อยการสำรวจนี้ยืนยันได้ว่าน้ำแข็งส่วนหนึ่งจากเมฆเย็นเหล่านั้นท้ายสุดจะไปอยู่ในดาวหางโดยที่ยังคงสภาพดั้งเดิมเอาไว้ได้

การสำรวจในครั้งนี้มีความสำคัญเนื่องจากหย่อมเหล่านี้เป็นบริเวณที่กำเนิดของดาวฤกษ์เช่นดวงอาทิตย์และระบบสุริยะเช่นเดียวกับระบบสุริยะของเรา ผลที่ได้จึงมีประโยชน์อย่างมากในการศึกษาการกำเนิดระบบสุริยะ เพราะไอน้ำและน้ำแข็งเป็นวัตถุดิบที่สำคัญในการสร้างดาวเคราะห์ยักษ์ บรรยากาศของดาวเคราะห์ และวัตถุแข็งอื่น ๆ เช่นดาวหาง 
กระบวนการเกิดน้ำในเอกภพ<br />
<br />
(1) <wbr>ไฮโดรเจนได้กำเนิดขึ้นเป็นครั้งแรกจากบิกแบงและมีอยู่ทั่วไป<br />
(2) <wbr>ออกซิเจนเกิดขึ้นภายในดาวฤกษ์และต่อมากระจายสู่อวกาศโดยการระเบิดซูเปอร์โนวา<br />
(3) <wbr>ธาตุทั้งสองมาผสมกันกลายเป็นน้ำในเมฆกำเนิดดาวฤกษ์<br />
(4) โมเลกุลน้ำเข้าไปอยู่ในระบบสุริยะโดยอยู่ตามวัตถุต่าง ๆ เช่นดาวหาง ดาวเคราะห์ และใจกลางดาราจักร

กระบวนการเกิดน้ำในเอกภพ

(1) ไฮโดรเจนได้กำเนิดขึ้นเป็นครั้งแรกจากบิกแบงและมีอยู่ทั่วไป
(2) ออกซิเจนเกิดขึ้นภายในดาวฤกษ์และต่อมากระจายสู่อวกาศโดยการระเบิดซูเปอร์โนวา
(3) ธาตุทั้งสองมาผสมกันกลายเป็นน้ำในเมฆกำเนิดดาวฤกษ์
(4) โมเลกุลน้ำเข้าไปอยู่ในระบบสุริยะโดยอยู่ตามวัตถุต่าง ๆ เช่นดาวหาง ดาวเคราะห์ และใจกลางดาราจักร

ที่มา: