หนึ่งพันล้านพิกเซล หนึ่งพันล้านดาว

เราทุกคนรู้ว่าพื้นที่มีขนาดใหญ่ ใหญ่แค่ไหนก็ยากที่จะวัดได้ ระยะห่างจากดวงดาวและวัตถุท้องฟ้าอื่นๆ ไม่ค่อยทราบแน่ชัด หรือแม้แต่วัดได้โดยตรง แต่นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จะคำนวณระยะห่างของจักรวาลตาม “บันได” ของขั้นตอนการสอบเทียบที่ต่อเนื่องกัน กระบวนการนี้เริ่มต้นโดยใช้วิธีการที่หลากหลายในการปรับเทียบความสัมพันธ์ระหว่างช่วงเวลาของการเต้นเป็นจังหวะและความส่องสว่างภายใน

ของดาวฤกษ์

บางประเภท ซึ่งเรียกว่าตัวแปรเซเฟอิดและไมรา ต่อไป ดาวแปรแสงเหล่านี้จะใช้เพื่อระบุระยะทางไปยังดาราจักรที่ซูเปอร์โนวาประเภท Ia เกิดการระเบิด ในที่สุด ความสว่างของซูเปอร์โนวาประเภท Ia เหล่านี้ได้รับการแก้ไขเพื่ออธิบายถึงความหลากหลายที่แท้จริง กระบวนการที่ซับซ้อนนี้ทำให้เกิดข้อผิดพลาด

อย่างเป็นระบบอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ตัวอย่างที่ค่อนข้างเป็นที่รู้จักคือค่าคงที่ของฮับเบิลในเชิงจักรวาลวิทยาสองค่า “แบบคลาสสิก” ซึ่งได้มาจากข้อมูลของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและมีค่าต่างกัน 10% แต่ผลกระทบของข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบนั้นแพร่หลาย ครอบคลุมทุกอย่างตั้งแต่ดาราศาสตร์

ดาวเคราะห์นอกระบบและวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ ไปจนถึงพลวัตของสสารมืดและฟิสิกส์พื้นฐานเหตุผลที่การวัดระยะทางทางดาราศาสตร์เป็นเรื่องยากมากสามารถสรุปได้ในคำเดียว: พารัลแลกซ์ ขณะที่โลกเดินทางรอบดวงอาทิตย์ ตำแหน่งของดาวฤกษ์ใกล้เคียงดูเหมือนจะเปลี่ยนไปเมื่อเทียบกับวัตถุพื้นหลัง

ที่อยู่ไกลออกไป มุมพารัลแลกซ์ถูกกำหนดให้เป็นการเปลี่ยนแปลงที่ชัดเจนในทิศทางของเส้นสายตาไปยังวัตถุซึ่งเกิดจากตำแหน่งที่เปลี่ยนไปของผู้สังเกต และตรีโกณมิติพื้นฐานแสดงให้เห็นว่ามุมนี้แปรผกผันกับระยะห่างของดาวฤกษ์จากโลก แต่เนื่องจากแม้แต่ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ที่สุดยังห่างไกล 

(ในทางดาราศาสตร์) พารัลแลกซ์ที่เกี่ยวข้องกันจึงมีขนาดเล็ก ปริมาณส่วนใหญ่น้อยกว่าสองสามร้อยไมโครอาร์ควินาที (μas) โดยที่ 1 μas เทียบเท่ากับความหนาของเส้นผมมนุษย์ที่มองเห็นได้จากระยะทาง 10,000 กม. ในการวัดมุมเล็กๆ เช่นนี้ นักดาราศาสตร์ต้องทำการวัดตำแหน่งที่

มีความแม่นยำสูงซ้ำๆ กัน

เป็นเวลาหลายปี เพื่อแยกพารัลแลกซ์ออกจากการเคลื่อนที่ที่ “เหมาะสม” ของดาวฤกษ์ (การเคลื่อนที่เนื่องจากวงโคจรของดาวฤกษ์ในดาราจักร) และจากการรบกวนที่เกิดจาก สนามโน้มถ่วงของดาวฤกษ์ข้างเคียงและ/หรือระบบดาวเคราะห์ที่เกี่ยวข้อง ในปี 1989 ได้เปิดตัวดาวเทียม

เพื่อทำการตรวจวัดดังกล่าว ระหว่างภารกิจสามปีของมัน วัดพารัลแลกซ์สัมบูรณ์ของดาวมากกว่า 30,000 ดวงด้วยความแม่นยำดีกว่า 10% แต่ในกาแลคซีที่มีดวงดาว 100 พันล้านดวง การวัดของฮิปปาร์โคสสามารถแสดงให้เราเห็นได้เพียงส่วนเล็กๆ ของภาพเท่านั้น

อย่างไรก็ตาม ขณะนี้ สาขาวิชาฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่มีความแม่นยำกำลังจะเข้าสู่ยุคใหม่ เดือนนี้ถือเป็นการเปิดตัวข้อมูลสำคัญครั้งแรกจากภารกิจ ซึ่งเป็นการติดตามผลจากยานฮิปปาร์โกที่เปิดตัวเมื่อวันที่ 19 ธันวาคม 2013 และขณะนี้กำลังโคจรรอบจุด L2 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 1.5 ล้านกิโลเมตร 

ความสามารถ

ในการรวบรวมข้อมูลของ Gaia นั้นน่าทึ่งมาก: ในหนึ่งชั่วโมงของการทำงาน เครื่องมือของ Gaia สามารถวัดค่าทางดาราศาสตร์ได้ 10 ล้านครั้ง และบันทึกสเปกตรัมได้ 300,000 สเปกตรัมของดาว 100,000 ดวง ระหว่างภารกิจสแกนท้องฟ้านาน 5 ปี ไกอาจะสังเกตแต่ละเป้าหมายประมาณ 80 ครั้ง 

ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถหาปริมาณความแปรปรวนของดวงดาวและแหล่งกำเนิดแสงอื่นๆ ได้ กำหนดตำแหน่งและการเคลื่อนไหว (โหราศาสตร์); และวัดความสว่างที่ปรากฏและการกระจายพลังงาน (โฟโตเมตรี) อย่างที่ทราบกันดีว่า Gaia จะทำการวัดระยะทางอย่างแม่นยำบนดาวฤกษ์

ประมาณ 1.5 พันล้านดวง โดยมีความแม่นยำสูงถึง 10 μas สำหรับดวงที่สว่างที่สุด ปริมาณข้อมูลมหาศาลหมายความว่า Gaia พร้อมที่จะปฏิวัติการวัดระยะทางทางดาราศาสตร์ ในการทำเช่นนั้น ภารกิจจะมีความหมายกว้างสำหรับสาขาฟิสิกส์ดาราศาสตร์เกือบทั้งหมด

ม้านั่งออปติคัลที่โคจรรอบยานอวกาศ Gaia นั้นเรียบง่ายอย่างหรูหรา ประกอบด้วยแท่นออปติคอลทรงกลมที่รองรับกล้องโทรทรรศน์สองตัว กล้องโทรทรรศน์คู่เป็นส่วนสำคัญในการออกแบบของไกอา ด้วยกล้องโทรทรรศน์เพียงตัวเดียว จะสามารถคำนวณพารัลแลกซ์ของดาวฤกษ์เมื่อเทียบกับดาวดวงอื่น

ภายในขอบเขตการมองเห็นของกล้องโทรทรรศน์นั้นเท่านั้น (รูปที่ 1 ก ) อย่างไรก็ตาม ด้วยกล้องโทรทรรศน์สองตัวที่คั่นด้วยมุมกว้าง (ทราบกันดีอยู่แล้ว) และแต่ละภาพป้อนแสงเข้าไปในกล้องออปติกตัวเดียว จึงเป็นไปได้ที่จะวัดพารัลแลกซ์ได้อย่างสมบูรณ์ (รูปที่ 1 ข )

วิธีการวัดพารัลแลกซ์แบบสองกล้องโทรทรรศน์นี้ใช้ครั้งแรกกับดาวเทียมฮิปปาร์คอส แต่แง่มุมอื่นๆ ของเครื่องมือของไกอานั้นแปลกใหม่ กล้องพันล้านพิกเซลยาว 0.9 ม. มีขนาดใหญ่เป็นพิเศษตามมาตรฐานยานอวกาศ และเซ็นเซอร์อุปกรณ์คู่ชาร์จ (CCD) 106 ตัวให้ช่วงไดนามิกที่น่าประทับใจ รวบรวมแสง

จากวัตถุที่มีขนาดปรากฏตั้งแต่ –1.5 (ดาวซิริอุสที่สว่างจ้า) ถึง 20.7 (มากกว่า 5 × 10 8อ่อนกว่าครั้ง) สำหรับแต่ละดวงจาก 1.5 พันล้านดวงที่ไกอาตรวจจับได้ ยานอวกาศกำลังวัดฟลักซ์แสงบรอดแบนด์และเซนทรอยด์ภาพที่เกี่ยวข้อง เมื่อรวมกับสเปกโตรโฟโตเมตรีในช่วง 300–1,000 นาโนเมตร 

ทำให้สามารถหาอุณหภูมิและแรงโน้มถ่วงพื้นผิวของดาวแต่ละดวงได้ และยังวัดปริมาณฝุ่นคอสมิกที่ปิดกั้นการมองเห็นของเราได้ สเปกโตรกราฟที่มีการกระจายตัวในระดับปานกลางถูกใช้เพื่อหาความเร็วในแนวรัศมีสำหรับดาวฤกษ์ 100 ล้านดวงที่สว่างกว่าโชติมาตร 15.5 ประมาณ

Credit : เว็บสล็อตแท้ / สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์