ดาวพลูโต

ลำดับตอนที่ #4 : Tombaugh พลูโตกับยาน New Horizons (จบ)

Tombaugh พลูโตกับยาน New Horizons (จบ)

โดย สุทัศน์ ยกส้าน

14 กุมภาพันธ์ 2549 09:22 น.

วิถ๊วงโคจรของยาน New Horizons

คลิกที่ภาพเพื่อดูขนาดใหญ่ขึ้น ยาน New Horizons

การศึกษาธรรมชาติของ Charon ทำให้เรารู้ว่า มันโคจรรอบพลูโต โดยใช้เวลา 6.1 วัน และหันหน้าด้านเดียวสู่พลูโตตลอดเวลา และเมื่อพูดถึงขนาด Charon มีเส้นผ่าศูนย์กลางยาว 1,260 กิโลเมตร ในขณะที่พลูโตมีเส้นผ่าศูนย์กลางยาว 2,300 กิโลเมตร ดังนั้น หากเปรียบเทียบดวงจันทร์กับโลก ซึ่งมีเส้นผ่าศูนย์กลางยาว 3,456 กับ 12,640 กิโลเมตรตามลำดับ Charon จึงมีขนาดค่อนข้างใหญ่ จนนักดาราศาสตร์บางคนคิดว่า พลูโตกับ Charon คื ดาวเคราะห์คู่ หาใช่ดาวเคราะห์กับดวงจันทร์ไม่ การวิเคราะห์องค์ประกอบของ Charon ทำให้เรารู้ว่า แกนของมันเป็นหิน และผิวมีน้ำแข็งปกคลุม ส่วนบรรยากาศนั้น เรายังไม่มีข้อมูลว่า มีหรือไม่มี                การศึกษาปรากฏการณ์ขณะดาวพลูโตโคจรตัดหน้าดาวฤกษ์ ได้ทำให้นักดาราศาสตร์รู้โดยการวัดความเข้มแสงที่ส่งมาจากดาวฤกษ์ผ่านขอบของดาวพลูโตมายังโลกว่า ดาวพลูโตมีบรรยากาศบ้าง และเป็นบรรยากาศที่ประกอบด้วยไนโตรเจน คาร์บอนมอนอกไซด์ และมีเทนเล็กน้อย ซึ่งบรรยากาศนี้มีความหนาแน่นที่แปรปรวน เพราะเวลาดาวพลูโตโคจรถอยห่างจากดวงอาทิตย์ อุณหภูมิบนดาวจะลดต่ำจน N, CH4 และ Co กลายเป็นของแข็ง แต่เวลาพลูโตโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ของแข็งเหล่านี้จะกลายสภาพเป็นก๊าซอีก ทำให้ผิวดาวเวลาดูด้วยกล้องโทรทรรศน์จากโลกมัวบ้าง และคมชัดบ้าง ทั้งนี้ขึ้นกับตำแหน่งของดาวพลูโตว่าอยู่ใกล้หรือไกลจากดวงอาทิตย์เพียงใด                เมื่อ 15 ปีก่อน วงการดาราศาสตร์รู้สึกกระวนกระวายใจมากที่ NASA ยังไม่ส่งยานอวกาศใดๆ ไปสำรวจดาวพลูโต ดังนั้น เมื่อ NASA ตัดสินใจอนุมัติโครงการยานอวกาศ New Horizons มูลค่า 2.4 หมื่นล้านบาท ส่งยานในปี 2549 เพราะถ้าช้ากว่านี้ ดาวพฤหัสบดีที่มีบทบาทมากในการส่งยานสู่เป้าหมาย จะอยู่ผิดตำแหน่ง ยานที่หนัก 450 กิโลกรัม ได้ออกเดินทางจาก Cape Canaveral แล้ว และกำหนดจะถึงดาวพลูโตในเดือนกรกฎาคมปี 2558 โดยจะโคจรผ่านดาวพฤหัสบดีด้วยความเร็ว 80,000 กิโลเมตร/ชั่วโมง และอาศัยแรงโน้มถ่วงที่มากมหาศาลของดาวเหวี่ยงยาน New Horizons มุ่งสู่พลูโต NASA ได้กำหนดให้ยานโคจรผ่านพลูโตที่ระยะใกล้ 9,600-10,000 กิโลเมตร บนยานมีอุปกรณ์วิทยาศาสตร์มากมาย เช่น อุปกรณ์ Pepssi ซึ่งจะทำหน้าที่ตรวจชนิดของโมเลกุลก๊าซที่กระเด็นจากผิว และบรรยากาศของดาวมี Swap ที่ทำหน้าที่วัดความเข้มสนามแม่เหล็กเพื่อศึกษาดูว่าความหนาแน่นบรรยากาศบนดาวเพิ่มขึ้น หรือลดลงด้วยความเร็วเท่าใด มี Lorri ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์สำหรับถ่ายภาพผิวดาวที่จะทำให้สามารถเห็นวัตถุที่มีขนาดใหญ่เท่าสนามฟุตบอลได้ชัด มี Rex ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ส่งคลื่นวิทยุลงไปวิเคราะห์องค์ประกอบ และอุณหภูมิของดาวมี Alice ซึ่งสามารถวิเคราะห์บรรยากาศเหนือดาว มี Ralph ซึ่งทำแผนที่ผิวดาว ทั้งพลูโตและ Charon ในสามมิติ มี SDC ซึ่งทำหน้าที่วัดความเข้มของฝุ่นอวกาศตลอดระยะเวลาเดินทางที่นานร่วม 10 ปี และมีพลูโทเนียมซึ่งเป็นธาตุกัมมันตรังสีที่จะให้พลังงานแก่ยาน เพราะขณะยานอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มาก พลังแสงอาทิตย์จะไม่เพียงพอให้ยานทำงานได้ และเพื่อเป็นการประหยัดพลังงาน อุปกรณ์วิทยาศาสตร์ต่างๆ บนยานจะถูกปิด และทุกปี NASA จะส่งสัญญาณไปบังคับให้ยานทำงานติดต่อกันนาน 50 วัน แล้วดับเครื่องอีก และเมื่อยานเดินทางผ่านพลูโตกับ Charon แล้ว ยานก็จะโคจรออกสู่อวกาศที่เวิ้งว้างต่อไป เพื่อค้นหาดาวบริวารของดวงอาทิตย์ในแถบ Kuiper Belt เพิ่มอีก                NASA หวังว่าภาพต่างๆ และข้อมูลทั้งหลายที่ได้จะละเอียดและครอบคลุมกว่าข้อมูลเดิม 1,000 เท่า จากนั้นข้อมูลจากยาน New Horizons ก็จะถูกส่งต่อไปยังสถานีรับสัญญาณที่ California, Spain และ Australia เพื่อรวมส่งสู่สถานีประมวลผลที่มหาวิทยาลัย John Hopkins                ในอดีต นักดาราศาสตร์รู้จักดาวเคราะห์ที่ไม่มีแสงในตัวเอง 2 รูปแบบ คือ (1) เป็นดาวที่มีหินแข็งและมีลักษณะกลม เช่น ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก และดาวอังคาร กับ (2) เป็นก๊าซที่ผิวดาวมิได้เป็นหินแข็ง ดาวเคราะห์ประเภทนี้ได้แก่ ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ Uranus และ Neptune ข้อมูลที่ได้จากพลูโต ณ วันนี้ ทำให้นักดาราศาสตร์ต้องทบทวนคำจำกัดความของดาวเคราะห์ใหม่ เช่น ถ้าให้คำจำกัดความว่า ดาวใดที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางยาวกว่า 1,000 กิโลเมตร เราจะถือว่า ดาวนั้นเป็นดาวเคราะห์ทันที ถ้าใช้คำจำกัดความนี้ พลูโต Charon เป็น แต่ดาวเคราะห์น้อยชื่อ Ceres ไม่เป็น ส่วน Sedna และดาว 2003 UB 313 เป็น นั่นก็หมายความว่า สุริยจักรวาลมีดาวเคราะห์เป็นบริวารมากกว่า 10 ข้อโต้แย้งจากฝ่ายที่ไม่เห็นด้วยกับคำจำกัดความนี้ก็คือ ตัวเลข 1,000 กิโลเมตร เป็นตัวเลขเลื่อนลอยที่ไม่มีหลักการ หรือถ้าเราใช้คำจำกัดความว่า ดาวเคราะห์ต้องกลม นั่นก็หมายความว่า ดาว Sedna, Ceres 2003 El 61, 2003 UB 313 จะเป็นดาวเคราะห์หมด และด้วยเหตุผลนี้ ดวงอาทิตย์จะมีดาวเคราะห์เป็นบริวารร่วมร้อย หรือถ้าเราให้คำจำกัดความว่า ดาวเคราะห์ต้องโคจรรอบดวงอาทิตย์ในลักษณะโดดเดี่ยว สุริยจักรวาลก็จะมีดาวบริวารเพียง 8 ดวง เพราะดาวพลูโตโคจรคู่กับ Charon เหล่านี้คือเหตุผลที่ทำให้คำจำกัดความของดาวเคราะห์ต้องได้รับการดัดแปลง                นอกจากประเด็นเรื่องชื่อว่า พลูโตเป็นดาวเคราะห์หรือไม่นั้น เป็นเรื่องน่าสนใจแล้ว นักดาราศาสตร์ก็ยังพบอีกว่า ดาวต่างๆ ที่อยู่ในแถบ Kuiper ซึ่งรวมทั้งพลูโตด้วย น่าสนใจมาก เพราะเมื่อสุริยจักรวาลถือกำเนิดเมื่อ 4,500 ล้านปีก่อน ขั้นตอนการอุบัติของดาวเคราะห์ยังไม่แจ่มชัดว่า จากก๊าซร้อนดาวเคราะห์ขนาดต่างๆ ถือกำเนิดได้อย่างไร ดังนั้น การได้เห็นพลูโตที่ระยะใกล้มาก จะให้ข้อมูลแก่นักดาราศาสตร์ว่า โลกยุคแรกๆ มีลักษณะอย่างไร สุริยจักรวาลเมื่อ 4,000 ล้านปีก่อน มีรูปลักษณ์อย่างไร                การรู้ว่าโมเลกุลของบรรยากาศพุ่งหนีจากบรรยากาศของพลูโตอย่างไร จะทำให้นักวิทยาศาสตร์รู้ว่า บรรยากาศยุคแรกๆ ของโลกเป็นอย่างไร และชีวิตบนโลกอุบัติได้อย่างไร                ยานอวกาศ New Horizons จะตอบปัญหาเหล่านี้ รวมทั้งให้ข้อมูลด้านหลุมอุกกาบาต และความหนาแน่นของหลุม ฯลฯ การรู้องค์ประกอบของดาวจะทำให้รู้ว่าปฏิกิริยาเคมีที่อุณหภูมิต่ำมากๆ บนดาว และดาวที่อยู่ในแถบ Kuiper ถือกำเนิดได้อย่างไร ซึ่งเป็นเรื่องที่น่าสนใจมาก                เพราะนักดาราศาสตร์หลายคนเชื่อว่า เวลาดาวในแถบ Kuiper พุ่งชนโลก โมเลกุลของน้ำ และไฮโดรคาร์บอนที่มีบนดาวจะให้กำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลก                การเห็นสิ่งเหล่านี้ จะทำให้เรารู้ว่า ความคิดหรือความรู้นี้ถูกหรือผิด หรือต้องปรับเปลี่ยนอย่างไร                สุทัศน์ ยกส้าน ผู้เชี่ยวชาญพิเศษ สสวท