สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ดาวเคราะห์แคระมีวงแหวน

17 ต.ค. 2560
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ดาว 136108 เฮาเมอา (136108 Haumea) เป็นดาวเคราะห์แคระดวงหนึ่ง มีความพิเศษน่าสนใจหลายอย่าง ทั้งมีรูปร่างรียาวต่างจากวัตถุในแถบไคเปอร์ดวงใหญ่ทั่วไป หมุนรอบตัวเองเร็วผิดปกติ ซ้ำยังมีดวงจันทร์บริวารถึงสองดวง 

และตอนนี้นักดาราศาสตร์พบว่าดาวเคราะห์แคระดวงนี้มีวงแหวนอีกด้วย

เมื่อวันที่ 17 มกราคม ดาวเฮาเมอาได้เคลื่อนที่บังดาวฤกษ์ดวงหนึ่งในกลุ่มดาวคนเลี้ยงสัตว์ การบังครั้งนี้มีการแจ้งให้ทราบล่วงหน้าไปยังหอดูดาวต่าง ๆ เพื่อสังเกตปรากฏการณ์นี้ มีหอดูดาวสิบแห่งร่วมสังเกตการณ์ในครั้งนี้

โฮเซ ลุย ออร์ติซ จากสถาบันฟิสิกส์ดาราศาสตร์แห่งอันดาลูเซีย กล่าวว่า ตนต้องประหลาดใจในผลการสังเกตการณ์ เพราะพบว่าแสงดาวจากเบื้องหลังได้หรี่ลงเป็นเวลาสั้น ๆ ที่เวลา นาทีก่อนและหลังที่ดาวเฮาเมอาบังดาวฤกษ์ สิ่งนี้จะเกิดจากอะไรไปมิได้นอกจากวงแหวนที่ล้อมรอบเฮาเมอาบดบังแสงดาว วงแหวนของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนก็ถูกค้นพบด้วยวิธีนี้ การวิเคราะห์แสงที่หรี่ลงไปทำให้ทราบว่าวงแหวนของเฮาเมอามืดคล้ำ กว้างเพียงประมาณ 70 กิโลเมตร และมีความหนาแน่นสูง จึงบังแสงดาวไปได้มากถึงครึ่งหนึ่ง วงแหวนมีรัศมี 2,287 กิโลเมตร ถือว่าอยู่ใกล้ดาวเฮาเมอามาก 

วงแหวนของเฮาเมอาเกิดขึ้นมาได้อย่างไรยังไม่มีใครทราบแน่ชัด อย่างไรก็ตามนี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่มีการพบวงแหวนล้อมรอบวัตถุรอบนอกของระบบสุริยะ ในปี 2556 นักดาราศาสตร์ได้พบว่า ดาว 10199 คาริโกล (10199 Chariklo) และดาว 2060 ไครอน (2060 Chiron) ก็มีวงแหวนเหมือนกันโดยทราบจากการสังเกตการบังดาวฤกษ์เช่นกัน วัตถุสองดวงนี้เป็นวัตถุประเภทเซนทอร์ ซึ่งเป็นวัตถุคล้ายดาวเคราะห์น้อยแต่มีวงโคจรอยู่ระหว่างดาวเคราะห์รอบนอก ส่วนเฮาเมอาอยู่ในประเภทวัตถุพ้นดาวเนปจูน มีรัศมีวงโคจรอยู่ระหว่าง 35-51.5 หน่วยดาราศาสตร์ โคจรรอบดวงอาทิตย์รอบหนึ่งใช้เวลา 284 ปี นอกจากนี้เฮาเมอายังหมุนรอบตัวเองเร็วมาก รอบหนึ่งใช้เวลาเพียง 3.5 ชั่วโมงเท่านั้น 

วงแหวนที่พบในครั้งนี้ดูเหมือนจะอยู่ในแนวศูนย์สูตรของเฮาเมอา ซึ่งในระนาบของวงแหวนนี้ก็มีดวงจันทร์บริวารอีกดวงหนึ่งโคจรอยู่ชื่อ ฮิเอียกา (Hi'iaka) ระยะของวงแหวนอยู่ห่างจากระยะโคจรพ้อง 3:1 เพียงไม่กี่กิโลเมตร ระยะโคจรพ้อง 3:1 หมายถึง ระยะที่วัตถุวงแหวนโคจรรอบหนึ่งรอบใช้เวลาเท่ากับเฮาเมอาหมุนรอบตัวเองสามรอบ 

การสำรวจครั้งนี้ยังเผยขนาดของเฮาเมอาได้แม่นยำขึ้นอีกด้วย โดยพบว่ามีความยาว 2,322 กิโลเมตร และด้านกว้าง 1,026 กิโลเมตร ซึ่งใหญ่กว่าที่เคยคาดไว้มาก ในบรรดาวัตถุไคเปอร์ทั้งหมดที่รู้จัก มีเพียงพลูโตและอีริสเท่านั้นที่ใหญ่กว่า และเป็นวัตถุมีวงแหวนที่ใหญ่เป็นอันดับห้าในระบบสุริยะ รองจาก ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน

เมื่อตัวเลขบอกขนาดมากขึ้น สมบัติด้านอื่นที่เกี่ยวข้องที่เคยประเมินไว้ก็ต้องเปลี่ยนไปด้วย หนึ่งในนั้นคือความหนาแน่นเฉลี่ย ซึ่งเมื่อคำนวณใหม่แล้วเหลืออยู่ที่ 1.9 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร เป็นตัวเลขที่ใกล้เคียงกับของดาวพลูโต นี่แสดงว่าองค์ประกอบของเฮาเมอาอาจเป็นหินปนน้ำแข็งในสัดส่วนเท่ากับของดาวพลูโตด้วย อัตราสะท้อนแสงของพื้นผิวก็ต้องลดลงเช่นกัน โดยคาดว่าน่าจะอยู่ที่ประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์ แทนที่จะเป็น 70-80 เปอร์เซ็นต์ดังที่เคยประเมินไว้ก่อนหน้า
ภาพในจินตนาการของดาวเฮาเมอา <wbr>ดาวเคราะห์แคระรูปร่างประหลาด <wbr>มีวงแหวนบางแต่หนาแน่นล้อมรอบ <wbr>วาดด้วยสัดส่วนจริง <wbr>วงแหวนมีความคล้ำกว่าพื้นผิวของเฮาเมอาเองซึ่งมีองค์ประกอบเป็นน้ำแข็งเป็นหลัก<br />

ภาพในจินตนาการของดาวเฮาเมอา ดาวเคราะห์แคระรูปร่างประหลาด มีวงแหวนบางแต่หนาแน่นล้อมรอบ วาดด้วยสัดส่วนจริง วงแหวนมีความคล้ำกว่าพื้นผิวของเฮาเมอาเองซึ่งมีองค์ประกอบเป็นน้ำแข็งเป็นหลัก
(จาก IAA-CSIC / UHU)

แผนภาพบันทึกการบังดาวของเฮาเมอาจากหอดูดาว 10 แห่ง จังหวะเวลาการบังที่ได้จากสถานที่สังเกตการณ์ต่างกัน บอกถึงสัญฐานของดาวเฮาเมอาได้ รวมถึงตำแหน่งของวงแหวนที่ล้อมรอบด้วย

แผนภาพบันทึกการบังดาวของเฮาเมอาจากหอดูดาว 10 แห่ง จังหวะเวลาการบังที่ได้จากสถานที่สังเกตการณ์ต่างกัน บอกถึงสัญฐานของดาวเฮาเมอาได้ รวมถึงตำแหน่งของวงแหวนที่ล้อมรอบด้วย (จาก Nature / J. L. Ortiz et al)

ตำแหน่งของหอดูดาวสิบแห่งที่ร่วมสังเกตการณ์ดาวเฮาเมอาบังดาวฤกษ์เมื่อวันที่ <wbr>17 <wbr>มกราคม <wbr> <wbr>แนวเส้นประแสดงเส้นทางพาดผ่านของเงาของดาวเฮาเมอาจากทิศใต้ไปยังทิศเหนือ <wbr>หอดูดาวที่อยู่ในแนวเงา <wbr>(จุดสีเขียว) <wbr> <wbr>บันทึกการบังดาวไว้ได้ <wbr>หอดูดาวสองแห่งที่จุดสีแดงอยู่นอกแนวเงา <wbr> <wbr>จึงไม่พบการบังดาว<br />

ตำแหน่งของหอดูดาวสิบแห่งที่ร่วมสังเกตการณ์ดาวเฮาเมอาบังดาวฤกษ์เมื่อวันที่ 17 มกราคม  แนวเส้นประแสดงเส้นทางพาดผ่านของเงาของดาวเฮาเมอาจากทิศใต้ไปยังทิศเหนือ หอดูดาวที่อยู่ในแนวเงา (จุดสีเขียว)  บันทึกการบังดาวไว้ได้ หอดูดาวสองแห่งที่จุดสีแดงอยู่นอกแนวเงา  จึงไม่พบการบังดาว
(จาก Nature / J. L. Ortiz et al)