สำรวจดาวพลูโต

วันที่ 18 กุมภาพันธ พ.ศ. 2473 นับเปนวันสําคัญวันหนึ่งของวงการดาราศาสตร เพราะในคืนวัน นั้น Clyde Tombaugh ซึ่งทํางานประจําอยูที่หอดูดาว Lovell ในรัฐ Arizona ของสหรัฐอเมริกาไดเห็น ดาวเคราะหดวงที่ 9 ของสุริยจักรวาล

50 ปหลังจากที่เรารูวา ดาวพลูโตเปนดาวบริวารดวงหนึ่งของดวงอาทิตย ไดมีการประชุมนานาชาติ เรื่องดาวพลูโตที่ New Mexico State University งานประชุมครั้งนั้นใชเวลาเพียง 1 วันก็เลิก เพราะในสมัยนั้นไมมีใครรูขอมูลอะไรๆ ที่เกี่ยวกับดาวพลูโตมากเลย

มาบัดนี้ นักวิทยาศาสตรไดรูธรรมชาติของ ดาวพลูโตมากขึ้นจากเดิมหลายแสนเทา แต กระนั้นทุกคนก็ตระหนักดีวาที่วารูนั้น แทจริงก็ยัง ไมรูไมเพียงพอเลย ปจจุบันเรารูวาพลูโต เปนดาวเคราะหดวงที่เล็กที่สุด และเย็นที่สุดของสุริยจักรวาล ดาวดวงนี้ มีเสนผาศูนยกลางยาว 2,280 กิโลเมตร และมีนํ้ าหนักเพียง 0.2% ของโลกเทานั้นเอง อุณหภูมิที่ผิว ดาวโดยเฉลี่ยเย็นประมาณ -235 องศาเซลเซียส พลูโตมีดวงจันทรเปน บริวารเพียงดวงเดียว ชื่อ Charon ตามปกติพลูโตจะอยูไกลจากดวงอาทิตยมากที่สุด แตจากการที่วงโคจรของมันเปนวงรีมาก ไดทํ าใหใน ระหวางป พ.ศ. 2522-2542 ดาวพลูโตอยูใกลดวงอาทิตยมากกวาดาวเนปจูนเสียอีก ดาวพลูโตใชเวลานาน 248 ป ในการโคจรรอบดวงอาทิตยหนึ่งรอบ และนั่นก็หมายความวานับตั้งแตวันที่ Tombaugh เห็นดาว พลูโตแลว พลูโตก็ยังโคจรไปไมครบรอบดวงอาทิตยเลย เพราะเหตุวาดาวดวงนี้อยูไกลจากโลกมากจึงทํ าให ดาวพลูโตไดรับ "เกียรติ" วาเปนดาวเคราะหดวงเดียวเทานั้นที่ NASA ยังไมเคยสงยานไปสํ ารวจเลย

ถึงอยางไรก็ตาม ภาพของดาวพลูโตที่กลองโทรทัศน Hubble ไดถายไวแสดงใหเห็นวา พลูโตโคจร รอบตัวเองหนึ่งรอบโดยใชเวลานาน 6 วัน 9 ชั่วโมง และขั้วของดาวนั้นสวางสดใส แตบริเวณเสนศูนยสูตร จะทึบกวา นักวิทยาศาสตรหลายคนคิดวาพื้นผิวของดาว คงถูกกาซ methane ที่ไดกลายเปนนํ้ าแข็งไปหมด แลวปกคลุม นอกจากนี้ นักดาราศาสตรยังไดสังเกตเห็นวาบนดาวพลูโตมีบรรยากาศอีกดวย ซึ่งบรรยากาศ นี้คงจะเกิดจากการกลั่นตัวของกาซบนพลูโตเปน หิมะตกลงสูผิวดาว ขณะดาวโคจรถอยหางจากดวงอาทิตย ไป แตเมื่อมันโคจรเขาใกลดวงอาทิตยอีก นํ้ าแข็งบนดาวก็จะระเหยขึ้นไปเปนบรรยากาศของดาวพลูโตอีก วาระหนึ่ง

ขอมูลของดาวพลูโตที่ได ทําใหนักวิทยาศาสตรประหลาดใจมีมากมาย เชน การที่ดาวพลูโตมีวงโคจร เปนวงรีมาก เพราะตามปกติแลวดาวเคราะหวงนอก (เชน ดาวเนปจูน ยูเรนัส เสาร และพฤหัสบดี) ทุกดวงมี วงโคจรรอบดวงอาทิตยที่เกือบจะเปนวงกลม แตวงโคจรของพลูโตนั้นรีมาก โดยมีระยะใกลสุด 4,500 ลาน กิโลเมตรและไกลสุด 7,500 ลานกิโลเมตร นอกจากคุณสมบัติดานความรีแลว ระนาบการโคจรของดาว พลูโตก็เอียงทํามุมถึง 17 0 กับระนาบการโคจรของดาวเคราะหดวงอื่นๆ ทั้งสุริยจักรวาลอีก

การศึกษาขนาดของดาวพลูโต โดยกลองโทรทัศนบนโลกก็เปนเรื่องที่ทําไดยาก เพราะแสงจากดาว เมื่อ ผานชั้นบรรยากาศของโลกจะหักเห ทํ าใหดาวพลูโตดูมีขนาดใหญกวาความเปนจริง และเมื่อบรรยากาศของ โลกมีการแปรปรวนดวยอิทธิพลของฝน พายุ และเมฆ การรูขนาดที่ถูกตองของดาวที่มีขนาดเล็กมากเชน พลูโตก็เปนเรื่องยิ่งยาก กลองโทรทัศน Hubble ไดทํ าใหเรารูวา พลูโตมีเสนผาศูนยกลางที่ยาวประมาณ 2,300 กิโลเมตร ซึ่งนับวาเล็กกวาดวงจันทรของโลกเราเสียอีก

นักวิทยาศาสตรเริ่มรูจักดาวพลูโตมากขึ้นเมื่อประมาณ 20 ปมานี้เอง คือเมื่อวันที่ 22 มิถุนายน พ.ศ. 2522 J. W. Christy แหงหอดูดาว U.S. Naval Observatory ไดพบวาพลูโตมีดวงจันทรเปนบริวาร หนึ่งดวงชื่อ Charon โดย Christy ไดสังเกตเห็นวาภาพของดาวพลูโตที่เขาถายนั้นไมเคยกลมเลยคือ มีปุมนูน และปุมนูนนี้จะเปลี่ยนตํ าแหนงบนดาวตลอดเวลา โดยจะกลับมาปรากฏที่เดิมทุกๆ 6.4 วัน Christy จึง วิเคราะหขอมูลและภาพถายที่ไดแลวสรุปวา ดวงจันทรของดาวพลูโตที่เขาเห็นนี้มีขนาดใหญพอๆ กับดาว พลูโต และเมื่อเวลาที่ดวงจันทร Charon โคจรไปรอบพลูโตนั้นเทากับเวลาที่พลูโตหมุนรอบตัวเอง ดังนั้น Charon จะปรากฏเหนือฟาบนดาวพลูโตเสมือนไมยายตํ าแหนงเลย ไมวาวันเวลาจะผานไปนานเพียงใดก็ ตาม เหตุการณดวงจันทรไมเคยคลอยเคลื่อนเลยเชนนี้ ถือวาเปนเอกลักษณที่ไมมีดาวดวงใดเหมือนทั้งสุริย จักรวาล สํ าหรับชื่อ Charon นั้น ประเพณีการตั้งชื่อดาวไดถือวาในฐานะที่ Christy เปนบุคคลแรกที่เห็น ดาวบริวารของพลูโต เขาจึงมีสิทธิเสนอชื่อและเขาไดตัดสินใจเรียกมันวา Charon ตามชื่อของภริยาเขาที่มี นามวา Charlene และตามชื่อของเทพยดา Charon ผูมีหนาที่พายเรือนํ าวิญญาณของบุคคลที่ตายแลว ขามแมนํ้ าชื่อ Styx ไปยมโลกที่มียมบาลชื่อ Pluto ปกครอง

การพบ Charon ไดทํ าใหนักวิทยาศาสตรรูนํ้าหนักที่แทจริงของพลูโตดี เพราะเหตุวา ดาวทั้งสองดวง นี้มีนํ้าหนักใกลเคียงกัน การศึกษาเวลาการโคจรรอบกันและกัน ทํ าใหเรารูวานํ้าหนักรวมของพลูโต และ Charon นั้นคิดเปน 0.25% ของนํ้ าหนักโลก และพลูโตนั้นมีความหนาแนนประมาณ 2 เทา ของ นํ้ าเทานั้นเอง

นักดาราศาสตรยังสังเกตเห็นอีกวา ถึงแมจะเปนดาวเคราะหคูกัน แตผิวของ Charon นั้นมืดครึ้มกวา ผิวของดาวพลูโต ซึ่งประเด็นความแตกตางนี้ นักวิทยาศาสตรสันนิษฐานวา คงเปนเพราะ Charon ไมมี บรรยากาศเลย แตพลูโตนั้นมีบรรยากาศบาง แตสํ าหรับเหตุผลที่ผิวของพลูโตสวางไสวราว 7 เทา ของผิว ดวงจันทรนั้น S.A. Sten แหงมหาวิทยาลัย Colorado ในสหรัฐอเมริกาไดใหเหตุผลวา เกิดจากการมีวง โคจรที่รีมาก ทํ าใหมันมีอุณหภูมิที่ผิวแตกตางกันมาก โดยในป พ.ศ. 2532 ที่ผานมานี้พลูโตไดโคจรเขามา ใกลดวงอาทิตยมากที่สุด และขณะนี้มันกํ าลังโคจรถอยหางออกไป ในอีก 20-40 ป บรรยากาศบนดาวที่มี กาซ methane จะแข็งตัวหมดหิมะที่ทํ าดวย methane นี้ จะตกปกคลุม ผิวทํ าใหพลูโตสะทอนแสงไดดีและ นานจนกระทั่งพลูโตโคจรเขาหาดวงอาทิตยอีกครั้งหนึ่ง

จากความรูเรื่ององคประกอบของพลูโตที่เปนหิน และนํ้าแข็งนั้น ไดทํ าใหนักวิทยศาสตรสวนใหญเชื่อวา ดาวพลูโตเปนดาวที่ถือกําเนิดนอกสุริยจักรวาล แตไดโคจรหลงเขามาแลวถูกดวงอาทิตยดึงดูดไวเปนดาว บริวาร สวน Charon นั้น ถือกํ าเนิดเมื่อพลูโตขณะกอตัวไดถูกดาวเคราะหนอยอีกดวงพุงมาชน จนชิ้นสวนของมันกระเด็นไปรวมตัวกันเปน Charon

หนทางเดียวที่เราจะรูธรรมชาติที่แทจริง ของพลูโตคือตองสงยานอวกาศไปสํารวจ ปจจัยเรื่องเวลาใน การเดินทางและเวลาที่จะใชในการสํารวจมันตองเหมาะสม ถาเรายิงจรวดที่จะไปสํ ารวจพลูโตใหมีความเร็ว สูง เวลายานอวกาศเดินทางถึงพลูโต ยานจะมีความเร็วสูงดวย และนั่นก็หมายความวามันจะโคจรผาน พลูโตในแวบเดียว และภาพที่ถายไดจะมีคุณภาพไมดี แตถาจรวดมีความเร็วนอย การเดินทางจะตองใชเวลานาน จรวดที่ใชในการเดินทางจะตอง ทํ างานอยางไมบกพรอง แตสวนดีก็คือ เมื่อยานอวกาศเดินทาง ผานพลูโต ยานจะมีเวลาที่จะสํ ารวจเหลือเฟอ

NASA ไดกํ าหนดจะสงยานอวกาศ 2 ลํ าไปสํ ารวจพลูโตในตนศตวรรษหนานี้ โดยจะใหยานเดินทาง นาน 14 ป การสงยาน 2 ลํ าจะทําใหเรามั่นใจวาอยางนอยก็มียานหนึ่งลํา ที่จะประสบความสํ าเร็จและ ราคาคากอสรางยาน 2 ลํ าก็ไมไดมากกวาโสหุยยานลําเดียวนัก และถายานทั้งสองเดินทางถึงพลูโตอยาง เรียบรอยในเวลาตางกัน นักวิทยาศาสตรก็จะมีขอมูลฤดูตางๆ บนดาวพลูโตวาแตกตางกันอยางไรอีกดวย

การสํารวจดาวพลูโตคงเปนภาระกิจ การสํารวจดาวเคราะหของสุริยจักรวาลชิ้นสุดทาย จากความรูที่เรา ไดสั่งสมมา เราก็ไดเห็นแลววาดาวเคราะหแตละดวงนั้นมีลักษณะ และคุณสมบัติที่ไมเหมือนกันเลย ดังนั้น เราก็อาจกลาวไดวา ความคาดหวังที่เราจะได จากการสํ ารวจพลูโตอีก 2 ทศวรรษหนานี้ คือ เราจะเห็นอะไร ตอมิอะไรที่เราไมเคยคาดหวังวามันจะมีหรือเปนไปไมไดอยางแนนอน

ที่มา : ดร.สุทัศน์ ยกส้าน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.)