เมื่อพิจารณาจากระยะไกลแล้ว “ไดโอนี” (Dione) หนึ่งในดาวบริวารของดาวเสาร์ จะปรากฏคล้ายลูกบิลเลียดอวกาศที่ไม่มีอะไรน่าสนใจ แต่เมื่อยานอวกาศ Cassini ขององค์การ NASA ได้ถ่ายภาพที่เน้นไปยังบริเวณเทือกเขายาวประมาณ 800 กิโลเมตรของดาวบริวารดวงนี้ นักวิทยาศาสตร์ก็ได้เริ่มค้นพบหลักฐานมากขึ้น ที่ยืนยันแนวคิดว่าดาวบริวารดวงนี้เคยมีปรากฏการณ์ต่างๆอย่างมากในอดีต และอาจมีปรากฏการณ์เหล่านี้หลงเหลือมาจนปัจจุบัน




รูปที่ 1
ภาพถ่ายดาวบริวาร Dione จากยานอวกาศ Cassini เมื่อวันที่ 22 มีนาคม ค.ศ.2008 โดยถ่ายเกือบตรงไปยังบริเวณขั้วเหนือของดาวบริวารดวงนี้ และปรากฏแนวเทือกเขา Janiculum Dorsa อยู่ทางซ้ายของเส้นแบ่งด้านกลางวัน-กลางคืนของดาว (Terminator) บริเวณด้านล่างของรูป

[Credit ภาพ: NASA/JPL/Space Science Institute]



          “ภาพถ่ายเหล่านี้แสดงว่า Dione มีปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นแบบเดียวกันกับ พวยของไอน้ำและละอองน้ำแข็งที่พุขึ้น (Geyser) บนดาวบริวารเอนเซลาดัส (Enceladus) ของดาวเสาร์ ซึ่งค้นพบโดยยาน Cassini [1] โดยในภาพถ่าย ได้ปรากฏเป็นร่องรอยพวยพุที่เคยเกิดขึ้นบน Dione ในอดีต หรืออาจจะเป็นพวยพุเหมือนกับของ Enceladus แต่มีความแรงน้อยกว่า” Bonnie Buratti หัวหน้าทีมนักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาดาวบริวารน้ำแข็ง ในโครงการอวกาศ Cassini จากห้องปฏิบัติการณ์เครื่องยนต์ขับเคลื่อนไอพ่น (Jet Propulsion Laboratory: JPL) ขององค์การ NASA กล่าว “อาจจะมีวัตถุในระบบสุริยะที่ยังคงมีปรากฏการณ์เกี่ยวกับน้ำอยู่ ในจำนวนมากกว่าที่เราเคยคิดกันก็ได้”



          มีวัตถุอื่นหลายวัตถุในระบบสุริยะ ที่นักวิทยาศาสตร์คิดว่ามีชั้นมหาสมุทรใต้พื้นผิวดาว (Subsurface ocean) รวมถึงดาวบริวาร Titan และ Enceladus ของดาวเสาร์ กับดาวบริวารยูโรปา (Europa) ของดาวพฤหัสบดี ซึ่งทั้งสามดวงนี้นับเป็นหนึ่งในบรรดาวัตถุที่มีปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยามากที่สุดในระบบสุริยะ นักวิทยาศาสตร์และนักธรณีวิทยาต่างให้ความสนใจวัตถุกลุ่มนี้ ในฐานะเป้าหมายเพื่อค้นหาว่ามีวัตถุอื่นในระบบสุริยะ (นอกจากโลก) ที่มี “หน่วยพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต” (Building blocks of life) [2] อยู่หรือไม่ ซึ่งการค้นพบว่า Dione มีชั้นมหาสมุทรให้พื้นผิวดาว ส่งผลให้นักวิทยาศาสตร์เริ่มสนใจดาวบริวารดวงนี้ในเชิงชีวดาราศาสตร์ (Astrobiology) [3] แทนที่เคยมองว่าเป็นลูกน้ำแข็งอวกาศที่แสนน่าเบื่อ



รูปที่ 2 ภาพถ่ายแสดงหลุมอุกกาบาตและรอยแตกที่ปรากฏบนเปลือกชั้นนอกของดาวบริวาร Dione ที่ยาน Cassini ถ่ายมาระหว่างเคลื่อนเข้าใกล้ดาวบริวารดวงนี้เมื่อวันที่ 27 มกราคม ค.ศ.2010

[Credit ภาพ: NASA/JPL/Space Science Institute]



           เมื่อไม่นานมานี้ ยานอวกาศ Cassini ที่เริ่มสำรวจดาวเสาร์ตั้งแต่ปี ค.ศ.2004 ได้ตรวจพบสัญญาณบ่งชี้ถึงปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นบน Dione โดยอุปกรณ์ตรวจวัดสภาพแม่เหล็ก (Magnetometer) ของยานได้ตรวจพบกระแสอนุภาคจางๆที่ออกมาจากดาวบริวารดวงนี้ และจากข้อมูลภาพของ Dione ที่ยานถ่ายมา แสดงหลักฐานว่าอาจมีชั้นของเหลว หรือชั้นน้ำแข็งที่กำลังละลายวางตัวอยู่ใต้เปลือกน้ำแข็งชั้นนอกของดาวที่มีความแข็งมากกว่า

          ขณะที่ข้อมูลภาพอื่นๆจากยานยังแสดงให้เห็นว่าแนวรอยแตกอายุมากและสงบตัวลงแล้ว ที่ปรากฏบนพื้นผิวของ Dione มีลักษณะคล้ายกับรอยแตกที่ปรากฏบน Enceladus ที่ยังมีละอองอนุภาคน้ำแข็งและสารอินทรีย์พุออกมาสู่อวกาศในปัจจุบัน



          แนวเทือกเขาบน Dione ที่นักวิทยาศาสตร์ทำการศึกษามานี้ ได้กล่าวถึงในงานวิจัยที่ตีพิมพ์ลงใน Icarus ซึ่งเป็นวารสารการวิจัยด้านวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ เมื่อเดือนมีนาคมที่ผ่านมา โดยเทือกเขาดังกล่าวชื่อว่า Janiculum Dorsa ภูเขาในเทือกเขานี้มีระดับความสูงหลายค่า ประมาณ 1-2 กิโลเมตร และเปลือกนอกของดาวบริวารดวงนี้ได้เกิดการพับเป็นรอยย่นลงไปจนมีความลึกถึงระดับประมาณ 500 เมตรขนาบข้างแนวเทือกเขานี้



          “การที่เปลือกนอกของดาวถูกกระทำให้โค้งงอจนเกิดเป็นแนวร่องขนาบด้านข้างของแนวเทือกเขา Janicum Dorsa นี้เป็นตัวบ่งชี้ว่าเปลือกน้ำแข็งดังกล่าวเคยอุ่นกว่านี้มาก่อน ซึ่งคำอธิบายสาเหตุที่เปลือกน้ำแข็งได้รับความร้อนในอดีตที่ดีที่สุด คือ Dione อาจมีชั้นมหาสมุทรใต้พื้นผิวดาว ในขณะที่แนวเทือกเขาก่อตัว” Noah Hammond ผู้วิจัยหลักของงานวิจัยชิ้นนี้จากมหาวิทยาลัยบราวน์ (Brown University) ได้กล่าวไว้





รูปที่ 3
ข้อมูลภาพปรับสีเพี้ยน จากยานอวกาศ Cassini เพื่อแสดงระดับความสูงต่ำของภูมิประเทศบริเวณเทือกเขา Janiculum Dorsa บนดาวบริวาร Dione โดยที่สีต่างๆบ่งบอกระดับความสูงจากระดับอ้างอิงระดับหนึ่ง (Elevation) ตั้งแต่ 0 กิโลเมตร (สีน้ำเงิน) ไปจนถึง 4 กิโลเมตร (สีแดง)

[Credit ภาพ: NASA/JPL-Caltech/SSI/Brown]



          Hammond ยังได้อธิบายเพิ่มเติมด้วยว่า ดาวบริวาร Dione ได้รับความร้อนจากการเปลี่ยนรูปของตัวดาวที่มีการหดตัว (เมื่อดาวบริวารอยู่ห่างจากดาวเสาร์) และยืดตัว (เมื่อดาวบริวารอยู่ใกล้ดาวเสาร์) เนื่องจากแรงไทดัล (Tidal force) [4] ที่เปลี่ยนแปลงไป จากการที่ Dione มีวงโคจรรอบดาวเสาร์เป็นรูปวงรี อีกทั้งมีปัจจัยเสริมจากการที่เปลือกน้ำแข็งสามารถเคลื่อนตัวเลื่อนไถลไปได้อย่างอิสระรอบแก่นกลางของดาว ส่งผลให้ความร้อนที่เกิดขึ้นกับดาวบริวารดวงนี้ เนื่องจากอิทธิพลทางแรงโน้มถ่วงของดาวเสาร์เพิ่มขึ้นมากกว่าเดิมถึงประมาณ 10 เท่า

          ขณะที่สมมติฐานอื่นๆ อย่างเช่น “จุดร้อน” ที่ปรากฏบนพื้นที่เฉพาะ (Local hotspot) [5] หรือการที่ดาวบริวารดวงนี้โคจรเข้ามาจากบริเวณที่ห่างจากดาวเสาร์ออกไปมากกว่าวงโคจรปัจจุบัน นักวิทยาศาสตรืต่างคิดว่ายังไม่น่าจะใช้เป็นคำอธิบายได้



          นักวิทยาศาสตร์ยังคงพยายามศึกษาต่อไปว่า เพราะเหตุใด Enceladus ถึงมีปรากฏการณ์ต่างๆชัดเจนเรื่อยมาจนถึงปัจจุบัน แต่ Dione กลับมีปรากฏการณ์ที่ไม่ชัดเจนหรือต่อเนื่องเท่า อาจเป็นเพราะแรงไทดัลของดาวเสาร์ที่กระทำต่อ Enceladus มากกว่า หรืออาจเป็นเพราะแก่นกลางของ Enceladus มีสัดส่วนของหินมากกว่า ส่งผลให้ Enceladus มีปริมาณธาตุกัมมันตรังสี (Radioactive element) ซึ่งมีมวลอะตอมมากที่เจือปนอยู่ในหินมากกว่า และทำให้ปริมาณความร้อนที่ได้จากการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี (Radioactive decay) มากกว่าตามไปด้วย

          นอกจากนี้แล้ว นักวิทยาศาสตร์ยังพบว่าชั้นมหาสมุทรใต้พื้นผิวดาวนั้น มีอยู่ทั่วไปในดาวบริวารน้ำแข็งหลายดวง ที่ครั้งหนึ่งนักวิทยาศาสตร์เคยคิดว่าเป็นกลุ่มวัตถุที่ดูน่าเบื่อ และจุดประกายความหวังให้มีการสำรวจดาวบริวารน้ำแข็งเหล่านี้เพิ่มเติมในอนาคต แม้กระทั่งกับดาวเคราะห์แคระ (Dwarf planets) อย่างซีเรส (Ceres) หรือพลูโต ที่อาจมีชั้นมหาสมุทรอยู่ใต้เปลือกชั้นนอกของดาวเช่นกัน ซึ่งยานอวกาศ Dawn และยานอวกาศ New Horizons จะไปถึง Ceres และพลูโตตามลำดับในปี ค.ศ.2015



---------------------------------------------------------------------------------------------------------------

แปลและเรียบเรียงโดย

พิสิฏฐ นิธิยานันท์
(เจ้าของบล็อก"ที่ซุกหัวของหนุ่มแทจอน")
บทความแปลข่าวนี้ ได้ลงไว้ก่อนหน้านี้ที่ http://www.narit.or.th/index.php/2012-11-15-06-31-22/527-dione


แหล่งที่มาของข่าว

http://solarsystem.nasa.gov/news/display.cfm?News_ID=43771

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------




 

Comment

Comment:

Tweet