หลายคนอาจไม่ทราบว่าประเทศไทยมีความพร้อมในโครงสร้างพื้นฐานด้านดาราศาสตร์ในระดับเป็นผู้นำอาเซียน ซึ่งนอกจาก “หอดูดาวแห่งชาติ” ที่ติดตั้งกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ที่สุดในภูมิภาค ยังมี “หอดูดาวภูมิภาค” ที่กำลังผุดขึ้นทั่วประเทศเพื่อบริการประชาชน รวมถึงกล้องสัญชาติไทยที่ตั้งอยู่ในชิลี ซึ่งช่วยให้นักดาราศาสตร์ไทยศึกษาดวงดาวได้ครอบคลุมท้องฟ้าทั้งหมด
“หอดูดาวแห่งชาติ” ใหญ่สุดในอาเซียน
“หอดูดาวแห่งชาติ” ของไทยหรือชื่ออย่างเป็นทางการว่า หอดูดาวเฉลิมพระเกียรติ 7 รอบพระชนมพรรษา หรือหอดูดาวแห่งชาติ ตั้งอยู่ ณ สถานีทวนสัญญาณทีโอที (กม. 44.4) อุทยานแห่งชาติอินทนนท์ จ.เชียงใหม่ ภายในหอดูดาวติดตั้งกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงขนาด 2.4 เมตร ซึ่งนับเป็นกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ที่สุดในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ นอกจากนี้ยังติดตั้งกล้องโทรทรรศน์ขนาด 0.5 เมตรสำหรับบริการงานวิจัยระดับนักศึกษาด้วย
หน่วยงานผู้รับผิดชอบหอดูดาวแห่งชาติคือสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (สดร.) ซึ่ง รศ.บุญรักษา สุนทรธรรม ผู้อำนวยการสถาบันได้เปิดเผยว่า นับแต่ไทยมีหอดูดาวแห่งชาติงานวิจัยด้านดาราศาสตร์ของไทยก็พัฒนาขึ้นมาก และมีการตีพิมพ์ผลงานวารสารวิชาการที่มีดัชนีชี้วัดที่ได้รับการยอมรับในระดับสากลเพิ่มมากขึ้น ซึ่งแม้มีนักวิจัยเพียง 6-7 คน แต่มีจำนวนตีพิมพ์ผลงานวิชาการสูงถึงคนละ 3 เรื่องต่อปี และจำนวนงานวิจัยที่สูงมากนี้ทำให้ไทยเป็นอันดับหนึ่งในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ และยังได้รับฉันทมติจากสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล (IAU) ให้ไทยเป็นศูนย์ภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ด้านดาราศาสตร์
ขนาดกล้องโทรทรรศน์ของหอดูดาวแห่งชาติมีขนาดเท่ากับกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลขององค์การบริหารการบินอวกาศสหรัฐฯ (นาซา) ที่ถูกใช้งานเพื่อศึกษาทางด้านดาราศาสตร์มากว่า 27 ปี แต่ด้วยจำนวนผู้ขอใช้งานจำนวนมากทำให้มีนักดาราศาสตร์ไม่กี่คนที่เข้าถึงการใช้งานกล้องโทรทรรศน์อวกาศของนาซา คริสโตเฟอร์ โก (Christopher Go) นักดาราศาสตร์สมัครเล่นชาวฟิลิปปินส์ ผู้ค้นพบจุดแดงใหม่บนดาวพฤหัสบดีที่มีชื่อว่า จุดแดงน้อย (Red Spot Junior) จึงเดินทางมาใช้กล้องโทรทรรศน์ของไทยเพื่อบันทึกภาพดาวเคราะห์
หนึ่งในภาพดาวพฤหัสบดีที่โกบันทึกด้วยเทคนิคที่เรียกว่า “ลัคกี้อิมเมจิง” (Lucky Imaging) โดยใช้วิธีบันทึกภาพวิดีโอของดาวพฤหัสฯ แล้วใช้ซอฟต์แวร์เลือกเอาภาพที่ดีที่สุดออกมา พบว่าเป็นภาพดาวพฤหัสฯ ที่มีคุณภาพดีที่สุดในโลกเมื่อเทียบกับกล้องโทรทรรศน์ขนาดเดียวกันที่ตั้งอยู่ในภูมิภาคอื่นบนโลก และมีคุณภาพคิดเป็น 80% ของภาพที่บันทึกด้วยกล้องฮับเบิล
นักดาราศาสตร์สมัครเล่นอธิบายว่า เขาพยายามพัฒนาวิธีถ่ายภาพดาราศาสตร์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ของหอดูดาวแห่งชาติให้ได้คุณภาพใกล้เคียงกล้องฮับเบิล ซึ่งการบันทึกภาพบนพื้นโลกให้ได้คมชัดเหมือนกล้องฮับเบิลนั้นเป็นเรื่องยาก เพราะบนพื้นโลกมีชั้นบรรยากาศที่ส่งผลต่อความคมชัดของภาพ แต่ภาพดาวพฤหัสฯ ที่เขาถ่ายจากหอดูดาวแห่งชาติด้วยฟิลเตอร์อินฟราเรดได้รับการยอมรับจากนักดาราศาสตร์ที่ร่วมงานกับนาซาว่าเป็นภาพที่ดีที่สุดเท่าที่บันทึกได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดเดียวกันบนพื้นโลก ซึ่งข้อมูลจากภาพถ่ายดาวพฤหัสนี้จะเป็นข้อมูลสนับสนุนการทำงานของยานอวกาศจูโน (Juno) ของนาซาที่ส่งขึ้นไปศึกษาดาวพฤหัสฯ และจะไปถึงเป้าหมายในเดือน ส.ค.2016
ทางด้าน ผศ.ดร.อมรรัตน์ อังเวโรจน์วิทย์ จากภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร เป็นอีกหนึ่งนักวิจัยไทยที่ได้ใช้ประโยชน์จากกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ที่สุดในอาเซียน ซึ่งเธอเผยว่าเมื่อได้ช่วงเวลาในการใช้กล้องบันทึกวัตถุท้องฟ้าที่สนใจก็ได้ขึ้นไปทำงานบนหอดูดาวแห่งชาติที่ยอดดอยอินทนนท์ โดยงานที่เธอสนใจคือการศึกษา “ดาวแปรแสง” ที่คาดว่าอาจจะนำไปสู่การค้นพบระบบดาวแบบใหม่ที่ยังไม่เคยมีใครพบมาก่อน
“ช่วยได้มากนะคะ การที่เรามีหอดูดาวขนาดกลางเป็นของเราเอง กล้องขนาด 2.4 เมตร นี่ช่วยเรื่องงานวิจัยเราได้มาก เพราะจะช่วยให้เราสังเกตวัตถุที่มีแสงสลัวและอยู่ไกลๆ ได้มาก อีกข้อดีของกล้องไทยคือตั้งอยู่ในลองจิจูดที่ไม่ค่อยมีกล้องขนาดนี้ หรือมีก็เป็นกล้องขนาดเล็กกว่านี้ อย่างที่จีนหรืออินเดียก็เป็นกล้องที่เล็กกว่าเรามาก ฉะนั้นกล้องของเราจึงอยู่ในตำแหน่งหน้าต่างที่มีน้อย หรือมีก็เป็นญี่ปุ่น จีน ซึ่งการจะไปขอเวลาใช้กล้องของเขาก็ค่อนข้างยาก การที่เรามีกล้องของเราก็จะช่วยพัฒนางานวิจัยของเราได้มาก” ผศ.ดร.อมรรัตน์ให้ความเห็น
ภายในหอดูดาวแห่งชาติประกอบด้วยอาคาร 2 หลัง คือ อาคารหอดูดาวและอาคารควบคุม ในส่วนของอาคารหอดูดาวนั้นเป็นอาคารทรงกระบอก มีโดมเส้นผ่านศูนย์กลาง 9 เมตร ที่สามารถหมุนได้สอดคล้องการกวาดพิกัดท้องฟ้าของกล้องโทรทรรศน์ และมีช่วงเปิดปิดหรือชัตเตอร์กว้าง 3 เมตร ส่วนกล้องโทรทรรศน์ตั้งอยู่บนฐานซึ่งฝังรากลึก 21 เมตร ขณะที่อาคารควบคุมเป็นอาคาร 2 ชั้น และเป็นสถานที่ปฏิบัติงานของนักดาราศาสตร์และเจ้าหน้าที่ควบคุมการทำงานของกล้องโทรทรรศน์ และมีกล้องโทรทรรศน์ขนาด 0.5 เมตรตั้งอยู่บนดาดฟ้าของอาคารควบคุม
อย่างไรก็ดี หนึ่งในปัญหาของกล้องโทรทรรศน์ประจำหอดูดาวแห่งชาติคือ ฟิล์มบางอะลูมิเนียมที่เคลือบกระจกกล้องเพื่อช่วยในการสะท้อนแสงนั้นจะเสื่อมลงเรื่อยๆ เดือนละ 1% ซึ่งเป็นปัญหาที่ ดร.ศรัณย์ โปษยะจินดา รองผู้อำนวยการ สดร.ระบุว่า ทราบปัญหาตั้งแต่เริ่มวางแผนสร้างหอดูดาวแล้ว และพยายามหาทางแก้ปัญหาหลายวิธี อาทิ ซื้อเครื่องเคลือบกระจกจากต่างประเทศ หรือส่งกระจกกลับไปเคลือบที่ต่างประเทศ แต่เมื่อพิจารณาแล้วเห็นว่าเครื่องเคลือบกระจกจากต่างประเทศนั้นมีราคาแพงถึง 1.5 ล้านบาท และยังใช้เทคโนโลยีล้าสมัย ส่วนการส่งกระจกกลับไปเคลือบใหม่ก็มีความเสี่ยงที่กระจกอาจแตกระหว่างขนย้าย
เมื่อเล็งเห็นว่าสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (สซ.) มีศักยภาพในการเคลือบฟิล์มบางด้วยเทคนิคสปัตเตอริงในสุญญากาศ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีเคลือบฟิล์มบางแบบใหม่ จึงเกิดความร่วมมือ 2 สถาบัน ระหว่าง สดร.และศซ.ในการพัฒนาเครื่องเคลือบกระจก ซึ่งออกแบบให้สามารถเคลือบกระจกกล้องโทรทรรศน์ตั้งแต่ขนาดเล็กไปจนถึงกระจกกล้องโทรทรรศน์ขนาด 2.4 เมตรของหอดูดาวแห่งชาติ และมีราคาถูกกว่าเครื่องเคลือบกระจกจากต่างประเทศถึง 3 เท่า ซึ่งนอกจากเคลือบกระจกกล้องโทรทรรศน์ของหอดูดาวแห่งชาติแล้ว ดร.ศรัณย์ เผยว่าเครื่องดังกล่าวยังสามารถใช้เคลือบกระจกกล้องโทรทรรศน์ประจำ “หอดูดาวภูมิภาค” ที่กำลังทยอยก่อสร้างและให้บริการแก่ประชาชนทั่วประเทศ
“หอดูดาวภูมิภาค” เพื่อประชาชน
ในขณะที่หอดูดาวแห่งชาติเป็นห้องปฏิบัติการขั้นสูงสำหรับนักวิจัยและนักดาราศาสตร์ ทาง สดร.ยังมีโครงการจัดตั้งหอดูดาวเฉลิมพระเกียรติ 7 รอบ พระชนมพรรษา ภูมิภาค หรือ “หอดูดาวภูมิภาค” สำหรับบริการประชาชน โดยเน้นให้เกิดกิจกรรมทางด้านดาราศาสตร์ ซึ่งตามแผนมีโครงการจัดตั้งหอดูดาวภูมิภาคใน 5 จังหวัด ได้แก่ จ.ฉะเชิงเทรา, จ.นครราชสีมา, จ.สงขลา, จ.พิษณุโลก และ จ.ขอนแก่น
หอดูดาวเฉลิมพระเกียรติ 7 รอบ พระชนมพรรษา ภูมิภาค จ.นครราชสีมา ตั้งอยู่ภายในมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี จ.นครราชสีมา เปิดให้บริการเป็นแห่งแรกมาตั้งแต่วันที่ 17 พ.ย.57 ส่วนอีก 2 แห่งคือใน จ.ฉะเชิงเทรา และ จ.สงขลา จะเปิดให้บริการในปี 2558 ส่วนหอดูดาวภูมิภาคใน จ.พิษณุโลก และ จ.ขอนแก่น อยู่ระหว่างดำเนินการ
ภายในหอดูดาวภูมิภาคมีโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ ได้แก่ อาคารหอดูดาว และอาคารฉายดาว ซึ่งอาคารหอดูดาวแบ่งเป็น 2 ส่วน คือส่วนโดมไฟเบอร์กลาสทรงเปลือกหอยที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 18 ฟุต และเปิดออกได้ 180 องศา ภายในโดมติดตั้งกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5 เมตร อีกส่วนคือลานดูดาวที่ติดตั้งกล้องโทรทรรศน์อีก 5 ตัวที่ติดตั้งอยู่ภายใต้หลังคาเลื่อนทรงสี่เหลี่ยม ได้แก่ กล้องโทรทรรศน์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 14 นิ้ว, กล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสง 150 มม., กล้องสองตาขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 125 มม., กล้องโทรทรรศน์ชนิดหักเหแสงขนาดเล็กและกล้องดูดวงอาทิตย์
ส่วนอาคารฉายดาวเป็นอาคารครึ่งวงกลมสำหรับท้องฟ้าจำลองที่ติดตั้งเครื่องฉายดาวดิจิทัลแบบเต็มโดมด้วยความละเอียด 25 ล้านพิกเซล รองรับผู้ชม 44 ที่นั่ง และเชื่อมต่ออาคารแสดงนิทรรศการความรู้ดาราศาสตร์ โดยผู้ไปเยือนหอดูดาวจะได้เห็น “เพดานดาว” ซึ่งเป็นภาพบนเพดานทางเข้าที่แสดงตำแหน่งดาวเคราะห์ใน “พิกัดสุริยะ” หรือพิกัดที่ใช้ดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง และเป็นตำแหน่งดาวเคราะห์ในวันที่ 16 พ.ย.57 หรือวันที่สมเด็จพระเทพพระรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี เสด็จฯ ทรงเป็นประธานเปิดหอดูดาวภูมิภาค จ.นครราชสีมา
ศุภฤกษ์ คฤหานนท์ หัวหน้างานบริการวิชาการทางดาราศาสตร์ สดร.เผยว่าหอดูดาวภูมิภาคแต่ละจังหวัดจะแสดงภาพเพดานดาวที่แตกต่างกันไปตามวันเปิดหอดูดาวภูมิภาคแต่ละแห่ง นอกจากนี้การจัดวางอาคารต่างๆ ยังวางตำแหน่งดาวเคราะห์ที่ตรงกับวันพระราชสมภพของสมเด็จพระเทพฯ ในวันที่ 2 เม.ย. ซึ่งในส่วนของหอดูดาวภูมิภาคที่ จ.นครราชสีมา วางตำแหน่งโดมฉายดาวแทนตำแหน่งดวงอาทิตย์ พร้อมกับโดมอาคารหอดูดาวแทนตำแหน่งดาวเสาร์
รศ.บุญรักษา ระบุว่าหอดูดาวภูมิภาคเป็นโครงสร้างพื้นฐานทางดาราศาสตร์ที่กระจายโอกาส ให้แก่ประชาชน เนื่องจากหอดูดาวแห่งชาติที่ตั้งอยู่บนยอดดอยอินทนนท์ เน้นสำหรับใช้งานวิจัย เป็นหลัก และเปิดให้บริการแก่ประชาชนเป็นครั้งคราว ส่วนหอดูดาวภูมิภาคจะเปิดโอกาสให้ประชาชนเข้าถึงได้ง่ายกว่า โดยในส่วนอาคารฉายดาวเปิดให้บริการทุกวันเว้นวันจันทร์ ส่วนอาคารหอดูดาวจะเปิดให้บริการเมื่อมีกิจกรรมหรือปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ อีกทั้งยังรองรับงานวิจัยระดับนักศึกษาตั้งแต่ปริญญาตรีถึงปริญญาเอก รวมถึงบริการถ่ายภาพแก่นักดาราศาสตร์สมัครเล่น
กล้องดูดาวไทยในชิลี
นอกจากหอดูดาวที่ตั้งอยู่ภายในประเทศแล้ว สดร.ยังติดตั้งกล้องโทรทรรศน์ไว้ที่ต่างประเทศด้วย โดยปัจจุบันได้ติดตั้งกล้องโทรทรรศน์ทางไกลอัตโนมัติซีกฟ้าใต้ หรือ กล้อง Prompt ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.61 เมตร ณ หอดูดาวอินเตอร์อเมริกัน เซอร์โร โทโลโล (Cerro Tololo Inter-American Observatory: CTIO) ชิลี ภายใต้ความร่วมมือระหว่างมหาวิทยาลัยนอร์ทแคโรไลนา ณ แชพเพิลฮิลล์ สหรัฐฯ และยังมีโครงการติดตั้งกล้องโทรทรรศน์เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.7 เมตร ณ หลี่เจียง สาธารณประชาชนจีน และออสเตรเลีย ซึ่งอยู่ระหว่างศึกษาพื้นที่ก่อสร้าง
ในส่วนของกล้อง Prompt นั้น ดร.ศรัณย์ระบุว่า นักดาราศาสตร์ไทยสามารถควบคุมการใช้งานกล้องดังกล่าวผ่านระบบอินเทอร์เน็ตจากทุกที่ทั่วโลก เพื่อบันทึกภาพท้องฟ้าในซีกฟ้าใต้ตอนกลางคืนในขณะที่ไทยอยู่ในช่วงกลางวัน ตัวอย่างผลงานที่โดดเด่นจากการใช้งานกล้อง Prompt คือการใช้งานกล้องดังกล่าวยืนยันการค้นพบของนักวิจัยมหาวิทยาลัยแอริโซนา สหรัฐฯ ซึ่งได้ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ของนาซา ศึกษาพบการระเบิดของฝุ่นรอบดาวฤกษ์ NGC2547-ID8 ที่มีอายุเพียง 35 ล้านปี และเป็นไปได้ว่าจะเกิดจากการชนกันของดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่รอบดาวฤกษ์อายุน้อยดังกล่าว เช่นเดียวกับการก่อตัวของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ
“ดาวฤกษ์ NGC2547-ID8 เป็นดาวฤกษ์อายุน้อยใกล้เคียงดวงอาทิตย์ของเรา และอยู่ในกระจุกดาวเปิด NGC2547 จากการติดตามดาวฤกษ์ดวงนี้ที่ผ่านมาไม่พบสิ่งผิดปกติอะไร จนกระทั่งเมื่อ 2 ปีก่อนพบการเรืองแสงอินฟราเรดที่ผิดปกติ คาดว่ามีฝุ่นขนาดเท่าเม็ดทรายโคจรรอบดาวฤกษ์ในช่วงเวลาสั้นๆ ซึ่งคาดว่าเกิดจากการถูกพุ่งชนของดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ คล้ายตอนโลกกำลังก่อกำเนิด แต่ใช้เวลาอีกเป็นล้านปีจึงจะได้เห็นดาวเคราะห์กำเนิดขึ้นมา โดยการค้นพบครั้งนี้นับเป็นครั้งแรกที่เห็นทั้งก่อนและหลังการพุ่งชน” ดร.ศรัณย์อธิบาย
นักดาราศาสตร์ยังได้ใช้กล้อง Prompt บันทึกภาพดาวเคราะห์น้อย 2014RC ขณะเข้าใกล้โลกที่ระยะ 390,000 กิโลเมตร เมื่อวันที่ 7 ก.ย.57 และทาง สดร.ยังได้บันทึกภาพระหว่างดาวหาง “ไซดิงสปริง” (Siding Spring) เฉียดใกล้ดาวอังคารเมื่อวันที่ 20 ต.ค.57 ทั้งในช่วงก่อนและหลังเฉียดดาวเคราะห์เพื่อนบ้านด้วยกล้อง Prompt ของไทยที่ตั้งอยู่ในชิลี โดยดาวหางเปรียบเสมือน “แคปซูลกาลเวลา” ที่บันทึกองค์ประกอบดั้งเดิมของระบบสุริยะไว้ และการศึกษาดาวหางจะช่วยให้เราศึกษาต้นกำเนิดของระบบสุริยะได้
สำหรับการสร้างหอดูดาวซีกฟ้าใต้หรือกล้อง Prompt ของไทยนั้น สืบเนื่องจากสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี เสด็จฯ เยือน หอดูดาวอินเตอร์อเมริกัน เซอร์โร โทโลโล เมื่อ 15 ต.ค.53 จึงเกิดความร่วมมือระหว่าง สดร.และมหาวิทยาลัยนอร์ทแคโรไลนา ณ แชพเพิลฮิลล์ และได้สร้างกล้องโทรทรรศน์พร้อมอาคารหอดูดาวจนเสร็จพร้อมใช้ตั้งแต่ปลายปี 2556
โครงการกล้อง Prompt (Panchromatic Robotic Optical Monitoring and Polarimetry Telescopes) เป็นโครงการศึกษาช่วงคลื่นที่ตามองเห็นที่แผ่จากการระเบิดของรังสีแกมมา ซึ่งเป็นการระเบิดที่มีพลังงานมากที่สุดในเอกภพและเกิดจากการระเบิดของดาวมวลมากเมื่อสิ้นอายุขัยหรือการชนกันของดาวนิวตรอนคู่ แต่บรรยากาศโลกดูดกลืนรังสีดังกล่าวไว้ จึงต้องอาศัยกล้องโทรทรรศน์ในอวกาศตรวจวัด เมื่อค้นพบรังสีดังกล่าวแล้วจะแจ้งเตือนลงมายังกล้องโทรทรรศน์บนพื้นโลกเพื่อค้นหาช่วงคลื่นที่ตามองเห็นจากการแผ่ของรังสีดังกล่าว แต่แสงที่แผ่ออกมามักจางหายในไม่กี่วินาที จึงต้องใช้กล้องโทรทรรศน์หลายตัวเพื่อศึกษาแสงจากการระเบิดดังกล่าวในหลายช่วงคลื่น ซึ่งกล้องของไทยเป็นหนึ่งในกล้องโทรทรรศน์เหล่านั้น
...ทั้งหมดนี้คือโครงสร้างพื้นฐานทางดาราศาสตร์ของไทย ซึ่งเปรียบเสมือนเป็น “ดวงตา” ให้นักวิจัยไทยได้ส่องสำรวจออกไปในท้องฟ้า และอนาคตนักดาราศาสตร์ไทยอาจได้ค้นพบปรากฏการณ์ที่สำคัญจากเครื่องมือเหล่านี้...
*******************************
