February 2007

การปะทะกันของลมสลาตันจากดาวฤกษ์ยักษ์

Supersonic Cosmic Winds Collide in Rare Scene

February 21^st, 2007

Adapted from : www.space.com

ดาวฤกษ์ยักษ์สองดวงกำลังโต้ตอบกันด้วยลมดาวฤกษ์ (Stellar wind) คู่กรณีทั้งสองอยู่ในสังกัดของระบบดาวคู่ (Binary System) HD 5980 ซึ่งสมาชิกทั้งสองมีมวล 30 และ 50 เท่าของมวลอาทิตย์ อนึ่งลมดาวฤกษ์คือกระแสอนุภาคหรือพลาสมาที่ออกมาจากผิวดาวฤกษ์ สำหรับลมดาวฤกษ์ในระบบสุริยะมีชื่อเฉพาะว่า ลมสุริยะ(Solar Wind)

กาแลกซีเมฆของแมกเจลเลนเล็ก Small Magellanic Cloud ต้นสังกัดของกระจุกดาว NGC346(จุดแดงภายในภาพ) ซึ่งมี HD 5980

Credit : ESA/Hubble/Digitized Sky Survey 2

Yaël Nazé จากมหาวิทยาลัยแห่ง Liège ประเทศเบลเยียมหัวหน้าคณะนักวิทยาศาสตร์ผู้ศึกษาระบบดาวคู่นี้อธิบายว่า ลมดาวฤกษ์ความเร็วเหนือเสียง (Supersonic Cosmic Wind) จากดาวฤกษ์ทั้งสอง หรือคิดเป็น 5 เท่าของลมสุริยะ

Michael Corcoran นักดาราศาสตร์ประจำศูนย์การบินอวกาศกอดดาร์ด (Goddard Space Flight Center) ของนาซา อธิบายว่า ดาวคู่ดังกล่าวยึดโยงกันด้วยพันธะเชิงแรงโน้มถ่วงอย่างรุนแรง อยู่ห่างกันประมาณ 90 ล้านกิโลเมตร หรือครึ่งหนึ่งของระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์ ด้วยระยะทางและความเป็นดาวฤกษ์มวลมากทำให้ลมดาวฤกษ์จากดาวทั้งสองปะทะกันอย่างรุนแรง ก่อเกิดความร้อนจนก๊าซในอวกาศมีอุณหภูมิสูงถึงระดับหลายล้านองศา ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่ทำให้เกิดรังสีเอกซ์แผ่ออกมา คิดเป็นความเข้ม 10 เท่าของความเข้มรังสีเอกซ์ที่ออกมาจากดวงอาทิตย์ของเรา

ภาพจากกล้องจันทรา (Chandra X-ray Observatory) ดาวสีเหลืองคือ HD5980 ล้อมรอบด้วยซากจากซูเปอร์โนวา(สีแดง)

Credits : NASA/CXC/ Nazé et al.

ด้วยเหตุนี้เองดาวเทียมที่ถูกสร้างมาเพื่อตรวจวัดรังสีเอกซ์อย่าง XMM-Newton X-ray Observatory ขององค์การอวกาศยุโรป กับ Chandra X-ray Observatory ของนาซา จึงถูกใช้สำหรับงานวิจัยนี้

ปัจจุบันนักดาราศาสตร์ค้นพบแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์จำนวนนับโหลภายในระบบดาวที่คล้ายกันนี้ ซึ่งล้วนแต่สังกัดกาแลกซีทางช้างเผือก แต่ทว่า HD 5980 ดูเหมือนจะอยู่นอกกาแลกซีของเราออกไป เนื่องจากกลุ่มนักดาราศาสตร์นานาชาติที่นำโดย Nazé พบ HD5980 ภายในเมฆของแมกเจลเลนเล็ก (Small Magellanic Cloud) ซึ่งเป็นกาแลกซีบริวารของกาแลกซีทางช้างเผือก อยู่ห่างจากโลกประมาณ 170,000 ปีแสง Corcoran กล่าวเสริมว่ามันจะน่าตื่นตาตื่นใจกว่านี้ถ้า HD 5980 อยู่ภายในกาแลกซีของเรา

ตัวอย่างลมดาวฤกษ์ปะทะลมดาวฤกษ์จากดวงอาทิตย์(หรือลมสุริยะ) ทำให้เกิดแนวปะทะที่เรียกว่า Bow Shock ที่ตำแหน่งห่างจากดวงอาทิตย์มาก

แต่สำหรับ HD5980 นั้นลมดาวฤกษ์ปะทะกันที่ระยะไม่เกินระยะห่างจากดาวศุกร์ถึงดวงอาทิตย์

Credit : NASA/Walt Feimer

ดาวฤกษ์ทั้งสองกำลังย่างกรายเข้าสู่ช่วงสุดท้ายของชีวิตและท้ายที่สุดก็จะระเบิดตัวเองเป็นซูเปอร์โนวา โดยเฉพาะสมาชิกดวงที่มวลมากกว่าอย่าง HD 5980A กำลังเริ่มเข้าสู่ช่วงดาวแปรแสงสีน้ำเงินสุกสว่าง (Luminous Blue Variable :LBV) ซึ่งเป็นภาวะที่เกิดได้กับดาวฤกษ์มวลมากๆ เท่านั้น ส่วน HD5980B ซึ่งมีมวลน้อยกว่าได้พัฒนาไปสู่สภาพ Wolf-Rayet star ที่ปลดปล่อยก๊าซที่ห่อหุ้มแกนกลางออกไปหมดแล้ว

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

ทำลายสถิติดาวฤกษ์หมุนรอบตัวเองเร็วที่สุด

เท่าที่มนุษย์เคยเห็น

Star Shatters Spinning Speed Record

February 21^st, 2007

Adapted from : www.space.com

พบดาวฤกษ์หมุนรอบตัวเองได้มากกว่าหนึ่งพันรอบภายในเวลาหนึ่งวินาที คาดกันว่านี่เป็นซากดาวที่หมุนรอบตัวเองเร็วที่สุดเท่าที่มนุษย์เคยค้นพบ

ดาวที่ว่าคือ XTE J1739-285 ซึ่งจัดเป็นดาวนิวตรอน ที่ครั้งหนึ่งเคยเป็นแกนกลางของดาวฤกษ์มวลมหาศาลซึ่งระเบิดตัวเองเป็นซูเปอร์โนวาเหลือไว้เพียงแกนกลางที่มีมวลพอๆ กับดวงอาทิตย์ของเรา แต่กลับมีขนาดเท่ากับเมือง เมืองหนึ่งบนโลกเท่านั้น ดังนั้นมันจึงเป็นเทหวัตถุความหนาแน่นสูงมากภายในเอกภพ เป็นรองเพียงแค่หลุมดำเท่านั้น

แสดงตำแหน่ง XTE J1739-285

Credit : http://hea-www.harvard.edu/~mtorres/XTEJ1739m285.html

ดาวนิวตรอนหมุนรอบตัวเองได้เร็วมาก เนื่องจากโมเมนตัมเชิงมุมที่สูงยิ่งยวดจากมวลของมัน แต่กลับมีขนาดเล็กมาก ดังนั้นเพื่ออนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุมเดิมก่อนที่จะกลายเป็นดาวนิวตรอน มันจึงจำเป็นต้องหมุนให้เร็วขึ้น เหมือนกับนักสเกตน้ำแข็งที่กำลังกางแขนหมุนตัวติ้ว ติ้ว ติ้ว เมื่อนักสเกตคนดังกล่าวประกบแขนขึ้นเหนือหัว ทำให้มีผลเหมือนกับรัศมีของวัตถุที่หมุนอยู่เล็กลงผลก็คือนักสเกตคนนั้นก็จะหมุนเร็วขึ้น

นักดาราศาสตร์ยังพบว่าดาวนิวตรอนดังกล่าวอยู่ในระบบดาวคู่ ดังนั้นจึงยังมีดาวฤกษ์อีกดวงหนึ่งเหลืออยู่ ทว่าดาวฤกษ์ดวงนั้นกลับถูกดาวนิวตรอนดูดเอาก๊าซของมันออกไป เมื่อก๊าซที่ถูกดูดตกไปสะสมที่ผิวดาวนิวตรอนมากพอก็จะเกิดการระเบิดอย่างรุนแรงที่ดาวนิวตรอน พร้อมทั้งปลดปล่อยรังสีเอกซ์ออกมา

ยิ่งรัศมีเล็กลงก็ยิ่งหมุนเร็วขึ้นตามกฎอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม

Credit : http://physics.uoregon.edu/~jimbrau/BrauImNew/Chap06/FG0621-05u.jpg

นักดาราศาสตร์จึงใช้ดาวเทียม Integral ขององค์การอวกาศยุโรป (European Space Agency) ตรวจวัดรังสีเอกซ์ที่ออกมาเพื่อสืบค้นคำนวณกลับไปหาอัตราการหมุนของดาวนิวตรอนดวงนี้ ได้ความถี่ประมาณ 1,122 รอบต่อวินาที ซึ่งทำลายสถิติเดิมที่ความถี่ 760 รอบต่อวินาที

Erik Kuulkers นักวิทยาศาสตร์ประจำองค์การอวกาศยุโรปอธิบายเพิ่มเติมว่า จำเป็นต้องทำการสังเกตการณ์ให้มากกว่านี้เพื่อยืนยันอัตราการหมุนที่เร็วที่สุดค่านี้ เพื่อเพิ่มความมั่นใจ

กว่าจะเป็นดาวนิวตรอนต้องเป็นดาวฤกษ์มวลมากๆ ที่ระเบิดเปลือกก๊าซทิ้งไปเหลือแกนกลางที่กลายเป็นดาวนิวตรอน

Credit : http://science.nasa.gov/newhome/headlines/sgr_slides/making.jpg

ในทางทฤษฎีมีอัตราการหมุนรอบตัวเองสูงสุดของดาวฤกษ์ ที่จะทำให้ดาวฤกษ์รักษาสภาพความเป็นดาวเอาไว้ได้ โดยก๊าซที่ประกอบกันเป็นดาวนั้นไม่ถูกเหวี่ยงออกไปกระจัดกระจายในอวกาศ สำหรับความรู้ในปัจจุบันโครงสร้างภายในของดาวฤกษ์นั้นไม่เป็นปริศนาเท่าใดนัก ทว่าสำหรับดาวนิวตรอนนักดาราศาสตร์ยังไม่สามารถรู้ได้อย่างชัดเจนว่า ดาวนิวตรอนประกอบขึ้นจากอะไรบ้าง มีโครงสร้างภายในเป็นอย่างไร ดังนั้นขีดจำกัดความเร็วของดาวนิวตรอน จึงยังไม่สามารถคาดคะเนได้ Kuulkers คาดว่าถ้าหากมีตัวอย่างของเทหวัตถุหมุนเร็วยิ่งยวดชนิดนี้ให้ศึกษาอีก ก็จะสามารถช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถสร้างแบบจำลองโครงสร้างภายในของดาวนิวตรอนได้แน่นอน

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

ร่องรอยทางน้ำใต้ดินดาวอังคาร

Underground Plumbing System Discovered on Mars

February 21^st, 2007

Adapted from : www.space.com

ด้วยกล้องถ่ายภาพ HiRISE ซึ่งติดตั้งบนยานอวกาศ Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) ของนาซาทำให้นักวิทยาศาสตร์ค้นพบระบบใต้รอยแยกแนวดิ่งตามธรรมชาติใต้แผ่นดิน ซึ่งคาดว่าจะเป็นเส้นทางน้ำโบราณใต้ผิวดาวอังคาร ภาพถ่ายดังกล่าวแสดงเนินเขาและที่ราบหลายแห่ง พร้อมทั้งชั้นหินสีอ่อนและเข้มหลายแห่งบริเวณ Candor Chasma หนึ่งในหุบเขาย่อยที่เป็นส่วนหนึ่งของ Valles Marineris ระบบหุบผาที่มีความกว้าง ความยาว และความลึกใหญ่กว่าระบบหุบเขา Grand Canyon บนโลกเสียอีก เพียงแต่ว่าบนดาวอังคารนี่ Valles Marineris ไม่มีน้ำไหลเหมือนใน Grand Canyon เท่านั้นเอง

หินชั้นบนสุดภายใน Valles Marineris บนดาวอังคารถูกกัดกร่อนไปจนเห็นผิวด้านในที่เคยอยู่ใต้ดิน เผยร่องรอยที่แสดงว่าเคยมีของเหลวไหลผ่าน

Credit : Science

ร่อยรอยคล้ายแผลเป็น แนวตั้งที่พาดผ่านชั้นหินสีสันสดใส ภายใน Candor Chasma คือชุดรอยแยกแนวตรงที่ล้อมรอบโดย halos ของชั้นหินสีสดหลายชั้น

Chris Okubo และ Alfred McEwen นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยอริโซนา อธิบายว่า halos เป็นหลักฐานยืนยันว่าครั้งหนึ่ง ณ ที่แห่งนั้น เคยมีของไหล อย่างเช่นน้ำหรือคาร์บอนไดออกไซด์เหลว ไหลผ่านชั้นหินเหล่านั้น แม้ว่าจะยังไม่สามารถระบุเวลาที่แน่นอนได้ว่าเมื่อไหร่ที่เกิดการไหลของของเหลวดังกล่าว แต่ก็พอประมาณอย่างหยาบๆ ได้ที่ไม่ต่ำกว่าล้านปีถึงพันล้านปีก่อน

Candor Chasma หนึ่งในหุบเหวย่อยสังกัด Valles Marineris

Credits : FU Berlin/MOLA

ทั้งสองอธิบายเพิ่มเติมว่าของเหลวที่ไหลผ่านชั้นหินที่มีแร่เหล็กปะปนอยู่มาก หรือแร่คล้ายดินเหนียว แร่ดังกล่าวจะทำตัวเหมือนกับปูนซีเมนต์ก่อสร้างที่สามารถยึดชั้นหินแต่และชั้นเอาไว้ รวมทั้งกัดสีของหินให้ขาวขึ้นอีกด้วย

จากนั้นเมื่อเวลาผ่านไปหลายล้านปี ลมดาวอังคารก็จะกัดเซาะผิวชั้นนอกออกไป จนผิวชั้นถัดไปเผยโฉมออกมารับแสงตะวันพร้อมทั้งร่องรอยแยกแนวตั้งด้วย

รอยแยกแนวตั้งเรียกว่า Joints กว้างประมาณ 1 เมตร มีความยาวตั้งแต่หลายร้อยจนถึงหลายกิโลเมตร แม้ว่านักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถอธิบายสาเหตุที่เกิดรอยแยกได้ แต่เป็นที่แน่นอนว่าเมื่อครั้งที่มันเกิดขึ้นครั้งแรกก็จะทำตัวเหมือนทางน้ำไหลสำหรับให้ของเหลวใต้ดินเดินทางผ่าน

จากกล้อง HRSC บนยาน Mars Express เมื่อนำมาสร้างเป็นภาพสามมิติ นี่คือ Candor Chasma เมื่อมองไปทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือ

Credits : ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

กระบวนการทางธรณีวิทยาที่คล้ายกันนี้ ก็สามารถเกิดบนโลกได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่นสายแร่ทองคำและเงินภายในหินก็เกิดขึ้นจากน้ำที่มีแร่ธาตุเหล่านั้นละลายอยู่ไหลไปตามรอยแยกจนได้เส้นสายสว่างของแร่โลหะหายากดังกล่าวภายในชั้นหิน

ตามธรรมเนียมเมื่อมีน้ำแล้ว คณะนักวิจัยคาดว่าน้ำใต้ผิวดินดังกล่าวอาจเหมาะสำหรับปฏิกิริยาทางชีวเคมีซึ่งจำนำไปสู่การกำเนิดสิ่งมีชีวิตอย่างง่ายอีกด้วย

อย่างไรก็ดี นอกจากน้ำแล้ว หินหลอมเหลวหรือแมกมาภูเขาไฟก็สามารถทำให้เกิดร่องรอยทางธรณีวิทยาดังกล่าวได้เช่นกัน เพราะแมกมาสามารถกัดสีของหินได้ เพียงแต่บริเวณ Candor Chasma นั้นไม่ปรากฎร่องรอยของภูเขาไฟขนาดใหญ่เลย ดังนั้น “น้ำ” จึงน่าจะเป็นคำตอบที่ดีกว่า

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

สสารมืดเกี่ยวข้องกับกาแลกซีสุกสว่าง

Dark Matter's Link to Brilliant Galaxies

February 12^th, 2007

Adapted from : www.space.com

ผลงานวิจัยใหม่ ยืนยันความสัมพันธ์อันแน่นแฟ้นระหว่างกาแลกซีที่มีหลุมดำมวลยวดยิ่ง (Supermassive Black Hole) เป็นแกนกลาง กับการกระจายตัวของสสารมืด (Dark Matter) ภายในเอกภพยุคดึกดำบรรพ์  หรือเมื่อหลังจากเอกภพถือกำเนิดเมื่อประมาณ 14,000  ล้านปี ไม่นาน

ควอซาร์ (Quasar) จัดเป็นวัตถุสุกสว่างอย่างไม่น่าเชื่อซึ่งวางตัวอยู่ใจกลางกาแลกซีหลายแห่ง และคาดว่าแท้จริงมันคือหลุมดำมวลมหาศาลที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ 1,000,000,000 ดวง ที่กำลังดูดกลืนก๊าซลงไป แม้ว่าเทหวัตถุชนิดนี้จะมีขนาดเล็กกว่าระบบสุริยะของเรา ทว่าควอซาร์เพียงดวงเดียวก็ยังสว่างกว่ากาแลกซีทั้งกาแลกซีที่มีดาวฤกษ์นับ  100,000  ล้านดวง  เมื่อเปรียบเทียบกับกาแลกซีธรรมดา ๆ ควอซาร์มีจำนวนน้อยกว่ามาก ควอซาร์หนึ่ง ๆ จะห่างจากควอซาร์ดวงอื่น ๆ มากกว่า 200 ล้านปีแสง

สสารมืด (Dark Matter) เป็นสสารตามสมมติฐานที่ลึกลับที่สุด พวกมันไม่มีอันตรกิริยากับอนุภาคแสงหรือโฟตอน ดังนั้นจึงไม่อาจตรวจวัดด้วยเครื่องมือในปัจจุบันได้ นักวิทยาศาสตร์ประมาณว่า 1 ใน 6 ของสสารในเอกภพสามารถมองเห็นได้ แต่ที่เหลือล้วนเป็นสสารมืด

คณะนักวิจัยใช้ข้อมูลจากโครงการสำรวจท้องฟ้า Sloan Digital Sky Survey (SDSS-II) ซึ่งมีข้อมูลตำแหน่งของควอซาร์นับ 4,000 ดวง บางดวงก็ไกลจากโลกถึง 11,000 ล้านปีแสง เพื่อสร้างแผนผังสามมิติสำหรับการกระจายตัวของควอซาร์ในเอกภพ

คาดหมายกันว่าสสารปกติที่ก่อตัวเป็นกาแลกซีแท้จริงถูกห่อหุ้มด้วย dark matter halo

Credit : http://www.daviddarling.info/images/dark_matter_halo.gif

แผนผังเอกภพใหม่นี้แสดงความสัมพันธ์ระหว่างควอซาร์กับสสารมืดตามที่ถูกทำนายไว้โดยทฤษฎี ทีมวิจัยใช้วิธีการวัดขนาดของกระจุกควอซาร์ (Quasar Cluster) เพื่อศึกษาสสารมืดที่รวมตัวกันเป็นกลุ่ม (Dark Matter Halo) ว่าอยู่ที่ไหนบ้าง และพบว่าควอซาร์หลายแห่งอยู่ภายใน Dark Matter Halo มวลมหาศาล ซึ่งค่อนข้างยากในการตรวจหา เมื่อครั้งเอกภพพึ่งถือกำเนิด

จากการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แสดงการกระจายตัวของสสารมืด (สีเทา), Dark Matter Halo (วงกลมสีขาว),  และควอซาร์ (สีน้ำเงิน)

ในเอกภพยุคแรก ๆ หรือ 1,600 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบง กล่องในภาพยาวด้านละ 360 ล้านปีแสง

Credit : Paul Bode and Yue Shen, Princeton University

ตามทฤษฎีแล้วสสารไม่ว่าจะเป็นสสารมืดหรือสสารที่มองเห็นได้ต่างก็กระจายตัวอย่างต่อเนื่องภายในเอกภพยุคแรก และเมื่อเวลาผ่านไป สสารเหล่านั้นก็เกาะกลุ่มกันจนหนาแน่นขึ้น ดังนั้นกลุ่ม Dark Matter Halo เมื่อครั้งเอกภพยังมีอายุน้อย จึงหาได้ยากกว่าในปัจจุบัน แต่ทว่ากาแลกซีมวลมาก ๆ หรือควอซาร์ล้วนก่อตัวภายในกลุ่มสสารมืดความหนาแน่นสูง ดังนั้นการค้นหาควอซาร์หรือกาแลกซีมวลมากจึงเป็นการค้นหาตำแหน่งของกลุ่มสสารมืดไปในตัว

การกระจายตัวของสสารธรรมดา (แดง) และสสารมืด (น้ำเงิน)

Credit : NASA, ESA and R.Massey (CalTech)

รายละเอียดของงานวิจัยชิ้นนี้กำลังจะถูกตีพิมพ์ในวารสาร Astronomical Journal ฉบับถัดไป นักวิทยาศาสตร์หวังว่าโครงการ SDSS จะช่วยตอบคำถามหลักๆ ของเอกภพวิทยาได้เช่น ควอซาร์แห่งแรกเกิดขึ้นได้อย่างไร หลุมดำส่องสว่างกว่าพันล้านเท่าของดวงอาทิตย์ได้อย่างไรขณะที่เอกภพมีอายุเพียง 1 ใน 10 ของปัจจุบัน
 

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

ดวงจันทร์ดาวเสาร์สะท้อนแสงอาทิตย์ได้ดีขึ้น

Moon of Saturn Sprays Cosmic Graffiti

February 12^th, 2007

Adapted from: www.space.com

ฝุ่นน้ำแข็งถูกพ่นออกมาจากช่องน้ำพุร้อนบนดวงจันทร์ Enceladus ของดาวเสาร์ กำลังห่มคลุมดวงจันทร์ดวงอื่นด้วยฝุ่นและน้ำแข็ง ทำให้ดวงจันทร์เหล่านั้นสว่างผิดปกติ

ทีมวิจัยซึ่งตีพิมพ์ผลงานวิจัยใหม่นี้ในวารสาร Science เปิดเผยว่า เมื่อวันที่ 13 มกราคม 2548 อันเป็นวันที่โลกโคจรมาอยู่ในตำแหน่งระหว่างกลางดวงอาทิตย์กับระบบดาวเสาร์พอดิบพอดี และเกิดขึ้นได้ไม่บ่อยนัก พวกเขามีเวลา 12 ชั่วโมงสำหรับการวัดสัมประสิทธิ์การสะท้อนแสงของเทหวัตถุ (Albedo) ของดวงจันทร์ดาวเสาร์จำนวน 11 ดวง ด้วยความแม่นยำที่สุดเท่าที่เป็นไปได้

ดวงจันทร์ Enceladus บริวารของดาวเสาร์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 505 กิโลเมตร

ผิวดวงจันทร์สามารถสะท้อนแสงได้ดีกว่าดาวเคราะห์หรือดวงจันทร์ใดๆ บริเวณพุน้ำแข็งหรือภูเขาไฟที่พ่นน้ำแข็งออกมาอยู่ทางขั้วใต้

Credit : NASA/JPL/Space Science Institute

พวกเขาพบว่า ค่า Albedo ของดวงจันทร์ดาวเสาร์สี่ดวงซึ่งได้แก่ Mimas , Tethys, Dione และ Rhea มากกว่าค่าที่วัดได้ในอดีต นั่นหมายความว่าพวกมัน “สว่างขึ้น” ดวงจันทร์ทั้งสี่ จัดเป็นดวงจันทร์อายุมากซึ่งการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาน้อยมาก ดังนั้นรูปแบบของพื้นผิวจึงไม่ควรจะเปลี่ยนแปลงมากนัก จนสามารถเปลี่ยนค่า Albedo ได้ ดังนั้นความสว่างที่แปลกไปจากที่เคยนี้จึงเป็นเรื่องน่าประหลาดใจสำหรับนักวิทยาศาสตร์อย่างยิ่ง

แสดงแสงสว่างของมวลสารที่ถูกพ่นออกมาจากบริเวณขั้วใต้ของ Enceladus

Credit : Cassini Imaging Team, SSI, JPL, ESA, NASA

โดยทั่วไป ดวงจันทร์ดวงอื่น ๆ ในระบบสุริยะที่มีสัมประสิทธ์การสะท้อนแสงมาก หรือสะท้อนแสงดวงอาทิตย์ได้ดีนั้น ล้วนแต่มีน้ำและพุน้ำแข็งที่ปลดปล่อยฝุ่นน้ำแข็งออกมาบนผิวดาวทั้งสิ้น  ซึ่งน้ำและน้ำแข็งนี่เองที่ช่วยสะท้อนแสงอาทิตย์จนดูเหมือนว่าพวกมันสะท้อนแสงได้ดีนั่นเอง เมื่อพิจารณาปัจจัยที่น่าเป็นไปได้ ดวงจันทร์ทั้งสี่ดวงนี้มีปัจจัยร่วมกันอย่างหนึ่ง คือ พวกมันล้วนอยู่ภายในวงแหวนชั้น E ของดาวเสาร์  อันเป็นวงแหวนที่ไม่สว่างนัก ประกอบด้วยอนุภาคฝุ่นและน้ำแข็งขนาดเล็กละเอียด  และเพราะความที่วงแหวนนี้ไม่ค่อยสว่างนี้เอง มันจึงถูกค้นพบเมื่อ 30 ปีก่อน ซึ่งถือว่าไม่นานมาก  นอกจากนี้ยังพบว่า วงแหวนค่อนข้างสว่างบริเวณใกล้ ๆ ดวงจันทร์ Enceladus ซึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์คาดว่าดวงจันทร์ดวงดังกล่าวอาจเป็นตัวแจกจ่ายวัสดุหรือสสารให้กับวงแหวน E

ระบบดาวเสาร์ ดวงจันทร์ และวงแหวน E-rings เป็นวงแหวนชั้นนอกสุด

Credit : NASA

เมื่อสองปีก่อนยานอวกาศคาสสินีของนาซาพบ น้ำพุร้อนและภูเขาที่พ่นน้ำแข็งออกมาบริเวณขั้วใต้ของดวงจันทร์ Enceladus นักวิทยาศาสตร์คาดว่าฝุ่นน้ำแข็งที่ถูกพ่นออกมาจากดวงจันทร์ดวงนี้จะกลายเป็นวงแหวนชั้น E นั่นเอง

ดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่ามวลสารที่ถูก Enceladus พ่นออกมาจะตกลงไปยังดวงจันทร์ดวงอื่นๆ ด้วยความเร็วมากกว่า 36,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง แล้วเกาะอยู่บนผิวดวงจันทร์แล้วช่วยสะท้อนแสงอาทิตย์ได้ดียิ่งขึ้นจนค่า albedo เปลี่ยนแปลงไปนั่นเอง

อย่างไรก็ดีสสารที่ถูกพ่นออกมาเพียงร้อยละ 1 เท่านั้นที่จะหลุดออกจากแรงโน้มถ่วงของ Enceladus กลายเป็นวงแหวน E ที่เหลืออีกร้อยละ 99 จะตกกลับลงสู่ผิวดวงจันทร์ในรูปหิมะหรือฝน
 

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

พบเมฆที่ด้านกลางคืนของดาวอังคาร

Night Clouds Warm Red Planet

February 12^th, 2007

Adapted from: www.space.com

นักวิจัยจากองค์การบริหารการบินและอวกาศ (NASA) และองค์การบริหารมหาสมุทรและสภาพบรรยากาศ (National Oceanic and Atmospheric Administration : NOAA) ตรวจพบเมฆที่ด้านกลางคืนของดาวอังคารเป็นครั้งแรก ซึ่งถือว่าเป็นผ้าห่มคลุมผิวดาวทำให้ดาวอังคารอบอุ่น เมฆราตรีดังกล่าวหนากว่าเมฆในด้านกลางวันถึง 5 เท่า และยังลอยใกล้กับผิวดาวมากกว่าอีกด้วย จนดูเหมือนหมอก

หุ่นยนตร์สำรวจผิวดาวอังคาร Opportunity ของนาซาถ่ายภาพเมฆเหนือที่ราบทรายสุดลูกหูลูกตา

Credit : Mars Exploration Rover Mission, Cornell, JPL, NASA, unmannedspaceflight.com

เมฆดาวอังคารทั้งด้านกลางวันและกลางคืนมีความหลายหลาย คล้ายกับเมฆชั้นสูง ก้อนเล็ก ๆ ที่เรียกว่า เมฆเซอร์รัส (Cirrus Cloud) บนโลก เว้นเสียแต่ว่าพวกมันหนากว่าและอยู่สูงจากพื้นในหลายระดับความสูงกว่าเมฆบนโลก ก่อนหน้านี้เมฆด้านกลางวันถูกค้นพบที่ระดับความสูงเหนือพื้นดาวอังคาร 100 กิโลเมตร ซึ่งนับว่าเป็นเมฆที่สูงจากพื้นที่สุดเท่าที่เคยตรวจพบบนดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ ส่วนเมฆด้านกลางคืนนั้นจัดว่าค่อนข้างยากทีเดียวในการค้นหา สำหรับด้านกลางวันเมฆดาวอังคารจะสะท้อนแสงดวงอาทิตย์จึงดูสว่างกว่าพื้นผิวดาวในย่านแสงที่ตามนุษย์มองเห็น (Optical Light) โดยเฉพาะในย่านรังสีอินฟราเรดจะถ่ายภาพเมฆได้เด่นชัดมาก เพราะเมฆจะมีอุณหภูมิต่ำกว่าผิวดาว ส่วนซีกกลางคืนซึ่งไม่มีแสงอาทิตย์ให้สะท้อน อุณหภูมิผิวดาวก็ลดต่ำลงจนแทบไม่แตกต่างกับอุณหภูมิของเมฆ

เมฆเหนือพื้นผิวด้านกลางวันของดาวอังคาร

Credit : P. James (University of Toledo), T. Clancy (Space Science Institute), S. Lee (University of Colorado) and NASA

มีเพียงการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เท่านั้นที่แสดงเมฆด้านกลางคืนของดาวอังคาร แต่นักดาราศาสตร์ก็ยังไม่สามารถถ่ายภาพหรือพบเมฆดังกล่าวได้โดยตรง จนกระทั่งนักวิจัยพบเมฆลึกลับหลังจากข้อมูลอุณหภูมิที่ผิวดาวอังคารที่วัดโดยยานอวกาศ Mars Global Surveyor (MGS) ที่สาบสูญไปแล้ว

John Wilson แห่ง NOAA อธิบายว่า “เราพบว่าอุณหภูมิในบริเวณดังกล่าวไม่ได้ต่ำลงอย่างที่ควรจะเป็น” และด้วยเครื่องวัดความสูงด้วยแสงเลเซอร์ (Laser Altimeter) ของยาน MGS นักวิจัยสามารถสร้างแผนผังเมฆดาวอังคารยามราตรีได้เป็นครั้งแรก อุปกรณ์ดังกล่าวทำงานด้วยการยิงแสงเป็นห้วง ๆ ลงบนผิวดาว แล้วติดตามว่าแสงดังกล่าวจะถูกดูดกลืน สะท้อน หรือกระเจิง ซึ่งนักวิทยาศาสตร์สามารถใช้ข้อมูลดังกล่าวเพื่อแยกแยะว่าเกิดจากเมฆที่ลอยอยู่เหนือพื้นหรือเกิดจากหินบนผิวดาว

ข้อมูลที่ได้แสดงให้เห็นว่าบางส่วนของผิวดาวถูกปกคลุมด้วยเมฆ ซึ่งผิวดาวในบริเวณดังกล่าวอุ่นกว่าบริเวณที่ไม่มีเมฆประมาณ 1.67 องศาเซลเซียส

ผลการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แสดงกลุ่มเมฆหนา ที่ลอยต่ำ เหนือบริเวณศูนย์สูตรดาวอังคาร (บน)

และยังคงอยู่เหนือบริเวณภูเขาไฟในตอนกลางวัน (ล่าง)

Credit : John Wilson

เหตุการณ์แบบนี้ก็เกิดขึ้นบนโลกเช่นกัน คืนไหนก็ตามที่เมฆมากอุณหภูมิบนผิวโลกก็จะสูงกว่าคืนที่ปราศจากเมฆ เพราะเมฆจะป้องกันความร้อนไม่ให้ออกไปยังชั้นบรรยากาศที่สูงขึ้น แถมยังสะท้อนกลับลงมาที่พื้นอีกด้วย สำหรับดาวอังคารในอดีตซึ่งอบอุ่นและมีเปียกชื้นกว่าปัจจุบัน เมฆจะเป็นปัจจัยใช้ดีในการสร้างภาวะเรือนกระจก (Greenhouse Effect) นักวิจัยชี้ว่าเมฆน้ำแข็งอาจมีมากที่สุด และมีบทบาทสำคัญในการกำหนดสภาพทางอุตุนิยมของดาวอังคาร รวมทั้งอาจทำให้ดาวเคราะห์สีแดงดวงนี้อุ่นขึ้นด้วย

งานวิจัยนี้ถูกตีพิมพ์ในวารสาร Geophysical Research Letters ฉบับวันที่ 1 กุมภาพันธ์ ที่ผ่านมา
 

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

เนปจูนกับบริวารแอบแฝง (2)

Neptune May Have Thousands of Escorts

February 5^th, 2007

Adapted from: www.space.com

Sheppard อธิบายว่า เทหวัตถุที่มีระนาบโคจรทำมุมเอียงมาก ๆ ก็จะใช้เวลาส่วนใหญ่ในวงโคจรนอกระนาบสุริยวิถี ดังนั้นการที่นักดาราศาสตร์ การค้นพบโทรจันประเภทนี้อธิบายได้ว่ายังมีเทหวัตถุชนิดนี้อีกมากอยู่ให้ค้นพบเพียงแต่ขณะนี้พวกมันไม่อยู่ในระนาบสุริยะวิถี ซึ่งเป็นบริเวณที่นักดาราศาสตร์ให้ความสนใจมากกว่าเพราะสามารถหาเทหวัตถุอื่น ๆ ได้ง่ายกว่าท้องฟ้าที่อื่น ๆ นอกจากนี้ในความเป็นจริงโทรจันที่มีระนาบเอียงมาก ๆ มีจำนวนมากกว่าพวกระนาบเอียงน้อยถึงสี่ต่อหนึ่งทีเดียว

ด้วยเหตุนี้อาจจะมีฝูงเทหวัตถุโทรจันสังกัดวงโคจรของเนปจูนมากกว่าของดาวพฤหัสบดีถึง 20 เท่า ซึ่งคาดว่าเกี่ยวเนื่องมาจากกระบวนการก่อตัวเป็นดาวเคราะห์ดวงนี้

ดาวเนปจูนและแถบคุยเปอร์ (Kuper Belt) อันเป็นอาณาบริเวณที่เต็มไปด้วยวัตถุขนาดเล็กที่มีน้ำแข็งเป็นองค์ประกอบ

จะเห็นว่าดาวเนปจูนอยู่บริเวณขอบใน  ส่วนดาวพลูโตถือว่าเป็นวัตถุในสังกัดแถบคุยเปอร์นี้

Courtesy of NASA and A. Feild

ดาวเนปจูนไม่สามารถไล่ดูดจับเทหวัตถุโทรจันได้ดีนัก หลังจากยุคกำเนิดดาวเคราะห์ วงโคจรของเนปจูนมีความรีมากเกินไป เนื่องจากผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ภายในระบบสุริยะ

นักวิทยาศาสตร์อธิบายว่าแรงโน้มถ่วงของเนปจูนกับเทหวัตถุขนาดเล็กทั้งหลายจำนวนเหลือคณานับ รอบ ๆ วงโคจรของดาวเคราะห์เจ้าสมุทร รวมถึงดาวหางและเทหวัตถุในแถมคุยเปอร์ (Kuiper Belt Object) และเศษวัตถุอื่น ๆ ที่ก่อตัวใกล้ ๆ จะโคจรช้า ๆ ไปรอบวงโคจรของเนปจูน ทำให้วัตถุในอวกาศมากมายถูกกักอยู่บริเวณจุดลากรังจ์ โดยค่าความเอียงของระนาบโคจรของวัตถุเหล่านั้นไม่ได้ถูกจำกัดไว้เพียงบางค่าเท่านั้น ดังนั้นพวกที่โคจรเอียงมาก ๆ จึงมีมากกว่าพวกที่เอียงน้อย ๆ

จำลองยาน New Horizon ซึ่งขณะนี้กำลังออกเดินทางสู่ดาวพลูโต

Credit : NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute (NASA/JHUAPL/SwRI)

ในปี 2557 นักวิทยาศาสตร์จะมีโอกาสได้เห็นเทหวัตถุโทรจันจากระยะใกล้โดยยานอวกาศ New Horizons ที่กำลังเดินทางสู่ดาวพลูโต เทหวัตถุโทรจันในวงโคจรของดาวเนปจูนมีความสว่างต่ำเสียจนการสังเกตการณ์จากโลกนั้นทำได้ยากมาก ดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงมีความรู้เกี่ยวกับสมบัติของผิว หรือแม้แต่องค์ประกอบทางกายภาพของพวกมันน้อยมาก นอกจากนี้อาจเป็นไปได้ว่าโทรจันเหล่านั้นอาจอยู่ในหลักแหล่งที่ไม่มีเสถียรภาพมากนัก โดยเฉพาะจุดลากรังจ์ที่ 5 ซึ่งจะเป็นบริเวณที่ยานอวกาศ New Horizon บินผ่าน ก็ยังไม่มีโทรจันดวงใดถูกพบในบริเวณดังกล่าว เนื่องจากบริเวณที่เป็นจุดลากรังจ์ที่ 5 เลื่อนไปอยู่ในตำแหน่งที่จากแสงจากดาวฤกษ์เบื้องหลังรบกวนการสังเกตการณ์ Sheppard คาดว่างานสำรวจภาคพื้นดินอาจต้องเลื่อนไปในปีต่อไปเมื่อยูเรนัสเคลื่อนออกไปและจุดลากรังจ์ที่ 5 ก็เลื่อนตามด้วย นอกจากนี้ด้วยแผนการเดินทางสู่ดาวพลูโตที่ค่อนข้างเคร่งครัดคณะทำงานโครงการ New Horizon ก็ไม่สามารถเบี่ยงเบนแนวการเดินทางของยานให้ไปหาแหล่งที่มีโทรจันมาก ๆ ได้

ม้าไม้โทรจันจากภาพยนตร์เรื่อง Troy

Credit : http://www.solarnavigator.net/trojan_horse.htm

โทรจัน (Trojan) เป็นชื่อเรียกม้าไม้ขนาดยักษ์ที่ภายในบรรทุกทหารกรีกเพื่อหลอกให้ชาวกรุงทรอยนำเข้าไปในเมือง ตกดึกทหารกรีกจึงออกมาทำลายกรุงทรอยได้ ที่เรียกดาวเคราะห์น้อยที่แฝงตัวมาในวงโคจรของดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ว่าเป็นโทรจันก็เพราะพฤติการณ์แฝงตัวแบบนี้นั่นเอง อนึ่งชื่อของดาวเคราะห์น้อยโทรจันตั้งชื่อตามตัวละครภายในมหากาพย์อีเลียด (Iliad) ของโฮเมอร์ ที่ว่าด้วยการศึกระหว่างทรอยกับกรีกนั่นเอง เช่น 588 Achilles, 624 Hektor, 617 Patroclus, 5254 Ulysses เป็นต้น

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

เนปจูนกับบริวารแอบแฝง (1)

Neptune May Have Thousands of Escorts

February 5^th, 2007

Adapted from: www.space.com

ดาวเนปจูนซึ่งได้ชื่อตามเทพเจ้าแห่งมหาสมุทรอาจทำหน้าที่เป็นพี่เลี้ยงให้กับเทหวัตถุคล้ายดาวเคราะห์น้อยนับพันดวงบริเวณวงโคจรของตัวเอง ซึ่งอาจจะมีมากกว่าจำนวนดาวเคราะห์น้อยภายในเข็มขัดดาวเคราะห์น้อย (Asteroid Belt) ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดีเสียด้วย

เป็นเวลานานแล้วที่เทหวัตถุบริศนานามว่าโทรจัน (Trojan) หรือดาวเคราะห์น้อยโทรจัน ถูกตรวจพบที่จุดลากรังจ์ (Lagrangian Point) ของดาวเนปจูน

จุดลากรังจ์ คือ บริเวณที่วัตถุมวลน้อยมากเมื่อเปรียบเทียบกับมวลของวัตถุอีกสองก้อน ถูกแรงโน้มถ่วงจากวัตถุมวลมาก 2 ก้อน ดึงดูดจนได้ผลลัพท์เป็นแรงสู่ศูนย์กลางที่แม่นยำ จนวัตถุมวลน้อยนั้นสามารถเคลื่อนที่ในวงโคจรตามวัตถุมวลมากทั้งสองอย่างมีเสถียรภาพ โดยผลเฉลยทางทฤษฎีให้ผลเฉลยว่ามีจุดลากรังจ์ดังกล่าวได้ห้าจุดดังภาพที่ 1

เส้นเค้าโครงแสดงศักย์แรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อวัตถุมวลน้อยที่สาม โดยมีจุดลากรังจ์ทั้งห้าจุด (L)

Credit : WMAP

โดยทั่วไปดาวเคราะห์น้อยโทรจันมักรวมตัวกันอยู่ที่จุดลากรังจ์ที่ 4 และ 5 รวมทั้งอาณาบริเวณใกล้เคียง ส่วนจุดลากรังจ์ที่ 1, 2 และ 3 มีบริเวณสำหรับวงโคจรที่เสถียรน้อยกว่า จุดที่ 4 และ 5 มาก ทำให้ไม่ค่อยพบโทรจันบริเวณดังกล่าว เช่นเดียวกับในระบบดาวพฤหัสบดีซึ่งมีจุดลากรังจ์และถูกพบดาวเคราะห์น้อย Trojan บนเส้นทางวงโคจรของดาวพฤหัสบดีเพียงแต่อยู่หน้าและหลังดาวพฤหัสบดีเป็นมุม 60 องศา เทียบกับเส้นตรงระหว่างดาวพฤหัสบดีกับดวงอาทิตย์ โดยดวงอาทิตย์เป็นจุดยอดมุม หรือจุดลากรังจ์ที่ 4 และ 5 นั่นเอง

แสดงตำแหน่งของดาวเคราะห์น้อยโทรจันของดาวพฤหัสบดี รวมทั้งดาวเคราะห์น้อยโทรจัน Patroclus ณ จุดลากรังจ์ที่ 5

Credit : IMCCE/UC Berkeley

โทรจัน (Trojan) ดวงแรกของดาวเนปจูนถูกค้นพบ ที่จุดลากรังจ์ที่ 4 นำหน้าดาวเนปจูน 60 องศา ที่ระยะห่าง 5 พันล้านกิโลเมตรจากเนปจูน เมื่อปี 2544 อันเป็นผลงานจากโครงการ Deep Ecliptic Survey ซึ่งได้รับทุนสนับสนุนจาก NASA โดยอาศัยเครื่องไม้เครื่องมือของหอสังเกตการณ์ National Optical

Astronomy Observatory ประเทศสหรัฐอเมริกา และนักดาราศาสตร์จากหลายสถาบัน มีเป้าหมายในการศึกษาวัตถุในแถบคุยเปอร์ (Kuiper Belt) ถัดจากวงโคจรของเนปจูนออกไป ทั้งรูปร่างและการกระจายตัวของวงโคจร ของก้อนวัตถุคล้ายน้ำแข็งเหล่านั้น

แผนภูมิแสดงระบบสุริยะส่วนนอกตั้งแต่ดาวพฤหัสบดีออกไป (Jupiter) จะเห็นว่าดาวพฤหัสบดีทีโทรจันที่ถูกค้นพบแล้วอยู่มาก

ในขณะที่เนปจูนยังค้นพบได้น้อยกว่า แต่ตามทฤษฎีมีความเป็นไปได้ว่าอาจมีมากกว่าดาวพฤหัสบดีเสียอีก

Credit : Scott Sheppard

โทรจันอีกสามดวงของเนปจูนมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางในช่วง 60 ถึง 140 กิโลเมตร สีแดงซีด ถูกค้นพบโดย Scott Sheppard จากสถาบันคาร์เนกีแห่งวอชิตัน (Carnegie Institution of Washington) และ Chadwick Trujillo แห่งหอสังเกตการณ์เจมีนี (Gemini Observatory) บนเกาะฮาวาย ทั้งสองใช้กล้องโทรทรรศน์ Magellan ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 6.5 เมตร ในประเทศชิลี ในการค้นพบโทรจันเหล่านั้น

นอกเหนือจากขนาดที่ค่อนข้างเล็กและแสงที่ไม่ค่อยสว่างนัก เทหวัตถุโทรจันยังมีวงโคจรที่แปลกประหลาด เมื่อ Sheppard และ Trujillo พบว่าโทรจันดวงหนึ่งมีระนาบโคจรทำมุม 25 องศากับระนาบสุริยวิถี (Ecliptic Plane) หรือระนาบวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ ทั้งที่โดยทั่วไประนาบโคจรของโทรจันทำมุมกับระนาบสุริยะวิถีเพียงแค่ 1.5 องศา เท่านั้น

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

เมฆยักษ์เหนือขั้วเหนือไททัน

Mammoth Cloud Engulfs Titan’s North Pole

February 5^th, 2007

Adapted from: www.space.com

เมื่อวันที่ 29 ธันวาคม ปีที่แล้ว ยานอวกาศคาสสินีขององค์การนาซาที่กำลังปฏิบัติภารกิจสำรวจดาวเสาร์กับระบบเทหวัตถุบริวารเช่นดวงจันทร์ วงแหวน ได้ถ่ายภาพกลุ่มเมฆขนาดประมาณครึ่งหนึ่งของประเทศสหรัฐอเมริกา เหนือน่านฟ้าดวงจันทร์ไททัน ดวงจันทร์บริวารขนาดใหญ่ที่สุดของดาวเคราะห์เจ้าแห่งแหวน

จากการรวมภาพถ่ายหลายภาพเข้าด้วยกันเป็นภาพเดียว จากระยะ 90,000 กิโลเมตร เหนือขั้วเหนือดวงจันทร์ไททัน

แสดงเมฆขนาดยักษ์ที่ปกคลุมขั้วเหนือจนถึงบริเวณละติจูด 60 องศาเหนือ

Credit : NASA, JPL

นักวิทยาศาสตร์ให้ความสนใจเมฆกลุ่มนี้มากเนื่องจากมันอาจเป็นแหล่งที่มาของมีเทนบนพื้นผิวดวงจันทร์ไททันในรูปของแม่น้ำและทะเลสาป

Christophe Sotin จากมหาวิทยาลัยแห่งนองทส์ (University of Nantes) ประเทศฝรั่งเศส หนึ่งในสมาชิกทีมวิจัยอธิบายว่า “ระบบเมฆนี้เป็นกุญแจสำคัญในการก่อรูปของสารอินทรีย์และอันตรกิริยาบนผิวดวงจันทร์ทั้งดวง”

กลุ่มเมฆยักษ์ดังกล่าวมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2,400 กิโลเมตร ปกคลุมอยู่ทั่วขั้วเหนือของดวงจันทร์ และปรากฏตัวออกจากเงามืดของตัวดวงจันทร์เอง ขณะที่ดวงจันทร์ไททันเปลี่ยนผ่านจากฤดูหนาวสู่ฤดูใบไม้ผลิ

เมื่อฤดูร้อนปีที่แล้วยานคาสสินีเคยตรวจพบอีเทนบริเวณขั้วเหนือของดวงจันทร์ไททันเช่นกัน

Credit : University of Arizona

เมฆดังกล่าวไม่เหมือนกับเมฆบนโลกของเรา เมฆบนโลกนั้นองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นไอน้ำ แต่บนไททันกลับเต้ฒไปด้วย อีเทน (Ethane) มีเทน (Methane) และสารอินทรีย์ชนิดอื่นๆ

นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าบนไททันควรจะมีระบบเมฆภายในชั้นบรรยากาศเพียงแต่ยังไม่มีใครสามารถถ่ายภาพที่ให้รายละเอียดมากขนาดนี้มาก่อน ก่อนหน้านี้ยานอวกาศคาสสินีสามารถถ่ายภาพทะเลสาบบริเวณขั้วเหนือของไททันเมื่อฤดูร้อนปีทีแล้ว นักวิทยาศาสตร์คาดว่าฝนมีเทนที่ตกลงบนผิวดวงจันทร์ทำให้เกิดทะเลสาบ จากนั้นมีเทนก็ระเหยขึ้นไปบนชั้นบรรยากาศก่อนตัวเป็นเมฆ ซึ่งเรียกปรากฎการณ์นี้ว่า วัฏจักร Methance-Ologic Cycle เรียกได้ว่าผลงานครั้งนี้ช่วยสนับสนุนสมมติฐานดังกล่าวได้เป็นอย่างดี

ส่วนการสังเกตการณ์ภาคพื้นดินแสดงให้เห็นว่าระบบเมฆบนดวงจันทร์ไททันเปลี่ยนแปลงไปตามฤดูกาล ฤดูกาลบนดวงจันทร์ของดาวเสาร์ดวงนี้กินระยะเวลาเท่ากับ 7 ปี บนโลก นักวิจัยคาดว่าเมฆดังกล่าวสามารถอยู่ได้นานถึง 25 ปีโลก ก่อนจะหายไปเป็นเวลา 4 ถึง 5 แล้วจึงก่อตัวขึ้นมาใหม่ และอยู่ได้อีก 25 ปี ก่อนจะสลายตัวอีกครั้ง

จากกล้องถ่ายภาพเรดาร์ พบปื้นสีดำบนผิวไททัน คาดว่าเป็นทะเลสาบของสารไฮโดรคาร์บอน บริเวณขั้วเหนือ

Image Credit : NASA/JPL

ระบบเมฆนี้ยังถูกพบอีกในสองสัปดาห์ต่อมา เมื่อยานคาสสินีบินผ่านไททันอีกครั้งในวันที่ 13 มกราคม ที่ผ่านมา นักวิจัยคาดว่ากลุ่มเมฆนี้อาจจะล้อยอ้อยอิ่งอยู่เป็นเวลาหลายปี และเป็นไปได้ที่จะลอยไปยังขั้วใต้ของไททัน เมื่ออากาศเปลี่ยนแปลงบ่อยตามฤดูกาล

หนึ่งในสมาชิกกลุ่มวิจัยอีกคนจากมหาวิทยาลัยนองทส์ คาดว่าในปีนี้ยานคาสสินีมีกำหนดการบินผ่านดวงจันทร์ไททันถึง 16 ครั้ง อันเป็นโอกาสอันดีในการเฝ้าติดตามวิวัฒนาการระบบเมฆดังกล่าวภายในปีนี้

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล