เดือนธันวาคม  2551

December  2008

กิ่งก้านระยิบระยับของดาวฤกษ์

December  26th, 2008
Adapted from : eso.org: A Sparkling Spray of Stars

 

์
Adapted from  eso.org: A Sparkling Spray of Stars
ฤดูกาลแห่งความเริงรื่นมาถึงแล้วสำหรับนักดาราศาสตร์ ณ หอสังเกตการณ์ซีกฟ้าใต้ยุโรป (European Southern Observatory :ESO)  ในแบบของภาพถ่าย   ภาพนี้แสดงก๊าซที่กำลังหมุนวนรอบๆ  NGC 2264 ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 30 ล้านปีแสง ซึ่งเป็นบริเวณหนึ่งที่มีดาวฤกษ์สีน้ำเงินสุกสว่างราวกับดาวประดับบนต้นคริสตมาส 

 

กลุ่มดาวม้าเขาเดียว(Monoceros) อยู่ข้างๆ  กลุ่มดาวนายพราน(Orion) source: http://www.rasc.ca/news/The_Sky_This_Month_March_2008.shtml


เนบิวลา NGC 2264 อยู่ห่างจากโลก 2,600 ปีแสง ภายในกลุ่มดาวม้าเขาเดียว (Monoceros) หรือยูนิคอร์น(Unicorn)  โดยคล้ายกับเนบิวลาลักษณะเดียวกันเนบิวลาดาบนายพรานที่กลุ่มดาวนายพราน(Orion)  
เนบิวลาแห่งนี้ถูกค้นพบโดย William Herchel  ขณะที่เขาทำการสำรวจท้องฟ้าเมื่อราวปลายศตวรรษที่ 18 และในค่ำคืนของเดือนมกราคม 2327  และส่วนที่สว่างที่สุดของกลุ่มก๊าซในย่านแสงที่ตามนุษย์มองเห็นก็ถูกพบในช่วงคริสต์มาสในอีกสองปีต่อมา
กระจุกดาวภายในเนบิวลามีความสว่างมากและสามารถมองเห็นได้ง่ายๆ ผ่านกล้องสองตา(binocular)  เมื่อมองผ่านกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็ก (ดาวฤกษ์หลายๆ ดวงเรียงตัวกันจนคล้ายแสงไฟวิบวับจากต้นคริสต์มาส  ดาวฤกษ์ซึ่งสว่างที่สุดซึ่งอยู่บนยอดต้นคริสต์มาสจะสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า    มันคือระบบพหุดาวฤกษ์มวลมากที่เกิดจากกลุ่มก๊าซและฝุ่นเมื่อไม่กี่ล้านปีก่อน

 

เนบิวลา NGC 2264  ถ่ายจากย่านความถี่ B, V, R และ H-alpha  ภาพนี้กินอาณาในอวกาศถึง 30 ปีแสง  Credit: ESO



เช่นเดียวกับกระจุกดาวอื่นๆ  กระจุกดาวแห่งนี้มีโครงสร้างที่แปลกตาและน่าสนใจภายในกลุ่มก๊าซและฝุ่น  ที่ด้านล่างของภาพ โครงสร้างคล้ายสามเหลี่ยมมืดดำ คือ เนบิวลากรวย(Cone Nebula)  อาณาบริเวณที่โมเลกุลก๊าซท่วมทับแสงที่เปล่งออกมาจากดาวฤกษ์ของกระจุกดาวนี้  ส่วนทางด้านขวาของดาวที่สว่างที่สุดของภาพ สายใยก๊าซมองดูคล้ายขนสัตว์ได้รับชื่อเรียกว่า “เนบิวลาขนจิ้งจอก”(Fox Fur Nebula)
เกือบทั้งหมดของภาพปรากฏด้วยสีแดง เนื่องจากเมฆก๊าซขนาดใหญ่นี้เรือแสงภายใต้ รังสีอัลตราไวโอเลต(ultra-violet) ที่มาจากดาวฤกษ์อายุน้อยที่อุณหภูมิสูงและพลุ่งพล่าน   โดยตัวดาวฤกษ์เองนั้นจะมีสีน้ำเงิน เพราะมันมีอุณหภูมิสูงกว่าและมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ของเรา  แสงสีน้ำเงินบางส่วนถูกกระเจิงออกด้วยฝุ่น อย่างที่เราสามารถเห็นได้ในส่วนบนของภาพ
 

NGC 2264 ในย่านรังสีอินฟราเรด source: http://www.ipac.caltech.edu/2mass/gallery/ngc2264irs1atlas.jpg

อาณาบริเวณที่พลุกพล่านไปด้วยกิจกรรมของดาวฤกษ์นี้ ถือเป็นห้องแลบในอุดมคติสำหรับการศึกษากลไกการก่อตัวของดาวฤกษ์  ภาพถ่ายที่นำมาแสดงนี้เป็นเพียงองคาพยพเล็กน้อยของเมฆก๊าซขนาดมหึมา ที่กำลังอยู่ในกระบวนการก่อตัวของดาวฤกษ์รุ่นต่อไป  นอกจากเทหวัตถุอันน่าตื่นตาตื่นใจภายในภาพแล้ว แท้จริงยังมีเทหวัตถุอื่นๆ ซ่อนอยู่เบื้องหลังม่านเมฆก๊าซเหล่านี้


ภายในบริเวณปลายกรวยของเนบิวลากรวย กับดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดในภาพ   เป็นที่อยู่ของดาวฤกษ์ทารกที่กำลังถือกำเนิด  ซึ่งมีหลักฐานจากลมดาวฤกษ์(stellar wind)ที่รุนแรงซึ่งออกมาจากดาวฤกษ์รุ่นใหม่ที่ถูกบดบังอยู่เบื้องหลัง
ภาพถ่าย NGC 2264 รวมทั้งกระจุกดาวต้นคริสต์มาส   ถ่ายจากกล้อง Wide Field Imager (WFI) ซึ่งติดตั้งกับกล้องโทรทรรศน์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.2 เมตร  Max-Planck Society/ESO ณ หอสังเกตการณ์ La Silla  ประเทศ  Chile

 

ม่านพลาสมาห่มคลุมโลก
December  22nd, 2008
Adapted from : 

space.com : New Cloak of Plasma Found Around Earth 
Sciencedaily.com : Discovery Of Warm Plasma Cloak Surrounding Earth, New Region of Magnetosphere

 


การวิเคราะห์ข้อมูลจากดาวเทียมห้าดวงที่โคจรอยู่รอบโลกโดยละเอียด พบการมีอยู่ของเมฆพลาสมากลุ่มใหม่ที่ล้อมรอบโลกอยู่ เมฆพลาสมาดังกล่าวเป็นส่วนหนึ่งของมณฑลแม่เหล็ก(magnetosphere) อันเป็นโล่สนามแม่เหล็กและอนุภาคมีประจุที่โคจรปกป้องโลกจากลมสุริยะ(solar wind) 
แสงเหนือ(aurora borealis) หรือแสงใต้(aurora australis) เป็นปรากฏการณ์ในมณฑลสนามแม่เหล็กที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า แต่ก็เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดชั่วครั้งชั่วคราว ภายในสภาพอวกาศรอบๆโลก

 


ผลกระทบจากพายุสุริยะต่อกิจกรรมบนโลกและนอกโลก image credit: L.J.Lanzerotti, Bell Laboratories, Lucent Technologies, Inc.

 

Charles Rick Chappell ศาสตราจารย์วิจัยแห่งฟิสิกส์และผู้อำนวยการของหอสังเกตการณ์ดายเออร์(Dyer Observatory) ณ มหาวิทยาลัยแวนเดอร์บิลท์(Vanderbilt University) อธิบายว่า “แม้ว่าจะมองไม่เห็น แต่มณฑลสนามแม่เหล็กก็มีผลกระทบต่อชีวิตประจำวันของเรา” “ตัวอย่างเช่น พายุสุริยะ(solar storm) ที่ปะทะกับมณฑลสนามแม่เหล็กโลกสามารถเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าส่วนเกินในโครงข่ายส่งกระแสไฟฟ้าทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าดับ รบกวนการแพร่สัญญาณวิทยุ รบกวนสัญญาณดาวเทียมระบุพิกัด(GPS) อนุภาคมีประจุภายในมณฑลสนามแม่เหล็กยังสามารถสร้างความเสียหายให้กับวงจรอิเลคทรอนิกส์ในดาวเทียม และส่งผลต่ออุณหภูมิกับการเคลื่อนที่ของชั้นบรรยากาศส่วนบนของโลก



แสดงส่วนต่างๆ ของ magnetosphere ของโลก credit:NASA

Chappell และคณะศึกษา “วัฏจักรการเพิ่มพลังงาน” ที่เร่งให้ไอออน(ion) พลังงานต่ำซึ่งกำเนิดภายในชั้นบรรยากาศโลกมีพลังงานสูงขึ้นภายในบริเวณต่างของมณฑลสนามแม่เหล็ก ทำให้มีอาณาบริเวณใหม่ๆ ให้สนใจ โดยใช้ผลการวัดสมบัติของไอออนภายในบริเวณต่างๆ ของมณฑลสนามแม่เหล็ก 
พลาสมาบางๆ ภายในสนามแม่เหล็กโลกเริ่มจากด้านกลางคืนแล้วห่มคลุมด้านกลางวัน แต่จะจางหายไปในด้านที่เป็นช่วงบ่าย นั่นหมายความว่ามันปกคลุมโลกแค่ 3 ใน 4 ส่วน พลาสมาเหล่านี้มาจากอนุภาคมีประจุพลังงานต่ำที่ถูกยกขึ้นสู่อวกาศบริเวณขั้วโลก แล้วถูกพาไปด้านหลังในส่วนของ magnetic tail แต่แล้วก็ถูกกระชากกลับกลับทิศทาง 180 องศาโดยส่วนโค้งของเส้นสนามแม่เหล็กทำให้อนุภาคโคจรกลับเข้าหาโลกเข้าสู่บริเวณ plasma sheet 


ภาพแสดงมณฑลสนามแม่เหล็กในบริเวณต่างๆ ลูกศรสีขาวแสดงเส้นทางของไอออนพลังงานต่ำโดยลมสุริยะ(solar wind) Credit: Rick Chappell


ส่วนสำคัญในการวิเคราะห์ของคณะนักวิจัยกลุ่มนี้คือโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ถูกพัฒนาให้สามารถศึกษาการเคลื่อนที่ของไอออนในสนามแม่เหล็กโลก เมื่อคณะทำงานใช้โปรแกรมนี้เพื่อเปรียบเทียบกับข้อมูลจากการสังเกตการณ์ก็พบโครงสร้างที่ชัดเจนเป็นครั้งแรก สามารถคาดการณ์ได้ว่าไอออนสามารถเคลื่อนที่ขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ ionosphere เพื่อก่อรูปเป็นหมอกพลาสมาได้อย่างไร

 

ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะกำลังจะถูกกลืน
December  11th, 2008
Adapted from : space.com : Planet Found Orbiting Puffed-Up Star


ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงหนึ่งถูกพบว่ากำลังโคจรรอบดาวฤกษ์ที่กำลังสิ้นอายุขัยและอยู่ในระยะดาวยักษ์แดง(red giant)  โดยดาวเคราะห์ดวงนี้มีมวล 6 เท่าของดาวพฤหัสบดี และโคจรรอบดาวยักษ์แดง HD 102271 ที่อยู่ห่างจากโลก 1,200 ปีแสง ภายในกลุ่มดาวสิงโต(Leo)  นี่มิใช่เรื่องใหม่ เมื่อปัจจุบันมีดาวยักษ์แดงประมาณ 20 ดวง ที่ถูกพบว่ามีดาวเคราะห์เป็นบริวาร
 
ภาพจำลองแสดงดาวยักษ์แดงที่กำลังกลืนดาวเคราะห์คล้ายดาวพฤหัสบดี ดาวยักษ์แดง HD 102272 Credit: NASA


นักวิจัยคาดว่าพิภพอื่นๆ ที่กำลังโคจรอยู่ในระบบดาว HD 102271 ด้วย หากเป็นจริงตามคาด นี่จะเป็นระบบดาวยักษ์แดงดวงแรกที่มีดาวเคราะห์มากกว่าหนึ่งดวง 
ดาวเคราะห์ขนาดกลางและเล็กอย่างดวงอาทิตย์ของเราจะกลายเป็นดาวยักษ์แดงเมื่อเชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่ใช้ในการเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันเปล่งรังสีอออกมาและต้านการยุบตัวอันเนื่องมาจากแรงโน้มถ่วงของตัวดวงอาทิตย์เองนั้น เริ่มร่อยหรอจนไม่เพียง  แกนกลางของดาวจะยุบตัวลงและเริ่มใช้นิวเคลียสของธาตุฮีเลียมแทน ในขณะที่เปลือกนอกจะขยายตัวออกไปจนใหญ่กว่าเดิมมากกว่า 100 เท่า  เมื่อดวงอาทิตย์พองตัวจนถึงขั้นนั้น โลกและดาวเคราะห์อื่นๆ จะถูกระเหยไป
ดาวเคราะห์ดวงใหม่นี้อยู่ใกล้กับดาวฤกษ์มากกว่าดาวเคราะห์ในระบบดาวที่มีดาวยักษ์แดงดวงอื่นๆ (เท่าที่เคยค้นพบ)  โดยโคจรอยู่ห่างจากดาวฤกษ์ประมาณ 0.6 หน่วยดาราศาสตร์(Astronomical Unites:AU หรือระยะทางเฉลี่ยจากโลกถึงดวงอาทิตย์)  นักวิจัยอธิบายว่าระยะนี้อาจเป็นขีดจำกัดที่ดาวเคราะห์จะอยู่ใกล้ดาวยักษ์แดงมากที่สุด
 
ชะตากรรมของดวงอาทิตย์ ปัจจุบันดวงอาทิตย์กำเนิดมาแล้วประมาณ 4,500 ล้านปี  ภายในอีก 5,000 ล้านปี ก็จะเริ่มพองตัวกลายเป็นดาวยักษ์แดง
source: http://wpcontent.answers.com/wikipedia/commons/thumb/e/ea/Sun_Life.png/600px-Sun_Life.png

Alexander Wolszczan นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จาก มหาวิทยาลัยรัฐเพนน์(Penn State University) กล่าวว่า “เมื่อดาวยักษ์แดงขยายตัว พวกมันจะกลืนกินดาวเคราะห์ใกล้เคียง”  “ดูเหมือนว่าจะมีเขตที่ปลดจากดาวฤกษ์ที่ประมาณ 0.6 หน่วยดาราศาสตร์
คณะนักวิจัยตรวจพบดาวเคราะห์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ Hobby-Eberly  ณ หอสังเกตการณ์ McDonald ในมลรัฐเทกซัส ประเทศสหรัฐอเมริกา  ด้วยกลวิธีวัดอัตราเร็วเชิงรัศมี  ซึ่งเกี่ยวพันกับการส่าย(wobble) ของดาวฤกษ์อันเนื่องมาจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์
ดาวฤกษ์ HD 102272 ปัจจุบันมีขนาดเป็น 10 เท่าของดวงอาทิตย์ แต่มันจะขยายตัวได้อีกเป็น 100 เท่า ของดวงอาทิตย์ นับแต่ดาวฤกษ์ดวงนี้พึ่งเป็นดาวยักษ์แดง  

 
ดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสบดีซึ่งผิวดาวเป็นแผ่นน้ำแข็ง
Credit: Galileo Project, JPL, NASA; reprocessed by Ted Stryk

“ดาวเคราะห์จะพบว่าตัวเองไม่ได้โคจรในสุญญากาศอีกแต่ไป  แต่อยู่ในก๊าซที่กำลังลากดาวเคราะห์” Wolszczan อธิบาย “ดังนั้นพลังงานที่ใช้ในการโคจรจะสูญเสียให้กับสภาพแวดล้อมของดาวฤกษ์ที่มีความเสียดทาน และดาวเคราะห์ก็จะเริ่มเกลียวตกเข้าไปในศูนย์กลางดาวฤกษ์   ขณะที่ดาวยักษ์แดงระเหยดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุด มันก็จะให้ความร้อนกับพิภพที่อยู่ไกลภายในระบบดาวเดียวกัน ทำให้ดาวเคราะห์เหล่านั้นเหมาะสมสำหรับการกำเนิดและอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต
สิ่งนี้สามารถเกิดได้ภายในระบบสุริยะของเรา เมื่อดวงอาทิตย์เริ่มเปลี่ยนผ่านเข้าสู่ระยะดาวยักษ์แดงภายในประมาณ 5 พันล้านปีข้างหน้า  โลกอาจจะถูกทำลาย แต่ที่พิภพไกลโพ้น และเย็นยะเยือกในปัจจุบัน อย่างเช่นดวงจันทร์น้ำแข็ง Europa ของดาวพฤหัสบดี ซึ่งจะรอดและบางทีมันอาจจะถูกอาบด้วยแสงอาทิตย์ขณะที่ดวงอาทิตย์พองตัว  Wolszczan คาดว่าดวงจันทร์ยูโรปา จะเป็นพิภพมหาสมุทราที่สุดวิเศษ  

ภารกิจจากนาซาค้นหาชีวิตบนดวงจันทร์ยูโรปาี

December  10th, 2008

Adapted from : space.com : NASA Mission Could find Life of Europa


มีมหาสมุทรอยู่เบื้องใต้เปลือกน้ำแข็งของดวงจันทร์ยูโรปา(Europa)บริวารดาวพฤหัสบดี(Jupiter) ที่นั่นอาจมีสิ่งมีชิวิตแปลกๆ ที่สามารถว่ายน้ำบนดวงจันทร์เย็นยะเยือกแห่งนั้น  แต่ก็ยังไม่มีปฏิบัติการณ์ใดที่ส่งมนุษย์อวกาศหรืออวกาศยานไร้คนขับไปพิสูจน์ความเป็นไปได้ข้อนี้
มุมมองที่ใกล้ยูโรปามากที่สุด คือภาพถ่ายจากยานอวกาศกาลิเลโอ(Galileo) ซึ่งเดินทางไปโคจรสำรวจระบบดาวพฤหัสบดี ในช่วงปี 2538 ถึง 2546   ขณะนี้คณะนักวิจัยกำลังพัฒนาแผนการสำรวจดวงจันทร์ดวงนี้เพื่อให้ได้ข้อมูลที่ลึกและดียิ่งขึ้น  และนี่คือแผนการพัฒนา Europa-Jupiter System Mission (EJSM) ยานอวกาศที่จะถูกส่งไปสำรวจดวงจันทร์ยูโรปา และดวงจันทร์กานีมีด(Ganymede)  ดวงจันทร์ขนาดใหญ่ของดาวพฤหัสบดี ที่มีมหาสมุทรเป็นน้ำในสถานะของเหลวซ่อนอยู่เบื้องใต้แผ่นเปลือกน้ำแข็ง

 ภาพสีธรรมชาติของดวงจันทร์ยูโรปา  Credit: NASA


EJSM เป็นภารกิจร่วมขององค์การบริหารการบินและอวกาศ(NASA) ประเทศสหรัฐอเมริกา กับองค์การอวกาศยุโรป(European Space Agency)  โดย ESA จะสร้างยานอวกาศที่มุ่งสำรวจดวงจันทร์กานีมีด Jupiter Ganymede Orbiter (JGO) ส่วน NASA จะตรงดิ่งไปสำรวจดวงจันทร์ยูโรปา  Jupiter Europa Orbiter (JEO) ด้วยการประสานงานยานอวกาศทั้งสองลำจะนำไปสู่การศึกษาที่มีข้อจำกัดของดวงจันทร์ขนาดใหญ่อย่าง ไอโอ(Io) และ คาลิสโต(Callisto)  เช่นเดียวกับดาวพฤหัสบดี
 
ดวงจันทร์น้ำแข็งยูโรปาโผล่พ้นขอบเมฆชั้นบนของดาวพฤหัสบดี ภาพนี้ถ่ายโดยยานอวกาศ New Horizones  เมื่อ 28 กุมภาพันธ์ปีที่แล้ว Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Brad Dalton จากศูนย์ปฏิบัติการณ์เครื่องยนต์ขับดันด้วยไอพ่น ผู้กำลังช่วยร่างข้อเสนอโครงการ EJSM  กล่าวว่าอุปกรณ์บางส่วนของยานอวกาศลำใหม่นี้จะบรรทุกกล้องถ่ายภาพ  สเปคโตรมิเตอร์  และระบบเรดาร์กำลังสูง  ที่สามารถทะลุผ่านแผ่นน้ำแข็งของดวงจันทร์ยูโรปา และวัดได้ด้วยว่าแผ่นน้ำแข็งหนาเท่าใด
ยานอวกาศที่จะไปโคจรรอบดวงจันทร์กานีมีดก็จะได้รับการติดตั้ง กล้องถ่ายภาพ สเปคโตรมิเตอร์  เครื่องวิเคราะห์ฝุ่น(dust analyser)  เครื่องวิเคราะห์มวล(mass spectrometer) และ แมกนิโตรมิเตอร์(magnetometer)สำหรับวัดสนามแม่เหล็ก  เพื่อใช้ศึกษาองค์ประกอบของผิวดวงจันทร์และสภาพแวดล้อมในอวกาศโดยรอบ  “ยานอวกาศที่โคจรรอบ Ganymede จะสนใจกระบวนการทางธรณีฟิสิกส์มากกว่า โดยเฉพาะจากภายในจนถึงเขตสนามแม่เหล็ก(magnetosphere)”  Dalton กล่าว  “ส่วนการออกแบบยานอวกาศที่โคจรรอบดวงจันทร์ยูโรปาถูกผลักดันบางส่วนด้วยนัยสำคัญทางชีวดาราวิทยาของมหาสมุทรบนยูโรปา  ดังนั้นมันจะมุ่งไปสู่หลักฐานทางตรงสำหรับมหาสมุทรและแรงไทดัล(Tidal force)ที่ทำให้น้ำคงสภาพเป็นของเหลว”

 

บริเวณที่ชื่อ Uruk Sulcus บนดวงจันทร์กานีมีด  โดยยานอวกาศกาลิเลโอ  ภาพขวาคือดวงจันทร์กานีมีดทั้งดวงโดยกล้องจากยานอวกาศ Voyager เมื่อปี 2522 Credit:JPL/NASA


นักวิทยาศาสตร์มีความฝันที่จะส่งยานสำรวจที่ลงจอดบนผิวหรือแม้แต่ยานสำรวจใต้น้ำเพื่อลงไปศึกษามหาสมุทรของยูโรปา แต่ทว่าวิสัยทัศน์ในปัจจุบันของโครงการนี้ไม่ได้รวมอุปกรณ์ลักษณะนั้นเอาไว้ด้วย  “เราพยายามอย่างหนัก  ภายในงบประมาณและมวลรวมอันจำกัด  เพื่อให้ได้ยานร่อนสำรวจภาคพื้นที่สมจริง”  Dalton เล่า  “ความจริงก็คือ สำหรับงบประมาณและมวลที่จำกัด มันเป็นเรื่องยากมากที่จะรวมอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่จำเป็นเพื่อทำให้มันคุ้มค่า  บางส่วนของปัญหาคือการทำความเข้าใจแค่เฉพาะผิวดาวที่ดีพอ ก็จำกัดการออกแบบในส่วนอื่นๆ อีก    เมื่อคุณไปถึงที่นั่น แน่นอนคุณกำลังต้องการขุดลงไป และนั่นก็อยู่นอกเหนือความเป็นจริงทางงบประมาณ”
Dalton เล่าว่า พวกเขาพิจารณาการส่งยานสำรวจที่จะตกลงบนแผนน้ำแข็งด้วยความเร็วสูง  อย่างเช่นยานพุ่งชนที่สามารถให้ข้อมูลอันมหาศาลเกี่ยวกับองค์ประกอบของน้ำแข็ง  คล้ายกับตัวยานพุ่งชน ในโครงการ Deep Impact ที่พุ่งเข้าชนดาวหาง  โดยตัวของยานอวกาศโคจรรอบดวงจันทร์เอง ในบั้นปลายก็อาจใช้เป็น “ตัวพุ่งชน” ได้  อย่างไรก็ตาม นี่เป็นการปลุกฝันร้ายให้กับประเด็นการปกป้องดาวเคราะห์

“หลังจากการอภิปรายและเกาหัวกันอย่างหนัก  มันแน่ชัดว่าเราจำเป็นที่จะต้องดูก่อนที่จะก้าวกระโดด”  Dalton  สรุป  “มีหลายสิ่งที่เราสามารถทำได้ในขณะที่ยานโคจรไปรอบๆ ดวงจันทร์  ซึ่งจำเป็นที่ต้องทำให้เสร็จก่อนที่เราสามารถส่งยานร่อนลงสำรวจ อย่างที่หลายคนต้องการ”  อย่างไรก็ดี แนวคิดเรื่องยานร่อนลงสำรวจภาคพื้นดินยังไม่ได้ถูกเขี่ยออกไปอย่างไม่อาจทบทวน  “ยังมีอุปกรณ์ต้นแบบขนาดเล็กเหลืออยู่บนโต๊ะ  แต่ไม่ใช่แบบยานไวกิ้ง(Viking)หรือยานฟินิกส์(Phoenix)” (ที่เคยร่อนลงสำรวจดาวอังคาร)

 

ดวงจันทร์ยูโรปาดูเหมือนจะมีมหาสมุทรซ่อนอยู่เบื้องใต้แผ่นน้ำแข็ง ซึ่งอาจจะลึกเป็น 10 เท่าของมหาสมุทรบนโลก และจุน้ำไว้มากกว่าสองเท่าของน้ำในมหาสมุทรโลกและแม่น้ำรวมกัน Credit: NASA

อุปกรณ์ขนาดเล็กนี้อาจเป็น เครื่องวัดการสั่นของแผ่นดิน(seismometer) เพื่อใช้วัดความถี่ในการเลื่อนตัวของแผ่นน้ำแข็งของยูโรปา นอกจากนี้ยังมีที่ว่างพอสำหรับอุปกรณ์ mass spectrometer  เพื่อวัดชนิดของสารเคมีภายในน้ำแข็ง
ภารกิจนี้จะสามารถตอบคำถามว่ามีชีวิตบนยูโรปาหรือไม่ด้วยการวิเคราะห์เปลือกน้ำแข็ง  มหาสมุทรเบื้องใต้น้ำแข็งบางทีจะกระฉอกขึ้นมาตามรอยแยกของเปลือกน้ำแข็งแล้วล้างผิว ลบรอยหลุมอุกกาบาต  ดังนั้นหากมีสิ่งมีชีวิตภายในน้ำ มันก็ควรจะหลงเหลือแบบแช่แข็งอยู่ภายในเปลือกน้ำแข็งและยานโคจรสำรวจก็จะพบพวกมัน

 

แผนภาพแสดงภายในของดวงจันทร์ยูโรปา โดยมีแผ่นน้ำแข็งลอยอยู่บนมหาสมุทรของเหลว ซึ่งคาดว่าจะเป็นแหล่งที่อยู่ของสิ่งมีชีวิต Credit:NASA

ยานโคจรสำรวจมีเวลาอันแสนยากที่จะค้นหาหลักฐานของสิ่งมีชีวิตถ้าหากพวกมันมีอยู่ที่ก้นบึ้งมหาสมุทร  นักวิทยาศาสตร์คิดว่าต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกเกิดบริเวณปากปล่องภูเขาไฟใต้สมุทร พวกเขาคาดว่ายูโรปามีกิจกรรมทางภูเขาไฟอันเนื่องมาจากอิทธิพลทางแรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดีซึ่งบีบเค้นดวงจันทร์ดวงนี้ให้ยุบพอง ขณะที่ยูโรปาโคจรไปรอบๆ ดาวพฤหัสบดี   การบิดงอเชิงไทดัล(tidal flexing) จะทำให้แกนกลางหลอมเหลวและทำให้เกิดกิจกรรมทางภูเขาไฟ
เช่นเดียวกับดวงจันทร์ไอโอ  เมื่อไอโอโคจรเข้าใกล้ดาวพฤหัสบดี  ผิวของไอโอบริเวณที่เป็นภูเขาไฟจะพ่นกำมะถันและสารประกอบเคมีอื่นๆออกสู่อวกาศ  สารประกอบชนิดเดียวกันนี้หลายชนิดถูกพบภายในปากปล่องน้ำพุร้อน และอาจเกี่ยวพันรกับชีวิตยุคดึกดำบรรพ์ของโลก
 
รางรูปทรงโค้ง(ลูกศรสีดำและสีขาวชี้)บนผิวดวงจันทร์ยูโรปา  ยืดออกจนยาวหลายร้อยกิโลเมตร  เส้นสายประหลาดนี้ดูเหมือนจะเกิดจากการเปลี่ยนแกนหมุนจองดวงจันทร์ยูโรปา (แถบเทียบมาตราส่วนสีดำด้านบนซ้าย  เท่ากับระยะทาง 100 กิโลเมตร)Credit: P. Schenk/NASA/LPI


แม้ว่าถ้า EJSM ไม่อาจค้นหาหลักฐานทางตรงสำหรับชีวิตบนยูโรปา  มันอาจจะสามารถใช้ตัดสินว่าดวงจันทร์แบบนี้เป็นแหล่งชักนำให้เกิดสิ่งมีชีวิตโดยทั่วไปได้หรือไม่  ถ้า EJSM พบว่าสภาพแวดล้อมของยูโรปาเหมาะสมสำหรับการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต  ดังนั้นการปรับปรุงในขั้นต่อไปคือการพัฒนาระบบที่จะลงจอด  หากไม่เป็นดังคาด Europa ก็เป็นเพียงดวงจันทร์มรณะ  นี่อาจจะไม่ใช่คำตอบสุดท้ายเกี่ยวกับความเป็นไปได้สำหรับชีวิตบนยูโรปา
“เช่นเดียวกับดาวอังคาร  สถานที่เรายังไม่พบหลักฐานของสิ่งมีชีวิต  ยังมีวิธีการอีกหลากหลายที่ชีวิตสามารถเหลือรอดที่นั่น”  “ EJSM จะช่วยเรากระชับขอบเขตของความเป็นไปได้ ดังนั้นเราจะรู้จุดที่เราจะมองลึกลงไปใกล้  มีหลายสิ่งที่เรายังไม่รู้เกี่ยวกับยูโรปา”
มีแผนอีกหลายแผนสำหรับภารกิจสู่ยูโรปาที่ถูกห่อเก็บไว้   ยานอวกาศที่มีแผนส่งไปโคจรรอบดวงจันทร์น้ำแข็งของดาวพฤหัสบดีถูกยกเลิกเมื่อปี 2548  เนื่องจากความซับซ้อนของแผนการ   NASA วางแผนจะส่งยานอวกาศ Juno ไปที่ดาวพฤหัสบดี แต่ยานลำนี้จะโคจรรอบดาวพฤหัสบดีเท่านั้น ไม่ได้มีแผนที่จะไปศึกษาดวงจันทร์ดวงใด  ESA ได้พัฒนา Jovian Europa Orbiter แต่ภารกิจนี้ก็ยังอยู่ในขั้นตอนแรกของแผนงานเท่านั้น และวันเวลาส่งขึ้นสู่วงโคจรก็ยังไม่ถูกกำหนด
กลุ่มเมฆก๊าซที่ใจกลางกาแลกซี

December  1st, 2008

Adapted from : eso.org : Astronomers detect matter torn apart by black hole


คณะนักดาราศาสตร์จากยุโรปและสหรัฐอเมริกา ใช้กล้องโทรทรรศน์ Very Large Telescope และกล้อง Atacama Pathfinder Experiment (APEX)  ที่ติดตั้งอยู่ในประเทศชิลี ทำการสังเกตการณ์ในช่วงเวลาใกล้เคียงกันเพื่อศึกษาการลุกจ้าอันรุนแรงของหลุมดำมวลยวดยิ่ง(super massive black hole) ภายในใจกลางกาแลกซีทางช้างเผือก(Milky Way)  หรือ  Sagittarius A*(ซาจิทธาริอัส เอ  สตาร์)   ที่ซึ่งสสารถูกฉีกดึงด้วยแรงโน้มถ่วงความเข้มสูงขณะโคจรใกล้หลุมดำใจกลางกาแลกซี
คณะนักดาราศาสตร์ทำการสังเกตการณ์ในช่วงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดอินฟราเรด-ใกล้(near-infrared) หรือรังสีอินฟราเรดความยาวคลื่นสั้น (ใกล้แสงสีแดง)  ตลอดจนคลื่นความยาวระดับ submillimetre     และด้วยตำบลที่ตั้งของกล้องโทรทรรศน์ทั้งสองซึ่งอยู่ในเขตซีกโลกใต้ทำให้เป็นจุดได้เปรียบที่สุดในการสังเกตการณ์ใจกลางกาแลกซีทางช้างเผือก
 
ภาพถ่ายบริเวณใจกลางกาแลกซีทางช้างเผือก ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 26,000 ปีแสง  เมฆก๊าซขนาดใหญ่แสดงด้วยสีน้ำเงิน  Credit: ESO/APEX/2MASS/A. Eckart et al.

Sagittarius A*  อยู่ที่ใจกลางกาแลกซีทางช้างเผือกที่ระยะห่างจากโลก 26,000 ปีแสง  มันคือหลุมดำมวลยวดยิ่งที่มีมวลประมาณ 4 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์  ซึ่งกาแลกซีส่วนใหญ่ถูกคาดหมายว่าจะมีหลุมดำลักษณะนี้อยู่ที่ใจกลาง  ความพิเศษของ Sagittarius A* คือมันเป็นหลุมดำมวลมหาศาลที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด ทำให้การสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ สามารถพบการประทุสว่างจ้าจากสสารที่โคจรอยู่ภายนอกเขตขอบฟ้าเหตุการณ์(event horizon) ของหลุมดำ

 
Sagittarius A* (Sgr A*)  ในระนาบกาแลกซี (galactic plane) credit:NASA/JPL

เดิมการแผ่รังสีจาก Sagittarius A* ถูกคาดว่ามาจากก๊าซที่ถูกฉีกออกมาจากดาวฤกษ์ขณะที่มันโคจรและตกลงไปในหลุมดำ  
ในการสังเกตการณ์อย่างพร้อมเพรียงกันต้องการการวางแผนอย่างรัดกุมระหว่างคณะนักวิจัยทั้งสอง  เป็นเวลาหลายค่ำคืนของการรอคอยที่หอสังเกตการณ์ แล้วพวกเขาก็สะดุดโชค  ที่ VLT คณะนักวิทยาศาสตร์ก็พบการสว่างวาบในย่านรังสีอินฟราเรด  อย่างฉับพลันพวกเขาก็ต่อสายไปยังคณะทำงานที่ APEX  เพื่อเก็บข้อมูลอย่างทันท่วงที

 

ภาพชุดแสดงกลุ่มก๊าซสว่างที่ถูกหลุมดำดึงดูดให้โคจรและยืดออก พร้อมกับแผ่รังสีในย่านรังสีอินฟราเรด  Credit: ESO/L. Calçada

เป็ฯเวลาหกชั่วโมงที่คณะทำงานตรวจพบการแปรผันความสว่างในย่านรังสีอินฟราเรดอย่างรุนแรง  ด้วยการสว่างวาบครั้งใหญ่จำนวน 4 ครั้ง   นอกจากนี้ในย่าน submillimetre wavelength  ก็พบการสว่างวาบเกิดขึ้นหลังจากการสว่างวาบในย่านอินฟราเรดเป็นเวลาประมาณ 1  ถึง 1.5 ชั่วโมง   คณะนักวิจัยอธิบายการคลาดของเวลาระหว่างการประทุในสองความยาวคลื่นว่าอาจเกิดจากการขยายตัวอย่างรวดเร็วของเมฆก๊าซที่แผ่แสงสว่างวาบด้วย อัตราเร็วประมาณ 5 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง  การขยายตัวทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงภายในลักษณะของการแผ่รังสีตามเวลา และทำให้เกิดการคลาดของการประทุในย่านรังสีอินฟราเรดกับ submillimeter
แม้ว่าอัตราเร็ว 5 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมงจะดูเหมือนเร็ว แต่ก็เป็นอัตราเร็วเพียง  0.005 เท่าของอัตราเร็วแสงในสุญญากาศ  เพื่อที่จะหนีจากแรงโน้มถ่วงอันรุนแรงที่บริเวณใกล้หลุมดำ ก๊าซจะต้องหนีออกมาด้วยอัตราเร็ว 0.5 เท่าของอัตราเร็วแสง หรือ 100 เท่าของอัตราเร็วที่ตรวจพบ  ดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงคาดว่ากลุ่มก๊าซนั้นโคจรไปรอบๆ หลุมดำ แล้วถูกดึงออกจนมีรูปร่างร่างเหมือนชามรีๆ  และนี่คือสาเหตุของการขยายตัวของกลุ่มก๊าซ


แปลและเรียบเรียงโดย วัชราวุฒิ กฤตินธรรม  คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล