“ถ่ายภาพโดยตรง” ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือกด้วยรังสีแกมมาพลังงานต่ำ ครั้งแรกของโลกจากการทดลองด้วยบอลลูน

กลุ่มวิจัยซึ่งรวมถึง JAXA ประกาศว่าประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรกของโลกในการถ่ายภาพรังสีแกมมาพลังงานต่ำที่มาจากใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือกโดยตรง ด้วยหลักการเดียวกับกล้องโทรทรรศน์แบบออปติคัล ระหว่างอ่านรู้สึกว่าเป็นเรื่องที่ดูเหมือนธรรมดาแต่จริง ๆ แล้วน่าทึ่งมาก จึงอยากนำมาแนะนำ

เป้าหมายคือรังสีแกมมาช่วง 150–600 keV ซึ่งมีพลังงานต่ำกว่า 1 MeV ช่วงพลังงานนี้ไม่มีวิธีถ่ายภาพที่แม่นยำและมีสัญญาณรบกวนพื้นหลังสูง จึงเป็นพื้นที่ที่ยังไม่ได้รับการสำรวจซึ่งถูกเรียกว่า “ช่องว่าง MeV” ว่ากันว่าที่ผ่านมาต้องพึ่งพาวิธีทางอ้อมเท่านั้น คือการสร้างแบบจำลองสัญญาณรบกวนจากทั่วท้องฟ้ากับสัญญาณอันเบาบางเพื่อประมาณค่า

อุปกรณ์ที่ใช้คือ “กล้องคอมป์ตันแบบติดตามเส้นทางอิเล็กตรอน (ETCC)” ซึ่งสามารถติดตามได้ถึงเส้นทางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน ทีมวิจัยวิเคราะห์ข้อมูลจากการสังเกตการณ์ราว 1 วันในการทดลองบอลลูนขนาดใหญ่ “SMILE-2+” ที่ปล่อยขึ้นจากตอนกลางของออสเตรเลียในปี 2018 และจับสัญญาณที่มีนัยสำคัญจากทิศทางใจกลางกาแล็กซีออกมาเป็นภาพได้ คำอธิบายที่ว่ากล้องคอมป์ตันแบบเดิมจะทำให้แม้แต่แหล่งกำเนิดแสงแบบจุดแผ่กระจายเป็นวงแหวน แต่ ETCC จะรวมเป็นจุดเดียวนั้นเข้าใจง่ายมาก

รังสีแกมมาจากการประลัยของโพซิตรอนที่ได้มาสอดคล้องกับการสังเกตการณ์ก่อนหน้าภายในช่วงความคลาดเคลื่อน แต่มีความเข้มสูงกว่าราว 2 เท่า เมื่อการมีอยู่ของการแผ่รังสีที่แรงกว่าค่าทางทฤษฎีหลายเท่ามีความชัดเจนมากขึ้น จึงคาดว่าจะนำไปสู่การตรวจสอบแหล่งกำเนิดที่ยังไม่ทราบ เช่น สสารมืดและหลุมดำดึกดำบรรพ์ ผลงานนี้ตีพิมพ์ในวารสารของสมาคมฟิสิกส์อเมริกันเมื่อเดือนสิงหาคม 2026 และยังได้รับการกล่าวถึงใน Research Highlight ของ Nature ด้วย

การทดลองครั้งต่อไปที่เพิ่มความไวอย่าง “SMILE-3” ก็กำลังเตรียมการในฐานะผู้สมัครสำหรับการทดลองบอลลูนในออสเตรเลียที่กำหนดไว้ในปี 2028 คำกล่าวที่ว่า “จากวิทยาศาสตร์ที่คาดเดา สู่วิทยาศาสตร์ที่มองเห็น” ติดอยู่ในใจมาก

ที่มา: JAXA (องค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น)