X-RAY 115 ปี ตั้งแต่ดูกระดูกจนไปถึงดูดวงดาว

ตั้งกระทู้ใหม่

เฮนรี่อัศจรรย์ใจเป็นอย่างมาก ที่มนุษย์ค้นพบรังสี X เป็นเวลากว่าร้อยปีแล้ว .... และเจ้ารังสีนี้ก็เอามาใช้ในกิจกรรมต่างๆ ตั้งแต่ร่างกายมนุษย์ จนไปถึงระบบดวงดาว เฮนรี่เชื่อว่าในอนาคตเราจะต้องเจอความลับต่างๆจากอวกาศแน่นอน เสียดายเนอะ !!! ถ้าเราเดินทางในอวกาศง่ายดายเราก็จะรู้เรื่องอวกาศเยอะกว่านี้แน่ๆ .....

เศษ ซากซูเปอร์โนวา E0102-72 ซึ่งบันทึกด้วยข้อมูลย่านรังสีเอกซ์จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา (Chandra) และคลื่นแสงที่ตามองเห็นจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (NASA)

จากรังสีปริศนาที่น่าฉงน ซึ่งถูกค้นพบเมื่อ 115 ปีก่อน ปัจจุบัน รังสีเอกซ์ ทะลุทะลวงสู่การประยุกต์ใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่การวินิจฉัยโรคทางการแพทย์ การตรวจสอบในภาคอุตสาหกรรม ไปจนถึงการศึกษาดวงดาวบนท้องฟ้า

       เมื่อวันที่ 8 พ.ย.1895 วิลเฮห์ม คอนราด เรินท์เกน (Wilhelm Conrad Roentgen) นักฟิสิกส์เยอรมันพบรังสีเอกซ์โดยบังเอิญระหว่างทำการทดลองให้ประจุวิ่งผ่านท่อสุญญากาศ ซึ่งเขาได้พบการเรืองแสงที่แปลกประหลาด และเขาเรียกการเรืองแสงประหลาดนั้นว่า รังสีเอกซ์ (X ray) ที่สื่อถึงการแผ่รังสีอันลึกลับ อีกทั้งเขาได้ใช้รังสีที่ไม่รู้จักนี้ บันทึกภาพมือของภรรยาเขาเอง ภาพนั้นเผยให้โครงกระดูกของมือ และหัวแหวนทึบๆ ที่นิ้วนาง

       ทั้งนี้ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ายิ่งมีความยาวคลื่นสั้นยิ่งมีระดับพลังงานสูง ดังนั้น รังสีเอกซ์ซึ่งมีความยาวคลื่นประมาณ 0.01-10 นาโนเมตร จึงมีระดับพลังงานสูงกว่าคลื่นอัลตราไวโอเลตที่มีความยาวคลื่นประมาณ 10-400 นาโนเมตร

       หลังการค้นพบครั้งนั้น รังสีเอกซ์ถูกนำไปใช้ในวงการแพทย์อย่างกว้างขวาง โดยเฉพาะการวินิจฉัยกระดูกและฟันที่เราคุ้นเคยกันดี ทว่ารังสีที่ไม่ลึกลับอีกต่อไปนี้ ยังมีคุณประโยชน์ต่อวงการดาราศาสตร์ไม่น้อย ซึ่งข้อมูลจากองค์การบริหารการบินอวกาศ (นาซา) ระบุว่า มีวัตถุอวกาศหลายอย่างที่ปลดปล่อยรังสีเอกซ์ ในจำนวนเหล่านั้นมีหลุมดำ ดาวนิวตรอน ระบบดาวคู่ เศษซากซูเปอร์โนวา ดวงดาว ดวงอาทิตย์ หรือแม้กระทั่งดาวหาง

       ชั้นบรรยากาศโลกระดับสูงๆ มีการเรืองแสงของรังสีเอกซ์ของแสงออโรรา ซึ่งเกิดจากอนุภาคมีประจุที่ส่งมาจากดวงอาทิตย์ทำอันตรกริยากับชั้นบรรยากาศโลก และเนื่องจากรังสีเอกซ์ไม่อาจทะลุทะลวงชั้นบรรยากาศหนาๆ ของโลกลงมายังพื้นดินได้ นักดาราศาสตร์จึงต้องส่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศซึ่งติดตั้งอุปกรณ์ที่สามารถตรวจจับรังสีเอกซ์ได้ ออกไปนอกโลกเพื่อศึกษาดาราศาสตร์

       ครั้งแรกที่โลกถูกบันทึกภาพในย่านรังสีเอกซ์คือเมื่อเดือน มี.ค.1996 โดยดาวเทียมโพลาร์ (Polar) ซึ่งในภาพนั้น แสดงให้เห็นบริเวณที่ปลดปล่อยรังสีเอกซ์เข้มสุดด้วยสีแดง ทั้งนี้ อนุภาคมีประจุจากดวงอาทิตย์ซึ่งทำให้เกิดออโรรานั้น ยังกระตุ้นอิเล็กตรอนในสนามแม่เหล็กโลกด้วย อิเล็กตรอนเหล่านี้จะเคลื่อนไปตามสนามแม่เหล็กโลกและบางครั้งจะปะทะเข้ากับชั้นไอโอโนสเฟียร์ของโลกแล้วปลดปล่อยรังสีเอกซ์ออกมา แต่รังสีเอกซ์เหล่านี้ไม่เป็นอันตรายต่อคนเรา เพราะรังสีเหล่านั้นถูกดูดกลืนโดยชั้นบรรยากาศชั้นล่างๆ

       นาซาอธิบายว่า วัตถุในห้วงอวกาศหลายอย่างปลดปล่อยรังสีเอกซ์ และดาวหลายๆ ดวงเป็นดาวที่อยู่ในระบบดาวคู่ (binary star system) ซึ่งหมายความว่าดาว 2 ดวงโคจรรอบกัน เมื่อดาวดวงหนึ่งของระบบดาวคู่นี้เป็นหลุมดำหรือดาวนิวตรอน จะดึงดูดสสารจากดาวปกติออกมา สสารที่ถุกดึงออกมานี้จะหมุนเกลียวเข้าสู่หลุมดำหรือดาวนิวตรอนและร้อนขึ้นเรื่อยๆ จนมีอุณหภูมิสูงมาก เมื่ออะไรก็ตามที่ถูกทำให้ร้อนจนมีอุณหภูมิสูงเกินล้านองศาเซลเซียส สิ่งนั้นจะปลดปล่อยรังสีเอกซ์ออกมา

       นอกจากนี้ นาซายังระบุว่า ดาวเทียมโรแซท (ROSAT) หรือดาวเทียมเรินท์เกน (Roentgen Satellite) ซึ่งเป็นดาวเทียมที่บันทึกข้อมูลในย่านรังสีเอกซ์ สามารถบันทึกภาพการปลดปล่อยรังสีเอกซ์ของดาวหางไฮยากุตาเกะ (Hyakutake) ได้ นอกจากนี้ในการศึกษาเศษซากซูเปอร์โนวาโดยใช้รังสีเอกซ์ควบคู่กับแสงที่ตามองเห็นและคลื่นวิทยุยังให้รายละเอียดของภาพที่มากขึ้นด้วย.

ภาพการปะทุบนดวงอาทิตย์ซึ่งบันทึกในย่านรังสีเอกซ์ (NASA)

ภาพดาวหางไฮยากุตาเกะในย่านรังสีเอกซ์ บันทึกโดยกล้องโรแซท (NASA)

ภาพโลกที่ถูกบันทึกในย่านรังสีเอกซ์ครั้งแรก เผยให้เห็นการปลดปล่อยรังสีเอกซ์ในชั้นบรรยากาศ (Polar, PIXIE, NASA)

ภาพเปรียบเทียบเศษซากซูเปอร์โนวาที่ระเบิดใกล้ๆ เมฆแมกเจลแลนเล็ก (Small Magellanic Cloud) โดยภาพซ้ายเป็นภาพที่ผสมผสานการบันทึกข้อมุลในย่านรังสีเอกซ์ แสงที่ตามองเห็นและคลื่นวิทยุ ส่วนภาพขวาเป็นเศษซากเดียวกันที่บันทึกเฉพาะในย่านรังสีเอกซ์เท่านั้น (NASA)