สมาคมดาราศาสตร์ไทย

นิวเฮอไรซอนส์พาชมสุริยุปราคาและธารน้ำแข็งฉบับพลูโต

25 ก.ค. 2558
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
วันที่ 25 กรกฎาคม องค์การนาซาได้เผยภาพจากยานนิวเฮอไรซอนส์มาอีกชุดหนึ่ง หนึ่งในนั้นคือภาพของดาวพลูโตขณะที่บังดวงอาทิตย์ เป็นภาพริมไลท์อันแสนโรแมนติกที่ดูคล้ายกับสุริยุปราคาที่มองเห็นจากโลก แต่ต่างตรงที่สิ่งที่บังไม่ใช่ดวงจันทร์หากเป็นพลูโต และแสงเรื่อที่จับเป็นรูปวงแหวนก็ไม่ใช่แสงจากคอโรนาของดวงอาทิตย์ แต่เกิดจากบรรยากาศของดาวพลูโตเอง

หลังจากที่ยานเฉียดดาวพลูโตไปได้ ชั่วโมง ยานนิวเฮอไรซอนส์ที่พ้นเขตพลูโตไปไกลแล้วได้เข้าไปอยู่ในเงาของดาวพลูโต ในจังหวะนี้ยานจึงหันกล้องลอร์รี (LORRI--Long Range Reconnaissance Imager) กลับมามองยังพลูโต ภาพที่ปรากฏแสดงแสงอาทิตย์แทรกผ่านบรรยากาศของดาวพลูโต ทำให้บรรยากาศของดาวพลูโตสว่างเรืองขึ้นเหมือนชั้นหมอกที่สูงถึง 130 กิโลเมตรเหนือพื้นผิว การวิเคราะห์เบื้องต้นพบว่าชั้นหมอกนี้มีสองชั้น โดยมีเส้นแบ่งอยู่สูงจากพื้นผิว 80 กิโลเมตร 
"ชั้นหมอกนี้เป็นกุญแจสำคัญในการสร้างสารประกอบไฮโดรคาร์บอนซับซ้อนที่ทำให้เรามองเห็นพื้นผิวของดาวพลูโตมีสีอมแดง" ไมเคิล ซัมเมอรส์ ผู้ช่วยผู้สืบสวนของภารกิจนิวเฮอไรซอนส์จากมหาวิทยาลัยจอร์จเมสันในแฟร์แฟกซ์ เวอร์จิเนีย กล่าว
แบบจำลองเผยว่า หมอกนี้เกิดขึ้นมาเมื่อรังสีอัลตราไวโอเลตในแสงอาทิตย์กระทบเข้ากับโมเลกุลแก๊สมีเทนในบรรยากาศ ซึ่งเป็นสารไฮโดรคาร์บอนพื้นฐานในบรรยากาศพลูโต โมเลกุลที่แตกตัวได้จับกันเป็นโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นเช่นเอทิลีนและอะเซทิลีนซึ่งยานนิวเฮอไรซอนส์ก็พบแก๊สสองชนิดนี้ในบรรยากาศเช่นกัน เมื่อแก๊สสองชนิดนี้จมลงสู่บรรยากาศเบื้องล่างที่เย็นกว่า ก็จะควบแน่นกลายเป็นละอองแข็งซึ่งกระเจิงแสงอาทิตย์เป็นดังที่ยานนิวเฮอไรซอนส์พบในภาพสุริยุปราคา รังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์เปลี่ยนหมอกให้กลายเป็นทอลินที่มีสีคล้ำซึ่งปรากฏบนพื้นผิวของดาวพลูโต

คลิปจำลองการเกิดชั้นหมอกในบรรยากาศดาวพลูโต

อีกภาพหนึ่งจากกล้องลอร์รีของยาน ได้เผยรายละเอียดของพื้นที่ราบกว้างใหญ่ที่มีชื่อเรียกอย่างไม่เป็นทางการว่า ที่ราบสปุตนิก ซึ่งอยู่ทางตะวันตกของพื้นที่สีขาวรูปคล้ายหัวใจหรือที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า บริเวณทอมบอก์ ในภาพแสดงสิ่งที่คล้ายแผ่นน้ำแข็งที่ไหลเลื่อนอยู่บนพื้นผิวของดาวพลูโต คล้ายกับการไหลของธารน้ำแข็งบนโลก ซึ่งเป็นหลักฐานถึงการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาที่เพิ่งผ่านมาไม่นาน นี่คืออีกหนึ่งความประหลาดใจจากนิวเฮอไรซอนส์ที่นักวิทยาศาสตร์อาจเคยคาดคิดแต่ไม่กล้าคาดหวังว่าจะได้พบ

นักวิทยาศาสตร์คิดว่าธารที่พบนั้นไม่ใช่ธารน้ำแข็งจริง ๆ เพราะที่อุณหภูมิระดับ 240 องศาเซลเซียสของดาวพลูโตหนาวเย็นเกินกว่าที่น้ำแข็งจะไหลได้ แต่เชื่อว่าสิ่งที่ไหลนั้นน่าจะเป็นธารของไนโตรเจนแข็งมากกว่า
บิล แมกคินนอน รองหัวหน้าทีมนักวิทยาศาสตร์ด้านธรณีวิทยาของภารกิจอธิบายว่า "ที่ขอบทางใต้ของพื้นที่รูปหัวใจ ซึ่งติดกับพื้นที่สีคล้ำเขตศูนย์สูตร ดูเหมือนกับว่าพื้นที่สีขาวที่เป็นแผ่นน้ำแข็งอายุน้อยกำลังรุกคืบและกลบทับพื้นที่เก่าแก่สีคล้ำที่เต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตอยู่"
สิ่งนี้เป็นหลักฐานว่าบนดาวพลูโตยังมีการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาอยู่ จอห์น สเปนเซอร์ จากสถาบันวิจัยเซาท์เวสต์กล่าวว่า "ก่อนหน้านี้เราเคยเห็นพื้นที่แบบนี้แค่สองแห่งเท่านั้น  คือบนโลกกับดาวอังคาร” 

ด้านอุปกรณ์ราล์ฟ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ตรวจวัดองค์ประกอบพบว่า บริเวณกลางที่ราบสปุตนิกเต็มไปด้วยไนโตรเจนแข็ง คาร์บอนมอนอกไซด์แข็ง และมีเทนแข็ง


ภาพจำลองการบินผ่านเหนือที่ราบสปุตนิกและเทือกเขาฮิลลารีบนดาวพลูโต สร้างขึ้นจากภาพถ่ายที่ได้ระหว่างการพุ่งเฉียดของยานนิวเฮอไรซอนส์


"เรารู้อยู่แล้วว่าภารกิจของนิวเฮอไรซอนส์ต้องทำให้เราตะลึงแน่นอน แต่ที่ผ่านมา 10 วันหลังจากการเข้าเฉียด สิ่งที่ยานส่งมามันยิ่งกว่าตะลึง" จอห์น กรันเฟลด์ ผู้บริหารของนาซากล่าว 
ภาพดาวพลูโตขณะบดบังดวงอาทิตย์ <wbr>ถ่ายเมื่อวันที่ <wbr>15 <wbr>กรกฎาคม <wbr>2558 <wbr>ขณะที่ยานอยู่ห่างจากดาวพลูโต <wbr>2 <wbr>ล้านกิโลเมตร <wbr> <wbr>แสงสว่างเป็นวงเกิดจากแสงอาทิตย์ลอดผ่านบรรยากาศของดาวพลูโต<br />

ภาพดาวพลูโตขณะบดบังดวงอาทิตย์ ถ่ายเมื่อวันที่ 15 กรกฎาคม 2558 ขณะที่ยานอยู่ห่างจากดาวพลูโต ล้านกิโลเมตร  แสงสว่างเป็นวงเกิดจากแสงอาทิตย์ลอดผ่านบรรยากาศของดาวพลูโต
(จาก NASA/JHUAPL/SwRI)

พื้นที่ทางเหนือของที่ราบสปุตนิก แสดงรูปแบบคล้ายสายน้ำไหลวนในบางจุด ซึ่งแสดงถึงการเลื่อนไหลของแผ่นน้ำแข็ง คล้ายกับการเลื่อนของธารน้ำแข็งบนโลก

พื้นที่ทางเหนือของที่ราบสปุตนิก แสดงรูปแบบคล้ายสายน้ำไหลวนในบางจุด ซึ่งแสดงถึงการเลื่อนไหลของแผ่นน้ำแข็ง คล้ายกับการเลื่อนของธารน้ำแข็งบนโลก