สมาคมดาราศาสตร์ไทย

รวมญาติพลูโต

16 กรกฎาคม 2558
ปรับปรุงครั้งล่าสุด 6 ธันวาคม 2559
โดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ณ ขอบนอกของเขตดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ เป็นบริเวณที่ดาวพลูโตโคจรอยู่ บริเวณนี้หากดูเผิน ๆ ดูเหมือนกับจะว่างเปล่า แต่ในความอ้างว้างนั้นกลับเป็นที่อยู่ของวัตถุหลากหลายชนิดที่ถือเป็นสมาชิกของระบบสุริยะด้วย นักดาราศาสตร์ได้จำแนกประเภทวัตถุเหล่านี้ออกเป็นประเภทต่าง ๆ มากมายยากจะจดจำ ยิ่งกว่านั้น เกณฑ์เหล่านี้ก็มีความซ้อนเหลื่อมกันมาก วัตถุดวงหนึ่งอาจถูกจัดประเภทได้หลายประเภท ในที่นี้จะขอไล่เรียงประเภทวัตถุที่เกี่ยวข้องกับดาวพลูโตและใกล้เคียงเพื่อให้ชัดเจนยิ่งขึ้น ดังนี้

วัตถุพ้นดาวเนปจูน

เป็นวัตถุขนาดเล็กกว่าดาวเคราะห์ในระบบสุริยะที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ และมีรัศมีวงโคจรเฉลี่ยกว้างกว่าของดาวเนปจูน (30 หน่วยดาราศาสตร์) ปัจจุบันพบวัตถุพ้นดาวเนปจูนแล้วประมาณ 1,350 ดวง วัตถุพ้นดาวเนปจูนดวงที่ใหญ่ที่สุดคือ ดาวอีริส ดาวพลูโต ดาวมาเกมาเก และเฮาเมีย

แม้ดาวพลูโตจะลึกลับมาก แต่ก็ถือเป็นวัตถุที่ตรวจพบได้ง่ายที่สุดในบรรดาวัตถุจำพวกเดียวกัน นี่คือสาเหตุที่หลังจากการค้นพบดาวพลูโตแล้ว ก็ไม่มีใครพบวัตถุประเภทเดียวกันอีกเลยเป็นเวลากว่าค่อนศตวรรษ วัตถุที่คล้ายดาวพลูโตดวงที่สองที่ค้นพบคือ 1992 คิวบี ค้นพบในปี 2545

วัตถุพ้นดาวเนปจูนที่ใหญ่ที่สุด 10 อันดับ


ระยะกึ่งแกนเอกของวงโคจร (หน่วยดาราศาสตร์)คาบการโคจร (ปี)เส้นผ่านศูนย์กลาง (กิโลเมตร)ปีที่ค้นพบ
พลูโต39.26247.682,3682472
อีริส67.8558.042,3262548
เฮาเมีย43.22284.121,920x1,540x9902547
มาเกมาเก45.73091,4302548
2007 โออาร์ 1066.85546.61,2802550
ควาอัวร์43.41285.971,1102545
เซดนา524.411,4009952546
2002 เอ็มเอส 441.93271.539342545
ออร์กัส39.17245.189172547
ซาลาเซีย41.9271.29854x452547


เปรียบเทียบขนาดของวัตถุพ้นดาวเนปจูนดวงใหญ่บางดวง สภาพพื้นผิวของแต่ละดวงนอกจากโลกและดวงจันทร์เป็นการสมมุติขึ้น 


วัตถุพลูติโน

คำว่า พลูติโน มีความหมายตรงตัวว่า "พวกพลูโต" เป็นวัตถุพ้นวงโคจรเนปจูนประเภทหนึ่ง แต่มีคำจำกัดความแคบกว่า กล่าวคือ นอกจากจะเป็นวัตถุที่มีวงโคจรอยู่นอกวงโคจรของดาวเนปจูนแล้ว ยังต้องมีคาบการโคจรประมาณ 247.3 ปี ซึ่งเป็นคาบที่พ้องด้วยอัตรา 2:3 กับดาวเนปจูน นั่นหมายถึงทุกครั้งที่ดาวเนปจูนโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบ รอบ วัตถุพลูติโนจะโคจรรอบดวงอาทิตย์ได้ รอบ ซึ่งดาวพลูโตก็มีสมบัติเช่นนี้ ปัจจุบันพบว่าวัตถุแถบไคเปอร์ราวหนึ่งในสี่เป็นวัตถุพลูติโน

วัตถุพลูติโนดวงแรกที่ไม่ใช่ดาวพลูโตเองที่ค้นพบคือ (385185) 1993 อาร์โอ ค้นพบเมื่อปี 2536

ดาวแคระน้ำแข็ง, พลูตอยด์

ดาวแคระน้ำแข็ง เป็นดาวเคราะห์แคระที่เป็นวัตถุพ้นดาวเนปจูนด้วย มีขนาดใหญ่พอที่จะมีสัญฐานกลม ปัจจุบันนักดาราศาสตร์ค้นพบดาวแคระน้ำแข็งมาแล้วสี่ดวง แต่นักดาราศาสตร์เชื่อว่าจริง ๆ แล้วอาจมีหลายพันดวง ปัจจุบันดาวแคระน้ำแข็งที่รู้จัก ได้แก่ พลูโต อีริส เฮาเมีย และมาเกมาเก


ดาวเคราะห์แคระ

จัดเป็นวัตถุที่มีสมบัติใกล้เคียงดาวเคราะห์มาก มีสัญฐานกลม แต่มีมวลไม่มากพอที่จะเก็บกวาดวงโคจรของตัวเองให้ปลอดโปร่งได้ ปัจจุบันมีดาวเคราะห์แคระที่ยืนยันสถานะแล้วห้าดวง ได้แก่ ซีรีส พลูโต เฮาเมีย มาเกมาเก และอีริส นอกจากนี้ยังมีวัตถุพ้นดาวเนปจูนขนาดใหญ่อีกหลายดวงที่อาจเข้าข่ายเป็นดาวเคราะห์แคระด้วย เช่น ออร์กัส, 2002 เอ็มเอส 4, ซาเลเซีย, ควาอัวร์, เซดนา


ดาวเคราะห์น้อย

ดาวเคราะห์น้อยเป็นวัตถุแข็งในอวกาศเช่นเดียวกับสะเก็ดดาว แต่ใหญ่กว่าและไม่ใช่ดาวหาง แม้จะไม่มีกฎเกณฑ์ที่ชัดเจนในการจำแนกระหว่างสะเก็ดดาวกับดาวเคราะห์น้อย แต่โดยทั่วไปมักถือว่า หินในอวกาศที่มีขนาดเกิน 10 เมตรขึ้นไปเป็นดาวเคราะห์น้อย เล็กกว่านั้นถือเป็นสะเก็ดดาว บางครั้งวัตถุขนาดไม่กี่เมตรเช่นก้อนเท่ารถยนต์ ก็อาจเรียกว่าเป็นสะเก็ดดาวหรือดาวเคราะห์น้อยก็ได้ ดาวเคราะห์น้อยอาจใหญ่ได้ถึงหลายร้อยกิโลเมตร ดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่โคจรอยู่ในแถบดาวเคราะห์น้อยหลัก ซึ่งอยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี วัตถุขนาดดาวเคราะห์น้อยที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากมักไม่ได้เรียกว่าดาวเคราะห์น้อย ซึ่งอาจเป็นเพราะที่ระยะห่างไกลระดับนี้ การจำแนกลักษณะทางกายภาพทำได้ยาก โดยเฉพาะถ้าอยู่ไกลพ้นระยะวงโคจรของดาวเนปจูนไปแล้ว จะเรียกว่าวัตถุพ้นดาวเนปจูนแทนไม่ว่าเล็กหรือใหญ่


วัตถุไคเปอร์, วัตถุแถบไคเปอร์

แถบไคเปอร์ คือบริเวณรูปวงแหวนล้อมรอบดวงอาทิตย์ มีรัศมีวงโคจรตั้งแต่ 30-50 หน่วยดาราศาสตร์ ทำนองเดียวกับแถบดาวเคราะห์น้อย แต่มีขนาดใหญ่กว่าถึง 20 เท่า ประกอบด้วยวัตถุขนาดเล็กคล้ายดาวเคราะห์น้อยจำนวนมาก วัตถุที่โคจรอยู่ในแถบนี้จึงมีชื่อว่าวัตถุไคเปอร์ หรือวัตถุแถบไคเปอร์ วัตถุพวกนี้มีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์เกือบเป็นวงกลม มีระนาบวงโคจรใกล้กับระนาบสุริยวิถี องค์ประกอบของวัตถุไคเปอร์ส่วนใหญ่เป็นสสารที่สลายได้ง่าย เช่น มีเทน แอมโมเนีย และน้ำ ดวงจันทร์บริวารของดาวเคราะห์บางดวง เช่น ไทรทันของดาวเนปจูน และฟีบีของดาวเสาร์ อาจเป็นวัตถุแถบไคเปอร์มาก่อน วัตถุไคเปอร์บางดวงอาจใหญ่ถึงระดับดาวเคราะห์แคระ มีสามดวงคือ ดาวพลูโต เฮาเมีย และมาเกมาเก นักดาราศาสตร์คาดว่ามีวัตถุแถบไคเปอร์ที่มีขนาดเกิน 100 กิโลเมตรมากกว่าหนึ่งแสนดวง

ชื่อแถบไคเปอร์ ตั้งชื่อตามนักดาราศาสตร์ชาวดัตช์-อเมริกัน ชื่อ เจอราร์ด ไคเปอร์ ซึ่งเป็นผู้เสนอทฤษฎีเกี่ยวกับต้นกำเนิดดาวหางคาบสั้น (ดาวหางที่มีคาบการโคจรสั้นกว่า 200 ปี) บางครั้งอาจเรียกว่า แถบเอดจ์เวิร์ด-ไคเปอร์ ซึ่งเป็นการให้เกียรติแก่ เคนเนท เอดจ์เวิร์ด ซึ่งเป็นอีกคนหนึ่งที่เสนอทฤษฎีที่คาดการณ์ว่ามีแถบของวัตถุที่ระยะนี้อยู่


วัตถุจานแผ่กระจาย

ต่อเนื่องจากแถบไคเปอร์ออกไป เป็นส่วนที่เรียกว่า จานแผ่กระจาย เป็นบริเวณที่แผ่กว้างและมีความหนามากกว่าแถบไคเปอร์ วัตถุในแถบส่วนนี้มีวงโคจรรีมาก และระนาบการโคจรก็ทำมุมกับระนาบสุริยวิถีมาก ขอบเขตระหว่างแถบไคเปอร์กับจานแผ่กระจายไม่มีเส้นแบ่งที่ชัดเจนและอาจซ้อนเหลื่อมกันบ้าง ขอบนอกจากจานแผ่กระจายอาจแผ่ไปไกลได้ถึง 100 หน่วยดาราศาสตร์จากดวงอาทิตย์ ตัวอย่างของวัตถุในบริเวณที่เด่นชัดก็คือ อีริส นักดาราศาสตร์คาดว่าส่วนจานแผ่กระจายนี้เองที่เป็นแหล่งกำเนิดของดาวหางคาบสั้น (ดาวหางที่มีคาบการโคจรไม่ถึง 200 ปี)

แผนภูมิแสดงการกระจายของวัตถุพ้นดาวเนปจูน แนวนอนคือระยะห่างจากดวงอาทิตย์ แกนตั้งคือมุมเอียงของระนาบวงโคจร 


วัตถุเมฆออร์ต

เมื่อรู้จักวัตถุไคเปอร์ วัตถุจานแผ่กระจายแล้ว ก็ควรจะได้รู้จักวัตถุอีกชนิดหนึ่งด้วย นั่นคือวัตถุเมฆออร์ต เมฆออร์ตคือบริเวณทรงกลมขนาดใหญ่ที่ห่อหุ้มระบบสุริยะไว้ มีระยะตั้งแต่ ปีแสง เชื่อว่าวัตถุเมฆออร์ตมีองค์ประกอบเป็นพวกน้ำแข็ง แอมโมเนีย และมีเทน วัตถุเมฆออร์ตจำนวนนับล้านดวงโคจรรอบดวงอาทิตย์อยู่ในเมฆออร์ตอย่างสงบเงียบและเชื่องช้า แต่บางครั้งเมฆออร์ตก็อาจถูกรบกวนจากวัตถุขนาดใหญ่ที่ผ่านเข้ามาใกล้ เช่นดาวฤกษ์ดวงอื่น แรงรบกวนทำให้วัตถุเมฆออร์ตจำนวนหนึ่งเริ่มเคลื่อนออกจากวงโคจรเดิม พุ่งเข้าสู่ระบบสุริยะชั้นใน การที่มีองค์ประกอบเป็นสสารที่สลายได้ง่าย เมื่อถูกความร้อนจากดวงอาทิตย์จึงระเหิดออกและหลุดลอยออกจากก้อนวัตถุทอดเป็นหางยาว นี่คือกลไกการกำเนิดดาวหางคาบยาว เชื่อว่าดาวหางยักษ์ที่เคยมาเยือนโลกในอดีตเกือบทั้งหมดมีต้นกำเนิดแบบนี้


เมฆออร์ตและแถบไคเปอร์ 


* บทความนี้ตัดตอนมาจากบทความเรื่อง "รู้จักพลูโต ก่อนจะไปถึงขอบฟ้าใหม่" ที่เผยแพร่ครั้งแรกในวารสารทางช้างเผือก ฉบับมกราคม-มีนาคม พ.ศ. 2558