Page 2 - สารศูนย์วิทย์เดือนมกราคม 2564

2

เป็นที่ทราบกันว่าดาวเคราะห์แคระ “พลูโต” ประกอบด้วยดวงจันทร์
ทั้งหมด 5 ดวง ได้แก่ ดวงจันทร์แครอน (Charon) ซึ่งเป็นดวงจันทร์ที่มี
ขนาดใหญ่สุดของพลูโต และดวงจันทร์ขนาดเล็กอีก 4 ดวง ได้แก่ ดวงจันทร์
ไฮดรา (Hydra) นิกซ์ (Nix) เคอร์เบอรอส (Kerberos) และสติกซ์ (Styx)
ผลจากการศึกษาที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าระบบดวงจันทร์ของ
พลูโตเกิดจากวัตถุขนาดใหญ่พุ่งชนพลูโตแล้วหลุดกระเด็นออกมาเป็น
ดาวบริวารทั้ง 5 ดวง
ล่าสุด ผลการศึกษาวิจัยที่ตีพิมพ์ลงวารสาร Astronomical Journal
นำาโดย Benjamin Bromley นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแห่งยูทาห์
และ Scott Kenyon จากศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ฮาร์วาร์ดและสมิธโซเนียน
ชี้ให้เห็นว่า ดวงจันทร์ขนาดเล็กทั้ง 4 ดวง ได้แก่ ดวงจันทร์ไฮดรา
(Hydra) นิกซ์ (Nix) เคอร์เบอรอส (Kerberos) และสติกซ์ (Styx)
ไม่ได้ก่อกำาเนิดขึ้นในช่วงเวลาเดียวกันกับดวงจันทร์แครอน (Charon)
แต่เกิดจากการชนของดาวเคราะห์แคระอีกครั้งภายหลัง

ดวงจันทร์แครอน (Charon) ถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2521 จากการศึกษาพบว่าแครอนเป็นดวงจันทร์ที่มีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบ
กับดาวดวงแม่ จนจุดศูนย์กลางมวล (center of mass) ของระบบดาวเคราะห์แคระพลูโต-แครอนไม่ได้อยู่ในดาวดวงใดดวงหนึ่ง ทำาให้
บางครั้งดาวเคราะห์แคระพลูโตและดวงจันทร์แครอนถูกจัดเป็นระบบดาวคู่ (binary system) ก่อนที่นักวิทยาศาสตร์จะใช้ข้อมูลภาพ
จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลค้นพบดวงจันทร์ขนาดเล็กที่เหลืออีก 4 ดวง ในปี พ.ศ. 2548 และ 2554 ทำาให้นักวิทยาศาสตร์ในช่วง
เวลานั้นเชื่อว่า ดาวบริวารของพลูโตอาจเกิดจากการชนกันระหว่างวัตถุในแถบไคเปอร์ (Kuiper Belt) กับพลูโตเองเมื่อราว 1,000 ล้านปี
ที่แล้ว ทำาให้เศษซากที่เกิดจากการชนบางส่วนนั้นตกกลับไปยังดาวเคราะห์แคระพลูโต ในขณะที่ส่วนที่เหลืออื่น ๆ ลอยกระจัดกระจาย
เป็นบริวารของพลูโต ปัจจุบัน นักดาราศาสตร์ยังมีข้อถกเถียงหลายอย่างเกี่ยวกับการถือกำาเนิดของดวงจันทร์ขนาดเล็กเหล่านั้น
ปัญหาหนึ่งที่ถกเถียงกันคือ หากดวงจันทร์ขนาดเล็กทั้ง 4 ดวง กำาเนิดขึ้นมาในช่วงเวลาเดียวกันกับพลูโต และดวงจันทร์
แครอนที่เกิดจากการชนของดาวเคราะห์แคระ จนทำาให้เศษซากที่เกิดจากการชนบางส่วนตกกลับไปยังพลูโต ในขณะที่ส่วนอื่น ๆ ที่เหลือ
ลอยกระจัดกระจายเป็นบริวาร เหตุใดดวงจันทร์ทั้ง 4 ถึงหลุดพ้นแรงดึงดูดในช่วงแรกของการเกิด แล้วกลายไปเป็นดวงจันทร์
ขนาดเล็กนี้ได้ เศษซากจากการชนดังกล่าวควรกำาเนิดขึ้นเป็นเพียงดวงจันทร์แครอนเท่านั้น Bromley นักวิทยาศาสตร์ผู้ร่วมวิจัย
กล่าวถึงปัญหานี้ว่า การชนที่รุนแรงในช่วงเวลานั้นค่อย ๆ ผลักให้เศษซากออกไปยังบริเวณภายนอกแล้วก่อตัวขึ้นเป็นดวงจันทร์
ขนาดเล็กที่มีวงโคจรอยู่ ดังนั้น Kenyon และ Bromley จึงวางแผนที่จะศึกษาระบบดวงจันทร์ของพลูโตใหม่ ตั้งสมมติฐานว่า ดวงจันทร์
ขนาดเล็กอาจเกิดจากการพุ่งเข้าชนของดาวเคราะห์แคระในภายหลัง และคาดการณ์ว่าวัตถุที่พุ่งชนอาจมีมวลไม่ต่ำากว่าหนึ่งล้านล้าน
กิโลกรัม (เป็นมวลที่น้อยกว่าดาวเคราะห์แคระพลูโตและดวงจันทร์แครอนประมาณ 1,000 เท่า) จึงจะสามารถส่งผลให้เกิดเศษซาก
หลุดกลายเป็นดวงจันทร์ขนาดเล็กเหล่านั้นได้ สมมติฐานนี้น่าจะเป็นคำาอธิบายที่ดีที่สุดสำาหรับรูปแบบการเกิดของดวงจันทร์
ทั้ง 4 ดวงของดาวเคราะห์แคระพลูโต
จากการศึกษาที่ผ่านมาพบว่า แม้ว่าขนาดและมวลของดาวเคราะห์แคระพลูโตกับดวงจันทร์แครอนมีค่าใกล้เคียงกันมาก
แต่ความจริงแล้ว ทั้งสองมีลักษณะทางกายภาพต่างกันอย่างสิ้นเชิง หลังจากนักวิทยาศาสตร์ได้รับข้อมูลจากยานนิวฮอไรซันส์ ที่สำารวจ
ระบบดาวพลูโตในระยะใกล้เมื่อปี พ.ศ. 2558 ที่ผ่านมา เผยให้เห็นถึงลักษณะทางกายภาพของพื้นผิวของดาวเคราะห์แคระพลูโต
ที่ปกคลุมไปด้วยน้ำาแข็งของมีเทน (มีเทนเยือกแข็ง) ขณะที่พื้นผิวดวงจันทร์แครอนส่วนมากเป็นหินและมีน้ำาแข็งเล็กน้อย บางส่วน
บนดาวเคราะห์แคระพลูโตมีหลุมอุกกาบาตเพียงเล็กน้อยเท่านั้น บ่งชี้ว่าพื้นผิวของมันยังคงวิวัฒนาการต่อไปอีกนาน จนทำาให้พื้นผิว
ส่วนใหญ่ค่อนข้างราบเรียบ ในทางกลับกันดวงจันทร์แครอนยังมีภูมิประเทศที่เต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตซึ่งน่าจะมีอายุใกล้เคียง
กับระบบสุริยะ นอกจากนี้ ยานนิวฮอไรซันส์ยังพบการสะท้อนแสงจากดวงจันทร์ขนาดเล็กทั้ง 4 ดวง เผยให้เห็นถึงการหมุนรอบตัวเอง
อย่างรวดเร็วและแนวการวางตัวในอวกาศที่ผิดปกติ
อีกสมมติฐานหนึ่งของการกำาเนิดดวงจันทร์ขนาดเล็ก คือ อาจเกิดจากวัตถุขนาดใหญ่ 50 กิโลเมตร พุ่งชนดวงจันทร์แครอนโดยตรง
จนทำาให้เศษซากกระเด็นออกไปยังวงโคจรรอบพลูโตและแครอนได้ ซึ่ง Kenyon และ Bromley พบหลักฐานที่มีความเป็นไปได้ว่า
หลุมอุกกาบาตบนพื้นผิวของดวงจันทร์แครอนที่ชื่อว่า Dorothy Crater ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 240 กิโลเมตร อาจเป็นร่องรอย
ที่เกิดจากการพุ่งชนดังกล่าว ทั้งนี้ การทำาความเข้าใจถึงต้นกำาเนิดของวัตถุต่าง ๆ ในระบบสุริยะ เป็นเรื่องค่อนข้างซับซ้อน
เพราะวัตถุดังกล่าวอาจกำาเนิดขึ้นมาตั้งแต่ 4.5 พันล้านปีที่แล้ว ผลของการเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ ตามกาลเวลา อาจทำาให้หลักฐาน
ที่บ่งชี้ถึงเหตุการณ์ในอดีตนั้นจากหายไปหรืออาจทำาให้ผลการวิจัยได้ข้อสรุปที่คลาดเคลื่อนไปจากความเป็นจริงมาก ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์
ต้องอาศัยการวิจัยและพัฒนาเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์เพื่อค้นคว้าหาคำาตอบต่อไป เพื่อรวบรวมข้อมูลต่าง ๆ ที่อาจเป็นหลักฐาน
ของการกำาเนิดดวงจันทร์ในอดีตของดาวเคราะห์แคระพลูโตได้

ที่มา: https://www.facebook.com/NARITpage