เนื่องในวันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ ซึ่งตรงกับวันที่ 18 สิงหาคม 2566 ไทยพีบีเอสจึงขอนำความรู้เกี่ยวกับ “รังสีอินฟราเรด” ซึ่งมีความสำคัญกับ “ดาราศาสตร์” อย่างยิ่งยวด โดยทั้ง 2 สิ่งจะมีความเกี่ยวโยงกันอย่างไรตามมาอ่านกันได้เลย

ชวนรู้จัก “รังสีอินฟราเรด”

“อินฟราเรด” คือ “คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า” เช่นเดียวกับแสงที่ตามองเห็น แต่มีความยาวคลื่นที่ต่างออกไป โดยมีค่าตั้งแต่ 780 นาโนเมตร ถึง 1 มิลลิเมตร ซึ่งมีค่าความยาวคลื่นที่อยู่ถัดจากแสงสีแดง และไม่สามารถมองเห็นด้วยตามนุษย์ แต่สามารถรับรู้ได้ในรูปของความร้อน

ผู้ค้นพบ “รังสีอินฟราเรด”

ในปี ค.ศ. 1800 เซอร์วิลเลียม เฮอร์เชล นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้ทำการทดลองแยกแสงขาวจากดวงอาทิตย์ออกเป็นสเปกตรัมสีรุ้ง จากนั้นนำเทอร์โมมิเตอร์วางไว้ที่แต่ละสีให้ค่าอุณหภูมิที่ต่างกัน โดยไล่ลำดับจากสีม่วงมีอุณหภูมิต่ำที่สุดไปจนถึงสีแดงมีอุณหภูมิสูงที่สุด โดยยังสังเกตเห็นว่า ที่ตำแหน่งถัดจากสีแดงแม้จะไม่ปรากฏสีใด ๆ ให้เห็นด้วยตามนุษย์ แต่กลับมีอุณหภูมิที่สูงขึ้นมากกว่าสีแดง ก่อนเป็นการค้นพบ “รังสีอินฟราเรด” เป็นครั้งแรก จึงได้ชื่อเรียกว่า “รังสีความร้อน”

“รังสีอินฟราเรด” เกี่ยวข้องกับ “ดาราศาสตร์” อย่างไร ?

“รังสีอินฟราเรด” เป็นรังสีที่สามารถพบได้ทั่วไปในเทคโนโลยีรอบตัวเรา เช่น รีโมตควบคุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เตาไฟฟ้าอินฟราเรด กล้องตรวจจับอุณหภูมิร่างกาย กล้องมองกลางคืน เป็นต้น ขณะที่ธรรมชาติรอบตัวเราก็มีการปล่อย “รังสีอินฟราเรด” ตลอดเวลา โดยทุกวัตถุที่มีอุณหภูมิในตัวเอง ล้วนแล้วแต่เป็นแหล่งกำเนิด “รังสีอินฟราเรด” ในธรรมชาติทั้งสิ้น เช่น ร่างกายมนุษย์ ร่างกายสัตว์เลือดอุ่นประเภทต่าง ๆ ไปจนถึงวัตถุบนท้องฟ้า ทั้ง ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ และกาแล็กซีที่อยู่ห่างจากโลกหลายปีแสง

ในทางดาราศาสตร์การจะทำความเข้าใจธรรมชาติของวัตถุบนท้องฟ้าให้ครบทุกแง่มุมนั้น จำเป็นต้องศึกษาด้วยช่วงคลื่นที่หลากหลาย เนื่องจากแต่ละช่วงคลื่นจะแสดงถึงกระบวนการทางธรรมชาติที่แตกต่างกัน สำหรับช่วงคลื่นอินฟราเรดนั้น จะโดดเด่นในการศึกษาวัตถุที่ถูกปกคลุมด้วยฝุ่นหนาทึบ เพราะอินฟราเรดสามารถทะลุฝุ่นเหล่านี้ได้ดี รวมถึงศึกษาวัตถุอวกาศที่มีอุณหภูมิต่ำและมีแสงสว่างในตัวเองน้อย เช่น สสารระหว่างดาว จานฝุ่นรอบดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์น้อย ดาวแคระน้ำตาล และอื่น ๆ ซึ่งวัตถุเหล่านี้มีความสว่างในช่วงคลื่นที่ตามองเห็นน้อยมาก

ด้วยเหตุนี้ การศึกษาช่วงคลื่นอินฟราเรดจะช่วยให้นักดาราศาสตร์ทำความเข้าใจวัตถุเหล่านี้ได้ดียิ่งขึ้น รวมไปถึงอาจค้นพบวัตถุใหม่ ๆ ที่ไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่าของมนุษย์

ดาราศาสตร์ช่วงคลื่นอินฟราเรด

การศึกษาเนบิวลา (กลุ่มฝุ่น แก๊ส และพลาสมาในอวกาศ ที่อยู่รวมตัวกันมีลักษณะเป็นก้อนหมอกเมฆขนาดใหญ่ ปะปนอยู่ในกลุ่มดวงดาว) ในช่วงคลื่นที่ตามองเห็น ภาพที่ได้จะปรากฏให้เห็นเป็นกลุ่มฝุ่นและแก๊สที่หนาทึบ มีสีสันต่าง ๆ ตามธาตุองค์ประกอบและชนิดของเนบิวลา

นอกจากนี้ ช่วงคลื่นอินฟราเรดยังเหมาะกับการศึกษาวัตถุอวกาศที่มีอุณหภูมิต่ำ รวมถึงสามารถศึกษาทะลุลงไปยังชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์เพื่อศึกษาเมฆชั้นล่างได้อีกด้วย

อินฟราเรดจึงเป็นอีกหนึ่งช่วงคลื่นที่สำคัญ ที่นักดาราศาสตร์ใช้ในงานวิจัยหลากหลายสาขา ไม่ว่าจะเป็นการศึกษาองค์ประกอบของดาวเคราะห์ ศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ค้นหาดาวเคราะห์ที่อาจมีสิ่งมีชีวิต ศึกษาการก่อกำเนิดดาวฤกษ์ ศึกษาโครงสร้างกาแล็กซี และวิวัฒนาการของเอกภพ เป็นต้น

🛰 ชี้เป้างาน งานวันวิทย์ 66 มีอะไรน่าสนใจบ้าง

📽 ชมภาพบรรยากาศ NSTFAIR2023

🎧 อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของ ThaiPBS
-------------------------
🌏 “รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

แหล่งข้อมูลอ้างอิง : สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

“อินฟราเรด” รังสีความร้อน ช่วยให้ “ดาราศาสตร์” เข้าใจ “อวกาศ” มากขึ้น