สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ดาวเคราะห์น้อยคู่แอนทีโอปี

ดาวเคราะห์น้อยคู่แอนทีโอปี

19 เม.ย. 2550
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
จากการใช้ข้อมูลจากกล้องวีแอลทีของอีโซร่วมกับที่ได้จากเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์อื่นที่เล็กกว่า ในที่สุด นักดาราศาสตร์ก็ได้ภาพของดาวเคราะห์น้อยแอนตีโอปีออกมา แม้ภาพดาวเคราะห์น้อยที่ได้จะคมชัดอย่างที่ไม่เคยปรากฏมาก่อน แต่ต้นกำเนิดของวัตถุนี้ยังคงรางเลือน

ดาวเคราะห์น้อย (90) แอนตีโอปี ค้นพบเมื่อปี 1866 โดย รอเบิร์ต ลูเทอร์ จากดุสเซลดอฟ เยอรมนี เป็นดาวเคราะห์น้อยที่ค้นพบเป็นดวงที่ 90 ชื่อนี้มาจากเทพปกรณัมกรีก ในปี 2543 วิลเลียม เมอร์ไลน์และคณะพบว่าแท้จริงแล้วดาวเคราะห์น้อยดวงนี้ประกอบด้วยวัตถุสองชิ้นขนาดใกล้เคียงกันโคจรรอบกัน จึงนับได้ว่าเป็นดาวเคราะห์น้อยคู่ เป็นดาวเคราะห์น้อยคู่ดวงแรก ๆ ที่อยู่ในแถบดาวเคราะห์น้อยหลัก ซึ่งโคจรรอบรอบดวงอาทิตย์อยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี 
"ดาวเคราะห์น้อยคู่เกิดขึ้นมาในแถบดาวเคราะห์น้อยหลักได้อย่างไรยังไม่เป็นเข้าใจแน่ชัด" ปาสคาล เดสแคมปส์ จากหอดูดาวปารีสกล่าว "ระบบแอนทีโอปีให้โอกาสเดียวแก่พวกเราในการเรียนรู้วัตถุประเภทใหม่นี้ ฉะนั้นเราจะศึกษามันอย่างละเอียดเลยทีเดียวครับ" เขาเสริม

เดสแคมปส์กับแฟรงค์ มาร์คิส เพื่อร่วมงานจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ณ เบิร์กเลย์ ได้เริ่มภารกิจสำรวจด้วยกันมากว่าสองปีครึ่ง เขาได้ใช้อุปกรณ์ นาโค (NACO) ของหอดูดาวอีโซบนกล้องวีแอลทีที่เซอร์โรปารานัล ประเทศชิลี ส่วนทางกล้องดูดาวเคกก็เข้ามาร่วมสังเกตการณ์ตั้งแต่ปี 2548 

นาโคช่วยให้นักดาราศาสตร์ใช้ระบบอแดปทีฟออปติกในการสำรวจได้ ระบบนี้เป็นการลดความพร่ามัวที่เกิดจากการความพลิ้วไหวของบรรยากาศ จึงสามารถมองเห็นภาพของดาวเคราะห์น้อยแอนตีโอปีเป็นสองดวงได้ และทราบเส้นทางการเคลื่อนที่ของแต่ละดวงได้อย่างแม่นยำ "เราได้พบว่า วัตถุทั้งสองอยู่ห่างกัน 171 กิโลเมตร โคจรรอบกันและกันครบรอบทุก 16.5 ชั่วโมง ตอนนี้เรารู้คาบการโคจรด้วยความแม่นยำขนาดคลาดเคลื่อนไม่เกินครึ่งวินาทีเลยทีเดียว" มาร์คิสกล่าว

เมื่อรู้วงโคจรนักดาราศาสตร์ก็ทราบมวลของทั้งระบบได้ว่ามีมวล 828 ล้านตัน และพบว่าวัตถุทั้งสองมีคาบการหมุนรอบแกนตัวเองเท่ากับการโคจรรอบกันและกัน ทำนองเดียวกับที่ดวงจันทร์มีคาบการหมุนรอบตัวเองเท่ากับคาบการโคจรรอบโลก ดังนั้นวัตถุทั้งสองจะหันด้านเดียวเข้าหากันตลอด ยิ่งกว่านั้นดาวเคราะห์น้อยทั้งสองดวงยังมีระนาบการหมุนรอบตัวเองตรงกับระนาบการโคจรรอบกันอีกด้วย
แม้จะใช้ระบบอแดปทีฟออกติกแล้วก็ตาม แต่นักดาราศาสตร์ยังไม่ทราบว่าแต่ละดวงมีรูปร่างอย่างไร เนื่องจากวัตถุทั้งสองมีขนาดเล็กมาก แต่โชคดีที่ในช่วงเดือนพฤษภาคมจนถึงเดือนพฤศจิกายน 2548 ระนาบโคจรของวัตถุคู่นี้พาดผ่านโลก เราจึงมองเห็นวัตถุทั้งสองบังกันเองหลายครั้ง การสังเกตความเข้มแสงที่เปลี่ยนแปลงช่วยให้นักดาราศาสตร์รับรู้สภาพพื้นผิวได้อย่างคร่าว ๆ ได้ 

ด้วยข้อมูลใหม่นี้ เดสแคมปส์มาร์คิส และคณะมีหลักฐานมากพอที่จะเชื่อได้ว่าทั้งคู่มีรูปร่างเป็นก้อนรี มีขนาด 93.0x87.0x83.6 กิโลเมตร กับ 89.4x82.8x79.6 กิโลเมตร หรือมีขนาดพอ ๆ กับเมืองใหญ่เมืองหนึ่งเลยทีเดียว

เรื่องน่าสนใจที่สุดอยู่ที่ว่า รูปร่างของทั้งสองดวงนี้ช่างเหมือนกับรูปร่างตามที่นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส เอดวา รอช คาดการณ์ไว้ในปี ค.ศ. 1849 สำหรับวัตถุเหลวที่โคจรรอบกันเองและมีคาบโคจรกับคาบการหมุนพ้องกันเช่นนี้

แน่นอน ดาวเคราะห์น้อยเป็นวัตถุแข็ง ไม่ใช่แก๊สหรือของเหลว แต่โครงสร้างภายในจะต้องหลวมอย่างมากจนกระทั่งเปลี่ยนรูปร่างโดยแรงโน้มถ่วงจากวัตถุข้างเคียงได้

นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังวัดความหนาแน่นของวัตถุนี้ได้ด้วย ซึ่งได้ความว่ามีความหนาแน่นมากกว่าน้ำหนึ่งในสี่เท่า นั่นแสดงว่าดาวเคราะห์น้อยพวกนี้พรุนอย่างมาก มีที่ว่างมากถึง 30 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นโครงสร้างที่เรียกกันว่า กองหิน (rubble-pile) โครงสร้างเช่นนี้อธิบายได้ว่าดาวเคราะห์น้อยทั้งสองมีรูปร่างเสถียรได้อย่างไรทั้งที่มีขนาดเล็กมากเช่นนี้

"แม้จะมีการศึกษาอย่างเข้มข้น ต้นกำเนิดของดาวเคราะห์น้อยคู่นี้ยังคงเป็นปริศนา" เดสแคมปส์กล่าว "การเกิดระบบดาวเคราะห์น้อยคู่ที่ใหญ่เช่นนี้เป็นเรื่องเป็นไปไม่ได้ในทางทฤษฎี มีความเป็นไปได้ว่าอาจเคยเป็นวัตถุเดียวมาก่อน แต่หมุนรอบตัวเองเร็วมากจนยืดออกและหลุดออกเป็นสองดวงที่มีขนาดใกล้เคียงกัน"
ภาพวาดดาวเคราะห์น้อยคู่แอนทีโอปีตามจินตนาการของศิลปิน วัตถุทั้งสองดวงมีขนาดและรูปร่างเกือบเหมือนกัน (ภาพจาก ESO)

ภาพวาดดาวเคราะห์น้อยคู่แอนทีโอปีตามจินตนาการของศิลปิน วัตถุทั้งสองดวงมีขนาดและรูปร่างเกือบเหมือนกัน (ภาพจาก ESO)

ดาวเคราะห์น้อยแอนทีโอปี จากการสังเกตการณ์ของกล้องวีแอลทีในช่วงปี 2547 ระบบอแดปทีปออปติกของอุปกรณ์นาโคช่วยให้มองเห็นดาวเคราะห์น้อยเป็นวัตถุสองดวงได้อย่างชัดเจน และวัดคาบการโคจรได้อย่างแม่นยำ วัตถุทั้งคู่อยู่ห่างกัน 171 กิโลเมตร โคจรรอบกันเองครบบรอบทุก 16.5 ชั่วโมง.

ดาวเคราะห์น้อยแอนทีโอปี จากการสังเกตการณ์ของกล้องวีแอลทีในช่วงปี 2547 ระบบอแดปทีปออปติกของอุปกรณ์นาโคช่วยให้มองเห็นดาวเคราะห์น้อยเป็นวัตถุสองดวงได้อย่างชัดเจน และวัดคาบการโคจรได้อย่างแม่นยำ วัตถุทั้งคู่อยู่ห่างกัน 171 กิโลเมตร โคจรรอบกันเองครบบรอบทุก 16.5 ชั่วโมง.

ที่มา: