ฝุ่นจากดวงจันทร์ไอโอ

23 ก.ย. 2547 รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ดวงจันทร์ไอโอของดาวพฤหัสบดี เป็นวัตถุที่ร้อนแรงและอึกทึกที่สุดในระบบสุริยะรองจากดวงอาทิตย์ พื้นผิวของดวงจันทร์ดวงนี้เต็มไปด้วยภูเขาไฟที่กำลังปะทุตลอดเวลา แต่ละลูกพ่นเถ้าภูเขาไฟขึ้นไปสูงกว่า 400 กิโลเมตร เถ้ากำมะถันที่ถูกพ่นขึ้นไปจะเยือกแข็งเบื้องบนแล้วค่อยตกลงสู่พื้นอย่างช้า ๆ เหมือนหิมะ ปกคลุมให้พื้นผิวส่วนใหญ่ของไอโอมีสีเหลืองทองสดใส

แต่ไม่ใช่ฝุ่นทั้งหมดจากเถ้าภูเขาไฟจะตกลงสู่พื้นดิน นักดาราศาสตร์พบว่าเถ้าที่พุ่งขึ้นไปถึงยอดของพวยแทนที่จะหยุดแล้ววกตกลงมา กลับลอยสูงขึ้นไปและไม่ใช่ลอยออกไปอย่างเชื่องช้า แต่กลับเร่งความเร็วขึ้นจนมีความเร็วยิ่งกว่ากระสุนปืนหลายเท่า พุ่งออกจากดวงจันทร์ไอโอเป็นสายธารฝุ่นสู่อวกาศกันเวิ้งว้าง

แม้ภารกิจยูลีสซีสคาดหวังว่าจะตรวจพบฝุ่นในอวกาศ แต่การตรวจพบฝุ่นที่ฟาดมาเป็นสายอย่างหนาแน่นอย่างนี้สร้างความประหลาดให้แก่นักวิทยาศาสตร์ประจำโครงการอย่างมาก ฝุ่นที่กระทบเข้ากับยานมีความเร็วสูงมากถึงประมาณ 300 กิโลเมตรต่อวินาทีหรือ 1,080,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่งจัดว่าเป็นฝุ่นที่เร็วเป็นอันดับสองในระบบสุริยะรองจากลมสุริยะ

ตอนแรกที่พบสายฝุ่นนี้ ไม่มีใครคิดว่าจะมาจากไอโอ เพราะขณะนั้นยานอยู่ห่างจากไอโอถึง 100 ล้านกิโลเมตร ซึ่งอยู่ห่างว่าระดับความสูงของพวยภูเขาไฟของไอโอมาก และความเร็วของฝุ่นก็ต่างกันมาก ฝุ่นที่พ่นออกมาจากภูเขาไฟของไอโอมีความเร็วประมาณ หรือ กิโลเมตรต่อวินาทีเท่านั้น ไม่ใช่ 300 กิโลเมตรต่อวินาทีอย่างที่พบ 

ตัวเลือกอื่นอย่างวงแหวนของดาวพฤหัสบดีหรือดาวหางชูเมกเกอร์-เลวี ที่ถูกดาวพฤหัสบดีฉีกเป็นชิ้นก่อนพุ่งชนในปี 2535 ก็มีการนำมาพิจารณาถึงความเป็นไปได้ที่จะเป็นที่มาของฝุ่นเหมือนกัน เพราะวงแหวนดาวพฤหัสบดีก็เป็นที่ที่เต็มไปด้วยฝุ่น ดาวหางก็เป็นวัตถุที่ทิ้งฝุ่นมากมายไว้ในอวกาศ แต่ความเร็วของฝุ่นก็ยังคงต่างกันมากอยู่ดี 

ในที่สุด ยานกาลิเลโอก็มาช่วยไขปัญหานี้ ยานได้ไปสำรวจดาวพฤหัสบดีตั้งแต่ปี 2538 ยานกาลิเลโอไม่เหมือนยูลีสซีส เป้าหมายหลักของยานยูลีสซีสคือดวงอาทิตย์ไม่ใช่ดาวพฤหัสบดี ยูลีสซีสเพียงผ่านดาวพฤหัสบดีไปเท่านั้น ส่วนกาลิเลโอเป็นยานสำรวจดาวพฤหัสบดีโดยเฉพาะ โคจรรอบดาวพฤหัสบดีและเก็บข้อมูลระยะใกล้ชิดต่อเนื่องนานหลายปี จนพบความสัมพันธ์ระหว่างการเคลื่อนที่ของฝุ่นกับการเคลื่อนที่ของไอโอ จึงสรุปได้ว่า ฝุ่นนั้นมาจากไอโออย่างแน่นอน

ดาวพฤหัสบดีไม่ใช่เพียงดาวเคราะห์ยักษ์เท่านั้น แต่ยังเป็นแม่เหล็กยักษ์อีกด้วย แม่เหล็กยักษ์ที่หมุนรอบตัวเองด้วยอัตรารอบละ ชั่วโมง 55 นาที แม่เหล็กที่หมุนรอบตัวเองทำให้เกิดสนามไฟฟ้า รอบดาวพฤหัสบดีจึงห่อหุ้มด้วยสนามไฟฟ้าเข้มข้น และสนามไฟฟ้านี้เองที่เป็นตัวเร่งความเร็วของฝุ่นบนไอโอ เนื่องจากฝุ่นภูเขาไฟของไอโอเป็นประจุไฟฟ้า 

ในปี 2543 ขณะยานแคสซีนีซึ่งกำลังมุ่งหน้าสู่ดาวเสาร์ผ่านใกล้ดาวพฤหัสบดี ก็ตรวจพบฝุ่นนี้เช่นกัน เครื่องตรวจจับฝุ่นของแคสซีนีมีความสามารถมากกว่าของยูลีสซีสมาก นอกจากสามารถวัดมวล ความเร็ว ทิศทาง และประจุของฝุ่นได้แล้ว ยังสามารถวัดองค์ประกอบเคมีของฝุ่นได้ด้วย ในครั้งนั้นแคสซีนีพบว่าฝุ่นที่พุ่งกระทบยานประกอบด้วยกำมะถัน ซิลิคอน โซเดียม และโพแทสเซียม ซึ่งเป็นหลักฐานชัดเจนว่าเป็นฝุ่นจากภูเขาไฟอย่างแน่นอน 

ยานยูลีสซีสทำให้เรื่องฝุ่นจากไอโอต้องเป็นข่าวอีกครั้งเมื่องยานได้แวะมาเฉียดดาวพฤหัสบดีอีกครั้งเมื่อต้นปีที่ผ่านมา ซึ่งก็เป็นอีกครั้งหนึ่งที่ยานถูกฝุ่นจากไอโอพุ่งชน แต่คราวนี้มีบางสิ่งที่ต่างไปจากเดิม การผ่านใกล้ดาวพฤหัสบดีของยานในครั้งนี้เป็นการผ่านในแนวขั้ว แต่ยานก็ตรวจพบฝุ่นขณะที่อยู่เหนือขั้วดาวทั้ง ๆ ที่ไม่ควรจะพบ เพราะตามทฤษฎี สายธารของฝุ่นนี้ควรพุ่งออกจากบริเวณรอบดาวพฤหัสบดีตามแนวศูนย์สูตรเท่านั้น การค้นพบครั้งนี้แสดงว่าดาวพฤหัสบดีสาดฝุ่นจากไอโอออกไปรอบ ๆ ทุกทิศทุกทาง ไม่ใช่ตามแนวศูนย์สูตรอย่างที่เคยคิด ซึ่งเรื่องนี้นักวิทยาศาสตร์ยังหาคำอธิบายไม่ได้

บางทีอาจต้องรอยานสำรวจลำต่อไป

ที่มา:

ข่าวที่คล้ายกัน: