สมาคมดาราศาสตร์ไทย

หลักฐานใหม่สนับสนุนทฤษฎีกำเนิดดวงจันทร์

หลักฐานใหม่สนับสนุนทฤษฎีกำเนิดดวงจันทร์

10 มิ.ย. 2557
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่า ดวงจันทร์เกิดขึ้นมาจากการชนครั้งใหญ่ในอดีต เมื่อมีวัตถุขนาดเท่าดาวอังคารดวงหนึ่งพุ่งชนโลก วัตถุดวงนี้มีชื่อว่าเทีย แรงพุ่งชนสาดเศษเนื้อดาวของทั้งสองดวงออกไปโดยรอบและโคจรรอบโลก ต่อมาเศษดาวเหล่านั้นได้เกาะกันเป็นก้อนรวมกันเป็นดวงจันทร์ในปัจจุบัน
การพิสูจน์ทฤษฎีนี้ที่ผ่านมา มุ่งไปที่การวัดอัตราส่วนระหว่าไอโซโทปของออกซิเจน ไทเนเนียม ซิลิคอน และธาตุอื่น วัตถุต่าง ๆ ในระบบสุริยะมีอัตราส่วนเหล่านี้ต่างกันไป แต่กรณีของตัวโลกกับดวงจันทร์กลับมีตัวเลขใกล้เคียงกัน ซึ่งขัดแย้งกับทฤษฎีซึ่งแสดงว่าดวงจันทร์เกิดขึ้นจากเนื้อดั้งเดิมของเทียเป็นส่วนใหญ่ หากทฤษฎีกำเนิดดวงจันทร์นี้เป็นจริง ดวงจันทร์ก็ควรมีอัตราส่วนของไอโซโทปต่างจากโลก 

เมื่อไม่นานมานี้ คณะนักดาราศาสตร์จากเยอรมนีคณะหนึ่ง นำโดย แดเนียล เฮอร์เวิตซ์ ได้วัดอัตราส่วนของ 17O/16ในตัวอย่างหินดวงจันทร์ที่พบบนโลก ในช่วงแรกคณะนี้ได้ใช้ตัวอย่างดวงจันทร์ที่เป็นอุกกาบาตจากดวงจันทร์ แต่เนื่องจากวัตถุเหล่านี้มีการแลกเปลี่ยนไอโซโทปกับน้ำบนโลก ดังนั้นจึงต้องหันไปวัดที่ตัวอย่างจากดวงจันทร์ที่ใหม่กว่าเดิม นั่นคือตัวอย่างหินดวงจันทร์ที่นำมาจากดวงจันทร์จริง ๆ ซึ่งนำกลับมาโดยภารกิจอะพอลโล 11, 12, และ 16 ผลพบว่าตัวอย่างเหล่านี้มีอัตราส่วน  17O/16สูงกว่าตัวอย่างที่พบบนพื้นโลกอย่างมีนัยสำคัญ

เฮอร์เวิตซ์อธิบายว่า สิ่งนี้พอจะทำให้เชื่อได้ว่าการชนครั้งใหญ่นั้นเกิดขึ้นจริง และยังจะให้ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับเทียได้ดีขึ้น ว่าน่าจะเป็นวัตถุจำพวกคอนไดรต์ชนิดอี 

แบบจำลองทฤษฎีนี้ส่วนใหญ่ให้ตัวเลขว่าดวงจันทร์ประกอบด้วยสสารดั้งเดิมของเทียประมาณร้อยละ 70-90 มีสสารจากโลกเพียงร้อยละ 10-30 เท่านั้น แต่แบบจำลองบางแบบกลับระบุว่าดวงจันทร์มีเนื้อของเทียเพียงร้อยละ เท่านั้น อย่างไรก็ตาม งานวิจัยของเฮอร์เวิตซ์ในครั้งนี้บ่งชี้ว่าดวงจันทร์น่าจะมีสสารจากเทียและโลกในสัดส่วนอย่างละครึ่งโดยประมาณ