ดาวพลูโต

ลำดับตอนที่ #3 : Tombaugh พลูโตกับยาน New Horizons (1)

Tombaugh พลูโตกับยาน New Horizons (1)

โดย สุทัศน์ ยกส้าน

6 กุมภาพันธ์ 2549 18:24 น.

คลิกที่ภาพเพื่อดูขนาดใหญ่ขึ้น ภาพของดาวพลูโตและชารอนที่ถ่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์ Hubble ภาพผิวดาวพลูโตที่ชัดที่สุด ภาพจากยาน New Horizons จะคมชัดกว่านี้ 1,000 เท่า ขนาดของพลูโตและชารอน s/2005 p1 และ s/2005 p2

ประวัติศาสตร์ได้บันทึกว่า เมื่อวันที่ 18 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2473 Clyde Tombaugh ชายหนุ่มวัย 24 ปี ผู้สำเร็จการศึกษาระดับมัธยมศึกษาได้พบดาวเคราะห์ดวงใหม่ล่าสุดชื่อ Pluto ของสุริยจักรวาล                C. W. Tombaugh เกิดเมื่อวันที่ 4 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2449 (ปีนี้จึงเป็น 100 ปีแห่งชาตกาลของ Tombaugh ที่วงการดาราศาสตร์ทั่วโลก จัดงานเฉลิมฉลอง) ที่เมือง Streator ในรัฐ Illinois ของสหรัฐอเมริกา บิดามารดามีอาชีพทำฟาร์ม และหวังให้บุตรชายเจริญรอยตาม แต่ Tombaugh สนใจดาราศาสตร์มากกว่า เพราะรู้สึกประทับใจ เวลาใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาด 2.5 นิ้ว ของพ่อและลุงส่องดูดาวในเวลากลางคืน แต่เมื่อกล้องที่ใช้มีสมรรถภาพต่ำ Tombaugh จึงพยายามสร้างกล้องใหม่ที่ดีกว่าเก่า จนสามารถสร้างกล้องที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางยาว 9 นิ้วได้สำเร็จ และใช้กล้องนี้บันทึกภาพของดาวต่างๆ ที่เห็นเพื่อส่งไปที่หอดูดาว Lowell ที่เมือง Flagstaff ในรัฐ Arizona การส่งภาพและข้อมูลต่างๆ อย่างสม่ำเสมอ ทำให้ผู้อำนวยการของหอดูดาวสนใจ และประทับใจในตัว Tombaugh มาก จึงได้เชื้อเชิญให้มาทำงานที่หอดูดาว โดยได้มอบงานค้นหาดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ของสุริยจักรวาล ซึ่งนักดาราศาสตร์ในสมัยนั้นเชื่อว่า อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ยิ่งกว่าดาว Neptune มาก                Tombaugh ใช้กล้องโทรทรรศน์ที่มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 13 นิ้ว ค้นหาดาวเคราะห์ x นี้ ซึ่งถ้ามีจริงเขาคิดว่ามันคงปรากฏเป็นจุดที่ไม่สว่างคือสลัวๆ และเคลื่อนที่ช้ามาก จนตามนุษย์ไม่สามารถสังเกตเห็นได้ ในขณะที่ดาวฤกษ์ต่างๆ อยู่กับที่ ดังนั้น Tombaugh จึงใช้วิธีถ่ายภาพท้องฟ้า โดยเว้นระยะเวลาถ่ายภาพแต่ละครั้งนานเป็นสัปดาห์                ภาพท้องฟ้าที่ Tombaugh ถ่ายตามปกติมีดาวปรากฏประมาณ 40,000 ดวง ด้วยเหตุนี้การถ่ายภาพดาวนับแสนดวง จึงทำให้ Tombaugh ต้องใช้เวลานานถึง 7,000 ชั่วโมง ในการวิเคราะห์ภาพเหล่านี้ จนสามารถเห็นได้ว่า ในภาพที่มีดาวฤกษ์ชื่อ Delta Geminorum ที่ถ่ายเมื่อวันที่ 23 มกราคม และ 29 มกราคม พ.ศ. 2473 มีจุดสลัวๆ จุดหนึ่งเคลื่อนที่ เขาจึงสรุปอย่างมั่นใจในวันที่ 18 กุมภาพันธ์ว่า เขาได้พบดาวเคราะห์ x ที่ทุกคนรอคอยว่าเป็นดาวเคราะห์ดวงใหม่ของสุริยจักรวาลในที่สุด วงการดาราศาสตร์ได้ตั้งชื่อดาวดวงใหม่นี้ว่า พลูโต Pluto ตามชื่อของเทพแห่งความตายของชาวโรมัน                ข่าวการค้นพบดาวพลูโตทำให้ Tombaugh มีชื่อเสียงมาก แต่เมื่อผู้พบดาวเคราะห์ดวงใหม่ยังเรียนหนังสือระดับปริญญาตรีไม่จบ ผู้อำนวยการหอดูดาวจึงให้ทุนแก่ Tombaugh ไปศึกษาต่อจนสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรี และโทที่มหาวิทยาลัย Arizona                นอกจากจะมีผลงานพบดาวพลูโตแล้ว Tombaugh ก็ยังเป็นบุคคลแรกที่รู้จากภาพถ่ายว่า กาแล็กซีต่างๆ มิได้อยู่กระจัดกระจายอย่างสม่ำเสมอในจักรวาล แต่อยู่กันเป็นกระจุก (supercluster) ซึ่งข้อสังเกตนี้ Edwin Hubble นักดาราศาสตร์ผู้มีชื่อเสียงมากในสมัยนั้น ได้กล่าวค้านแต่เมื่อถึงวันนี้ เรารู้แล้วว่าถึง Tombaugh จะมิได้เป็นด็อกเตอร์ แต่ก็รู้มากกว่าศาสตราจารย์ด็อกเตอร์ Hubble                Tombaugh ใช้ชีวิตกว่า 20 ปีสอนหนังสือที่มหาวิทยาลัย New Mexico State และได้จัดตั้งภาควิชาดาราศาสตร์ขึ้นที่นั่น จนเกษียณเมื่ออายุ 67 ปี แล้วใช้ชีวิตที่เหลือเขียนบทความ และเรียบเรียงหนังสือดาราศาสตร์ และได้จากโลกนี้ไปเมื่อวันที่ 17 มกราคม พ.ศ. 2540 ด้วยโรคหัวใจในวัย 90 ปี                และเมื่อถึงวันนี้ ดาวพลูโตที่ Tombaugh พบก็กำลังเป็นข่าวใหญ่อีก เพราะขณะนี้ยานอวกาศชื่อ New Horizons กำลังเดินทางไปสำรวจดาวพลูโต รวมทั้งดวงจันทร์บริวารของมันที่ชื่อ Charon และดวงจันทร์อีก 2 ดวงของพลูโตที่เพิ่งพบเมื่อปีกลายนี้ด้วย ยาน New Horizons จะใช้เวลาเดินทางนาน 10 ปี จึงจะถึงจุดหมายปลายทาง                สาเหตุหลักที่ทำให้ดาวพลูโตเป็นจุดสนใจของนักดาราศาสตร์มากคือ ในระยะ 2-3 ปีที่ผ่านมานี้ นักดาราศาสตร์ได้เห็นดาวใหม่ๆ ที่มีขนาดใหญ่และเล็กกว่าดาวพลูโต                โคจรรอบดวงอาทิตย์ที่ระยะไกล ยิ่งกว่าดาวพลูโตเสียอีก การเห็นดาวลักษณะเดียวกับพลูโตหลายดวงนี้ ทำให้นักดาราศาสตร์หลายคนคิดว่า เราไม่สมควรเรียกพลูโตว่าเป็นดาวเคราะห์อีกต่อไป แต่สมควรเรียกใหม่ว่าเป็นดาวที่โคจรไกลจากดวงอาทิตย์ยิ่งกว่าดาว Neptune แทน เพราะนักดาราศาสตร์ได้พบว่า ณ บริเวณไกลจากดวงอาทิตย์ยิ่งกว่าดาวพลูโต มีดาวใหญ่น้อยอีกเป็นจำนวนมากมาย เช่น เมื่อเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2548 ได้มีการพบดาว 2003 UB 313 ซึ่งมีเส้นผ่าศูนย์กลางยาว 2,700 กิโลเมตรที่นับว่าใหญ่กว่าดาวพลูโตเสียอีก การเห็นดาวเหล่านี้จึงทำให้นักดาราศาสตร์รู้ว่าในอนาคต เราจะเห็นดาวใหญ่น้อยเพิ่มอีกเป็นจำนวนมากที่โคจรอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ยิ่งกว่าดาวพลูโต เพราะนักดาราศาสตร์เรียกบริเวณดังกล่าวนี้ว่า Kuiper belt หรือแถบ Kuiper ซึ่งเป็นระยะที่ไกลตั้งแต่ 4,500 ล้านถึง 7,500 ล้านกิโลเมตร จากดวงอาทิตย์ ดังนั้น ดาวใดก็ตามที่โคจรในแถบ Kuiper เขาก็จะเรียกว่าเป็นดาวในแถบ Kuiper หรือ Kuiper Belt Object (KBO)                ในขณะที่วงการดาราศาสตร์กำลังอภิปรายและถกเถียงกันว่า ดาวพลูโตเป็นดาวเคราะห์หรือไม่นั้น Tombaugh ซึ่งกำลังป่วยหนัก รู้สึกอึดอึดใจ และไม่สบายใจมาก เพราะเขาคิดว่าพลูโตเป็นดาวเคราะห์ในประวัติศาสตร์ และสมควรเป็นดาวเคราะห์ต่อไปในอนาคต จึงเป็นว่าไม่ว่าวงการดาราศาสตร์จะตัดสินใจอย่างไรเกี่ยวกับสถานภาพของพลูโต โลกก็ต้องยอมรับว่า Tombaugh คือผู้พบดาวดวงนี้ และเขาคือนักดาราศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่คนหนึ่งของคริสต์ศตวรรษที่ 20 เพราะเป็นคนแรกที่เห็นดาวที่ขอบสุริยจักรวาล                การศึกษาดาวพลูโต ตลอดระยะเวลา 75 ปีที่ผ่านมานี้ จากกล้องโทรทรรศน์ Hubble ทำให้เรารู้ว่า พลูโตมีขนาดเล็กจนมองด้วยตาเปล่าไม่เห็น และวงโคจรของดาวเป็นวงรีที่มีระยะใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด = 4,437 ล้านกิโลเมตร ส่วนระยะไกลดวงอาทิตย์ที่สุดนั้น = 7,376 ล้านกิโลเมตร และที่ระยะไกลเช่นนี้ แสงจากดวงอาทิตย์ต้องใช้เวลานาน 4.5 ชั่วโมง จึงจะถึงดาวหรือถ้าเราสามารถยืนอยู่บนดาวได้ เราก็จะเห็นดวงอาทิตย์สว่างเพียง 0.001 เท่าของความสว่างที่เราเห็นบนโลก นอกจากนี้ นักดาราศาสตร์ก็ยังพบอีกว่า พลูโตมีความเร็วโดยเฉลี่ย = 4.74 กิโลเมตร/วินาที ด้วยความเร็วที่ช้า และระยะทางที่ไกลมาก ทำให้ดาวต้องใช้เวลาที่นานถึง 248 ปี จึงโคจรไปรอบดวงอาทิตย์ได้หนึ่งครั้ง และนั่นก็หมายความว่า หากเราสามารถมีชีวิตอยู่บนดาวพลูโตได้ อายุขัยของเราก็ประมาณ 80/248 0.3 ปีเท่านั้นเอง ข้อสังเกตที่น่าประหลาดใจอีกประการหนึ่งของพลูโตคือ ระนาบการโคจรของมันเอียงทำมุม 17.15 องศากับระนาบการโคจรของดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ทั้งหมด และเมื่อพลูโตมีมวล = 0.2% ของโลก และมีรัศมี = 37.4% ของโลก ดังนั้น ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่ผิวพลูโตจึงเท่ากับ 6.7% ของความเร่งที่ผิวโลก ซึ่งนั่นก็หมายความว่า คนที่หนัก 100 กิโลกรัม บนโลกจะหนักเพียง 6.7 กิโลกรัม บนดาวพลูโต หรือถ้าเราต้องการปาวัตถุให้หลุดพ้นจากสนามโน้มถ่วงของพลูโต เราต้องปาวัตถุนั้นด้วยความเร็ว 1.2 กิโลเมตร/วินาที                ข้อมูลที่ปรากฏ ณ วันนี้ยังแสดงให้เห็นอีกว่า อุณหภูมิที่ผิวดาวต่ำมาก และเปลี่ยนแปลงตั้งแต่ -240 องศาเซลเซียส จนกระทั่งถึง -210 องศาเซลเซียส การมีอุณหภูมิที่ต่ำเช่นนี้ ทำให้ก๊าซไนโตรเจน และมีเทนที่ผิวดาวจับตัวเป็นของแข็ง และประเด็นที่น่าสนใจอีกหนึ่งคือ ถึงแม้พลูโตจะเล็กกว่าโลก แต่พลูโตก็มีดวงจันทร์เป็นบริวารถึง 3 ดวงคือ Charon S/2005 P1 กับ S/2005 P2 ในขณะที่โลกมีดวงจันทร์เป็นบริวารแค่เพียงดวงเดียว                สำหรับดวงจันทร์ที่ชื่อ Charon นั้น นักดาราศาสตร์ชื่อ James Christy เป็นผู้พบในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2521 จึงตั้งชื่อดวงจันทร์ดวงนี้ตามชื่อของคนพายเรือนำวิญญาณของผู้ตายข้ามแม่น้ำ Styx สู่นรก Hades ในเทพนิยาย (อ่านต่ออังคารหน้า)                สุทัศน์ ยกส้าน ผู้เชี่ยวชาญพิเศษ สสวท