Haumea ดาวไกลโพ้นกับวงแหวนที่เพิ่งค้นพบ

Written by STORIES

ห่างออกไปเลยวงโคจรของดาวเนปจูนและพลูโต หกพันล้านกิโลเมตรจากดวงอาทิตย์บริเวณที่เกือบจะถูกเรียกว่าเป็นขอบของระบบสุริยะนี้เป็นที่อยู่ของวัตถุที่มีชื่อว่า Haumea ดาวเคราะห์แคระขนาดกกว่าสองพันกิโลเมตรของมัน อาจจะทำให้มันเป็นเพียงวัตถุขนาดเล็กที่โคจรรองดวงอาทิตย์ หากแต่ว่าวงโคจรของมันนั้น โคจรรอบดวงอาทิตย์หนึ่งรอบใช้เวลามากถึง 284 ปี ยังไม่นับรวมวงโคจรสุดแปลกของมันที่ทำมุมกับระนาบการโคจรของดาวเคราะห์ต่าง ๆ มากกว่าดาวเคราะห์แคระพลูโตเสียอีก

วันที่ 12 ตุลาคม ปี 2017 ได้มีการตีพิมพ์ถึงการค้นพบวงแหวนของดาวปริศนานี้ลงในวารสาร Nature ทำให้ความสงสัยต่อวัตถุชิ้นนี้เพิ่มมากขึ้นหลายเท่า แต่ก่อนเราจะมาศึกษาเรื่องราวของการค้นพบ Huamea ดาวปริศนา ณ ขอบของระบบสุริยะอันไกลโพ้นนี้

28 ธันวาคมปี 2004 นักวิทยาศาสตร์ Mike Brown แห่ง California Institute of Technology ได้ค้นพบวัตถุชิ้นหนึ่งจากภาพที่ถูกถ่าย ณ หอดูดาว Palomar ในมลรัฐแคลิฟอร์เนีย 6 เดือนก่อนหน้านี้ ในตอนแรก Brown และทีมเชื่อว่าวัตถุนี้จะมีขนาดใหญ่พอที่จะถูกจัดให้เป็นดาวเคราะห์ดวงที่ 10 (เมื่อนับรวมดาวพลูโต ณ ตอนนั้น) พวกเขาตั้งชื่อให้วัตถุนี้ว่า Santa พวกเขายังคงไม่มั่นใจถึงขนาดที่แท้จริงของวัตถุนี้ เนื่องจากวัตถุที่อยู่ ณ ปลายขอบระบบสุริยะห่างออกไปเช่นนี้แสงของมันช่างริบหรี่นัก

อันที่จริง Michael E. Brown ก็คือนักวิทยาศาสตร์คนเดียวกับที่เสนอให้ตัดพลูโตออกจากการเป็นดาวเคราะห์ให้กลายเป็นเพียงวัตถุ TNOs หรือ Trans-Neptunian objects ซึ่งเขาก็ได้เขียนเรื่องราวเกี่ยวกับเขาและวัตถุ TNOs ต่าง ๆ ไว้ในหนังสือ How I Killed Pluto and Why It Had It Coming ของเขา

ภาพถ่ายของ Haumea จาก Keck Telescope ที่มา – Caltech

Brown ต้องการเข้าใจถึงธรรมชาติของวัตถุชิ้นนี้ก่อนที่เขาจะป่าวประกาศการค้นพบให้โลกรู้ พวกเขาใช้เวลาหลายเดือนในการศึกษาทำให้พวกเขาได้ค้นพบดวงจันทร์บริวารของ Huamea รวมถึงทราบว่า Huamea นั้นมีส่วนประกอบเป็นหินแทน และมีก้อนน้ำแข็งรอบ ๆ ซึ่งคาดว่าน่าจะเกิดจากการชนโดยวัตถุอื่น ทำให้เศษของมันแตกกระจายออกไป

ฮีอีอากา และนามากา คือชื่อของดวงจันทร์ที่ถูกค้นพบ ตามความเชื่อแล้วเฮาเมอาเป็นเทพีแห่งความอุดมสมบูรณ์ พระองค์ทรงให้กำเนิดเด็ก ๆ จากชิ้นส่วนร่างกายของพระองค์เอง กลุ่มของก้อนน้ำแข็งที่เชื่อว่าแตกออกมาตอนที่มันถูกวัตถุบางอย่างพุ่งชนทำให้ชื่อ Huamea นับว่าสามารถบ่งบอกธรรมชาติของดาวดวงนี้ได้อย่างดีเลยทีเดียว

บทคัดยอได้ถูกเผยแพร่ออนไลน์เป็นครั้งแรกเมื่อวันที่ 20 กรกฏาคมปี 2005 ด้วยรหัส K40506A หลังจากที่ได้มีกายเผยแพร่ออกไป นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากได้ทำการศึกษาภาพถ่ายวัตถุท้องฟ้าอีกหลายใบ หนึ่งในนั้นคือภาพถ่ายจาก Sierra Nevada Observatory ของประเทศสเปน นำโดย José Luis Ortiz Moreno ที่พวกเขาถ่ายได้ในปี 2003 หลังจากที่ได้ทำการเปรียบเทียบกันดูแล้ว พวกเขาก็ได้มั่นใจว่า Huamea นั้น ถูกถ่ายภาพได้ตั้งแต่ปี 2003 ทีมจาก Sierra Nevada ทำการอีเมลไปยัง Minor Planet Center แห่ง สหพันธ์ดาราศาสตร์สากล Huamea นั้น พูดได้อีกมุมนึงว่าถูกค้นพบเมื่อปี 2003 และได้เลขรหัสว่า 2003 EL61

ภาพแสดงขนาดของดาวเคราะห์แคระต่าง ๆ ที่มา – Phys.org

นักดาราศาสตร์จากทั่วโลกค้นพบดาวเคราะห์แคระอีกหลายดวงตามมา เช่น Eris และ Makemake ในปี 2005 (ทำให้ Pluto ถูกถอดออกจากการเป็นดาวเคราะห์แล้วจัดให้อยู่ในกลุ่มดาวเคราะห์แคระกับดาวที่เพิ่งค้นพบใหม่)

แม้ภายหลังจะสรุปได้ว่า Huamea ถูกค้นพบที่ Sierra Nevada แต่ผู้ที่พยายามจัดจำแนก Huamea ก่อนกลับกลายเป็น Caltech ในปี 2006 ทีม Caltech ได้ทำการส่งหนังสือไปยัง IAU ว่าด้วยการตั้งชื่อดาวเคราะห์แคระ 2003 EL61 ด้วยชื่อเทพเจ้าตามตำนานฮาวาย และได้ตั้งชื่อ 2003 EL61 ว่า Huamea ในที่สุด

Huamea เป็นหนึ่งในดาวเคราะห์แคระที่มีลักษณะพิเศษหลายอย่าง รูปร่างที่กว้างและยาวไม่เท่ากันทำให้มันดูเหมือนเป็นก้อนหินก้อนหนึ่ง ต่างจากดาวเคราะห์ที่มีรูปร่างเป็นทรงกลม นักวิทยาศาสตร์อธิบายเหตุผลข้อนี้ว่าเกิดจากตอนที่มันถูกชน มันได้หมุนตัวอย่างรวดเร็วมาจนถึงปัจจุบัน ด้วยเหตุนี้นอกจากจะทำให้ Huamea กลายเป็นวัตถุขนาดใหญ่ที่หมุนรอบตัวเองได้เร็วที่สุดแล้ว (มันหมุนรอบตัวเองหนึ่งครั้งใช้เวลาเพียง 3 วัน) ยังทำให้มันมีรูปทรงที่รียาวเช่นนี้อีกด้วย

นักดาราศาสตร์เข้าใจธรรมชาติของ Huamea ขึ้นเรื่อย ๆ จากการถ่ายภาพด้วยกล้องโทรทรรศน์ต่าง ๆ ทั้งบนโลกและอวกาศ กล้องโทรทรรศน์อวกาศ  ในปี 2010 กล้องโทรทรรศน์อวกาศ Herschel และ Splitzer ได้ทำให้เราสามารถคาดประมาณขนาดของมันได้อย่างแม่นยำ รวมถึงการวิเคราะห์เชิงเคมี ก็ทำให้เราคาดคะแนนการถูกพุ่งชนของมันได้ว่าเกิดขึ้นเมื่อประมาณหนึ่งร้อยล้านปีที่แล้ว

ภาพจำลองวงแหวนของ Haumea ที่มา – IAA-CSIC/UHU

การค้นพบล่าสุดเกี่ยกวับ Huamea คือเรื่องวงแหวนของมัน ตามที่ได้กล่าวในข้างต้นตุลาคม 2017 การค้นพบใหม่เกี่ยวกับ Huamea ได้เกิดขึ้นเมื่อนักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตการเคลื่อนที่ตัดหน้าดาวพื้นหลังเมื่อทำการสังเกตจากโลก เรื่องราวเริ่มต้นตั้งแต่ในเดือนมกราคมที่ผ่านมา ได้มีการทำนายว่า Haumea จะทำการเคลื่อนที่ตัดผ่านดาวฤกษ์ที่อยู่ด้านหลังของมัน การเกิดอุปราคานี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาถึงโครงสร้างต่าง ๆ ของดาวได้ การตัดผ่านเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 21 มกราคม 2017 พวกเขาได้ใช้กล้องโทรทรรศน์จำนวน 11 ตัวรอบโลกทำการจับภาพ

โดยปกติแล้วนักดาราศาสตร์ไม่สามารถศึกษาโครงสร้างและรูปร่างของวัตถุพ้นวงโคจรเนปจูนได้โดยอาศัยการสะท้อนแสงจากดวงอาทิตย์เนื่องจากพวกมันมีขนาดเล็กมาก พวกเขาต้องรอให้มันเคลื่อนที่ผ่านดาวฤกษ์พื้นหลังแล้วทำการวัดว่าแสงของดาวพื้นหลังหรี่ลงไปมากน้อยแค่ไหน และด้วยองศาที่ต่างกันของกล้องโทรทรรศน์ทั้ง 11 ตัว ทำให้มันสามารถสร้างภาพจำลองคร่าว ๆ จากกราฟที่วัดความสว่างของดาวฤกษ์พื้นหลัง

กราฟเปรียบเทียบความสว่างของดาวที่หรี่ลงเมื่อ Haumea เคลื่อนผ่าน ที่มา – IAA-CSIC/UHU

ข้อมูลที่ได้ปรากฏว่าแสงของดาวพื้นหลังมีการหรี่ลงก่อนและหลัง Haumea จะทำการเคลื่อนที่ผ่าน ทำให้เมื่อนำมาสร้างเป็นแบบจำลองสามมิติแล้ว เราจะพบว่า Haumea มีโครงสร้างบางอย่างรอบตัวมัน ซึ่งนั่นก็คือวงแหวนนั่นเอง วงแหวนนี้มีความกว้าง 70 กิโลเมตร และมีเส้นรอบวงอยู่ที่ 2,287 กิโลเมตร โดยวงแหวนนี้โคจรรอบ Haumea ด้วยความเร็วการหมุนรอบสั้นกว่าที่ Huamea หมุนรอบตัวเองอยู่ที่ 3 ต่อ 1 นั่นหมายความว่า Huamea จะทำการหมุนรอบตัวเองไปแล้ว 3 รอบ (9 วันโลก) วงแหวนถึงจะหมุนรอบ Huamea ครบ 1 รอบ

David Rabinowitz นักดาราศาสตร์จาก Yale University ได้กล่าวกับ Space.com ว่า การค้นพบวงแหวนนั้นส่วนมากแล้วจะมีความเกี่ยวข้องกับเศษสะเก็ดของดาวแม่ที่อาจจะเกิดจากการพุ่งชนของวัตถุบางอย่าง แต่อย่างไรก็ตามนักดาราศาสตร์ยังไม่สามารถสรุปได้ทันทีทันใดว่าวงแหวนของ Haumea นี้เกิดขึ้นจากอะไรกันแน่

Haumea นั้น ไม่ใช่วัตถุขนาดเล็กที่สุดที่มีวงแหวน และก็ไม่ใช่วัตถุเดียวในแถบไคเปอร์ที่มีวงแหวนด้วย ในปี 2013 ได้มีการค้นพบวงแหวนกว้าง 300 กิโลเมตร ล้อมรอบดาวเคราะห์น้อย Chariklo และในปี 2015 ก็ได้มีการค้นพบวงแหวนของดาวเคราะห์น้อย Chairon เช่นกัน รวมถึงวัตถุในแถบไคเปอร์อย่าง Centaurs ก็มีวงแหวนเช่นเดียวกัน

นักดาราศาสตร์ยังคงต้องวิเคราะห์กันต่อไปด้วยข้อมูลจากทั้งกล้องโทรทรรศน์ภาพพื้นดินและกล้องโทรทรรศน์อวกาศเพื่อทำการไขปริศนา แต่หากจะมีการส่งยานไปสำรวจ Haumea อาจจะต้องใช้เวลานานถึง 15 ปีในการเดินทางโดยประมาณ ความยากของภารกิจนี้ยังไม่รวมถึงการจัดการเชื้อเพลิง พลังงาน และการส่งข้อมูลกลับมายังโลกซึ่ง ณ เทคโนโลยีปัจจุบัน ยังไม่สามาถตอบโจทย์ได้อย่างเต็มที่ และต้องรอการพัฒนาด้านการสำรวจอวกาศต่อไป

สรุปเนื้อหาสั้น ๆ

  • มีการค้นพบวงแหวนของ Haumea
  • การค้นพบเกิดจากการใช้กล้องโทรทรรศน์ 11 ตัว ณ มุมที่แตกต่างกันของโลก เฝ้าสังเกตการเคลื่อนที่ผ่านดาวพื้นหลัง
  • แสงที่ลดลงทำให้ทราบได้ว่า Haumea มีวงแหวนกว้าง 70 กิโลเมตร
  • ยังไม่ทราบว่าเกิดขึ้นจากอะไรกันแน่ แต่คาดว่าน่าจะเกิดจากการพุ่งชนของวัตถุบางอย่าง

 

อ้างอิง

JPL – Haumea

Nature -The size, shape, density and ring of the dwarf planet Haumea

News Scientist – Controversial Dwarf Planet Finally Named Haumea

 

Last modified: December 10, 2017

Pichsinee P., I love you forever.