แผนที่มันฟ้อง!!! แผนที่กาแล็กซีทางช้างเผือกล่าสุด ชี้ “โลก”เคลื่อนที่เข้าใกล้หลุมดำเร็วกว่าเดิม

นักดาราศาสตร์ สดร. ร่วมทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติ เก็บข้อมูลผ่านเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุแทรกสอดระยะไกล VERA ของประเทศญี่ปุ่น พบว่าโลกเคลื่อนที่เร็วขึ้น ด้วยอัตรา 7 กิโลเมตรต่อวินาที และเข้าใกล้หลุมดำมวลมหาศาลใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือกมากขึ้น ที่ระยะสั้นกว่าเดิมประมาณ 2,000 ปีแสง แต่อย่างไรก็ตามโลกของเราจะยังไม่ถูกดูดเข้าสู่หลุมดำได้โดยง่าย ผลการวิจัยดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ลงใน Publications of the Astronomical Society of Japan เมื่อเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2563 ที่ผ่านมา

เนื่องจากโลกของเราเป็นส่วนหนึ่งของระบบสุริยะและอยู่ภายในกาแล็กซีทางช้างเผือก ดังนั้นการถ่ายภาพลักษณะกาแล็กซีที่เราอาศัยอยู่จึงไม่ใช่เรื่องง่าย ต้องอาศัยเทคนิคเฉพาะทางดาราศาสตร์มาช่วยวัดตำแหน่งและศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุ เรียกว่า การวัดตำแหน่งของวัตถุดาราศาสตร์ (Astrometry) เทคนิคดังกล่าวช่วยให้เข้าใจโครงสร้างทั้งหมด รวมถึงตำแหน่งระบบสุริยะของเราในกาแล็กซีทางช้างเผือก ซึ่งเมื่อ พ.ศ. 2563 ที่ผ่านมา โครงการเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุแทรกสอดระยะไกล VERA หรือ VLBI Exploration of Radio Astrometry (“VLBI” เป็นคำย่อจาก Very Long Baseline Interferometry) ของประเทศญี่ปุ่น ได้สรุปผลการสังเกตการณ์วัตถุทางดาราศาสตร์จำนวน 99 วัตถุและเผยแพร่เป็นข้อมูลแค็ตตาล็อกการวัดระยะทางดาราศาสตร์ขึ้นมาเป็นเล่มเเรก

โครงการ VERA เริ่มศึกษาการสร้างแผนที่ความเร็วในรูปแบบสามมิติและโครงสร้างเชิงพื้นที่ของกาแล็กซีทางช้างเผือก ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2543 ใช้เทคนิคพิเศษ เรียกว่า การแทรกสอดข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุหลายสถานีเข้าด้วยกัน มีประสิทธิภาพเทียบเท่ากล้องโทรทรรศน์วิทยุที่มีขนาดหน้าจานกว้างถึง 2,300 กิโลเมตร และให้ค่าความละเอียดเชิงมุมแม่นยำถึง 10 ไมโครฟิลิปดา (เทียบเท่ากับการที่เราสามารถมองเห็นเหรียญบาทที่วางอยู่บนดวงจันทร์ได้)

นักดาราศาสตร์ได้สร้างแผนที่ตำแหน่งและความเร็วจากข้อมูลแค็ตตาล็อกดังกล่าว ร่วมกับผลการสังเกตการณ์โดยกลุ่มวิจัยอื่น ๆ จนสามารถคำนวณหาศูนย์กลางของกาแล็กซีทางช้างเผือกได้ ยิ่งไปกว่านั้นแผนที่นี้ยังบ่งชี้ถึงจุดศูนย์กลางของกาแล็กซีที่มีหลุมดำมวลมหาศาล อยู่ห่างจากโลก 25,800 ปีแสง ซึ่งพบว่ามีระยะทางสั้นกว่าค่าเดิม (ระยะทางเดิม 27,700 ปีแสง) ที่สหพันธ์ดาราศาสตร์นานาชาติ หรือ IAU (the International Astronomical Union) เคยคำนวณไว้เมื่อปี พ.ศ. 2528 และยังพบว่าโลกหมุนรอบจุดศูนย์กลางกาแล็กซีทางช้างเผือกด้วยความเร็วเฉลี่ย 227 กิโลเมตรต่อวินาที เมื่อเทียบกับค่าความเร็วมาตรฐานที่เคยคำนวณไว้ก่อนหน้านี้ คือ 220 กิโลเมตรต่อวินาที จึงพบว่าเร็วกว่าเดิมอยู่ 7 กิโลเมตรต่อวินาที

โครงการ VERA ได้ตั้งเป้าหมายสังเกตการณ์มากขึ้น โดยเฉพาะวัตถุที่อยู่ใกล้หลุมดำมวลมหาศาลบริเวณใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือก เพื่อนำข้อมูลมาปรับปรุงผลโครงสร้างและการเคลื่อนที่ของกาแล็กซีให้ถูกต้องครอบคลุมมากที่สุด โดยร่วมมือกับเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุแทรกสอดระยะไกลในเอเซียตะวันออก EAVN (East Asian VLBI Network) ทำงานร่วมกับกล้องโทรทรรศน์วิทยุจากหลากหลายสถานี ในหลายประเทศ เช่น ญี่ปุ่น เกาหลีใต้ และจีน ยิ่งจำนวนของกล้องฯ เพิ่มมากขึ้น และอยู่ห่างกันมากเท่าใด ก็จะสามารถวิเคราะห์ข้อมูลได้ละเอียดแม่นยำมากขึ้นเท่านั้น

สำหรับเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุแทรกสอดระยะไกลในเอเชียตะวันออก (East Asian VLBI Network: EAVN) มี KaVA เป็นอะเรย์ของกล้องโทรทรรศน์วิทยุเครือข่ายที่ประกอบด้วย เครือข่าย VERA (VLBI Exploration of Radio Astrometry) ในประเทศญี่ปุ่น ประกอบด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางหน้ากล้อง 20 เมตร จำนวน 4 ตัว และ เครือข่าย KVN (Korean VLBI Network) ในประเทศเกาหลีใต้ ประกอบด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางหน้ากล้อง 21 เมตร จำนวน 3 ตัว ในอนาคต เครือข่าย KaVA จะมีความร่วมมือในหลากหลายประเทศเพิ่มมากขึ้น โดยผ่านทาง EAVN ร่วมกับประเทศอื่น ๆ เช่น จีน เกาหลีใต้ รวมถึงกล้องโทรทรรศน์วิทยุแห่งชาติของไทยด้วย

ดร. โคอิชิโร่ ซุกิยะมะ (Dr. Koichiro Sugiyama) นักวิจัยด้านการกำเนิดของดาวฤกษ์มวลมาก กลุ่มวิจัยดาราศาสตร์วิทยุ สดร. เป็นผู้ร่วมเขียนบทความในครั้งนี้ กล่าวว่า “ปัจจุบัน สดร. กำลังดำเนินโครงการพัฒนาเครือข่ายดาราศาสตร์วิทยุและยีออเดซี สร้างหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุแห่งชาติ ขนาด 40 เมตร ขนาดใหญ่ที่สุดในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ และมีแผนจะเข้าร่วมเป็นหนึ่งในเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุแทรกสอดระยะไกลภูมิภาคเอเชียตะวันออก (EAVN) เชื่อมต่อกับกล้องโทรทรรศน์วิทยุตัวอื่น ๆ ได้ยาวมากขึ้น ช่วยเพิ่มศักยภาพเครือข่ายและพัฒนาระบบให้ดียิ่งขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตำแหน่งที่ตั้งของกล้องโทรทรรศน์วิทยุแห่งชาติ ตั้งอยู่บริเวณซีกฟ้าใต้มากสุดเมื่อเทียบกับกล้องฯ อื่น ๆ ในเครือข่าย ทำให้ตรวจจับสัญญาณที่มีความเข้มฟลักซ์ต่ำได้ดี ให้ค่าความละเอียดแม่นยำที่ดีกว่า เพิ่มโอกาสสังเกตการณ์วัตถุที่อยู่บริเวณซีกฟ้าใต้ รวมถึงหลุมดำมวลมหาศาล พร้อมทั้งประมวลผลภาพได้อย่างมีคุณภาพดียิ่งขึ้น”