ดาวพลูโต (Pluto)
ดาวพลูโตอยู่ไกลจากโลกมากจนไม่สามารถมองเห็นได้ในท้องฟ้า แต่หลังจากค้นพบดาวยูเรนัส และดาวเนปจูนแล้ว นักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่า คงมีดาวเคราะห์ ดวงใหญ่อีกดวงหนึ่ง ส่งแรงรบกวนการโคจร ของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน จึงคำนวณตำแหน่ง และคาดหมายวงโคจรของดาวเคราะห์ดวงใหม่ไว้ และรอจนอีก ๓๐ ปีต่อมา คือ ใน พ.ศ. ๒๔๗๓ จึงค้นพบดาวพลูโตในตำแหน่งใกล้เคียงกับการคำนวณนั้น
ไคลด์ ดับเบิลยู. ทอมบอห์ (Clyde W. Tombaugh) ชาวอเมริกัน นักดาราศาสตร์สมัครเล่น ประจำหอดูดาวโลว์เอลล์ ในรัฐแอริโซนา สหรัฐอเมริกา ค้นพบดาวพลูโตกำลังโคจรอยู่ห่างจากตำแหน่ง ที่คำนวณไว้ไม่มากนัก โดยวิธีการถ่ายภาพผ่านกล้องโทรทรรศน์ ภาพถ่ายที่ปรากฏเป็นเพียงเส้นขีดบางๆ เท่านั้น ผิดจากความคาดหมายของนักดาราศาสตร์ เพราะดาวพลูโตมีขนาดเล็ก เกินกว่าจะมีแรงโน้มถ่วงสูง จนรบกวนการเคลื่อนที่ของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนได้
ปกติดาวพลูโตเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์มากที่สุดเป็นลำดับที่ ๙ ในระบบสุริยะ มีระยะห่างจากดวงอาทิตย์โดยเฉลี่ย ๕,๙๑๓ ล้านกิโลเมตร วงโคจรกว้างไกลมากต้องใช้เวลาถึง ๒๔๘ ปี จึงโคจรครบรอบดวงอาทิตย์ แต่เนื่องจากวงโคจรเป็นวงรีมาก และเอียงออกจากระนาบสุริยวิถีมากด้วย จึงมีระยะหนึ่งซึ่งนานประมาณ ๒๐ ปี ที่ดาวพลูโตโคจรล้ำเข้ามาในเขตวงโคจรของดาวเนปจูน ครั้งล่าสุดคือ ช่วง พ.ศ. ๒๕๒๒ - ๒๕๔๒ ในช่วงนั้นดาวพลูโตอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าดาวเนปจูน หลังจากนั้น ดาวพลูโตเริ่มโคจรห่างออกไปจนอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์มากที่สุด และจะโคจรกลับมาอยู่ในระยะใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าดาวเนปจูนรอบใหม่อีกครั้ง ใน พ.ศ. ๒๗๖๙
เมื่อ พ.ศ. ๒๕๒๑ นักดาราศาสตร์ สังเกตภาพถ่ายของดาวพลูโตหลายภาพเห็นเป็นรูปรี และส่วนที่รียื่นออกไปยังเปลี่ยนตำแหน่งรอบดาวพลูโตอีกด้วย จึงรู้ได้ว่าดาวพลูโตมีดาวบริวาร เรียกกันว่า คารอน (Charon) ซึ่งเป็นชื่อยมทูตนำดวงวิญญาณข้ามแม่น้ำอะเคอรอน (Acheron) แม่น้ำ ๑ ใน ๕ สาย ที่อยู่ล้อมรอบพลูโต ดินแดนแห่งเมืองบาดาลในนิยายดาวของชาวกรีก
การค้นพบคารอนทำให้นักดาราศาสตร์ รู้จักดาวพลูโตดีขึ้น สามารถคำนวณขนาดของดาวพลูโตได้ว่า มีเส้นผ่าศูนย์กลางยาว ๒,๒๗๔ กิโลเมตร ดาวพลูโตจึงเป็นดาวเคราะห์ดวงเล็กสุดในระบบสุริยะ ขณะที่คารอน มีเส้นผ่าศูนย์กลางยาว ๑,๑๗๒ กิโลเมตร อยู่ห่างจากดาวพลูโต ๑๙,๖๔๐ กิโลเมตร ทั้งคู่ ต่างโคจรรอบศูนย์กลางแห่งความโน้มถ่วงร่วมกันในคาบ ๖ วัน ๙ ชั่วโมง โดยหันด้านเดียวเข้าหากัน ในลักษณะถูกตรึงกันอยู่ ผู้ที่สังเกตการณ์อยู่บนดาวพลูโตจึงเห็นคารอนด้านเดิมเสมอ เหมือนกับที่เราเห็นดวงจันทร์ของโลกด้านเดิมอยู่ตลอดเวลา เช่นเดียวกัน
สิ่งที่น่าสนใจคือ ขณะที่ดาวบริวารของดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ในระบบสุริยะ ล้วนมีขนาดเล็กกว่าดาวเคราะห์ดวงแม่มาก แต่คารอนมีขนาดใหญ่ประมาณครึ่งหนึ่งของดาวพลูโต ดาวพลูโตกับคารอนจึงมีลักษณะ เป็นดาวเคราะห์คู่ ซึ่งไม่มีดาวเคราะห์ดวงอื่นใดในระบบสุริยะ ที่จัดอยู่ในประเภทนี้ และในระยะต่อมา นักดาราศาสตร์ค้นพบดาวเคราะห์น้อย และวัตถุน้ำแข็ง ที่อยู่ไกลจากดาวพลูโตออกไป อยู่กันเป็นดวงคู่หลายคู่ จึงเป็นไปได้ว่า สมาชิกขนาดเล็กที่อยู่กันเป็นคู่ อย่างดาวพลูโตและคารอน อาจมีอยู่ทั่วไปทั้งในระบบสุริยะของโลกเรา และในระบบสุริยะอื่น
สันนิษฐานว่า ดาวพลูโตคงถูกวัตถุที่มีขนาดใหญ่พุ่งชนในอดีตกาล ซากจากการถูกชน กระเด็นหลุดเข้ามาอยู่ในวงโคจรรอบดาวพลูโต เกิดเป็นดาวบริวารคารอน คล้ายกับสมมุติฐานที่ว่า ดวงจันทร์ของโลกก็อาจเกิดจากโลกถูกวัตถุอื่นพุ่งชนเช่นกัน การศึกษาดาวพลูโต และดาวบริวาร จึงน่าจะนำไปสู่ความเข้าใจถึงกำเนิดดวงจันทร์ดาวบริวารของโลกด้วย
ต่อมาในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. ๒๕๔๘ กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลถ่ายภาพพบบริวารดวงใหม่ขนาดเล็ก ของดาวพลูโต ๒ ดวง โคจรอยู่รอบนอกไกลจากดาวพลูโตมาก
ดาวพลูโต : ดาวเคราะห์ หรือวัตถุน้ำแข็ง
นักดาราศาสตร์ส่วนใหญ่พิจารณาว่าดาวพลูโตมีลักษณะผิดแผกจากดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ในระบบสุริยะ ไม่อยู่ในกลุ่มเดียวกับดาวเคราะห์ก๊าซขนาดใหญ่ ๔ ดวงที่อยู่ชั้นนอก ดาวพลูโตมีขนาดเล็กประมาณ ๒ ใน ๓ ของดวงจันทร์ของโลก พื้นผิวเป็นก้อนหินแข็งปกคลุมด้วยน้ำแข็ง และมีวงโคจรเอียงออกจากระนาบสุริยวิถีมาก จนผิดปกติ ใน พ.ศ. ๒๔๙๔ เจอราร์ด พี. ไคเปอร์ (Gerard P. Kuiper) นักดาราศาสตร์ชาวดัตช์-อเมริกัน เสนอความคิดว่า ดาวพลูโตอาจเป็นสมาชิกดวงใหญ่สุดของก้อนน้ำแข็งที่มีมากมาย อยู่ในอาณาเขตหนึ่ง ที่ไกลออกไปจากวงโคจรของดาวเนปจูนก็ได้ จึงเรียกเขตที่อยู่ของก้อนน้ำแข็งตามความคิดของ ไคเปอร์ว่า แถบไคเปอร์ และเรียกสมาชิกก้อนน้ำแข็งที่อยู่ในอาณาเขตนี้ว่า วัตถุน้ำแข็งไคเปอร์ (Kuiper Belt Objects - KBOs) คาดว่า แถบไคเปอร์อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ประมาณ ๓๐ - ๑๐๐ หน่วยดาราศาสตร์ (๑ หน่วยดาราศาสตร์ เป็นระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ประมาณ ๑๕๐ ล้านกิโลเมตร)
ความคิดของไคเปอร์เริ่มเป็นจริง เมื่อนักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์ สังเกตวัตถุริบหรี่ ที่อยู่ไกล เลยจากระยะวงโคจรของดาวเนปจูนออกไป ค้นพบวัตถุน้ำแข็งไคเปอร์ครั้งแรกเมื่อ พ.ศ.๒๕๓๕ เห็นเป็นเพียงจุดริบหรี่ ขนาดเล็กประมาณ ๑ ใน ๑๐ ของดาวพลูโต ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา มีการค้นพบวัตถุน้ำแข็งไคเปอร์เพิ่มขึ้นเป็นลำดับ จนถึง พ.ศ. ๒๕๔๙ จำนวนที่พบนับได้ถึง ๑,๐๐๐ ชิ้น ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ ๕๐ - ๑,๒๐๐ กิโลเมตร คาดว่า สมาชิกวัตถุน้ำแข็งที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง ยาวกว่า ๑๐๐ กิโลเมตร น่าจะมีจำนวน ๑๐๐,๐๐๐ ชิ้น เมื่อเปรียบเทียบกับแถบของดาวเคราะห์น้อย ที่อยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดีแล้ว แถบไคเปอร์จึงมีลักษณะคล้ายวงแหวนชั้นนอก ของระบบสุริยะที่มีขนาดใหญ่กว่า และมีมวลมากกว่าวงแหวนของแถบดาวเคราะห์น้อย
ปัจจุบัน นักดาราศาสตร์กำลังพิจารณาถึงลักษณะของดาวพลูโตว่า แทนที่จะเป็นดาวเคราะห์ดวงเล็ก ก็อาจเป็นสมาชิกจำพวกวัตถุน้ำแข็งดวงใหญ่ที่สุดในแถบไคเปอร์ และให้ความสนใจศึกษาดาวพลูโต รวมทั้งคารอน และวัตถุน้ำแข็งไคเปอร์มากขึ้น เนื่องจากแถบไคเปอร์อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์มาก วัตถุน้ำแข็งเหล่านี้จึงคงสภาพเก่าแก่ ประกอบด้วยมวลสารดั้งเดิม ซึ่งอาจแสดงหลักฐาน ของระบบสุริยะยุคแรกเริ่ม หรืออาจมีร่องรอยของกำเนิดดาวเคราะห์ชั้นนอกหลงเหลืออยู่ ที่สำคัญคือ นักดาราศาสตร์ค้นพบว่า แถบวัตถุน้ำแข็งไคเปอร์น่าจะเป็นแหล่งกักเก็บน้ำแข็ง และอินทรียสารที่ใหญ่ที่สุด ของระบบสุริยะ วัตถุน้ำแข็งเหล่านี้อาจเคลื่อนที่ผ่านเข้ามาในอาณาเขตระบบสุริยะชั้นใน และนำองค์ประกอบของชีวิตเข้ามาบ่มเพาะบนดาวเคราะห์ชั้นในเมื่อหลายพันล้านปีก่อน การศึกษาดาวพลูโต จึงมีความสัมพันธ์เชื่อมโยงถึงกำเนิดชีวิตบนโลกได้
โครงสร้างและบรรยากาศของดาวพลูโต
นักดาราศาสตร์รู้จักดาวพลูโตน้อยมาก สันนิษฐานว่า ดาวพลูโตคงเป็นดาวเคราะห์ก้อนหินที่มีบรรยากาศเบาบาง ประกอบด้วยไนโตรเจน คาร์บอนมอนอกไซด์ และมีเทน เนื่องจากดาวพลูโตมีวงโคจรกว้างไกล จากดวงอาทิตย์มาก จึงเป็นไปได้ว่า ดาวพลูโตอาจมีบรรยากาศห่อหุ้มเฉพาะเมื่ออยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ แต่ขณะที่ดาวพลูโตเคลื่อนที่ห่างออกไป อุณหภูมิพื้นผิวลดต่ำลงจนถึงระดับ -๒๒๐ องศาเซลเซียส ก๊าซในบรรยากาศกลายสภาพเป็นหิมะปกคลุมพื้นผิวจนแทบไม่มีบรรยากาศห่อหุ้มเลย ดาวพลูโตจึงมีรูปแบบของบรรยากาศแปลกที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ทุกดวงในระบบสุริยะ
โครงการอวกาศสำรวจดาวพลูโต
มนุษย์มีเวลาจำกัดที่จะศึกษาดาวพลูโต เพราะเมื่อพ้นจาก พ.ศ. ๒๕๖๓ ดาวพลูโตจะไม่อยู่ในแนวตรงกันกับโลก ทำให้ยานอวกาศต้องเดินทางไกลและนานกว่าที่ควร และเมื่อถึงตอนนั้น ดาวพลูโตก็อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ หลายพันล้านกิโลเมตร อุณหภูมิเยือกเย็นลงมาก ทำให้หิมะน้ำแข็งปกคลุมหนาทึบ จนยานอวกาศไม่สามารถสังเกตพื้นผิวดาวพลูโตได้ ปิดโอกาสที่มนุษย์จะศึกษาดาวพลูโตไปอีกนาน กว่าสองร้อยปี ต้องรอให้บรรยากาศเริ่มดีขึ้นเมื่อดาวพลูโตโคจรเข้ามาหาดวงอาทิตย์รอบใหม่
สหรัฐอเมริกาจึงตัดสินใจที่จะศึกษาสภาพดาวพลูโตในช่วงสุดท้าย ก่อนที่มนุษย์ยุคนี้ จะไม่มีเวลาศึกษาดาวพลูโตโดยการส่งยานอวกาศออกจากโลก เมื่อวันที่ ๑๙ มกราคม พ.ศ. ๒๕๔๙ กำหนดเส้นทางให้ยานโคจรผ่านใกล้ดาวพฤหัสบดี เพื่ออาศัยแรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดี เพิ่มกำลังส่งยานอวกาศทะยานต่อไปจนถึงดาวพลูโตใน พ.ศ. ๒๕๕๘ หลังจากสำรวจดาวพลูโต และดาวบริวารแล้ว ยานจะเดินทางไปศึกษาวัตถุน้ำแข็งในแถบไคเปอร์ด้วย
โครงการสำรวจดาวพลูโต ดาวบริวาร และวัตถุน้ำแข็งรอบนอกของระบบสุริยะ จึงเปรียบเสมือน การขุดค้นทางโบราณคดี เพื่อศึกษาวัตถุโบราณของระบบสุริยะชั้นนอก รวมทั้งการหาข้อมูลประวัติศาสตร์มีค่า ที่แสดงถึงกำเนิดดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ ยิ่งกว่านั้น นักดาราศาสตร์ยังค้นพบด้วยว่า ลักษณะที่ปรากฏรอบดาวฤกษ์ดวงอื่นที่อยู่ใกล้ เช่น ดาววีกา ในกลุ่มดาวพิณ และดาวโฟมัลโอต ในกลุ่มดาวคนแบกหม้อน้ำก็มีธรรมชาติห่อหุ้มคล้ายเศษซากวัตถุน้ำแข็ง ในระบบสุริยะของเราเช่นกัน
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น