ยาน OSIRIS-REx ศึกษาโอกาสที่ดาวเคราะห์น้อย Bennu จะชนโลกในปี 2135 ผลจาก Yarkovsky Effect

หลังจากที่ยาน OSIRIS-REx ได้เก็บตัวอย่างของดาวเคราะห์น้อย Bennu สำเร็จและกำลังอยู่ระหว่างการเดินทางกลับมายังโลกนั้น ระหว่างการรอเก็บตัวอย่าง OSIRIS-REx ได้บินโคจรรอบ Bennu ในระยะใกล้มากกว่า 2 ปี และใน 2 ปีนี้เอง มันได้ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับดาวเคราะห์น้อย Bennu ที่ขึ้นชื่อว่าเป็นหนึ่งในวัตถุใกล้โลกที่อันตรายที่สุด และหนึ่งในข้อมูลที่มันได้มาก็คือ “Bennu จะชนโลกหรือไม่”

อ้างอิงจากงานวิจัย Ephemeris and hazard assessment for near-Earth asteroid (101955) Bennu based on OSIRIS-REx data นั้น นักวิจัยได้ใช้ข้อมูลการติดตามการเคลื่อนที่ของยาน OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security-Regolith Explorer) เพื่อศึกษาการเคลื่อนที่ของดาวและความเป็นไปได้ที่มันจะชนเข้ากับโลกในช่วงระยะเวลาปี 2100 ถึงปี 2300 ซึ่งช่วยลดความไม่แน่นอนของวงโคจรของมัน และช่วยให้เราสามารถทราบโอกาสที่ Bennu จะมีวงโคจรที่เป็นอันตรายต่อโลกได้ที่ช่วงความเชื่อมั่นที่สูงขึ้นล่วงหน้า

ภาพจำลองของยาน OSIRIS-REx เหนือพื้นผิวดาวเคราะห์น้อย Bennu – ที่มา NASA/Goddard/University of Arizona

ในปี 2135 นั้น นักวิทยาศาสตร์พบว่า Bennu จะโคจรเข้าใกล้โลกเป็นรอบแรก (นับตั้งแต่ตอนนี้) ซึ่งปกติแล้ววัตถุใกล้โลกหรือ near-Earth object (NEO) จะไม่ค่อยทำอันตรายกับโลกเราเท่าไหร่ มีเพียงส่วนน้อยเท่านั้นที่มีอันตรายจริง ๆ ถึงกระนั้นก็ตาม เราก็ยังจะต้องเข้าใจความเสี่ยงที่ Bennu จะเป็นอันตรายขึ้นมาจริง ๆ อยู่ดี เนื่องจากตอนนี้มันอาจจะยังไม่เป็นอันตราย แต่ด้วยปัจจัยมากมายไม่ว่าจะเป็นอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของโลกและวัตถุอื่น ๆ ที่อาจเบนวงโคจรของ Bennu ให้เข้าใกล้โลกยิ่งกว่าเดิมได้

ภาพของดาวเคราะห์น้อย Bennu จากยาน OSIRIS-REx ซึ่งเป็นภาพที่ประกอบขึ้นมาจากภาพส่วนของดาวเคราะห์น้อยเล็ก ๆ จำนวนมากที่ถ่ายระหว่างการสำรวจกว่า 2 ปี รวมขึ้นมาเป็นภาพเดียว – ที่มา NASA/Goddard/University of Arizona

จากการสำรวจและวิเคราะห์ด้วยเครือข่าย Deep Space Network (DSN) ของ NASA พบว่าโอกาสที่ Bennu จะชนโลกในช่วงปี 2300 อยู่ที่ประมาณ 1 ใน 1,750 หรือ 0.057% นอกจากนี้ยังพบด้วยว่าในวันที่ 24 กันยายน 2182 ซึ่งถือเป็นการคาดการณ์ที่แม่นยำที่สุดอันหนึ่ง (เพราะระบุได้ถึงวันเวลา) นั้น Bennu มีโอกาสชนโลกที่ประมาณ 1 ใน 2,700 หรือ 0.037%

ซึ่งโอกาสระดับ 1 ใน 1000 ขึ้นไปนั้นถือเป็นโอกาสที่น้อยมาก แต่ถ้านำค่าความเป็นไปได้เหล่านี้ไปเทียบกับวัตถุใกล้โลกอื่น ๆ แล้ว Bennu ถือว่าอันตรายมากที่สุดเทียบพอ ๆ กับ (29075) 1950 DA ที่เคยมีโอกาสชนโลกมากที่สุดถึง 1 ใน 300 แต่ถูกประเมินใหม่หลายครั้งจนความเป็นไปได้ที่มันจะชนโลกเหลือเพียง 1 ใน 8,300 หรือ 0.012%

การศึกษาความเป็นไปได้ที่ Bennu จะชนโลกโดย OSIRIS-REx

ก่อนที่ OSIRIS-REx จะเดินทางออกจาก Bennu เพื่อกลับโลกในวันที่ 10 พฤษภาคม 2021 นั้น มันได้ใช้เวลากว่า 2 ปีบินเหนือ Bennu ที่ระยะใกล้มาก ๆ เพื่อศึกษาขนาด รูปร่าง มวล และส่วนประกอบของมัน รวมถึงลักษณะของวงโคจรและการหมุนรอบตัวเองของมันซึ่งล้วนแต่มีผลต่อปรากฏการณ์หนึ่งที่เรียกว่า Yarkovsky Effect อันเป็นปรากฏการณ์ที่สามารถเปลี่ยนทิศทางของดาวเคราะห์น้อยได้จากการคายพลังงานที่รับมาจากแสงอาทิตย์

ภาพจำลองยาน OSIRIS-REx ขณะกำลังโคจรรอบ ๆ ดาวเคราะหืน้อย Bennu – ที่มา NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

ปรากฏการณ์นี้เองที่ทำให้เราไม่สามารถระบุได้ชัดเจนว่าวัตถุไหนจะชนโลกหรือไม่ชนโลก เพราะการสังเกตปรากฏการณ์นี้ใช้ Time Scale ที่ใหญ่มากในระดับทศวรรษถึงศตวรรษถึงจะเริ่มเห็นผลการเปลี่ยนแปลงในวงโคจรเพียงเล็กน้อย

Yarkovsky Effect นั้นคือปรากฏการณ์ที่เกิดจากการรับความร้อนแล้วคายความร้อนจากดวงอาทิตย์ของดาวเคราะห์น้อยโดยเฉพาะดาวเคราะห์น้อยที่มีการหมุนรอบตัวเองซึ่งจะทำให้เกิดการรับและคายความร้อนในคนละด้านกันเกิดเป็นแรงขับเคลื่อนขนาดเล็กเกิดขึ้นซึ่งทำให้วงโคจรของวัตถุเปลี่ยนแปลงได้

อ่าน – รู้จัก Yarkovsky Effect แรงจากความร้อนที่มีผลต่อการโคจร นอกเหนือจากกฎของนิวตัน

วิดีโอแสดงการเกิดปรากฏการณ์ Yarkovsky Effect – ที่มา NASA

จากการศึกษาโดย OSIRIS-REx กับดาวเคราะห์น้อย Bennu ในด้านการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจาก Yarkovsky Efect นั้นพบว่าแรงจาก Yarkovsky Effect ที่กำลังผลักดาวเคราะห์น้อย Bennu อยู่เท่ากับน้ำหนักขององุ่นสามลูกบนโลกที่วางไว้อยู่บนพื้นเท่านั้น ซึ่งถือว่าเป็นแรงที่น้อยมาก แต่อย่าลืมว่า Bennu จะถูกแรงอันเล็กน้อยนี้กระทำตลอดเวลา และยิ่งมันอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากเท่าไหร่ แรงนี้ก็จะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ

นอกจากนี้ Bennu จะทำ Close Approach เข้าใกล้โลกครั้งแรกในปี 2135 ซึ่งระหว่างที่มันโคจรผ่านโลกนั้นมันอาจจะผ่านสิ่งที่เรียกว่า “Gravitational Keyhole” ที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงของโลกกระทำต่อวัตถุที่มาผ่านมัน

ภาพจำลอง “Gravitational Keyhole” ของโลกที่ดาวเคราะห์น้อย Bennu ผ่าน – ที่มา NASA Goddard Space Flight Center

พูดง่าย ๆ ก็คือเหมือนเป็นประตูหลาย ๆ บานเรียงกันซึ่งประตูเหล่านี้เป็นประตูที่แรงโน้มถ่วงของโลกมีอิทธิพลมากพอที่จะเบี่ยงวงโคจรของวัตถุ และแต่ละประตูก็มีผลต่อวงโคจรของวัตถุแตกต่างกัน ยกตัวอย่างเช่น ถ้าผ่านประตู A วงโคจรอาจจะเบี่ยงไปจากที่คำนวณไว้ 5 องศา ถ้าผ่านประตู B วงโคจรอาจจะเบี่ยงไป 10 องศา ที่เป็นเช่นนี้เพราะว่าแต่ละตำแหน่งของประตูนั้น แรงโน้มถ่วงของโลกมีอิทธิพลที่ต่างกัน ตรงประตู B แรงโน้มถ่วงของโลกรุนแรงกว่าตรง A ทำให้มันเบี่ยงวงโคจรของวัตถุได้มากกว่า เป็นต้น

เป็นไปได้ที่ดาวเคราะห์น้อย Bennu เมื่อมันเดินทางมาเข้าใกล้โลกในปี 2135 แล้ว วงโคจรของมันถูกปัจจัยเล็ก ๆ น้อยเหล่านี้กระทำ ทำให้วงโคจรของมันอาจจะผ่าน Keyhole ที่ดันลากวงโคจรในการบินกลับมาโลกใหม่ให้ใกล้ยิ่งขึ้นและเพิ่มความเสี่ยงต่อการชนโลกของมันไปด้วย หรือมันอาจจะพลาด Keyhole เหล่านี้ไปอย่างสิ้นเชิงแล้วทำให้วงโคจรของมันก็ยังเป็นแบบที่คำนวณไว้อยู่ก็ได้เช่นกัน

การศึกษา Bennu อย่างใกล้ชิดช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถลดจำนวนของ Keyhole เหล่านี้ลงได้ซึ่งหมายความว่าความไม่แน่นอนในวงโคจรของ Bennu ก็ลดไปด้วยเพราะมี Scenario ที่จะเกิดขึ้นน้อยลง อธิบายง่าย ๆ ก็คือจาก 50 ผลลัพธ์ที่อาจเกิดขึ้นได้ลดเหลือเป็น 10 ผลลัพธ์ที่อาจเกิดขึ้นได้นั่นเอง

แต่ก็ยังไม่นับรวมถึงแรงโน้มถ่วงของวัตถุท้องฟ้าอื่น ๆ อันมีอิทธิพลมากพอที่จะรบกวนวงโคจรของ Bennu ได้ เช่น ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดาวเคราะห์น้อยดวงอื่น ๆ ระหว่างทาง หรือแม้แต่ฝุ่นระหว่างดวงดาวที่ล้วนแต่สามารถรบกวนวงโคจรของมันได้นั่นเอง ซึ่งปัจจัยเหล่านี้นำมาคำนวณร่วมกันได้ยากพอสมควร อย่างน้อยที่สุดคือต้องอาศัยการจำลองทางคอมพิวเตอร์

ภาพจำลองแสดง Spacetime Curvature ของดวงจันทร์และโลก – ที่มา NASA Goddard Space Flight Center

และความ Sensitive ของวงโคจรของ Bennu นี่เองที่ทำให้ NASA ต้องไปศึกษาและออกมาบอกว่าการเก็บตัวอย่าง Touch-And-Go (TAG) ของ OSIRIS-REx บนดาวเคราะห์น้อย Bennu เมื่อวันที่ 20 ตุลาคม 2020 นั้นมีผลต่อวงโคจรของมันน้อยมากจนแทบละเลยผลจากการเก็บตัวอย่างไปได้เลย

นับเป็นครั้งแรกที่ได้มีการศึกษาวัตถุที่อาจเป็นอันตรายต่อโลก (Potentially Hazardous Object) เพื่อคำนวณความเป็นไปได้ที่มันจะทำอันตรายต่อโลกในอนาคตอย่างใกล้ชิด ถึงแม้โอกาสมันจะน้อยมากและผู้คนในยุคนี้อาจจะอยู่ไม่ทันเห็นการ Flyby ที่อันตรายที่สุดครั้งหนึ่งของดาวเคราะห์น้อย แต่คนใน Generation ต่อไปก็สามารถพูดได้ว่ามนุษย์เคยนำยานไปศึกษาดาวเคราะห์น้อยดวงนี้ครั้งที่มันอยู่ห่างออกไปจากเรากว่า 300 ล้านกิโลเมตรมาแล้ว

เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO

อ้างอิง

NASA Spacecraft Provides Insight into Asteroid Bennu’s Future Orbit

Ephemeris and hazard assessment for near-Earth asteroid (101955) Bennu based on OSIRIS-REx data

เราใช้คุกกี้เพื่อพัฒนาประสิทธิภาพ และประสบการณ์ที่ดีในการใช้เว็บไซต์ของคุณ คุณสามารถศึกษารายละเอียดได้ที่ นโยบายความเป็นส่วนตัว และสามารถจัดการความเป็นส่วนตัวเองได้ของคุณได้เองโดยคลิกที่ ตั้งค่า

Privacy Preferences

คุณสามารถเลือกการตั้งค่าคุกกี้โดยเปิด/ปิด คุกกี้ในแต่ละประเภทได้ตามความต้องการ ยกเว้น คุกกี้ที่จำเป็น

Allow All
Manage Consent Preferences
  • Always Active

Save