สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ทะเลสาบแห่งใหม่บนไททัน

19 เม.ย. 2550
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
เรดาร์ของแคสซีนี ซึ่งได้เฉียดผ่านดวงจันทร์ไททันเมื่อวันที่ 22 กุมภาพันธ์ที่ผ่านมา ได้เปิดเผยภาพของทะเลสาบแห่งใหม่บนดวงจันทร์ดวงนี้ที่มีขนาดใหญ่กว่าทุกแห่งที่เคยพบมา

ไททัน ดวงจันทร์บริวารที่ใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์ เป็นดินแดนลึกลับของนักวิทยาศาสตร์มานานหลายสิบปีนับจากถูกค้นพบเป็นครั้งแรก เนื่องจากบริวารดวงนี้มีบรรยากาศที่แน่นทึบและหนานับร้อยกิโลเมตรปกคลุม อุปกรณ์ถ่ายภาพส่วนใหญ่จึงถ่ายภาพได้เพียงสภาพบรรยากาศชั้นนอกเท่านั้น เรื่องจะถ่ายภาพพื้นผิวดูภูมิประเทศเบื้องล่างแทบเป็นไปไม่ได้เลย 

แต่เรดาร์ของแคสซีนีสามารถสะท้อนพื้นผิวของไททันขึ้นมาและสร้างเป็นภาพภูมิลักษณ์เบื้องล่างที่มองไม่เห็นได้ เรดาร์ได้เผยพื้นผิวราบเรียบกว้างใหญ่กว่าทะเลสาบเกรตเลกของอเมริกาเหนือ พื้นที่กว้างที่ราบเรียบเช่นนี้ล้อมรอบด้วยพื้นที่ขรุขระเป็นเนินเขาสลับซับซ้อน ลักษณะเช่นนี้จะเป็นอะไรได้นอกจากทะเลสาบ
เมื่อยี่สิบปีที่แล้วนี้เอง นักดาราศาสตร์หลายคนยังเชื่อว่าไททันน่าจะเป็นดาวที่มีมหาสมุทรที่ประกอบด้วยอีเทนกับมีเทนท่วมทับทั้งดวงและหนาถึง กิโลเมตร สมมุติฐานนี้เนื่องจากเมื่อคราวที่ยานวอยเอเจอร์ เฉียดผ่านไททันเมื่อเดือนพฤศจิกายน 2523 ได้เผยว่าบรรยากาศประกอบด้วยไนโตรเจนเกือบทั้งหมด มีเพียงมีเทนเจือปนเล็กน้อย นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามีเทนนี้น่าจะถูกทำลายไปโดยรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ภายในเวลา 10 ล้านปีหากไม่มีแหล่งกำเนิดมีเทนทดแทนจากเบื้องล่าง จึงเชื่อว่ามหาสมุทรมีเทนและอีเทนที่ท่วมทั่วดวงที่มีความเสถียรที่อุณหภูมิ -180 องศาเซลเซียสของไททัน จะเป็นแหล่งมีเทนที่เติมให้แก่บรรยากาศได้

ภาพฝันของดาวแห่งทะเลมีเทนคงอยู่ได้ไม่นานนัก ในทศวรรษ 1980 อุปกรณ์สำรวจภาคพื้นดินบนโลกตรวจพบว่าดวงจันทร์ดวงนี้มีพื้นแข็งระเกะระกะ ไม่ใช่ราบเรียบอย่างท้องทะเล 

และในเดือนมกราคม ปี 2548 เมื่อหัวสำรวจไฮเกนส์ของยานแคสซีนีได้ดิ่งลงสัมผัสพื้นผิวของไททัน ทำให้เราได้เห็นสภาพภูมิประเทศที่ซับซ้อน แม้จะอุดมไปด้วยมีเทน แต่ส่วนใหญ่ก็เป็นพื้นที่แห้งแล้ง 

ข้อมูลที่ได้จากยานไฮเกนส์ และจากการเฉียดเข้าใกล้หลายครั้งของยานแคสซีนี ภาพพื้นผิวของไททันที่ได้ก็ค่อยชัดขึ้น แทนที่จะเป็นมหาสมุทรมีเทนท่วมทั้งดวง แต่เป็นทะเลสาบน้อยใหญ่กระจัดกระจายอยู่บริเวณใกล้ขั้วทั้งสอง ส่วนใหญ่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางกิโลเมตรเศษจนถึงหลายสิบกิโลเมตร 

แต่ทะเลแห่งใหม่ที่เพิ่งค้นพบในพื้นที่ใกล้ขั้วเหนือมีขนาดใหญ่ที่สุด ใหญ่กว่าทะเลอื่นหลายเท่า มีพื้นที่ร่วม 100,000 ตารางกิโลเมตร หรือใหญ่กว่าทะเลสาบซูพีเรียเสียอีก

จนถึงขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ยังไม่อาจยืนยันได้ร้อยเปอร์เซ็นต์ว่าพื้นที่ผิวเรียบกว้างใหญ่ที่พบนั้นจะเป็นของเหลวจริงหรือไม่ แต่หลักฐานต่าง ๆ ก็บ่งชี้ไปทางนั้น ไม่เพียงแต่ข้อมูลภาพจากเรดาร์ แคสซีนียังถ่ายภาพบริเวณนี้ได้ด้วยกล้องถ่ายภาพ เป็นภาพของพื้นที่คล้ำยาว 990 กิโลเมตร เล็กกว่าทะเลสาบแคสเปียนเพียงเล็กน้อยเท่านั้น รูปร่างของปลายพื้นที่ด้านฝั่งเหนือก็สอดคล้องกับโครงสร้างที่สร้างโดยเรดาร์  ความราบเรียบและความคล้ำก็ยิ่งเหมือนกับภาพทะเลที่มองจากอวกาศ ดังนั้นทะเลจึงเป็นคำอธิบายที่โดดเด่นและมีความเป็นไปได้มากที่สุด ตามความเห็นของจานนาทิน ลูนาย นักวิทยาศาสตร์ประจำโครงการแคสซีนี ข้อสงสัยต่าง ๆ น่าจะยุติได้ในไม่กี่ปีข้างหน้านี้เมื่ออุปกรณ์ถ่ายภาพที่ชื่อว่า วิมส์ (VIMS--(Visual and Infrared Mapping Spectrometer)) ของยานแคสซีนี ตรวจวัดได้ว่า "มหาสมุทร" แห่งนี้ได้ปล่อยไออีเทนและมีเทนออกมาจริงหรือไม่

การค้นพบทะเลมีเทนของไททันทำให้เราเข้าใจดวงจันทร์ไททันและบรรยากาศที่ไม่ธรรมดาของมันได้มาก แม้สิ่งที่พบจะไม่ใช่มหาสมุทรอย่างที่เคยคิด อย่างไรก็ตามแนวคิดที่ว่ามีแหล่งมีเทนขนาดใหญ่อย่างมหาสมุทรเป็นตัวเติมมีเทนให้แก่บรรยากาศก็ยังไม่อาจลบทิ้งไปได้ ปริมาณของมีเทนและอีเทนในทะเลที่เท่าที่พบในขณะนี้อาจพีที่จะรักษาความชื้นบนไททันได้นานหลายล้านปี แต่การจะรักษามีเทนในบรรยากาศเป็นเวลานับพันล้านปี จะต้องมีแหล่งที่ใหญ่กว่านี้ ดังนั้นการค้นหาจะต้องดำเนินต่อไป

เมื่อปลายปีที่แล้ว วารสารเนเจอร์ได้พีพิมพ์บทความหนึ่งของลูนายกับผู้ร่วมงาน เกเบรียล โทบี และ ครีสตอฟ โซแตง จากมหาวิทยาลัยนองต์ในฝรั่งเศส บทความนั้นเสนอว่า มีเทนจำนวนมากถูกเก็บอยู่ใต้พื้นผิวของไททันในรูปของเซลไฮเดรตซึ่งปล่อยมีเทนออกมาสู่บรรยากาศภายใต้เงื่อนไขบางอย่าง การตรวจวัดสนามแม่เหล็กของไททันในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า จะพิสูจน์ได้ว่าสมมุติฐานนี้เป็นจริงหรือไม่ 
เปรียบเทียบขนาดของทะเลบนไททันที่พบล่าสุด <wbr>(ซ้าย) <wbr>กับทะเลสาบซูพีเรีย <wbr>(ขวา) <wbr><br />
(ภาพจาก NASA/JPL/GSFC)

เปรียบเทียบขนาดของทะเลบนไททันที่พบล่าสุด (ซ้าย) กับทะเลสาบซูพีเรีย (ขวา) 
(ภาพจาก NASA/JPL/GSFC)

ภาพดวงจันทร์ไททันที่ถ่ายโดยยานวอยเอเจอร์ ยานไม่สามารถมองเห็นสภาพพื้นผิวได้อย่างเลือนรางเนื่องจากมีบรรยากาศสีส้มหนาทึบปกคลุม (ภาพจาก NASA/JPL/Calvin Hamilton)

ภาพดวงจันทร์ไททันที่ถ่ายโดยยานวอยเอเจอร์ ยานไม่สามารถมองเห็นสภาพพื้นผิวได้อย่างเลือนรางเนื่องจากมีบรรยากาศสีส้มหนาทึบปกคลุม (ภาพจาก NASA/JPL/Calvin Hamilton)