พลูโตก็มีมหาสมุทรได้

ใครจะคิดว่าดาวพลูโต สมาชิกระบบสุริยะที่อยู่ไกลสุดกู่และหนาวเหน็บถึง -230 องศาเซลเซียส อาจมีมหาสมุทรที่เป็นของเหลวอยู่เหมือนกัน
นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ณ ซานตาครูซ ได้สร้างแบบจำลองของดาวพลูโตใหม่ โดยพิจารณาถึงความร้อนที่แกนกลางที่จะเกิดขึ้นจากกัมมันตรังสี พบว่าลึกลงไปใต้ผิวน้ำแข็งของพลูโต อุณหภูมิน่าจะสูงพอที่จะทำให้น้ำอยู่ในสถานะของเหลวได้
มหาสมุทรบนพลูโตนี้ไม่ใช่มหาสมุทรบนพื้นผิวอย่างบนโลก แต่เป็นมหาสมุทรใต้พื้นผิว มหาสมุทรนี้อาจมีความหนาถึง 100-170 กิโลเมตร และอยู่ลึกลงไปใต้ผิวน้ำแข็งถึง 200 กิโลเมตร
พลูโตไม่ใช่ดวงแรกที่นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าจะมีมหาสมุทรใต้พิภพ ดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสบดี ไททันและเอนเซลาดัสของดาวเสาร์ ก็เชื่อกันว่ามีมหาสมุทรใต้พิภพเช่นกัน
ความร้อนในใจกลางพลูโตเกิดขึ้นมาจากการสลายของสารกัมมันตรังสีที่อยู่ในก้อนหินที่ใจกลางพลูโต โดยเฉพาะโพแทสเซียม-40 นักวิทยาศาสตร์ผู้วิจัยเรื่องนี้อธิบายว่า เงื่อนไขนี้เกิดขึ้นได้ไม่ยากเย็นนัก ขอเพียงแต่ให้หินที่แกนกลางของดาวพลูโตมีโพแทสเซียมกัมมันตรังสีอย่างน้อยหนึ่งร้อยส่วนในพันล้านส่วนก็พอ (หินบนโลกเรามีโพแทสเซียมปะปนอยู่หนึ่งในหมื่นส่วน) และหินในพลูโตนั้นก็ต้องรวมกันอยู่ที่แกนกลางและมีน้ำแข็งหุ้มอยู่เป็นเปลือกนอกของดาว
อย่างไรก็ตาม เรื่องมหาสมุทรใต้พิภพของพลูโตนี้ ยังคงเป็นทฤษฎีที่อยู่บนแผ่นกระดาษเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์ยังไม่มีหลักฐานมาสนับสนุนแม้แต่ชิ้นเดียว เพราะยังไม่เคยมียานลำไหนไปสำรวจดาวเคราะห์แคระดวงนี้ในระยะใกล้เลย แต่ความหวังที่จะได้พิสูจน์เรื่องนี้ก็อยู่อีกไม่ไกลนัก เพราะในปี 2558 ยานนิวเฮอร์ไรซอนส์ จะเดินทางไปถึงดาวพลูโต เมื่อถึงเวลานั้นก็จะได้รู้กันว่าเรื่องนี้เป็นไปได้หรือไม่
สมบัติของน้ำอย่างหนึ่งคือ เมื่ออุณหภูมิลดลงจนถึงถึงจุดเยือกแข็งจะขยายตัวขึ้น และเมื่อเป็นน้ำแข็งแล้ว หากอุณหภูมิลดลงไปอีกจะเริ่มหดลง
ดาวพลูโตมีอุณหภูมิลงลงอย่างช้า ๆ ในช่วงเวลาหลายล้านปีที่ผ่านมา น้ำแข็งที่ขั้วดาวจึงพอกพูนหนาขึ้น หากดาวพลูโตมีมหาสมุทร พื้นผิวจะต้องมีรอยปริแตกให้เห็นซึ่งเกิดจากการขยายตัวของน้ำขณะกลายเป็นน้ำแข็ง รอยปริแตกของน้ำแข็งจึงเป็นหลักฐานสำคัญที่จะพิสูจน์ว่าใต้ผิวน้ำแข็งของพลูโตมีมหาสมุทรอยู่จริงหรือไม่

ดาวพลูโต (กลางภาพ) และบริวารทั้งสาม คารอน นิกซ์ และ ไฮดรา (จาก Photograph courtesy NASA/ESA/H. Weaver (JHU/APL)/A. Stern (SwRI)/HST Pluto Companion Search Team)

ยานนิวเฮอไรซอนส์ ยานสำรวจดาวพลูโต จะไปถึงเป้าหมายในปี 2558

http://thaiastro.nectec.or.th/news/viewnews.php?newsid=71

พบดาวเคราะห์คล้ายโลกแล้ว แต่..

นับแต่ที่นักดาราศาสตร์ค้นพบเมื่อสองทศวรรษก่อนว่า ดาวฤกษ์ที่มีดาวเคราะห์เป็นบริวารไม่ได้มีแต่เพียงดวงอาทิตย์เท่านั้น ทำให้ความหวังที่จะพบดาวเคราะห์ที่มีสิ่งมีชีวิตนอกเหนือจากโลกของเราได้ทอประกายขึ้นอีกครั้ง
แต่ดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ที่นักดาราศาสตร์พบมา ซึ่งจนขณะนี้ก็มีกว่า 500 ดวงแล้ว เกือบทั้งหมดมักเป็นดาวเคราะห์แก๊สยักษ์แบบดาวพฤหัสบดี ซึ่งไม่น่าจะมีสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นได้ สิ่งที่นักดาราศาสตร์ต้องการหาก็คือ ดาวเคราะห์ที่คล้ายโลก นั่นคือต้องเป็นดาวเคราะห์หิน ไม่ใช่แก๊ส มีขนาดและมวลไม่ต่างจากโลกมากนัก
ด้วยเหตุนี้ โครงการเคปเลอร์ จึงได้เกิดขึ้น เคปเลอร์เป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศของนาซา มีหน้าที่ค้นหาดาวเคราะห์แบบโลกที่เป็นบริวารของดาวฤกษ์ดวงอื่น กล้องนี้ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศเมื่อสองปีก่อนด้วยความหวังว่า จะได้พบดาวเคราะห์หินขนาดเล็ก ๆ แบบโลกบ้าง
และแล้วเคปเลอร์ก็ไม่ทำให้แฟน ๆ ต้องผิดหวัง หลังจากการเก็บข้อมูลนานกว่าแปดเดือน ในที่สุดก็ได้พบดาวเคราะห์ดวงใหม่ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ในระบบสุริยะอื่นที่มีขนาดเล็กมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่เคยพบมา ดาวเคราะห์ดวงนี้มีชื่อว่า เคปเลอร์-10 บี (Kepler-10b) อยู่ห่างจากโลกไป 560 ปีแสง มีขนาดประมาณ 1.4 เท่าของโลกเท่านั้น ซึ่งถือว่าใกล้เคียงโลกมากที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ในระบบสุริยะอื่นเท่าที่เคยพบมา
แต่ที่ไม่ใกล้เคียงเลยคืออัตราการโคจรรอบดาวฤกษ์ เวลาหนึ่งปีของดาวเคราะห์ดวงนี้ยาวนานเพียง 0.84 วันของโลกเท่านั้นเอง นั่นเพราะดาวดวงนี้มีรัศมีวงโคจรเล็กมาก เล็กกว่ารัศมีวงโคจรของดาวพุธถึง 23 เท่า และด้วยเหตุที่อยู่ใกล้ดาวฤกษ์มากนี่เอง จึงทำให้มันร้อนมาก อุณหภูมิด้านกลางวันสูงถึง 1,370 องศาเซลเซียส ร้อนพอที่จะหลอมเหล็กได้ แน่นอนว่าไม่ต้องไปถามว่ามีสิ่งมีชีวิตหรือไม่
แม้การค้นพบครั้งนี้ จะไม่ได้ให้ความหวังอะไรเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิต แต่ก็ถือว่าเป็นการค้นพบที่สำคัญยิ่ง เพราะได้แสดงถึงศักยภาพอันโดดเด่นของเคปเลอร์ในการค้นหาดาวเคราะห์ที่มีขนาดใกล้เคียงโลกมากแบบนี้ได้
วิธีการหาดาวเคราะห์ของเคปเลอร์ใช้หลักการที่เรียกว่า การผ่านหน้า เมื่อดาวเคราะห์ผ่านหน้าดาวฤกษ์ จะบดบังแสงจำนวนส่วนหนึ่งไป ซึ่งตรวจจับได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่มีความไวแสงสูงมาก การวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงความเข้มแสงจะบอกได้ว่าวัตถุที่มาบังนั้นมีคาบโคจรเท่าใด รวมถึงขนาดและมวลด้วย
เคปเลอร์มีอาวุธเด็ดคือกล้องที่มีเซนเซอร์ซีซีดี 95 เมกะพิกเซล ซึ่งเป็นกล้องที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยขึ้นสู่อวกาศ
นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังพบหลักฐานว่าระบบสุริยะของ เคปเลอร์-10 นี้อาจมีดาวเคราะห์อีกดวงหนึ่งร่วมอยู่ด้วย สมมุติฐานนี้มาจากการพบเหตุการณ์ที่คล้ายกับมีดาวเคราะห์ดวงหนึ่งเคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์ทุก 45 วัน ดาวเคราะห์ดวงนี้อาจมีขนาดใหญ่กว่าโลกสองเท่าเศษ แต่หลักฐานส่วนนี้ยังไม่หนักแน่นเท่าดวงแรก

http://thaiastro.nectec.or.th/news/viewnews.php?newsid=74

วัดวันบนเนปจูน

ดาวเนปจูนถูกค้นพบมาตั้งแต่ พ.ศ. 2389 แต่ตลอดเวลากว่าศตวรรษที่ผ่านมา สมบัติพื้นฐานอย่างหนึ่งของดาวฤกษ์ดวงนี้กลับวัดได้ยากเย็นยิ่ง ที่ได้มาได้เพียงตัวเลขหยาบ ๆ เท่านั้น นั่นคือคาบการหมุนรอบตัวเองของดาวเคราะห์
จนเมื่อไม่นานมานี้เองที่นักดาราศาสตร์สามารถวัดคาบการหมุนรอบตัวเองของดาวเนปจูนได้อย่างแม่นยำถึงระดับวินาทีได้เป็นครั้งแรก
การวัดอัตราการหมุนของดาวเคราะห์หินเป็นเรื่องง่าย เพราะมีพื้นผิวแข็ง มีภูมิลักษณ์ให้สังเกตและยึดเป็นจุดอ้างอิงในการวัดได้ แต่ดาวเคราะห์แก๊สทำไม่ได้เพราะพื้นผิวเป็นของไหล ไม่มีจุดอ้างอิงที่ชัดเจน
ย้อนหลังไปในทศวรรษ 1950 นักดาราศาสตร์ทราบว่าดาวพฤหัสบดีแผ่คลื่นวิทยุ ซึ่งเป็นผลมาจากสนามแม่เหล็กที่เกิดจากการหมุนรอบตัวเองของแกนชั้นในของดาวพฤหัสบดี
ส่วนดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ดวงอื่นได้แก่ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน แตกต่างออกไป เพราะคลื่นวิทยุที่แผ่ออกมาถูกกวาดออกไปเบื้องหลังเนื่องจากอิทธิพลของลมสุริยะ การสำรวจคลื่นวิทยุจากดาวเคราะห์ยักษ์จากบนพื้นโลก จึงทำได้เพียงดาวพฤหัสบดีเท่านั้น
ต่อมาเมื่อถึงยุคของยานวอยเอเจอร์ 1 และ 2 ซึ่งเดินทางไปสำรวจดาวเคราะห์เหล่านี้ในระยะใกล้ นักดาราศาสตร์จึงทราบคาบการหมุนจากข้อมูลที่ได้จากภารกิจนี้
ถัดจากยุควอยเอเจอร์มากว่าหนึ่งทศวรรษ เข้าสู่ยุคของยานแคสซีนี ยานลำนี้ให้เราได้ทราบว่าคาบการหมุนของดาวเสาร์ในซีกเหนือกับซีกใต้ไม่เท่ากัน นักดาราศาสตร์จึงเข้าใจว่าการใช้รังสีวิทยุจากดาวเคราะห์เป็นตัวชี้วัดอัตราการหมุนรอบตัวเองเป็นวิธีที่ไม่แม่นยำเนื่องจากสนามแม่เหล็กเบี่ยงเบนได้จากลมสุริยะหรือปัจจัยอื่นมารบกวน
ดังนั้นต้องหาวิธีวัดวิธีอื่นมาแทน
เอริค คาร์คอสชกา จากห้องทดลองดาวเคราะห์และดวงจันทร์ของมหาวิทยาลัยแอริโซนา มีแนวคิดใหม่ แทนที่จะเสนอโครงการยานสำรวจมูลค่าพันล้าน เขากลับใช้แหล่งข้อมูลที่หลายคนมองข้ามไป นั่นคือคลังภาพถ่ายดาวเนปจูนที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
วิธีของเขาก็คือ เพ่ง พินิจพิจารณาภาพถ่าย และเก็บบันทึกทุกรายละเอียด เพื่อหาตำแหน่งที่จะใช้เป็นจุดอ้างอิง ในที่สุดเขาก็พบจุดที่มองเห็นสองจุดและวัดลองจิจูดของจุดนั้นในทุกภาพที่ปรากฏ เทียบกับเวลาที่ถ่ายภาพ จึงได้อัตราการหมุนของดาวเนปจูนมาได้
ตัวเลขที่ดีที่สุดที่ได้มาในขณะนี้คือ 15 ชั่วโมง 57 นาที 59 วินาที
เทคนิคที่เรียบง่ายนี้ กลับให้ผลลัพธ์ที่ดีเลิศอย่างน่าทึ่ง นับเป็นการพัฒนาวิธีการวัดอัตราการหมุนรอบตัวเองของดาวเคราะห์แก๊สที่สำคัญที่สุดในรอบเกือบ 350 ปีนับจากโจวันนี กัสซีนีค้นพบจุดแดงยักษ์บนดาวพฤหัสบดีเลยทีเดียว

ภาพสีแปลงของดาวเนปจูน เพื่อเน้นจุดเด่นบนบรรยากาศ จุดสองจุดที่คาร์โกสชกาใช้ในการสำรวจครั้งนี้คือจุดจาง ๆ สองจุดใกล้ขั้วใต้

Credit: (จาก Erich Karkoschk

http://thaiastro.nectec.or.th/news/viewnews.php?newsid=102

พบเควซาร์ที่ไกลที่สุด

นักดาราศาสตร์นานาชาติคณะหนึ่ง ได้พบหลุมดำยักษ์ที่อยู่ไกลจากโลกมากที่สุดเท่าที่เคยมีการค้นพบกันมา หลุมดำที่พบนี้อยู่รูปของเควซาร์ที่ส่องสว่างจากแก๊สที่ไหลพรั่งพรูลงสู่หลุมดำ
เควซาร์นี้มีชื่อว่า ยูลาส เจ 1120+0640 (ULAS J1120+0641) ค้นพบโดยโครงการสำรวจอวกาศห้วงลึกอินฟราเรดยูเคิร์ต (UKIRT Infrared Deep Sky Survey) และจากการเสริมทัพโดยกล้องเจมิไนเหนือที่ตั้งอยู่ทางตอนเหนือของมานาเคอา ฮาวาย
แสงจากเควซาร์ที่นักดาราศาสตร์พบในครั้งนี้ เริ่มออกเดินทางจากเควซาร์ตั้งแต่เมื่อครั้งที่เอกภพมีอายุเพียง 770 ล้านปี หรือเพียง 6 เปอร์เซ็นต์ของอายุปัจจุบันเท่านั้น
"เป็นเรื่องเข้าใจได้ยากยิ่งว่า หลุมดำที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์นับพันล้านเท่าขนาดนั้น เกิดขึ้นในช่วงที่เอกภพยังอายุน้อยมาก ๆ ได้อย่างไร" แดเนียล มอร์ล็อก จากวิทยาลัยอิมพีเรียลกล่าว
อย่างไรก็ตาม นี่ก็ถือเป็นโอกาสอันดีที่นักวิทยาศาสตร์จะได้วัดสภาพของแก๊สที่แสงจากเควซาร์ส่องผ่านจนมาถึงตาเราได้ เควซาร์นี้เป็นวัตถุที่สว่างกว่าวัตถุอื่นที่อยู่ห่างใกล้เคียงกันหลายร้อยเท่า ดังนั้นเควซาร์นี้จึงอาจบอกเราได้ถึงสภาพของเอกภพยุคต้นได้
นักดาราศาสตร์กระหายใคร่รู้สภาพของแก๊สในเอกภพยุคต้นเป็นอย่างมาก เพราะข้อมูลนี้จะบ่งบอกถึงกลไกการกำเนิดดาวฤกษ์และดาราจักรได้ ทฤษฎีกล่าวว่า แก๊สส่วนใหญ่ในเอกภพคือไฮโดรเจน และเกือบทั้งหมดอยู่ในสภาพเป็นไอออน นั่นคือ อิเล็กตรอนเป็นอิสระต่อโปรตอน นั่นคือสภาพในปัจจุบัน แต่เมื่อมองย้อนอดีตกลับไป จะพบกับยุคที่ไฮโดรเจนอยู่ในสภาพเป็นกลาง นั่นคือนิวเคลียสของไฮโดรเจนตรึงอิเล็กตรอนไว้เป็นอะตอมไฮโดรเจนที่สมบูรณ์ สภาพเช่นนี้เกิดขึ้นก่อนที่ดาวฤกษ์ส่วนใหญ่จะเกิดขึ้น หรือเมื่อกว่า 12,000 ล้านปีก่อน
การเปลี่ยนจากยุคไฮโดรเจนเป็นกลางมาสู่ยุคไฮโดรเจนไอออน เรียกว่ายุคการแปลงเป็นไอออน ถือเป็นยุคที่สำคัญยุคหนึ่งของประวัติศาสตร์เอกภพ แสงจากเควซาร์ที่พบนี้แสดงถึงเอกลักษณ์ของไฮโดรเจนเป็นกลางอยู่ด้วย นั่นหมายความว่าเควซาร์นี้เกิดขึ้นก่อนยุคการแปลงเป็นไอออน ซึ่งเป็นครั้งแรกที่สามารถพิสูจน์ทฤษฎีที่เสนอขึ้นมาตั้งแต่ปี 2541 ได้
"การได้เข้าไปถึงสสารที่อยู่ในรอยต่อสำคัญในประวัติศาสตร์ของเอกภพเช่นนี้ เป็นสิ่งที่เรานักเอกภพวิทยาได้เพียรพยายามกันมานานแต่ก็ไม่ค่อยประสบความสำเร็จนัก แต่การสำรวจครั้งนี้พาเราก้าวข้ามกำแพงนั้นมาได้แล้ว" ศาสตราจารย์ สตีฟ วาร์เรน หัวหน้าขณะสำรวจนี้กล่าว
หลังจากการค้นพบครั้งแรก ได้มีการสำรวจเควซาร์นี้เสริมโดยกล้องเจมิไนเหนือที่อยู่ใกล้กับกล้องยูเคิร์ต และผลที่ได้ก็ยืนยันในข้อมูลที่ได้จากกล้องยูเคิร์ต
คณะผู้ค้นพบได้วางแผนที่จะเก็บรายละเอียดของเควซาร์ยูลาส เจ 1120+0641 นี้ต่อไป และยังคาดว่าน่าจะพบเควซาร์ที่อยู่ห่างไกลแต่สว่างไสวแบบนี้อีกราว 100 ดวง

เควซาร์ในจินตนาการของศิลปิน เควซาร์ (จาก Gemini Observatory/AURA by Lynette Cook.)

http://thaiastro.nectec.or.th/news/viewnews.php?newsid=103

บริวารใหม่ของพลูโต

นักดาราศาสตร์ค้นพบบริวารดวงใหม่ของดาวพลูโตเพิ่มขึ้นอีกหนึ่งดวงจากการใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
ก่อนหน้านี้ดาวพลูโตมีบริวารที่รู้จักเพียงสามดวง ได้แก่ คารอน นิกซ์ และ ไฮดรา นิกซ์กับไฮดราค้นพบในปี 2548 โดยกล้องฮับเบิลเช่นกัน คารอนถูกค้นพบในปี 2521
บริวารดวงใหม่นี้มีชื่อชั่วคราวว่า พี 4 (P4) เป็นดวงที่เล็กที่สุดในบรรดาบริวารทั้งสี่ของพลูโต คาดว่ามีเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ในช่วง 13-34 กิโลเมตร เทียบกับบริวารดวงอื่นที่รู้จักก่อนหน้านี้ คารอน มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1,043 กิโลเมตร นิกซ์และไฮดรา มีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 32-113 กิโลเมตร ส่วนวงโคจรอยู่ระหว่างวงโคจรของนิกซ์กับไฮดรา
ระบบดาวบริวารของพลูโตคาดว่าเกิดจากการพุ่งชนระหว่างพลูโตกับวัตถุขนาดใหญ่ระดับดาวเคราะห์ในช่วงต้นของระบบสุริยะ เศษดาวที่กระจัดกระจายออกจากแรงชนได้รวมตัวกันเป็นบริวารต่าง ๆ ในเวลาต่อมา
ภาพของพี 4 ถูกถ่ายได้เป็นครั้งแรกเมื่อวันที่ 28 มิถุนายน โดยกล้องมุมกว้างหมายเลข 3 ของฮับเบิล หลังจากนั้นการสำรวจเพิ่มเติมในวันที่ 3 และ 18 กรกฎาคมก็ได้ยืนยันการค้นพบนั้น
พี 4 หลุดรอดสายตาของฮับเบิลมานานเนื่องจากภาพถ่ายพลูโตของฮับเบิลก่อนหน้านี้ใช้เวลาเปิดหน้ากล้องน้อยเกินไป อย่างไรก็ตามเมื่อตรวจสอบภาพจากฮับเบิลย้อนหลังไปพบว่าภาพหนึ่งที่ถ่ายในปี 2549 ได้ติดภาพของพี 4 อยู่ด้วย แต่ขณะนั้นไม่มีใครสังเกตเห็นเนื่องจากจุดแสงนั้นเลือนลางมาก
การค้นพบครั้งนี้เป็นความบังเอิญ เพราะไม่ได้เกิดจากความพยายามค้นหาบริวาร แต่เกิดจากการค้นหาวงแหวนของพลูโต ซึ่งเป็นการสำรวจเพื่อสนับสนุนภารกิจนิวเฮอไรซอนส์ของนาซา ที่จะไปถึงดาวพลูโตในราวปี 2558
แน่นอนว่าการค้นพบครั้งนี้ย่อมมีผลต่อแผนการสำรวจของนิวเฮอไรซอนส์ด้วย เพราะมีเป้าหมายให้สำรวจมากขึ้นอีกหนึ่งดวงแล้ว

ระบบพลูโต ประกอบด้วยดาวพลูโตและบริวารซึ่งพบแล้ว 4 ดวง ดวงล่าสุดที่พบคือ พี 4 (P4)

ตำแหน่งวงโคจรของบริวารดวงใหม่ อยู่ระหว่างนิกซ์และไฮดรา

http://thaiastro.nectec.or.th/news/viewnews.php?newsid=104

ดวงจันทร์เอนเซลาดัสพ่นน้ำลงสู่ดาวเสาร์

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเฮอร์เชลขององค์การอวกาศยุโรปหรืออีเอสเอ ได้ตรวจพบว่าดวงจันทร์เอนเซลาดัสของดาวเสาร์พ่นน้ำออกมาสู่วงแหวนของดาวเสาร์
การค้นพบนี้ได้ตอบคำถามที่ยืนยาวนานถึง 14 ปีว่าน้ำบนดาวเสาร์มาจากไหน หลังจากที่มีการค้นพบว่าบรรยากาศชั้นบนของดาวเสาร์มีน้ำเป็นส่วนประกอบ
ดวงจันทร์เอนเซลาดัสนับเป็นดวงจันทร์ดวงเดียวในระบบสุริยะที่มีอิทธิพลทางเคมีต่อดาวเคราะห์แม่
ดวงจันทร์เอนเซลาดัสพ่นไอน้ำจำนวนประมาณ 250 กิโลกรัมทุกวินาทีออกมาทางขั้วใต้ ซึ่งเป็นบริเวณที่มีรอยแตกขนาดใหญ่บนพื้นผิวที่นักดาราศาสตร์เรียกกันว่า "ลายพาดกลอน" ของเอนเซลาดัส ซึ่งเรียกตามลักษณะที่เป็นเส้นหลายเส้นขนานกัน
ไอน้ำที่พ่นออกมาได้ก่อรูปเป็นเมฆไอน้ำขนาดมหึมารูปโดนัทล้อมรอบดาวเสาร์ โดนัทนี้กว้างใหญ่กว่ารัศมีของดาวเสาร์ถึงกว่า 10 เท่า แต่มีความหนาประมาณรัศมีของดาวเสาร์เท่านั้น เอนเซลาดัสโคจรรอบดาวเสาร์โดยอยู่ห่างจากดาวเสาร์ประมาณเท่ากับ 4 เท่าของรัศมีดาวเสาร์เอง พร้อมกับพ่นน้ำเป็นพวยออกมาเติมให้แก่ก้อนเมฆนี้ตลอดเวลา
แม้เมฆรูปโดนัทนี้จะมีขนาดใหญ่โตมหึมา แต่ไม่มีใครเคยตรวจพบก้อนเมฆนี้มาก่อนเลย เนื่องจากไอน้ำโปร่งใสในย่านแสงที่ตามองเห็น แต่มองเห็นได้ในย่านรังสีอินฟราเรดที่กล้องเฮอร์เชลรับรู้ได้
นักดาราศาสตร์พบน้ำในบรรยากาศของดาวเสาร์เป็นครั้งแรกในปี 2540 โดยกล้องไอเอสโอขององค์การอีซา ในครั้งนั้นได้ทำให้นักดาราศาสตร์ต่างงุนงงว่าน้ำนั้นมาจากไหน จนกระทั่งเฮอร์เชลค้นพบเบาะแสคำตอบในครั้งนี้ จากการสร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เผยว่าน้ำประมาณ 3-5 เปอร์เซ็นต์ที่พ่นออกมาจากเอนเซลาดัสจะตกลงสู่ดาวเสาร์ แม้จะเป็นส่วนน้อย แต่ก็ถือว่าเป็นปริมาณที่มากพอจะอธิบายถึงแหล่งที่มาของน้ำที่พบบนดาวเสาร์ได้ ไอน้ำที่ส่วนที่เหลือบางส่วนจะลอยออกไปในอวกาศ บางส่วนจะคงอยู่ในวงแหวน และบางส่วนก็ตกลงไปบนดวงจันทร์ดวงอื่นด้วย

ไอน้ำพ่นออกมาจากขั้วใต้ของเอนเซลาดัส (จาก ESA)

วงแหวนอี ของดาวเสาร์ ก็เกิดจากดวงจันทร์เอนเซลาดัสเหมือนกัน (จาก NASA/JPL/Space Science Institute)

อ้างอิงจาก สมาคมดาราศาสตร์ไทย

กาลครั้งหนึ่ง โลกมีดวงจันทร์สองดวง

ลองนึกดูว่า หากโลกเรามีดวงจันทร์สองดวง แทนที่จะเป็นดวงเดียวอย่างในปัจจุบัน ท้องฟ้ายามค่ำคืนคงดูแปลกพิลึกและแตกต่างไปจากท้องฟ้าที่เราคุ้นเคยไปอย่างสิ้นเชิง
นักดาราศาสตร์พบว่า สภาพดังกล่าวอาจเคยเกิดขึ้นจริงมาแล้ว แต่บรรพบุรุษของเราคงไม่มีโอกาสได้เห็นดวงจันทร์สองดวงบนท้องฟ้า เพราะภายในเวลาไม่กี่สิบล้านปีหลังจากที่โลกได้กำเนิดขึ้น นานก่อนที่จะมีสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นบนโลก บริวารสองดวงนั้นได้ชนกันและผนึกกันเป็นดวงเดียว กลายเป็นดวงจันทร์หนึ่งเดียวที่เรารู้จักกันในปัจจุบัน คาดว่าเหตุการณ์นั้นเกิดขึ้นเมื่อเกือบ 4.5 พันล้านปีก่อน
สมมุติฐานดวงจันทร์สองดวงนี้เกิดขึ้นเพื่ออธิบายถึงสาเหตุที่ดวงจันทร์มีลักษณะแตกต่างกันมากในแต่ละด้าน ดวงจันทร์ด้านที่หันเข้าหาโลกที่เราคุ้นเคยกันมานานนับพันปีเต็มไปด้วยที่ราบต่ำที่เคยท่วมด้วยลาวาซึ่งปรากฏเป็นพื้นที่สีคล้ำหลายแห่งดังที่หลายคนมักมองเห็นเป็นรูปกระต่ายนั่นเอง ส่วนด้านตรงข้ามที่หันออกจากโลกกลับเต็มไปด้วยภูเขาสูงระเกะระกะ ตามสมมุติฐานนี้ ภูเขาสูงที่อยู่ในด้านไกลของดวงจันทร์นั้นคือส่วนที่เหลือจากการชนของบริวารดวงเล็กที่เคยโคจรรอบโลก การชนนี้ จะต้องเป็นไปตามเงื่อนไขที่พิเศษอย่างยิ่ง นั่นคือต้องช้าพอที่จะทำให้บริวารดวงเล็กแตกและแผ่ออกปกคลุมพื้นผิวของบริวารดวงใหญ่ไปทั้งซีก แทนที่จะเจาะเข้าไปในพื้นผิวและทิ้งแผลจากการชนเป็นหลุมใหญ่ไว้ให้เห็น

การจำลองการชนระหว่างบริวารของโลกสองดวงที่อาจเคยเกิดขึ้นเมื่อหลายพันล้านปีก่อน เหตุการณ์นี้อาจเป็นสาเหตุของการที่ดวงจันทร์ของโลกมีสภาพที่แตกต่างกันมากระหว่างด้านใกล้และด้านไกล





"เมื่อคุณคิดถึงวัตถุสองชิ้นชนกัน ก็มักจะนึกถึงหลุมขนาดใหญ่บนดวงที่ใหญ่กว่าที่เกิดจากการชน" เอริก แอสฟอก นักดาราศาสตร์ดาวเคราะห์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ณ ซานตาครูซ หนึ่งในผู้ร่วมวิจัยเจ้าของทฤษฎีนี้กล่าว "ที่ความเร็วพุ่งชนที่ต่ำระดับหนึ่ง ผลของการชน จะเป็นการพอกเนื้อดาวแทน" สภาพทางกายภาพของการชนจะคล้ายกับการชนของของเหลวมากกว่าของแข็ง
"เหมือนเอาก้อนขี้ควายเขวี้ยงลงพื้นยังไงอย่างงั้น" แอสฟอกเปรียบเปรย
ตัวดวงจันทร์เองก็เกิดจากการชนเหมือนกัน สมมุติฐานเกี่ยวกับต้นกำเนิดดวงจันทร์ที่เป็นที่ยอมรับกันมากที่สุดอธิบายว่า โลกเคยถูกวัตถุขนาดเท่าดาวอังคารพุ่งชนด้วยความเร็วสูง แรงชนได้สาดเศษเนื้อดาวกระจายออกไปเป็นวงแหวนรอบโลก ต่อมาเศษดาวที่รายล้อมโลกนั้นได้รวมกันเป็นก้อนใหญ่ใหญ่ขึ้นเป็นดาวบริวารดวงเล็กดวงน้อยโคจรรอบโลก แต่ระบบบริวารที่เกิดขึ้นใหม่นี้ไม่เสถียร บริวารดวงจ้อยที่เพิ่งก่อตัวขึ้นต้องพบจุดจบในเวลาอันรวดเร็ว ด้วยการตกลงสู่โลกหรือไม่ก็ต้องเข้าชนกับบริวารดวงที่ใหญ่กว่า แต่มีบางตำแหน่งในวงโคจรที่มีความเสถียรมากกว่า ดังที่รู้จักกันในชื่อจุดทรอย นั่นคือจุดที่อยู่ในวงโคจรของโลกสองจุด จุดหนึ่งอยู่นำหน้าโลก อีกจุดหนึ่งตามหลังโลก บริวารที่อยู่บริเวณสองจุดนี้จะคงอยู่ได้นานก่อนที่จะถูกชน ซึ่งอาจนานถึงหลายสิบล้านปี
แบบจำลองที่พัฒนาขึ้นโดยแอสฟอกและมาร์ติน จัตซี แสดงว่า เมื่อถึงเวลานั้น ดวงจันทร์น้อยสองดวงที่มีขนาดต่างกัน ได้วิวัฒน์มาในระดับหนึ่งแล้ว แต่อยู่ในระยะที่ต่างกันมาก ดวงหนึ่งมีขนาดราวหนึ่งในสามของของดวงจันทร์ปัจจุบัน ได้เย็นตัวและเป็นวัตถุแข็งไปแล้ว ส่วนอีกดวงหนึ่งที่ใหญ่กว่ายังคงมีพื้นผิวที่เต็มไปด้วยลาวาอยู่ เมื่อชนกันด้วยความเร็วหนึ่ง เนื้อของบริวารดวงเล็กไปพอกที่บริวารดวงใหญ่ด้านหนึ่ง และยังไปดันแมกมาให้ไปกองอยู่ที่ด้านตรงข้าม
สมมุติฐานนี้ไม่เพียงแต่อธิบายถึงที่มาของสภาพภูมิประเทศที่แตกต่างกันอย่างมากในแต่ละด้านของดวงจันทร์เท่านั้น หากยังอธิบายถึงองค์ประกอบทางเคมีที่ต่างกันด้วย จากตัวอย่างหินดวงจันทร์ที่เก็บมาโดยนักบินอวกาศจากโครงการอะพอลโลหลายแห่งในด้านใกล้ของดวงจันทร์ พบว่าหินเหล่านี้มีสารจำพวกที่เรียกว่า ครีป (KREEP) ซึ่งประกอบด้วย โพแทสเซียม ฟอสเฟอร์รัส และธาตุหายากบนโลกอีกบางอย่างอยู่เป็นจำนวนมาก สารครีปจะต้านการตกผลึกของแมกมา จึงทำให้แมกมาคงสภาพอยู่เป็นของเหลวได้จนกระทั่งทะเลแมกมาทั่วทั้งผืนเย็นลงและกลายเป็นหินแข็ง ต่างจากด้านไกลของดวงจันทร์กลับมีครีปอยู่น้อย ซึ่งการชนและดันแมกมาของบริวารดวงเล็กอธิบายถึงที่มาของความแตกต่างนี้ได้
ในเดือนกันยายนนี้ องค์การนาซาจะปล่อยยานสำรวจดวงจันทร์ลำใหม่ชื่อ เกรล (GRAIL--Gravity Recovery and Interior Laboratory) ยานลำนี้จะทำแผนที่สนามความโน้มถ่วงของดวงจันทร์เพื่อแสดงความผันแปรของความหนาแน่นบริเวณพื้นผิว บางทีภารกิจของเกรลอาจจะพิสูจน์สมมุติฐานนี้ได้ว่า โลกเคยมีดวงจันทร์สองดวงจริงหรือไม่

ภาพดวงจันทร์ด้านใกล้ (ซ้าย) และด้านไกล (ขวา) ถ่ายโดยยานเคลเมนไทน์ แสดงถึงสภาพทางภูมิประเทศของสองด้านที่แตกต่างกันอย่างมาก

อ้างอิง สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ภาพสสวยๆๆน่ารักๆๆมาฝากจ้า