สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ควันหลงภารกิจดาร์ต

ควันหลงภารกิจดาร์ต

5 เม.ย. 2566
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ภารกิจ ดาร์ต (DART-- Double Asteroid Redirection Test) เป็นภารกิจขององค์การนาซาที่ส่งยานไปพุ่งชนพุ่งชนดาวเคราะห์น้อยดวงหนึ่งชื่อ ไดมอร์ฟัส เพื่อศึกษาผลกระทบที่เกิดขึ้นต่อการโคจรเพื่อในไปวิเคราะห์และปรับใช้ในการชนเพื่อเบี่ยงทิศดาวเคราะห์น้อยอันตรายดวงอื่นที่อาจพุ่งเข้ามาชนโลกในอนาคต ภารกิจนี้นอกจากเป็นการทดลองวิธีเบี่ยงดาวเคราะห์น้อยด้วยการพุ่งชนแล้ว ยังถือเป็นโอกาสในการศึกษาดาวเคราะห์น้อยไดมอร์ฟัสด้วย 

ภาพในจินตนาการของศิลปิน แสดงเศษวัสดุที่กระจายออกจากดาวเคราะห์น้อยไดมอร์ฟัสหลังจากถูกยานดาร์ตพุ่งชน (จาก ESO/M. Kornmesser)

ภารกิจดาร์ตประสบความสำเร็จ ยานหนัก 610 กิโลกรัมพุ่งชนดาวเคราะห์น้อยไดมอร์ฟัสในวันที่ 26 กันยายน 2565 กล้องโทรทรรศน์ทั่วโลกต่างจับตาดูสิ่งที่เกิดขึ้น พบว่าการชนทำให้ความเร็วในโคจรของไดมอร์ฟัสลดลง และวงโคจรเล็กลง เป็นไปตามที่คาดการณ์ไว้ และการชนทำให้เกิดรอยถูกชนและมีเศษวัสดุกว่า 900 ตันกระเด็นออกมา

ไม่เพียงแต่กล้องบนยานดาร์ตเองและยานลูกที่ชื่อลูเซียคิวบ์ที่เก็บรายละเอียดการชนอย่างใกล้ชิด กล้องบนพื้นโลกก็ติดตามการชนในครั้งนั้นเช่นกันทั้งก่อนและหลัง เมื่อไม่นานมานี้ นักดาราศาสตร์สองคณะได้เปิดเผยผลการศึกษาการชนที่ได้จากการใช้กล้องวีแอลทีของหอดูดาวยุโรปซีกใต้ (ESO) แสดงภาพของพื้นผิวดาวเคราะห์น้อยไดมอร์ฟัสหลังจากถูกชน นอกจากนี้ภาพจากกล้องอื่นที่ติดตามผลการชนเป็นเวลานานกว่าเดือน ทำให้ทราบว่าเศษหินที่กระจายจากการชนมีการเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร 

กล้องวีแอลที เป็นกล้องโทรทรรศน์ยักษ์ขนาด 8.2 เมตรสี่กล้อง ตั้งอยู่บนยอดเขาเซอร์โรปารานัล   (จาก ESO.)


นักดาราศาสตร์คณะแรกนำโดย สเตฟาโน บักนูโล จากหอดูดาวและท้องฟ้าจำลองอาร์มาก์ ได้ศึกษาว่าการชนทำให้พื้นผิวของดาวเคราะห์น้อยเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร โดยใช้สเปกโทรกราฟของวีแอลทีเฝ้าสำรวจดาวเคราะห์น้อยไดมอร์ฟัส พบว่าทันทีหลังการพุ่งชน โพลาไรเซชันของแสงจากดาวเคราะห์น้อยลดลงอย่างฉับพลันพร้อม ๆ กับความสว่างเพิ่มมากขึ้น สิ่งนี้แสดงว่าการชนได้เปิดแผลบนดาวเคราะห์น้อยให้เผยเนื้อในที่มีความดิบมากกว่าเนื้อบนพื้นผิว นั่นอาจเป็นเพราะเนื้อดาวเคราะห์น้อยเบื้องล่างที่เผยออกมาไม่เคยได้รับแสงแดดมาก่อนจึงมีความสว่างมากกว่าและมีโพลาไรเซชันน้อยกว่าพื้นผิว

"อีกสาเหตุหนึ่งที่อาจเป็นไปได้คือ การชนได้ส่งอนุภาคเล็กจนกระเด็นออกมาและเกาะกลุ่มกันจนเหมือนเมฆ ซึ่งอนุภาคขนาดเล็กเหล่านี้ทำให้ความสว่างโดยรวมมากกขึ้นและทำให้โพลาไรเซชันลดลง" ซูรี เกรย์ นักศึกษาปริญญาเอกจากอาร์มาก์อธิบาย

ลำดับภาพที่ถ่ายโดยอุปกรณ์มิวส์ของกล้องวีแอลที แสดงการเปลี่ยนรูปร่างของแนวเศษวัสดุที่กระจายจากดาวเคราะห์น้อยไดมอร์ฟัสหลังจากถูกยานดาร์ตพุ่งชน ภาพแรกถ่ายเมื่อวันที่ 26 กันยายน 2565 ก่อนหน้าการชนเพียงเล็กน้อย ภาพสุดท้ายถ่ายในวันที่ 25 ตุลาคม 2565 ลูกศรขาวในแต่ละภาพแสดงทิศทางของดวงอาทิตย์  (จาก ESO/Opitom et al.)

อีกคณะหนึ่ง นำโดย ซีรีแอล โอพีดอม ได้สำรวจโดยใช้กล้องวีแอลทีเช่นเดียวกัน แต่คณะนี้มุ่งเน้นไปที่การติดตามการเปลี่ยนแปลงของกลุ่มเศษวัสดุจากการพุ่งชนเป็นเวลากว่าหนึ่งเดือนด้วยอุปกรณ์มิวส์ (MUSE--Multi Unit Spectroscopic Explorer)  มิวส์ช่วยให้นักดาราศาสตร์ทราบองค์ประกอบทางเคมีของเศษวัสดุที่กระเด็นออกมา นอกจากนี้ยังค้นหาออกซิเจนและน้ำที่ในเนื้อหินที่เปิดเผยออกมาได้ด้วย 

แต่ผลการวิเคราะห์สเปกตรัมไม่พบน้ำเลย ซึ่งโอพีดอมอธิบายว่าตนไม่ได้ประหลาดใจนักกับผลนี้เพราะปกติดาวเคราะห์น้อยก็ไม่มีน้ำแข็งมากนักอยู่แล้ว หากเจอน้ำจะน่าประหลาดใจมากกว่า 

คณะของโอพีดอมพบว่า ขณะที่เศษวัสดุจากการชนฟุ้งกระจายออกไป รูปร่างของกลุ่มเศษวัสดุนั้นเริ่มจับตัวกันเป็นกลุ่มก้อน เป็นเกลียว หรือเป็นสายยาว ทอดออกไปตามทิศทางการผลักของรังสีจากดวงอาทิตย์ เศษวัสดุบางส่วนมีสเปกตรัมเลื่อนไปในทางสีน้ำเงิน ซึ่งแสดงว่าลมสุริยะผลักอนุภาคขนาดเล็กให้ถอยห่างออกไปจากดวงอาทิตย์ ส่วนอนุภาคขนาดใหญ่กว่าได้รับผลกระทบจากลมสุริยะน้อยกว่า

ไม่เพียงแต่กล้องภาคพื้นดินเท่านั้นที่ติดตามการชนของดาร์ตแล้ว กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลก็ไม่พลาดโอกาสนี้เช่นกัน ฮับเบิลได้จับภาพขั้นตอนที่เกิดขึ้นหลังการชนเป็นเวลาราว 18 วัน แล้วนำมาต่อกันเป็นภาพต่อเนื่อง ซึ่งได้เปิดเผยออกมาก่อนหน้าสองคณะที่ใช้กล้องวีแอลทีสำรวจมาไม่นาน


ภาพจากฮับเบิลแสดงว่าแนวของเศษวัสดุที่กระเด็นออกมามีการเปลี่ยนรูปร่างที่น่าสนใจ ในช่วงแรกเศษวัสดุจับกลุ่มกันเป็นเส้นตรงพุ่งออกมาด้วยความเร็วประมาณ 6.5 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่งเร็วพอที่จะหลุดพ้นจากสนามความโน้มถ่วงอันเบาบางของไดมอร์ฟัสได้ หลังจากนั้นก็แผ่กว้างออกจนดูเป็นรูปกรวย

หลังจากการชนผ่านไป 17 ชั่วโมง แนวของเศษวัสดุเปลี่ยนไปอีกครั้ง อันตรกิริยาทางความโน้มถ่วงระหว่างดิดิมอสกับไดมอร์ฟัสรบกวนกลุ่มเศษวัสดุให้เริ่มบิดเป็นเกลียว จากนั้นก็ปัดไปด้านหลังดวงอาทิตย์คล้ายหางดาวหาง ซึ่งแสดงว่าความดันเหตุรังสีจากดวงอาทิตย์เริ่มมีอิทธิผลต่อรูปร่างของแนวเศษวัสดุ และที่น่าประหลาดใจที่สุดก็คือ ในตอนท้ายแนวของหางแยกออกเป็นสองหาง

ภาพผลจากการชนดาวเคราะห์น้อยไดมอร์ฟัสของยานดาร์ต ภาพบนถ่ายหลังการชน ชั่วโมง แสดงแนวของเศษวัสดุกระเด็นออกมาเป็นรูปกรวย คาดว่ามีเศษวัสดุกระเด็นออกมามากถึง 1,000 ตัน ภาพกลางถ่ายหลังการชน 17 ชั่วโมง แสดงถึงแนวเศษวัสดุที่เริ่มถูกรบกวนโดยอันตรกิริยาระหว่างดาวเคราะห์น้อยทั้งสอง ภาพล่างสุดแนวเศษวัสดุทอดยาวออกไปจนคล้ายหางดาวหางและแยกออกเป็นสองแนวชัดเจน  (จาก NASA, ESA, STScI, and Jian-Yang Li (PSI); Image Processing: Joseph DePasquale (STScI))

ดาร์ตจะไม่ใช่ภารกิจเดียวที่นักดาราศาสตร์จะส่งยานไปสำรวจไดมอร์ฟัสในระยะใกล้ชิด ในปี 2567 องค์การอีซาจะส่งยานเฮอราไปยังดาวเคราะห์น้อยไดมอร์ฟัสเช่นกัน เฮอราจะเป็นภารกิจสาธิตเทคโนโลยี เช่นการควบคุมเส้นทางรอบวัตถุความโน้มถ่วงต่ำในระยะใกล้ชิดโดยอัตโนมัต นอกจากนี้เฮอราจะศึกษาไดมอร์ฟัสอย่างใกล้ชิดถึงผลกระทบจากการถูกดาร์ตพุ่งชน ข้อมูลจากเฮอราจะเป็นประโยชน์อย่างมากในการช่วยวางแผนป้องกันอันตรายหากถูกดาวเคราะห์น้อยพุ่งชนโลก 

คาดว่ายานเฮอราจะไปถึงเป้าหมายในเดือนธันวาคม 2569