สมาคมดาราศาสตร์ไทย

จันทรายาน-1 พบน้ำบนขั้วเหนือของดวงจันทร์

จันทรายาน-1 พบน้ำบนขั้วเหนือของดวงจันทร์

18 มี.ค. 2553
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ดวงจันทร์ของโลกคงไม่ใช่ดินแดนแห่งความแห้งแล้งอย่างที่เคยคิดกัน เมื่อข้อมูลจากยานสำรวจหลายลำยืนยันไปในทางเดียวกันว่า ดวงจันทร์มีน้ำอยู่จริง ล่าสุด ยานจันทรายาน-1 ของอินเดียก็ตรวจพบน้ำแข็งอยู่ในก้นหลุมอุกกาบาตกว่า 40 แห่ง
อุปกรณ์ที่สำรวจน้ำในครั้งนี้คือ มินิ-ซาร์ (MiniSAR) ซึ่งเป็นเครื่องตรวจจับเรดาร์ของนาซาที่ติดไปกับจันทรายาน-1 มินิ-ซาร์ตรวจหาน้ำโดยใช้หลักการโพลาไรเซชันของคลื่นวิทยุที่สะท้อนมาจากพื้นผิว อัตราของกำลังที่ส่งไปกับกำลังที่สะท้อนกลับเรียกว่า ซีพีอาร์ (circular polarization ratio (CPR)) พื้นที่ส่วนใหญ่ของดวงจันทร์มีอัตราดังกล่าวต่ำ หลุมอุกกาบาตหลายหลุมมีค่าซีพีอาร์สูงทั้งภายในและภายนอกหลุม ซึ่งเป็นลักษณะทั่วไปของพื้นที่ขรุขระที่มีหลุมอุกกาบาตอายุไม่มาก แต่หลุมจำนวนหนึ่งบริเวณใกล้ขั้วเหนือที่ไม่เคยถูกแสงแดดมีค่าซีพีอาร์บริเวณภายในหลุมสูงกว่าด้านนอก ในกรณีเช่นนี้ค่าซีพีอาร์ที่สูงย่อมไม่เกี่ยวกับความขรุขระของพื้นผิว แต่จะต้องเกิดขึ้นจากวัตถุที่มีเฉพาะอยู่ภายในหลุมเหล่านั้น ซึ่งก็คือน้ำนั่นเอง
คณะนักวิทยาศาสตร์ประเมินว่าน้ำแข็งอาจมีความหนาถึงหลายเมตร มากน้อยขึ้นอยู่กับขนาดของหลุม ซึ่งมีขนาดตั้งแต่ 2-15 กิโลเมตรและอยู่ในพื้นที่ที่มืดมิดตลอดกาล โดยรวมแล้วคาดว่ามีน้ำมากถึง 600 ล้านตัน
น้ำบนขั้วดวงจันทร์เกิดขึ้นได้จากสองสาเหตุ อย่างแรกคือมาจากดาวหางที่มาพุ่งชนดวงจันทร์เมื่อหลายพันล้านปีก่อน และเกิดจากกระบวนการสร้างน้ำที่เกิดขึ้นตลอดเวลาทั่วทั้งพื้นผิวดวงจันทร์ ในเวลากลางวัน ลมสุริยะที่มีไอออนของไฮโดรเจนอยู่ทำอันตรกิริยากับออกซิเจนที่อยู่ในดินบนดวงจันทร์ ทำให้เกิดการสะสมของโมเลกุลไฮดร็อกซีลและน้ำ ในเวลากลางวันน้ำอาจหายไปจากความร้อน แต่เมื่อถึงเวลาเย็น อากาศจะเย็นลงและกระบวนการสะสมน้ำก็เกิดขึ้นอีกครั้ง เมื่อเวลาผ่านไปเป็นเวลานาน โมโลกุลน้ำจะค่อยเคลื่อนไปอยู่ละติจูดสูงโดยธรรมชาติ ยานอวกาศหลายลำ เช่น จันทรายาน-1 ดีปอิมแพกต์ และแคสซีนี ต่างเคยพบว่ากระบวนการเช่นนี้เกิดขึ้นจริง 
ในเวลาใกล้เคียงกัน ยานลูนาร์รีคอนเนสเซนซ์ออร์บิตอร์ของนาซาก็พบหลักฐานว่ามีไฮโดรเจนกระจายอยู่ทั่วดวงจันทร์ ไม่ใช่เฉพาะละติจูดสูงที่มีพื้นที่เงามากเท่านั้น ส่วนยานแอลครอสที่สำรวจดวงจันทร์ด้วยการพุ่งชนเพื่อให้มีเศษดินกระจายออกมาก็แสดงให้เห็นว่า ในดินของดวงจันทร์มีร่องรอยของน้ำอยู่จริง
การค้นพบน้ำบนดวงจันทร์ ที่ไม่ใช่เพียงการค้นพบครั้งเดียว หากแต่มีการยืนยันได้จากภารกิจสำรวจหลายภารกิจ ได้ยกระดับความสำคัญของดวงจันทร์ในการเป็นเป้าของสำรวจอวกาศในอนาคตอันใกล้ และแน่นอนว่า มุมมองของนักวิทยาศาสตร์ที่มีต่อดวงจันทร์ย่อมเปลี่ยนไปจากที่เคยมีอย่างแน่นอน













ข้อมูลจากเรดาร์แสดงว่าบริเวณหลุมอุกกบาตใกล้ขั้วเหนือของดวงจันทร์อาจมีน้ำแข็งอยู่

ข้อมูลจากเรดาร์แสดงว่าบริเวณหลุมอุกกบาตใกล้ขั้วเหนือของดวงจันทร์อาจมีน้ำแข็งอยู่

แผนที่อัตราส่วนซีพีอาร์ <wbr>(Circular <wbr>Polarization <wbr>Ratio) <wbr>บริเวณขั้วเหนือของดวงจันทร์ที่วัดจากอุปกรณ์มินิ-ซาร์บนยานจันทรายาน-1 <wbr><br />
วงสีแดงแสดงหลุมที่มีค่าซีพีอาร์สูงทั้งภายในหลุมและภายนอกหลุม ส่วนวงสีเขียวแสดงหลุมที่มีค่าซีพีอาร์สูงเฉพาะภายในหลุม ส่วนภายนอกหลุมมีค่าต่ำ พื้นที่ภายในหลุมเหล่านี้อยู่ในร่มเงาตลอดเวลา

แผนที่อัตราส่วนซีพีอาร์ (Circular Polarization Ratio) บริเวณขั้วเหนือของดวงจันทร์ที่วัดจากอุปกรณ์มินิ-ซาร์บนยานจันทรายาน-1 
วงสีแดงแสดงหลุมที่มีค่าซีพีอาร์สูงทั้งภายในหลุมและภายนอกหลุม ส่วนวงสีเขียวแสดงหลุมที่มีค่าซีพีอาร์สูงเฉพาะภายในหลุม ส่วนภายนอกหลุมมีค่าต่ำ พื้นที่ภายในหลุมเหล่านี้อยู่ในร่มเงาตลอดเวลา (จาก NASA)

จันทรายาน-1 ยานสำรวจดวงจันทร์ของอินเดีย

จันทรายาน-1 ยานสำรวจดวงจันทร์ของอินเดีย

ที่มา: