เดือนมิถุนายน  2550

June 2007

 

กล้องฮับเบิลบันทึกภาพดาวเคราะห์น้อยยักษ์สองดวง

Hubble Photographs Two Huge Asteroids

 

June 27th, 2007

Adapted from : www.space.com

 

นักดาราศาสตร์ใช้กล้อง Wide Field Planetary Camera 2 ซึ่งติดตั้งบนกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Space Telescope) ถ่ายภาพดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ได้สองดวง โดยได้รายละเอียดพื้นผิวของดาวเคราะห์น้อยอย่างเช่น หลุมอุกกาบาตและรูปแบบพื้นผิวที่น่าสนใจสำหรับภารกิจสำรวจระยะใกล้โดยยานอวกาศ Dawn ของนาซา ดาวเคราะห์น้อยทั้งสองได้แก่ Ceres และ Vesta

ดาวเคราะห์น้อย ceres

Credit : NASA, ESA, J. Parker (Southwest Research Institute), L. McFadden (University of Maryland)

Ceres เป็นดาวเคราะห์น้อยที่มีสัณฐานกลมเหมือนดาวเคราะห์ เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 950 กิโลเมตร หรือใกล้เคียงกับระยะทางจากสามเหลี่ยมทองคำถึงอำเภอเมืองจังหวัดประจวบคีรีขันธ์ มีคิดเป็นมวลร้อยละ 30 ถึง 40 ของมวลดาวเคราะห์น้อยทั้งหมดภายในแถบเข็มขัดดาวเคราะห์น้อย (Asteroid Belt) ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี Ceres ถูกค้นพบเมืองปี 2344 ครั้งแรกมันถูกคาดว่าเป็นดาวเคราะห์ดวงหนึ่ง แต่หลังจากนั้นไม่นานปรากฏรายงานการค้นพบดาวเคราะห์น้อยในบริเวณเดียวกันอีกมากมาย Ceres จึงกลายเป็นดาวเคราะห์น้อยนับแต่นั้น แต่ด้วยนิยามดาวเคราะห์ใหม่ที่ทำให้ดาวพลูโตไม่ใช่ดาวเคราะห์ (Planet) กลับทำให้ Ceres กลายเป็นดาวเคราะห์แคระ (Dwarf Planet)ตามไปด้วย

ดาวเคราะห์น้อย Vesta

Credit : NASA, ESA, J. Parker (Southwest Research Institute), L. McFadden (University of Maryland)

ดาวเคราะห์น้อย Vesta เป็นอีกเป้าหมายหนึ่งที่มีรูปร่างไม่ปกติ ด้วยขนาดกว้างประมาณ 530 กิโลเมตร หรือพอ ๆ กับระยะจากกรุงเทพถึงจังหวัดแพร่

ในวันที่ 7 กรกฎาคมนี้ องค์การบริหารการบินและอวกาศ (NASA) จะส่งยานอวกาศ Dawn ขึ้นสู่อวกาศ ในภารกิจที่ต้องใช้เวลาเดินทางนานนับ 4 ปี ไปสู่แถบดาวเคราะห์น้อย โดยยานอวกาศหุ่นยนต์ลำนี้จะเข้าสู่วงโคจรรอบ Vesta ในปี 2554 และ Ceres ในปี 2559 คณะนักวิทยาศาสตร์คาดหวังว่าภาพถ่ายใหม่ล่าสุดจากกล้องฮับเบิลนี้จะช่วยให้พวกเขาสามารถปรับปรุงรายละเอียดของภารกิจได้ดียิ่งขึ้น

ภาพจำลองยานอวกาศ Dawn (อรุณรุ่ง) ของนาซา

Credit : NASA

ภาพของ Vesta ช่วยให้นักดาราศาสตร์ทำแผนที่ผิวทางซีกใต้ของดาวเคราะห์น้อย ในภาพมีหลุมอุกกาบาตขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 456 กิโลเมตร ที่เกิดจากการชนในยุคโบราณ ที่ทำให้เกิดดาวเคราะห์น้อยขนาดเล็กเกาะเป็นกลุ่มไปกับ Vesta เรียกพวกมันว่า vestoid สีสันอันละลานบนผิวดาวเคราะห์น้อยบ่งชี้ความแตกต่างของทางเคมีบนผิวดาว บางส่วนมีความเป็นไปได้ว่าเกี่ยวข้องกับกิจกรรมของภูเขาไฟ ซึ่งอาจคล้ายกับทะเลสีดำและที่ราบสูงสว่างบนดวงจันทร์ของโลก โดยยานอวกาศ Dawn จะสำรวจบริเวณดังกล่าวเพื่อหาหลักฐานและศึกษาโครงสร้างภายในของดาวเคราะห์น้อยดวงนี้

ด้านภาพของ Ceres แสดงบริเวณมืดและสว่างเป็นร่องรอยของภูมิประเทศคล้ายหลุมอุกกาบาต หรือไม่ก็สสารที่แตกต่างกันในแต่ละบริเวณ หลุมอุกกาบาตรูปร่างกลมช่วยบ่งชี้ว่าภายในของ Ceres อาจมีลักษณะเป็นชั้น ๆ คล้ายกับโลก โดยอาจมีแกนลางเป็นหิน ถัดออกมาเป็นน้ำแข็ง และภายนอกสุดเป็นเปลือกฝุ่นบาง ๆ ซึ่งแสดงว่าอาจมีน้ำอยู่ภายในดาวเคราะห์น้อย

 

 

เรีบเรียงโดย : วัชราวุฒิ กฤตินธรรม ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

 

----------------------------------------------------------

 

ความหวังของชีวิตบนดาวเคราะห์ไกลโพ้น

Hopes Dashed for Life on Distant Planet

 

June 25th, 2007

Adapted from : www.space.com

 

เมื่อต้นปี นักดาราศาสตร์ได้ประกาศการค้นพบดาวเคราะห์หิน ขนาดเล็กที่อาจมีน้ำสภาพของเหลวบนผิวดาวเคราะห์ได้ ความหวังข้างต้นอาจดับสิ้นเมื่อผลการวิเคราะห์ด้วยคอมพิวเตอร์ตัดสินว่า ดาวเคราะห์ Gliese 581c ดังกล่าว มีอุณหภูมิสูงเกินกว่าน้ำในสภาพของเหลวจะยังหลงเหลือบนผิวดาว

Stephane Udry แห่งหอสังเกตการณ์เจนีวา ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ และคณะ ค้นพบ Gliese 581c เมื่อเดือนเมษายนที่ผ่านมา พวกเขาพบว่ามันมีขนาดใหญ่กว่าโลกประมาณร้อยละ 50 และมีมวล 5 เท่าของโลก โดยอยู่ห่างจากโลก 20.5 ปีแสง ภายในระบบดาวแคระแดง Gliese 581

ภาพจำลองแสดงดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวแคระแดง Gliese 581

Credit : ESO

นับแต่ปี 2538 ถึงปัจจุบัน นักดาราศาสตร์ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะจำนวนมากกว่า 200 ดวง โดย Gliese 581 เป็นหนึ่งในจำนวนนั้นที่อยู่ในเขตอยู่อาศัยได้ (Habitable Zone) ของดาวฤกษ์หลัก อันเป็นเขตหรือระยะจากดาวฤกษ์ที่ไม่ร้อนหรือเย็นเกินไป ทำให้น้ำสามารถคงอยู่บนผิวดาวเคราะห์ได้ในสถานะของเหลว

แต่ผลการจำลองสภาพภูมิอากาศบนดาวเคราะห์ Gliese581c โดย Werner von Bloh และคณะ จากสถาบันเพื่อการวิจัยผลกระทบจากสภาพทางอุตุนิยม (Institute for Climate Impact Research) สหพันธรัฐเยอรมัน ให้ผลออกมาว่าดาวเคราะห์ดวงดังกล่าวไม่คล้ายโลก แต่กลับเหมือนดาวศุกร์เสียมากกว่า ด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และมีเทนในชั้นบรรยากาศที่สามารถสร้างปรากฏการณ์เรือนกระจก (Greenhouse Effect) จนอุณหภูมิผิวดาวสูงถึง 100 องศาเซลเซียส ดังนั้นน้ำย่อมถูกต้มจนกลายเป็นไอบนดาวเคราะห์ดวงนี้

เขตที่อยู่อาศัยได้ (แถบสีฟ้า) ของดาวฤกษ์ที่มีมวลเป็นจำนวนเท่าของมวลดวงอาทิตย์

Credit : http://athene.as.arizona.edu/~lclose/teaching/a202/habzone3.gif

ทว่าปรากฏการณ์เรือนกระจกที่ทำลายความหวังของชีวิตบน Gliese 581c กลับไปจุดประกายให้กับดาวเคราะห์มวล 8 เท่าของโลกนามว่า Gliese 581d ที่ถูกพบโดยกลุ่มของ Udry เช่นกัน โดยในครั้งแรก 581d อยู่นอกเขตอยู่อาศัยได้ ซึ่งคาดว่าผิวดาวเคราะห์คงจะเย็นเกินไป แต่ก๊าซเรือนกระจกกลับทำให้มันอุ่นพอที่น้ำจะเป็นของเหลวได้ และเมื่อมีน้ำการพบสิ่งมีชีวิตบนดาวดวงนั้นย่อมมีความเป็นไปได้ไม่น้อย

แนวคิดเรื่องเขตที่อยู่อาศัยได้ใช้ได้ดีกับระบบสุริยะก็จริง และเป็นเครื่องมือสำหรับนักล่าดาวเคราะห์ได้ใช้ตัดสินว่าดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงใดบ้างที่มีศักยภาพพอที่จะมีชีวิตกำเนิด ณ ที่แห่งนั้น แต่งานวิจัยชิ้นนี้ช่วยปรับปรุงให้เห็นว่าสภาพอากาศบนดาวเคราะห์แต่ละดวงก็มีความสำคัญเช่นกัน

ปรากฎการณ์เรือนกระจกทำให้ผิวดาวศุกร์ร้อนถึง 460 องศาเซลเซียส

Credit : ESA

Jaymie Matthews นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยบริทิชโคลัมเบีย ประเทศแคนาดา เสนอว่าแนวคิดจากกลุ่มวิจัยของ Bloh สามารถทดสอบได้ด้วยการวัดการแผ่รังสีความร้อนที่สะท้อนออกมาจากดาวเคราะห์หรือที่เรียกว่า Albedo ของดาวเคราะห์ ซึ่งวิธีการนี้เคยใช้สำรวจดาวพฤหัสบดีร้อน HD 209458b มาแล้

งานของ Matthews กลับยังคงให้เหตุผลว่า Gliese 581 เป็นดาวเคราะห์ที่มีเขตอยู่อาศัยได้คล้ายกับดวงอาทิตย์ของเราที่เสถียรภาพ Matthews และคณะใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศของแคนาดา MOST เพื่อเฝ้าติดตาม Gliese 581 เป็นเวลาหกสัปดาห์ ในช่วงเวลานั้นพวกเขาพบการลุกจ้า (Flare) จำนวนหนึ่ง ซึ่งเกิดเป็นปกติสำหรับดาวแคระห์แดง Matthews อธิบายว่าหากความสว่งของดาวแปรเปลี่ยนตลอดหลายสัปดาห์อย่างที่พวกเขาพบ ก็จะยิ่งเพิ่มความซับซ้อนให้กับสมดุลความร้อนของดาวเคราะห์บริวาร

ความสม่ำเสมอของแสงจาก Gliese 581 บ่งว่ามันเป็นดาวอายุมากหรืออย่างน้อยก็ไม่กี่พันล้านปี ซึ่งถือว่ามีเสถียรภาพสูง ไม่แปรเปลี่ยนอย่างรุนแรงจนเกินไป จนกระทบต่อดาวเคราะห์บริวารซึ่งเป็นผลดีต่อชีวิตบนดาวเคราะห์ด้วย นอกจากนี้ยังอาจพบสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนภายในระบบดาวดังกล่าวอีกด้วย

 

 

เรีบเรียงโดย : วัชราวุฒิ กฤตินธรรม ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

 

----------------------------------------------------------

 

หลักฐานชี้ชัดดาวอังคารเคยมีมหาสมุทรขนาดใหญ่

Mystery Solved, Mars Had Large Oceans

 

June 25th, 2007

Adapted from : www.space.com

 

นับแต่ปี 2534 นักดาวเคราะห์วิทยาหลายคนเชื่อว่า ดาวอังคาร ครั้งหนึ่งในอดีตเคยมีมหาสมุทรขนาดใหญ่ปกคลุมพื้นผิวดาวถึงหนึ่งสามส่วน โดยสภาพภูมิประเทศคล้ายชายฝั่งบริเวณซีกเหนือของดาวเป็นหลักฐานชิ้นสำคัญ แต่ผู้เชี่ยวชาญหลายคนแย้งว่าสิ่งนั้นยังไกลเกินกว่าจะใช้เป็นหลักฐานแสดงขอบเขตของมหาสมุทรโบราณได้

แต่มุมมองดังกล่าวก็ต้องเปลี่ยนไปอีกครั้งเมื่อ มีความเป็นไปได้ว่าครั้งหนึ่งแนวชายฝั่งที่ราบเรียบอาจหายไปเมื่อชั้นหินดาวอังคารโก่งตัวจนเสียรูปร่างชายฝั่งมหาสมุทรที่คาดว่าหายไปเมื่อเวลาอย่างน้อย 2 พันล้านปีก่อน

ภาพจำลองดาวอังคารเมื่อสองพันล้านปีก่อน หากมีมหาสมุทรปกคลุมทั่วที่ราบต่ำไปจนถึงขั้วเหนือ Credit: Taylor Perron/UC Berkeley

Mark Richards นักดาวเคราะห์วิทยา จากมหาวิทยาลัยคาลิฟอร์เนีย เมืองเบิร์กลีย์ สหรัฐอเมริกา และทีมงานพบว่ามี แนวชายฝั่งหลัก ๆ สองแนวบนดาวอังคาร แต่ละแนวยาวนับพันกิโลเมตร หนึ่งในนั้นเป็นชายฝั่งของมหาสมุทร Arabia ส่วนอีกแนวเป็นของมหาสมุทร Deuteronilus ที่มีอายุน้อยกว่า โดยมหาสมุทร Arabia บรรจุน้ำไว้เป็นปริมาณสองถึงสามเท่าของน้ำแข็งที่ปกคลุมทวีปแอนตาร์คติกาหรือขั้วโลกใต้

บางแห่งบริเวณละติจูด 50 องศาเหนือของดาวอังคาร ดาวอังคารอาจเสียน้ำบางส่วนไป เหนือไว้แต่แนวชายฝั่งของมหาสมุทร Deuteronilus อย่างไรก็ดี ปริมาณน้ำจำนวนมหาศาลเกินกว่าที่จะระเหยออกสู่อวกาศอย่างง่ายดาย พวกเขาเชื่อว่าจะต้องมีแหล่งน้ำในทวีปหลงเหลืออยู่บนดาวอังคาร ทะเลสาบเช่นว่าก็ควรจะเหลืออยู่ในที่ราบต่ำของมหาสมุทร Arabia เช่นกัน แต่ค่อนไปทางละติจูด 40 องศาเหนือ

แสดงภูมิประเทศดาวอังคารสีน้ำเงินคือพื้นที่ต่ำ ส่วนสีแดงคือพื้นที่สูงล้อมรอบแอ่งพื้นที่ต่ำเอาไว้ซึ่งแสดงว่าเคยมีมหาสมุทรบนดาวอังคาร

Credit : Taylor Perron/UC Berkeley

ขณะที่ดาวเคราะห์หมุนรอบตัวเอง สสารที่มีมวลมากจะเลื่อนตัวเองไปทางศูนย์สูตรตามแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ สำหรับโลกเองบริเวณบริเวณศูนย์สูตรจะป่องมากกว่าบริเวณขั้วซึ่งก็เป็นข้อยืนยันหลักการดังกล่าว ส่วนบนดาวอังคารย่านภูเขาไฟ Tharsis ที่ผุดขึ้นบริเวณเส้นศูนย์สูตรนั้นเป็นหลักฐานของกระบวนการนี้เช่นกัน ซึ่งคณะนักวิจัยคิดว่าเมื่อพันล้านปีก่อน มีอะไรบางอย่างเกิดขึ้นจนทำให้การกระจายมวลของดาวอังคารมี่สมดุลและชายฝั่งมหาสมุทรโบราณหลายแห่งหายไป

จากการสำรวจบริเวณใกล้ศูนย์สูตร ผิวดาวอังคาร ดูแบนเมื่อเปรียบเทียบกับการโป่งพองอันเนื่องมาจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง แต่บริเวณภายนอกเส้นศูนย์สูตร แนวหินดูเหมือนขึ้นๆ ลง และมักรวมกันเป็นกลุ่ม เหมือนกับผิวลูกโป่งที่ถูกเอาอากาศออกเล็กน้อย พวกเขาอธิบายว่าแนวชายฝั่งมหาสมุทรครั้งหนึ่งเคยอยู่ใกล้ศูนย์สูตร แต่หายไปเนื่องจากการยกหรือจมตัวของชั้นหิน ขณะที่พวกมันเคลื่อนไปทางเหนือพร้อมกับการเอียงตัวของดาวเคราะห์

แนวที่คาดว่าเป็นชายฝั่งมหาสมุทรโบราณของดาวอังคาร

Credit : http://aerospacescholars.jsc.nasa.gov

ดาวเคราะห์อย่างดาวอังคารหรือโลกที่มีเปลือกนอกเป็นหิน จะมีผิวแข็งที่ยืดหยุ่นได้ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงรูปร่างได้ เมื่อคำนวณการเปลี่ยนรูปร่างซึ่งสามารถคาดหมายได้ ทีมวิจัยด้านดาวเคราะห์วิทยาก็พบว่าแม้แต่สันเขาก็สามารถกลายเป็นแผ่นดินราบเรียบได้ เหมือนกับแนวชายฝั่งมหาสมุทร ดังนั้นหากชายฝั่งจะเปลี่ยนแปลงไปเป็นรูปแบบอื่นก็น่าจะเป็นไปได้เช่นกัน

อย่างไรก็ดี ทีมวิจัยทีมนี้ยังไม่ยืนยันว่าอะไรที่ทำให้เกิดการกลบเกลื่อนร่องรอยทางธรณีวิทยาบนดาวอังคาร แต่พวกเขาคาดว่าแรงจากใต้เปลือกดาวอาจเป็นสาเหตุหนึ่ง อย่างเช่นการแปรเปลี่ยนการกระจายตัวของชั้นแมนเทิลหรือหินหลอมเหลว

 

 

เรีบเรียงโดย : วัชราวุฒิ กฤตินธรรม ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

 

----------------------------------------------------------

 

นักดาราศาสตร์วัดมวล Eris

Dwarf Planet Outweighs Pluto

 

June 22nd, 2007

Adapted from : www.space.com

 

Michael Brown นักดาวเคราะห์วิทยา จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งคาลิฟอร์เนีย (Caltech) กับนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของเขา Emily Schaller คำนวณมวลของ Eris ซึ่งถูกค้นพบโดย Brown และทีมงานวิจัยเมื่อปี 2548 โดยมีน้ำหนักมากกว่าพลูโตร้อยละ 27 นอกจากนี้ยังพบว่า องค์ประกอบทางเคมีของเทหวัตถุทั้งสองยังคล้ายกันอีกด้วย

ภาพจำลองแสดงมุมมองจากดาวเคราะห์ดวงที่ 10 ซึ่งถูกค้นพบเมื่อ 29 กรกฎาคม 2548 โดย Mike Brown แต่บัดนี้ Eris ไม่ใช่ดาวเคราะห์

Credit : NASA/JPL/Caltech

Eris โคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยระยะห่างประมาณ 14.5 ล้านกิโลเมตร หรือประมาณสองเท่าของระยะที่ไกลที่สุดจากดวงอาทิตย์ถึงดาวพลูโต ในการคำนวณมวลของ Eris คณะนักวิจัยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล และหอสังเกตการณ์ Keck เพื่อติดตามการโคจรรอบ Eris ของดวงจันทร์ Dysnomia

นักดาราศาสตร์คาดว่า Dynomia มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่ถึง 150 กิโลเมตร และใช้เวลา 16 วัน (โลก) ในการโคจรรอบ Eris ส่วน Eris มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2,400 ถึง 3,000 กิโลเมตร ในขณะที่ดาวพลูโตมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2,300 กิโลเมตร

เมื่อทราบมวลและขนาดของ Eris แล้ว นักวิจัยก็สามารถคำนวณความหนาแน่นของ Eris ได้ค่อออกมาใกล้เคียงกับดาวพลูโต ซึ่งหมายความว่าองค์ประกอบของวัตถุทั้งสองอาจประกอบด้วยหินและน้ำแข็งเช่นเดียวกัน

ไดอะแกรมเปรียบเทียบขนาดของ Eris หรือ 2003 UB 313 กับโลก ดวงจันทร์และพลูโต รวมทั้งวงโคจรของมัน Credit: http://www.karmastrology.com/images/Eris-orbit.gif

การค้นพบ Eris เป็นหนึ่งในหลาย ๆ ปัจจัยที่ทำให้เกิดคำนิยามใหม่ของ “วัตถุคล้ายดาวเคราะห์” ในการประชุมของสหพันธ์ดาราศาสตร์นานาชาติ (International Astronomical Union : IAU) ในกรุงปราก นิยามดังกล่าวทำให้ดาวเคราะห์เหลือเพียง 8 ดวง ส่วนดาวพลูโตถูกจัดอยู่ในกลุ่ม ดาวเคราะห์แคระ (Dwarf Planet)

เดิม Eris ได้ชื่อว่า 2003 UB 313 พึ่งจะได้ชื่อใหม่นี้เมื่อปีกลาย โดย Eris คือ เทพธิดาแห่งความขัดแย้งและความอลหม่าน ตามเทพนิยายกรีก ผู้ซึ่งก่อกวนให้เกิดความอิจฉาริษยาขึ้นในหมู่เทพธิดาด้วยกันจนนำไปสู่สงครามแห่งกรุงทรอยหรือสงครามม้าไม้โทรจัน (Trojan War) ราวกับเรื่องเสียดสี การค้นพบดาวเคราะห์แคระ Eris จุดความขัดแย้งขึ้นในหมู่นักดาราศาสตร์ จนต้องกำหนดนิยามดาวเคราะห์กันเสียใหม่

เปรียบเทียบขนาดดาวเคราะห์แคระ Ceres กับดาวเคราะห์น้อยดวงอื่น ๆ ในแถบดาวเคราะห์น้อย (Asteroid Belt) ด้านล่างคือดาวอังคาร

Credit : NASA, ESA and A. Feild (STScI)

ขณะที่นักดาวเคราะห์วิทยาหลายคนยังไม่เห็นด้วยกับผลการตัดสินดังกล่าว เพราะนิยามดาวเคราะห์ชุดใหม่ยังไม่จำเพาะเจาะจงมากพอ แต่ Schaller กลับคิดว่า IAU ตัดสินได้ถูกต้อง “ฉันคิดว่าการมีดาวเคราะห์ขนาดใหญ่แปดดวง ก็สามารถแยกแยะพวกมันเอง ออกจากเทหวัตถุชนิดอื่น ๆ ได้ชัดเจนอยู่แล้ว” Schaller ยกตัวอย่าง ดาวเคราะห์น้อย Ceres ซึ่งถูกค้นพบเมื่อปี 2344 และถูกจัดให้เป็นดาวเคราะห์ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 852 กิโลเมตร แต่เมื่อนักดาราศาสตร์ค้นพบดาวเคราะห์น้อยในบริเวณเดียวกันมากขึ้น Ceres จึงไม่ถูกนับเป็นดาวเคราะห์อีกต่อไป เพราะ Ceres เป็นเพียงแค่เทหวัตถุหินก้อนแรก ๆ ที่เพียงแต่อยู่ระหว่างวงโคจรระหว่างดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดีเท่านั้น เมื่อปีกลายในการประชุมที่ปราก Ceres จึงถูกจัดให้อยู่ในกลุ่มเดียวกับดาวพลูโตอีกครั้ง แต่ไม่ใช่ในกลุ่มดาวเคราะห์ หากแต่เป็นดาวเคราะห์แคระ (Dwarf Planet) กลุ่มเดียวกับ Eris

ปัจจุบันกระแสการถกเถียงเกี่ยวกับดาวพลูโต Shaller เห็นว่าวงล้อประวัติศาสตร์ได้วนกลับมาอยู่จุดเดิมเหมือนกรณีของ Ceres ดาวพลูโต (Pluto) ถูกค้นพบมาเป็นเวลานานแสนนาน โดยในช่วงเวลาดังกล่าวไม่มีเทหวัตถุที่คล้ายกันถูกพบเลย หากแต่ในช่วงดังกล่าวเราค้นพบวัตถุคล้ายดาวพลูโตอย่างต่อเนื่องหรือมากพอ ณ วันนนี้เราก็คงไม่ต้องมานั่งเถียงกันแบบนี้

 

 

เรีบเรียงโดย : วัชราวุฒิ กฤตินธรรม ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

 

----------------------------------------------------------

 

Tethys กับ Dione สองดวงจันทร์กำลังปลดปล่อยพลาสมา

Tethys and Dione juxtaposed, Two more active moons around Saturn

 

June 22nd, 2007

Adapted from : www.esa.int

 

จากยานอวกาศ Cassini ที่กำลังโคจรอยู่ในระบบดาวเสาร์ พบว่าดวงจันทร์บริวารดาวเสาร์ Tethys และ Dione กำลังสลัดกระแสธารฝุ่นผงจากตัวมันเองออกสู่อวกาศ ซึ่งชี้ว่าอาจมีกิจกรรมทางธรณีวิทยาอย่างเช่นภูเขาไฟบนดวงจันทร์น้ำแข็งทั้งสอง

อนุภาคที่ตามติดดวงจันทร์ทั้งสองไปด้วยขณะที่มันโคจร แท้จริงเป็นพลาสมาหรือกลุ่มอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าบวกหรือลบอย่าง อิเลคตรอน กับอิออนบวก ที่เดิมเป็นโมเลกุลซึ่งสูญเสียอิเลคตรอนออกไป แล้วถูกปลดปล่อยออกมาจากดวงจันทร์ทั้งสอง แต่แล้วก็ถูกกักขังไว้ในสนามแม่เหล็กของดาวเสาร์  อย่างไรก็ตาม อนุภาคเหล่านั้นถูกกักไว้เพียงชั่วคราวเท่านั้น ขณะที่ดาวเสาร์หมุนรอบตัวเองใช้เวลาเพียง 10 ชั่วโมง 46 นาที ก็ดึงเอาสนามแม่เหล็กและพลาสมาที่ถูกกักเอาไว้ไปด้วยขณะที่มันหมุน ส่วนพลาสมาเองก็ถูกแรงพยายามที่เหวี่ยงพวกมันออกห่างจากศูนย์กลางการหมุน

ดวงจันทร์ Tethys (ซ้าย) กับดวงจันทร์ Dione (ขวา) จากยานอวกาศ Cassini

Credits : NASA/ JPL

นับแต่ยานคาสสินีเดินทางถึงดาวเสาร์เมื่อมิถุนายน 2547 ก็พบว่า ดาวเคราะห์วงแหวนกำลังหมุนด้วยความเร็วสูง บีบเอาพลาสมาให้อยู่ในรูปจาน แล้วก๊าซมีประจุเหล่านั้นก็ถูกเหวี่ยงออกสู่อวกาศผ่านทางขอบนอกของจานนั้น แล้วถูกกวาดออกไปกับกระแสงอนุภาคจากดวงอาทิตย์ที่เรียกว่าลมสุริยะ ส่วนพลาสมาที่ร้อนกว่าก็เข้าไปเติมเต็มส่วนที่ว่างลง

Jim Burch จากสถาบันวิจัยภาคตะวันตกเฉียงใต้ (Southwest Research Institute) สหรัฐอเมริกาและผู้ร่วมงาน ใช้อุปกรณ์ถ่ายภาพสเปคโทรากราฟพลาสมา Cassini Plasma Spectrometer : CAPS เพื่อเก็บข้อมูลและศึกษาอิเลคตรอนที่ประกอบเป็นส่วนหนึ่งในพลาสาม แสดงทิศทางของอิเลคตรอนที่ออกจาก Tethys กับ Dione อีกฝั่งหนึ่งแล้วกลับเข้าไปอีกที่ด้านตรงข้าม ซึ่งชี้ว่าดวงจันทร์ทั้งสองเป็นแหล่งกำเนิดสำคัญของพลาสมาภายในสนามแม่เหล็กดาวเสาร์

วงแหวนพลาสมาที่สร้างขึ้นจากอนุภาคที่ออกมาจาก Tethys (สีน้ำเงิน) ที่มีพลังงานต่ำกว่า และ Dione (สีเขียว) พลังงานสูงกว่า

ส่วนเส้นทางการบินของ Cassini คือ เส้นสีดำ

Credits : SWRI (W. Lewis)

ก่อนหน้านี้ดวงจันทร์ Enceladus ที่เป็นดวงจันทร์วงในของดาวเสาร์ก็เป็นแหล่งปลดปล่อยก๊าซออกมาจากผิวดวงจันทร์ ออกสู่อวกาศเช่นกัน นั่นแสดงว่า Tethys กับ Dione ก็มีกิจกรรมทางธรณีวิทยาหลงเหลืออยู่เช่นกัน ซึ่งสำหรับนักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์วิทยา นี่หมายความว่า ดาวเคราะห์ยังอยู่ในสมดุล หรือกำลังได้รับพลังงาน กิจกรรมทางธรณีวิทยาบนดวงจันทร์ Enceladus ถูกตรวจพบโดย Dual Technique Magnetometer (MAG) ซึ่งติดตั้งบนยาน Cassini เช่นกั

วัสดุคล้ายน้ำแข็งที่ถูกพ่นออกมาจากดวงจันทร์ Enceladus

Credits : NASA/JPL/Space Science Institute

ดวงจันทร์ Dione เองก็เคยถูกคาดว่าจะมีกิจกรรมทางธรณีวิทยาเมื่อครั้งที่ยานอวกาศ Pioneer 11 เคยตรวจพบพลาสมาภายในระบบดาวเสาร์เมื่อปี 2522 แต่ข้อสันนิษฐานนี้กลับถูกตีตกไปเมื่อยาน Voyager ไม่พบพลาสมาในวงโคจรของ Dione เมื่อรวมกับผลการค้นพบล่าสุดอาจเป็นไปได้ว่าวงแหวนพลาสมาไม่ได้มีอยู่อย่างต่อเนื่อง หรือไม่ได้มีอยู่นานพอที่จะรักษาสภาพวงแหวนครบรอบดาวเคราะห์ ดังนั้นเมื่อยานลำหนึ่งเดินทางไปและตรวจพบ ยานอีกลำอาจไม่พบก็ได้

ในกรณีของ Dione กับ Tethys ยาน Casssini จะถูกกำหนดให้มีเที่ยวบินผ่านมากขึ้นในอนาคตเพื่อเก็บเกี่ยวข้อมูลอย่างละเอียดในช่วงปีนี้

 

 

เรีบเรียงโดย : วัชราวุฒิ กฤตินธรรม ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

 

----------------------------------------------------------

 

สรุปสถานการณ์การค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ตอนที่ 2

Trickle of Planet Discoveries Becomes a Flood

 

June 18th, 2007

Adapted from : www.space.com

 

เมื่อปี 2544 กลุ่มนักดาราศาสตร์นำโดย David Charbonneau จากศูนย์ฮาร์วาร์ด-สมิทธ์โซเนียน เพื่อฟิสิกส์ดาราศาสตร์ (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล และกล้องโทรทรรศน์อวกาศอินฟราเรดสปิตเซอร์ เพื่อตรวจวัดชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะชนิด “ดาวพฤหัสบดีร้อน” (Hot Jupiter) HD 189733b

Wobble method ใช้หลักการวัดการเคลื่อนที่เชิงรัศมีอันเนื่องมาจากการโคจรรอบจุดศูนย์กลางมวลของระบบดาวฤกษ์กับดาวเคราะห์

 ในขณะที่ไม่สามารถตรวจวัดความสว่างจากดาวเคราะห์ได้ การเคลื่อนที่เข้าและออกจากโลกเป็นคาบ ๆ ของดาวฤกษ์ดังกล่าว

ทำให้เกิดปรากฎการณ์ดอปเปลอร์ขึ้นในภาพถ่ายสเปคตรัมดาวฤกษ์

Credit : Copyright (c) Particle Physics and Astronomy Research Council

ที่ก้าวหน้ามากขึ้นสำหรับดาวพฤหัสบดีร้อนดวงอื่น ๆ คือ Upsilon Andromeda b ที่นักดาราศาสตร์พบความแตกต่างของอุณหภูมิผิวแต่ละพื้นที่ โดยด้านหนึ่งร้อนราวกับอยู่ภายในภูเขาไฟ แต่ด้านตรงข้ามกลับเย็นยะเยือกเหมือนอยู่ในแดนน้ำแข็ง นอกจากนี้ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะทั้งหลายก็ไม่ได้มีลักษณะคล้าย ๆ กันไปหมด บางดวงมีพายุความเร็วสูงภายในชั้นบรรยากาศ บางดวงชั้นบรรยากาศกลับดูสงบ บางดวงมีขนาดเล็กมาก บ้างก็มีมวลมวลและโคจรรอบดาวฤกษ์แม่อย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะดาวเคราะห์ที่มีหนึ่งปีสั้นที่สุดคือ HD 41001B b ซึ่งใช้เวลาเพียง 1.328 วัน ส่วนดาวเคราะห์ที่ใช้เวลาโคจรรอบดาวฤกษ์หลักนานที่สุดคือ HD 154345b ที่ใช้เวลาถึง 13,100 วัน ส่วนดาวเคราะห์ที่เบาที่สุดคือ Gliese 581 C ที่หนักเท่ากับโลกเพียง 5 ดวงเท่านั้น

ภาพจำลองดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ HD 189733b ซึ่งอาจมีจุดร้อน Bulls-eye ที่ควรจะอยู่บริเวณที่ใกล้ดาวฤกษ์ แต่จุดร้อนดังกล่าวกลับเลื่อนไป

เนื่องจากลมความเร็วสูงในชั้นบรรยากาศดาวพัดเอากลุ่มก๊าซที่ได้รับความร้อนให้เลื่อนไปอยู่ ณ ตำแหน่งดังกล่าว

Credit : David A. Aguilar/ Center for Astrophysics

ความพยายามในการติดตามจำนวนดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ เกิดขึ้นเมื่อคณะนักดาราศาสตร์กลุ่มหนึ่งตีพิมพ์บัญชีรายชื่อดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่อยู่ใกล้โลกภายในระยะไม่เกิน 652 ปีแสงจากโลก เมื่อปีที่แล้ว ซึ่งก็ถือว่ามันเป็นข้อมูลที่ไม่ใหม่ที่สุดก่อนที่มันจะถูกตีพิมพ์เสียอีก แต่ก็ยังถือว่าเป็นประโยชน์ต่อนักทฤษฎีที่จะมีโอกาสทดสอบทฤษฎีของพวกเขาใน “พิภพจริง” ทั้ง ๆ ที่ก่อนหน้านี้พวกเขามีเพียงตัวอย่างดาวเคราะห์ไม่กี่ดวงภายในระบบสุริยะของเราเท่านั้นให้ศึกษา ตัวอย่างเช่นการพยายามหาพิสูจน์ว่าดาวเคราะห์มีมวลมากที่สุดได้ประมาณ 10 – 15 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดีตามทฤษฎีหรือไม่ ซึ่งหากมีมวลมากกว่านั้นตัวดาวจะมีความดันและร้อนพอที่จะจุดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันจนกลายเป็นดาวฤกษ์โดยสมบูรณ์

เป้าหมายสูงสุดของนักล่าดาวเคราะห์ก็คือ ค้นหาดาวเคราะห์ที่คล้ายโลก หรือมีมวล วงโคจร และองค์ประกอบที่เป็นหินเหมือนโลก ซึ่งนอกจากสมบัติทางกายภาพที่ใกล้เคียงกับโลกแล้ว ยังต้องเหมาะสมสำหรับสิ่งมีชีวิตอีกด้วย แต่จนบัดนี้ยังโลกใหม่ ที่ว่าก็ยังไม่ถูกค้นพบเสียที นักดาราศาสตร์จึงพยายามสร้างเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ เพื่อให้สามารถตรวจหาเทหวัตถุขนาดเล็กที่กำลังโคจรรอบดาวฤกษ์แบบเดียวกับที่โลกของเราเป็น

ภาพจำลองแสดงระบบดาว Gliese 581 โดยดาวเคราะห์ดวงหน้าสุดคือ Gliese 581 C ดาวเคราะห์หนัก 5 เท่าของโลก และอาจมีน้ำในสภาพของเหลวอยู่ด้วย

Credit : ESO

Jason Wright นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแห่งคาลิฟอร์เนีย เมืองเบิร์กลีย์ ผู้เป็นหนึ่งในกลุ่มนักวิจัยที่จัดทำบัญชีรายชื่อดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะกล่าวว่า “การไล่ล่ายังคงจำเพาะไปที่ดาวเคราะห์หินคล้ายโลก” ล่าสุดนักดาราศาสตร์พบดาวเคราะห์คล้ายโลกดวงแรกที่อาจมีน้ำในสถานะของเหลวและเหมาะสำหรับสิ่งมีชีวิต ดาวเคราะห์ดังกล่าวคือ Gliese 581 C ซึ่งมีน้ำหนักเท่ากับโลกรวมกัน 5 ดวง และยังเป็นดาวเคราะห์หินที่พื้นผิวอาจถูกห่มคลุมด้วยมหาสมุทรทั้งหมด
นอกจากนี้ระบบดาวฤกษ์ที่มีดาวเคราะห์บริวารหลายดวงก็เป็นเป้าหมายหนึ่งเช่นกัน ปัจจุบันมีระบบดาวเคราะห์หลายดวงที่ถูกพบแล้วประมาณ 25 ระบบ และ 2 ระบบในจำนวนนั้นอาจมีดาวเคราะห์ที่เหมาะสมสำหรับสิ่งมีชีวิตถึง 4 ดวงด้วยกัน

 

 

เรีบเรียงโดย : วัชราวุฒิ กฤตินธรรม ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

 

----------------------------------------------------------

 

สรุปสถานการณ์การค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ตอนที่ 1

Trickle of Planet Discoveries Becomes a Flood 1

 

June 18th, 2007

Adapted from : www.space.com

 

พิภพอื่น ๆ ซึ่งครั้งหนึ่งที่ไม่มีใครรู้จัก แต่บัดนี้การค้นพบพวกมันค่อย ๆ ผลักดันและยังความประหลาดใจแก่นักดาราศาสตร์ด้วยความจริงที่น่าแปลกใจและจำนวนที่เพิ่มมากขึ้น

ปลายเดือนที่แล้วมีการประกาศการค้นพบดาวฤกษ์มวลมากที่ชื่อ TrES-3 ที่กำลังโคจรรอบดาวฤกษ์ของมันด้วยคาบเพียง 31 ชั่วโมง ทำให้หนึ่งปีของมันเท่ากับ 1.3 วันของโลก แต่นี่ก็ไม่ใช่เรื่องน่าประหลาดใจนัก เมื่อดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะนี้ถูกค้นพบเป็นจำนวนมากขึ้นจนดูเหมือนเป็นกิจวัตรเสียแล้ว

ภาพจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แสดงดาวเคราะห์ TrES-3 ที่มีมวลเป็น 2 เท่าของดาวพฤหัสบดี กับดาวฤกษ์ที่มีขนาดเล็กและเย็นกว่าดวงอาทิตย์

Credit : Jeffrey Hall/Lowell Observatory

ปัจจุบันนี้มีดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่ถูกค้นพบแล้วมากกว่า 200 ดวง แต่ก็ยังถือว่า ดาวจำนวนนี้เป็นเพียงแค่ปลายของก้อนภูเขาน้ำแข็งของจำนวนดาวเคราะห์ทั้งหมด อย่างไรก็ตาม ด้วยเครื่องมือและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในปัจจุบันจะเป็นตัวเร่งจำนวนดาวเคราะห์ที่ถูกค้นพบให้มากยิ่งขึ้น

การค้นหาดาวเคราะห์นั้นโดยทั่วไปมักพบกับดาวเคราะห์ที่มีความหลากหลายอย่างมาก เช่น พิภพอายุน้อยที่มีอายุเพียงไม่กี่ล้านไปไปจนถึงอายุนับพันล้านปี ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ที่ร้อนระอุกับดาวเคราะห์น้ำแข็งคล้ายดาวเนปจูน ดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์แม่ด้วยความเร็วสูงกับดาวเคราะห์ที่โคจรด้วยความเร็วต่ำราวกับตัวบุ้งอวกาศ และดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวคู่ ดาวแคระแดงหรือแม้แต่ดาวแคระน้ำตาลที่ล้มเหลวในการกลายเป็นดาวฤกษ์

ดาวเคราะห์ HAT-P-1 เป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่กว่าที่ทฤษฎีทำนายไว้ ด้วยรัศมี 1.38 เท่าของดาวพฤหัสบดี

แต่กลับมีมวลเพียงครึ่งเดียวของดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะเท่านั้น

Credit : David A. Aguilar/ Center for Astrophysics

คณะนักดาราศาสตร์พบ TrES-3 ภายในโครงการสำรวจ Trans-atlantic Exoplanet Survey ขณะกำลังค้นหาดาวเคราะห์ที่กำลังเคลื่อนผ่านหน้า (Transit) ดาวฤกษ์แม่ของมัน จากตำแหน่งที่เทียบกับโลก TrES-3 ถูกพบโดยเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ภายใน อริโซนา คาลิฟอร์เนีย และหมู่เกาะคานารี เมื่อ TrES-3 เริ่มต้นบังหน้าดาวฤกษ์แม่ กล้องโทรทรรศน์จะพบว่า ความสว่างของดาวฤกษ์ค่อย ๆ ลดลงประมาณร้อยละ 2.5 ซึ่งความสว่างที่ลดลงนี้จะช่วยให้คำนวณขนาด มวล และสมบัติทางกายภาพอื่น ๆ ของ TrES-3 ได้ และลักษณะกราฟของความเข้มแสงดาวฤกษ์เป้าหมายก็เป็นตัวชี้บ่งว่าวัตถุที่มาบังหน้าดาวฤกษ์จนแสงสว่างแปรเปลี่ยนไปนั้นเป็นดาวเคราะห์หรือว่าดาวฤกษ์

สำหรับระบบดาวที่มีดาวเคราะห์โคจรรอบดาวฤกษ์และระนาบวงโคจรนั้นไม่ตั้งฉากกับแนวสายตาจากโลกมากเกินไปนัก จะเห็นดาวเคราะห์บัง (Transit)

ดาวฤกษ์ ในช่วง T1 ถึง T3 ด้านมืดของดาวเคราะห์จะหันมาทางโลกทำให้ความสว่างรวมลดลง ซึ่งสามารถใช้คำนวณหาขนาดของดาวเคราะห์ได้

เมื่อดาวเคราะห์อ้อมผ่านไปอีกด้านจะเกิดดาวฤกษ์บังดาวเคราะห์ (Secondary Eclipse :S1 - S3)

ซึ่งแสงสว่างรวมจะลดลงเล็กน้อยเนื่องจากความสว่างในส่วนของดาวเคราะห์หายไป

Credit : Ignas Snellen Leiden Observatory, The Netherlands

TrES-3 อยู่ห่างจากโลก 800 ปีแสง ภายในกลุ่มดาวเฮอร์คิวลีส (Hercules) ไปทางตะวันตกของดาว Vega 10 องศา ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงนี้ยังถือเป็นดาวเคราะห์มวลมาก โดยมีมวลเป็นสองเท่าของดาวพฤหัสบดี มันโคจรรอบดาวฤกษ์แม่ด้วยเวลาสั้นมากซึ่งแสดงว่ามันย่อมอยู่ใกล้กับดาวฤกษ์ของมันมาก ๆ ด้วย โดยคิดเป็นระยะทาง 1 ใน 50 ของระยะทางระหว่างโลกถึงดวงอาทิตย์ ดังนั้นอุณหภูมิผิวของมันจะต้องสูงถึง 1,500 องศาเซลเซียส เลยทีเดียว
ด้วยวิธีการ transit method นักดาราศาสตร์สามารถเก็บข้อมูลทางอ้อมจากดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่เป็นเป้าหมายได้ ปัจจุบันมีดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่ถูกค้นพบด้วยวิธีการนี้เพียง 20 ดวงเท่านั้น อีกวิธีการที่ประสบความสำเร็จมากกว่าเมื่อเทียบจากจำนวนดาวเคราะห์ที่ค้นพบ คือ เทคนิคที่เรียกว่า Wobble method หรือการวัดความเร็วเชิงรัศมีด้วยคลื่นวิทยุ

 

 

เรีบเรียงโดย : วัชราวุฒิ กฤตินธรรม ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

 

----------------------------------------------------------

 

 

ดวงอาทิตย์กรีดร้องด้วยคลื่นวิทยุ

Radio ‘Screams’ Forecast Dangerous Solar Storms

 

June 6th, 2007

Adapted from : www.space.com

 

ณ การประชุมสมาคมดาราศาสตร์อเมริกัน (American Astronomical Society) คณะนักดาราศาสตร์นำโดย Natchimuthuk Gopalswamy จากศูนย์การบินอวกาศกอดดาร์ดของสหรัฐอเมริกาเปิดเผยผลการวิจัยที่อาจเป็นแนวทางในการพยากรณ์และแจ้งเตือนรูปแบบของ Coronal Mass Ejection : CME จากดวงอาทิตย์สู่โลก เพื่อป้องกันความเสียหายต่อ ยานอวกาศ นักท่องอวกาศ และดาวเทียมสื่อสาร จากการแผ่รังสีพลังงานและความเข้มสูงของดวงอาทิตย์

Coronal Mass Ejections คือ การประทุอย่างรุนแรงในชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ซึ่งพาก๊าซมีประจุไฟฟ้าประมาณมหาศาลหรือพลาสมา ในรูปกลุ่มก้อนที่มีความเร็วนับล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง ออกมาจากดวงอาทิตย์ และถ้าหากโลกอยู่ในตำแหน่งที่กลุ่มพลาสมาเคลื่อนผ่าน อนุภาคพลังงานสูงเหล่านี้จะก่อให้เกิดพายุแม่เหล็กที่สามารถทำความเสียหายให้กับระบบกำเนิดไฟฟ้าบนผิวโลกจนเกิดไฟฟ้าดับเป็นบริเวณกว้าง CME ความเข้มสูงสามารถทำลายระบบการทำงานของดาวเทียม หรือแม้แต่ก่อมะเร็งให้กับนักบินอวกาศ

ภาพจากดาวเทียม SOHO แสดง CME ที่คลื่นวิทยุเงียบหายไป(ขวา) ที่เรียกว่า Radio burst Type III

Credit : NASA/ESA

นอกจากนี้ในขณะที่ CME พุ่งออกมาจากดวงอาทิตย์พวกมันจะผลักกระแสอนุภาคมีประจุที่ออกมาจากดวงอาทิตย์เป็นประจำที่เรียกว่า Solar wind หรือลมสุริยะ จนเกิดเป็นคลื่นกระแทก (Shock Wave) หากการกระแทกดังกล่าวรุนแรงพอ อนุภาคภายในลมสุริยะก็จะถูกเร่งความเร็วจนเกิดพายุรังสีขึ้นมา แต่ก็ไม่ใช่ทุกครั้งที่ CME จะทำให้เกิดการเร่งอนุภาคดังกล่าว ปัจจุบันดาวเทียม Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) ตรวจพบ CME กว่า 10,000 ครั้งในรอบ 10 ปีที่ผ่านมา แต่มีเพียง 100 – 200 ครั้งเท่านั้นที่เกิดพายุอนุภาคที่ถูกเร่งความเร็ว

ลมสุริยะ (Solar Wind) คือ กระแสอนุภาคมีประจุจากดวงอาทิตย์ที่ถูกปลดปล่อยออกมาเป็นประจำ

Credit : http://scijinks.jpl.nasa.gov/en/educators/spaceweather_gallery.shtml

Gopalswamy และกลุ่มวิจัยของเขาวิเคราะห์ข้อมูลจาก CME ขนาดใหญ่ 500 ครั้ง เพื่อค้นหาว่าขณะที่ สัญญาณกรีดร้องภายในย่านคลื่นวิทยุที่มากับ CME ที่มาก่อนพายุรังสีจากการเร่งอนุภาคของคลื่นกระแทก และพบว่า CME ที่ปราศจกคลื่นวิทยุ Radio Burst Type II มากกว่า 150 ครั้ง จะตามมาด้วยพายุรังสีจากหน้าคลื่นกระแทก

พบกุญแจสำคัญที่สามารถพยากรณ์หรือคาดคะเนการมาของพายุอนุภาคได้ เหมือนกับความเงียบก่อนการมาของพายุ พวกเขาพบว่า CME ที่มีศักยภาพมากพอจะปลดปล่อยพายุคลื่นวิทยุแทนที่จะเร่งอนุภาค จะนำหน้าด้วย “เสียงกรีดร้อง” หรือ Radio Burst Type II ภายในสัญญาณคลื่นวิทยุที่มากับลมสุริยะ

ภาพจากดาวเทียม SOHO แสดง CME ที่มีเสียงกรีดร้องในย่านความถี่คลื่นวิทยุ มี Radio Burst Type II.

Credit : NASA/ESA

เนื่องจากคลื่นวิทยุเดินทางด้วยความเร็วแสง เสียงกรีดร้องสามารถแจ้งเตือนว่า CME จะทำให้เกิดการแผ่คลื่นวิทยุหรือพายุรังสีที่มีพลังงานสูงกว่า

เราสามารถใช้คลื่นรบกวนในย่านคลื่นวิทยุจาก CME เพื่อแจ้งเตือนว่ากำลังเกิดพายุรังสีซึ่งกำลังจะจู่โจมโลกภายในเวลาไม่นาน สิ่งนี้จะช่วยให้นักบินอวกาศและดาวเทียมที่กำลังทำงานอยู่ ณ บริเวณใดๆ สามารถเตรียมตัวป้องกันตัวเองจากพายุรังสีดังกล่าวภายในเวลา 10 นาที จนถึง 2 ชั่วโมง แล้วแต่ความเร็วของอนุภาค

นอกเหนือจากนี้กลุ่มวิจัยยังพบว่า CME ที่มีคลื่นวิทยุ มักออกมาจากย่านศูนย์สูตรของดวงอาทิตย์ อันเป็นบริเวณที่เกิดการลุกจ้า (Solar Flare) บ่อยครั้ง ในขณะที่ CME ที่ไม่มีคลื่นวิทยุจะออกมาจากบริเวณที่มีละติจูดสูง

 

 

เรีบเรียงโดย : วัชราวุฒิ กฤตินธรรม ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

 

----------------------------------------------------------

 

กล้องฮับเบิลพบวงแหวนสสารมืดในกระจุกกาแลกซี (2)

Hubble sees dark matter ring in a galaxy cluster

 

June 1st, 2007

Adapted from : www.esa.int

 

สสารมืดเป็นมวลสารส่วนใหญ่ ในขณะที่สสารธรรมดาที่สามารถมองเห็นได้และประกอบกันเป็นดาวเคราะห์และดาวฤกษ์นั้น มีอัตราส่วนน้อยมากเมื่อเทียบกับสสารทั้งเอกภพ

ไดอะแกรมแสดงการเลี้ยวเบนของแสงจากกาแลกซีไกลโพ้น(1) ซึ่งถูกบังโดยกระจุกกาแลกซี(2) แสงจากแหล่งกำเนิด (1)

จะเลี้ยวเบนตามความโค้งของกาล-อวกาศ อันเนื่องมาจากมวลของกระจุกกาแลกซี(2) แล้วจึงเดินทางมายังกาแลกซีทางช้างเผือกให้เราถ่ายภาพได้

Credit : Bell Labs. Lucent Technologies/New York Times

การค้นหาและติดตามสสารมืดไม่ใช่งานที่ง่ายนัก เนื่องจากสสารมืดไม่แผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอีกทั้งยังไม่สะท้อนอีกด้วย มีเพียงแต่การตรวจหาผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงที่มีต่อทางเดินของแสงเท่านั้นที่พอจะให้ค้นหาหรือชี้ตำแหน่งของสสารมืดได้ ในการณ์ดังกล่าวนักดาราศาสตร์จะศึกษาแสงอันริบหรี่จากกาแลกซีไกลโพ้นที่ถูกทำให้เสียรูปร่างหรือถูกทำให้เลี้ยวเบนแล้วแนกเป็นริ้ว ๆ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงของสสารมืดที่บดบังอยู่เบื้องหน้า ซึ่งนักดาราศาสตร์เรียกกลวิธีนี้ว่า เลนส์ความโน้มถ่วง (Gravitational Lensing) ด้วยการสร้างแผนผังของแสงที่ถูกบิดเบือน ก็จะสามารถคำนวณย้อนกลับไปหามวลรวมของกระจุกกาแลกซีและการกระจายตัวของสสารมืด Jee อธิบายเพิ่มเติมว่า “การชนกันระหว่างกระจุกกาแลกซีสองกระจุกทำให้เกิดริ้วของสสารมืดซึ่งทิ้งร่องรอยไว้ภายในรูปร่างของกาแลกซีด้านหลัง” “เปรียบได้กับภาพก้อนกรวดที่ก้นบ่อน้ำที่มีริ้วคลื่นบนผิวน้ำ รูปร่างของก้อนกรวดย่อมเปลี่ยนไปตามริ้วคลื่นที่อยู่ด้านบนของพวกมัน ในทำนองเดียวกัน ภาพของกาแลกซีที่หลบอยู่ด้านหลังของวงแหวนสสารมืดย่อมแปรเปลี่ยนไปตามความหนาแน่นของสสารมืดที่วางตัวเป็นวงแหวน”

ตัวอย่างการกระจายตัวของกลุ่มมวลที่ทำหน้าที่เป็นเลนส์ความโน้มถ่วง มีผลต่อรูปร่างปรากฏของวัตถุที่ถูกเลนส์เบี่ยงเบนแสง

Credit : European Space Agency.

Jee และสมาชิกกลุ่มวิจัยใช้กล้อง Advanced Camera for Surveys ซึ่งติดตั้งบนกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Space Telescope) เพื่อถ่ายภาพกาแลกซีอับแสง บิดเบี้ยวและไกลโพ้นที่อยู่ด้านหลังกระจุกกาแลกซีเป้าหมาย เนื่องจากกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินไม่มีกำลังแยกมากพอที่จะถ่ายภาพวัตถุเป้าหมายได้ Richard White แห่งสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ (Space Telescope Science Institute) สหรัฐอเมริกา อธิบายว่า “ภาพถ่ายอันยอดเยี่ยมของกล้องฮับเบิลและความไวแสงต่อกาแลกซีริบหรี่ที่ไม่มีกล้องตัวไหนทัดเทียม ทำให้มันเป็นเครื่องมือที่เหมาะสมเพียงหนึ่งเดียวสำหรับงานนี้”

แสดงกระจุกกาแลกซี ZwCl0024+1652 จาก Digitized Sky Survey 2 (DSS2) บริเวณกลางภาพ ด้วยมุมมองกว้าง 3.0 องศา

Credits : Davide De Martin (ESA/Hubble), the ESA/ESO/NASA Photoshop FITS Liberator & Digitised Sky Survey 2

สำหรับการศึกษาการกระจายตัวของสสารมืดภายในกระจุกกาแลกซีอื่น ๆ นั้น ก่อนหน้านี้กระจุกกาแลกซี Bullet เคยถูกสังเกตการณ์ผ่านกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและหอสังเกตการณ์ (อวกาศ) รังสีเอกซ์จันทรา (Chandra X-ray Observatory) ก็พบหลักฐานการชนของกระจุกกาแลกซีเช่นกัน ในการชนครั้งนั้นสสารมืดถูกดึงออกมาจากก๊าซร้อนภายในกระจุกกาแลกซี แต่สสารมืดยังคงกระจายตัวด้วยโครงสร้างแบบเดียวกับกาแลกซีภายกระจุกดังกล่าว ส่วนกระจุกกาแลกซี ZwC10012+1652 นี้กลับเป็นกระจุกกาแลกซีแห่งแรกที่พบการกระจายตัวของสสารมืดแตกต่างจากการกระจายตัวของกาแลกซีและก๊าซร้อน

รายละเอียดงานของการค้นพบนี้จะถูกตีพิมพ์ใน Astrophysical Journal ฉบับวันที่ 1 มิถุนายน 2550

 

 

เรีบเรียงโดย : วัชราวุฒิ กฤตินธรรม ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

 

----------------------------------------------------------

 

กล้องฮับเบิลพบวงแหวนสสารมืดในกระจุกกาแลกซี (1)

Hubble sees dark matter ring in a galaxy cluster

 

June 1st, 2007

Adapted from : www.esa.int

 

กลุ่มนักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลค้นพบหลักฐานสำคัญที่ใช้ยืนยันการมีอยู่จริงของสสารมืด (Dark Matter) ในรูปของวงแหวนปิศาจภายในกระจุกกาแลกซี (Galaxy Cluster) แห่งหนึ่ง ซึ่งวงแหวนดังกล่าวเกิดขึ้นจากการชนกันของกระจุกกาแลกซีขนาดใหญ่สองกระจุกเมื่อนานมาแล้ว

วงแหวนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.6 ล้านปีแสง ถูกพบในกระจุกกาแลกซี ZwCl 0024+1652 (Cl 0024+17) ที่อยู่ห่างจากโลก 5000 ล้านปีแสง การค้นพบครั้งนีเกิดขึ้นในขณะที่นักวิทยาศาสตร์กำลังทำแผนผังการกระจายตัวของสสารมืดภายในกระจุกกาแลกซีดังกล่าว

ภาพถ่ายจากกล้องฮับเบิลแสดงวงแหวนสสารมืดที่ได้จากการคำนวณการเลี้ยวเบนของแสง

เนื่องด้วยแรงโน้มถ่วงนำผลที่ได้มาซ้อนกับภาพกระจุกกาแลกซี ZwCl0024+1652

Credits : NASA, ESA, M. Jee and H. Ford (Johns Hopkins University)

นักดาราศาสตร์คาดว่า สสารมืดที่ไม่สามารถมองเห็นได้นั้นจะเป็นกระดูกสันหลังสำคัญในการยึดโยงกาแลกซีทั้งหมดด้วยแรงโน้มถ่วงไว้ในกระจุกกาแลกซีเดียวกัน เนื่องจากเมื่อพิจารณามวลทั้งหมดผ่านดาวฤกษ์เท่าที่มองเห็นนั้นพบว่าพวกมันมีมวลไม่เพียงพอที่จะยึดเหนี่ยวกันไว้ได้ หากไม่มีสสารมืดพวกมันจะต้องหนีหายกระจายกันไปในอวกาศ

แม้ว่าจะยังไม่ทรายแน่ชัดว่าสสารมืดประกอบขึ้นจากอะไรกันแน่ แต่อย่างน้อยสมมติฐานหนึ่งเสนอว่า สสารมืดประกอบขึ้นจากอนุภาคมูลฐานชนิดหนึ่งซึ่งกระจายไปทั่วเอกภพ M. James Jee จากมหาวิทยาลัยจอห์น ฮอปกินส์ (Johns Hopkins) หนึ่งในกลุ่มวิจัยผู้ค้นพบวงแหวนสสารมืดกล่าวว่า “นี่เป็นครั้งแรกที่เราค้นพบโครงสร้างสสารมืดที่มีเอกลักษณ์ แตกต่างจากโครงสร้างของก๊าซและกาแลกซีภายในกระจุกกาแลกซี” “ถึงแม้ว่าสสารที่มองไม่เห็นนี้จะเคยถูกพบมาก่อนหน้านี้ภายในกระจุกกาแลกซีอื่น ๆ แต่สสารมืดที่พบนี้กลับห่างจากกลุ่มก๊าซร้อนและกาแลกซีทั้งหลายที่ประกอบขึ้นเป็นกระจุกกาแลกซี” “ด้วยโครงสร้างสสารมืดที่ไม่เป็นไปตามโครงสร้างเดียวกับกาแลกซีและก๊าซร้อน ทำให้เราสามารถศึกษาพฤติกรรมที่แตกต่างไปจากสสารธรรมดา”

แสดงเฉพาะกระจุกกาแลกซี ZwCl 0024+17 หรือ ZwCl 0024+1652 เดิมจากกล้อง Advanced Camera for Surveys บนกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

Credits : NASA, ESA, M. Jee and H. Ford (Johns Hopkins University)

ขณะที่กลุ่มวิจัยกำลังวิเคราะห์สสารมืด พวกเขาพบโครงสร้างสสารมืดจัดตัวเป็นริ้วๆ คล้ายกับคลื่นน้ำที่เกิดจาก¬¬การโยนหินลงไปในน้ำ ครั้งแรกที่เห็นโครงสร้างดังกล่าว Jee สารภาพเขาถูกรบกวนจิตใจเมื่อเห็นวงแหวนดังกล่าว เขาคิดว่ามันเป็นร่องรอยที่เกิดจากเครื่องมือหรือกระบวนการวิเคราะห์ข้อมูลมากกว่า แต่เมื่อทำการวิเคราห์ข้อมูลซ้ำแล้วซ้ำเล่า ก็พบว่านี้เป็นวงแหวนสสารมืดจริง ๆ แม้ว่า Jee จะศึกษากระจุกกาแลกซีมากมาย แต่ก็ไม่เคยเห็นอะไรแบบนี้มาก่อน

สิ่งที่น่าสนใจก็คือ วงแหวนสสารมืดนี้เกิดขึ้นมาได้อย่างไร Jee พบผลงานวิจัยของ Oliver Czoske จาก Argelander-Institut fόr Astronomie มหาวิทยาลัยบอนน์ สหพันธรัฐเยอรมนี อ้างอิงจากการสังเกตการณ์เชิงสเปคโทรสโคปิค จากโครงสร้างสามมิติของกระจุกกาแลกซี พบว่าภายในกระจุกกาแลกซีดังกล่าวสามารถแบ่งองค์ประกอบได้เป็นสองกลุ่มซึ่งชี้ว่ากระจุกกาแลกซีดังกล่าวเคยชนกับอีกกระจุกกาแลกซีหนึ่งเมื่อประมาณ 1 ถึง 2 พันล้านปีก่อน เมื่อนักดาราศาสตร์บนโลกอยู่ในมุมมองที่เห็นการชนจากด้านบนจึงทำให้โครงสร้างสสารมืดที่ปรากฏดูเหมือนวงแหวนนั่นเอง

แสดงขั้นตอนการชนของกระจุกกาแลกซีที่กลายเป็น ZwCl 0024+17 รวมทั้งภาพเหตุการณ์เมื่อมองจากโลก

Credits: NASA, ESA, M. Jee and H. Ford (Johns Hopkins University)

กลุ่มวิจัยของ Jee ใช้คอมพิวเตอร์เพื่อจำลองเหตุการณ์การชนกันระหว่างกระจุกกาแลกซีสองกระจุก พวกเขาพบว่า สสารมืดจะตกลงไปในศูนย์กลางของการกระจุกดาวทั้งสอง แล้วกระเด็นออกมาจากนั้นก็ค่อย ๆ ช้าลงภายใต้แรงโน้มถ่วงของกระจุกกาแลกซีทั้งหมด Holland Ford จากมหาวิทยาลัยจอห์นส์ ฮอปกินส์ (Johns Hopkins University) อธิบายว่า “ด้วยการศึกษาการชนครั้งทำให้เราเห็นว่าสสารมืดตอบสนองต่อแรงโน้มถ่วงอย่างไร” “ธรรมชาติกำลังแสดงการทดลองที่เราไม่สามารถทำให้เกิดได้ในห้องปฏิบัติการณ์ และสิ่งนี้ก็สอดคล้องกับแบบจำลองเชิงทฤษฎีของเรา”

 

 

เรีบเรียงโดย : วัชราวุฒิ กฤตินธรรม ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

 

----------------------------------------------------------