สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ปลุกผีสตาร์ดัสต์

28 ก.ย. 2550
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
หลายคนคงจำกันได้ เมื่อสองปีก่อนมีข่าวดาราศาสตร์ข่าวหนึ่งที่ใหญ่โตคึกโครมที่สุดในรอบปี นั่นคือการปฏิบัติการของยานดีปอีมแพกต์

ดีปอิมแพกต์เป็นโครงการของนาซา ภารกิจสำคัญของโครงการนี้คือการปล่อยลูกตุ้มทองแดงหนัก 370 กิโลกรัมลงไปชนดาวหางเทมเพล วัตถุประสงค์คือเพื่อเปิดแผลสดบนผิวของนิวเคลียสดาวหาง แล้วยานก็จะได้ศึกษาถ่ายภาพรอยแผลนั้น นี่เป็นวิธีเดียวที่นักดาราศาสตร์จะได้ศึกษาโครงสร้างภายในของดาวหางได้โดยตรง

ยานดีปอิมแพกต์ได้ปฏิบัติภารกิจนี้ได้อย่างสมบูรณ์ และเวลาก็ผ่านมาสองปีแล้ว หากไปถามว่าผลการวิจัยรอยพุ่งชนเป็นอย่างไร คำตอบจากนาซากลับเป็นความว่างเปล่า

“เรามองไม่เห็นหลุมการพุ่งชนเลย เพราะฝุ่นที่ฟุ้งขึ้นมาจากแรงชนหนามาก” ไมเคิล นิว จากนาซาชี้แจงสาเหตุ

หลายคนอาจสงสัยว่า แล้วทำไมยานดีปอิมแพกต์ไม่รอให้ฝุ่นควันจางลงก่อนแล้วค่อยถ่ายเล่า? เรื่องนี้ทำไม่ได้ เพราะภารกิจนี้ออกแบบมาให้ยานพุ่งเข้าหาดาวหางด้วยความเร็วสูง เพื่อสร้างโมเมนตัมให้ลูกตุ้ม ยานจึงเคลื่อนที่ช้าไม่ได้ การโคจรรอบดาวหางก็ย่อมไม่ใช่ทางเลือก ด้วยเหตุนี้ยานดีปอิมแพกต์จึงผ่านเลยไปอย่างรวดเร็วโดยไม่มีเวลารอให้ฝุ่นควันจางลง

"เราจะส่งยานลำอื่นไปหาดาวหางเทมเพล แทน ยานที่ว่าคือ ยานสตาร์ดัสต์" นิวกล่าว

ยานสตาร์ดัสต์เป็นยานสำรวจดาวหางอีกลำหนึ่ง ดาวหางที่สำรวจคือ วีลด์ ยานได้พุ่งฝ่าเข้าไปในหางและเก็บตัวอย่างของฝุ่นจากดาวหางบรรจุลงในกล่องแล้วนำกลับมายังโลก

ภารกิจสำรวจดาวหางวีลด์ ของสตาร์ดัสต์ได้สำเร็จไปตั้งแต่ต้นปี 2547 หลังจากนั้นยานก็ปลดระวางลอยเคว้งอยู่ในอวกาศ แต่ตอนนี้นาซากำลังจะนำสตาร์ดัสต์มาปัดฝุ่นใช้งานใหม่ในชื่อใหม่ว่า สตาร์ดัสต์-เนกซ์ (Startdust-NExT—New Exploreration of Tempel 1) มี โจ วีเวอร์กา จากมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์เป็นหัวหน้าคณะสำรวจ

"สตาร์ดัสต์มีกำหนดไปเข้าใกล้ดาวหางเทมเพล ในปี 2554 ซึ่งถึงเวลานั้นม่านฝุ่นที่เคยปกคลุมนิวเคลียสได้หายไปนานแล้ว แล้วเราก็จะได้เห็นหลุมพุ่งชนกันอย่างชัด ๆ เสียที" วีเวอร์กากลาว

อย่างไรก็ตาม การไปถ่ายภาพหลุมพุ่งชนบนเทมเพล เป็นเพียงครึ่งเดียวของภารกิจ นักดาราศาสตร์ยังมีเรื่องคาใจเกี่ยวกับเทมเพล ที่ต้องสะสาง เมื่อตอนที่ลูกตุ้มพุ่งชนดาวหาง ก่อนที่ฝุ่นจะเข้าบดบังภาพดาวหางจนหมด ยานดีปอิมแพกต์ได้ถ่ายภาพพบบางอย่างที่น่าสนใจ

พื้นผิวของเทมเพล ได้ปรากฏลักษณะเหมือนชั้นของตะกอนเป็นทางรอบนิวเคลียส แต่เนื่องจากบนดาวหางไม่มีแม่น้ำ และชั้นตะกอนแบบนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร

"ความเป็นไปได้ที่หนึ่ง ดาวหางอาจเกิดขึ้นมาเป็นชั้นแบบนี้ ลองนึกถึงวัตถุที่เป็นต้นกำเนิดของดาวหางชนกันแล้วผสานติดกันเป็นเนื้อเดียวและแผ่ออกเป็นแผ่นเหมือนดินน้ำมัน” วีเวอร์กาอธิบาย “หรือไม่เช่นนั้น ชั้นตะกอนนั้นอาจเป็นผลจากการกัดเซาะด้วยความร้อนที่เกิดขึ้นทุกครั้งเมื่อดาวหางเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์ทุก 6.5 ปี"

ยานสตาร์ดัสต์จะมีส่วนช่วยสืบสวนกรณีนี้ได้มาก เพราะยานมีคาบการเข้าใกล้ดาวหางเท่ากับคาบการโคจรของดาวหางหรือหนึ่งปีดาวหางพอดี ดังนั้นยานจึงมีโอกาสได้เห็นว่าความร้อนจากดวงอาทิตย์ทำให้พื้นผิวของดาวหางเปลี่ยนไปอย่างไร

เรื่องคาใจอีกเรื่องก็คือรอยดินถล่ม ดีปอิมแพกต์เห็นการเลื่อนไหลของวัสดุที่เป็นเม็ดละเอียดจำนวนมากเป็นระยะทางราว กิโลเมตร เรื่องนี้นับว่าประหลาดพอกับการพบชั้นตะกอน แต่อย่างน้อยสิ่งนี้ก็ช่วยอธิบายได้ว่าเหตุใดฝุ่นบนดาวหางดวงนี้จึงมากมายนัก

"บริเวณที่เราพุ่งชนอาจเป็นบ่อแป้งก็ได้" นิวอธิบาย

"นี่คือเหตุผลที่ทำไมเราจึงต้องสำรวจ" วีเวอร์กาเสริม "เทมเพล เป็นดาวหางมหัศจรรย์จริง ๆ"

การนำสตาร์ดัสต์กลับมาใช้งานใหม่เป็นวิธีที่ประหยัดมาก เทียบกับการส่งยานลำใหม่ขึ้นไปแล้ว สตาร์ดัสต์-เนกซ์ใช้งบแค่ 15 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น

นอกจากยานสตาร์ดัสต์แล้ว ยานดีปอิมแพกต์ก็จะต้องถูกนำมาใช้งานใหม่เช่นกัน ขณะนี้นาซาเตรียมทางเลือกไว้ให้สองทาง คือ ดิกซี (DIXI—Deep Impact Extended Investigation) โครงการนี้จะส่งดีปอิมแพกต์ไปยังดาวหางชื่อโบเอทิน ในเดือนธันวาคม 2551 เพื่อสำรวจนิวเคลียสอย่างใกล้ชิด ส่วนอีกทางหนึ่งคือ อีพอค (EPOCh – Extrasolar Planet Observation and Characterization) ซึ่งเป็นการใช้งานกล้องของดีปอิมแพกต์ที่ต่างไป ภารกิจของอีพอคคือ มองหาดาวฤกษ์ใกล้เคียงที่พบว่ามีดาวเคราะห์ยักษ์เป็นบริวารและมีแนวโคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์ กล้องบนอีพอคจะมีความไวมากกว่ากล้องที่ตั้งอยู่บนพื้นโลก ดีปอิมแพกต์มีความสามารถมากพอที่จะตรวจจับว่าดาวเคราะห์เหล่านั้นมีวงแหวนหรือดวงจันทร์บริวารหรือไม่ และอาจค้นพบดาวเคราะห์ดวงใหม่ที่มีขนาดพอกับโลกก็ได้
ดาวหางเทมเพล 1 เมื่อถูกพุ่งชน

ดาวหางเทมเพล 1 เมื่อถูกพุ่งชน

สภาพพื้นผิวของดาวหางเทมเพล 1 ถ่ายจากยานดีปอิมแพกต์

สภาพพื้นผิวของดาวหางเทมเพล 1 ถ่ายจากยานดีปอิมแพกต์

ดาวหางเทมเพล 1 ที่มองจากจากยานสตาร์ดัสต์ในปี 2554

ดาวหางเทมเพล 1 ที่มองจากจากยานสตาร์ดัสต์ในปี 2554