สมาคมดาราศาสตร์ไทย

พบภูเขาไฟลูกใหม่บนไอโอ

พบภูเขาไฟลูกใหม่บนไอโอ

13 ก.ย. 2567
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ดาวพฤหัสบดีมีดวงจันทร์บริวารดวงใหญ่สี่ดวง ในสี่ดวงนี้ ดวงจันทร์ไอโออยู่ใกล้ดาวพฤหัสบดีที่สุด ร้อนแรงที่สุด และเป็นดวงจันทร์ที่อึกทึกคึกคักที่สุดในระบบสุริยะ เพราะพื้นผิวเต็มไปด้วยภูเขาไฟที่พร้อมปะทุอยู่ตลอดเวลา

ดวงจันทร์ไอโอ 

จูโน ยานอวกาศสำรวจดาวพฤหัสบดีขององค์การนาซา ได้สำรวจมาตั้งแต่ปี 2559 ในช่วงสองปีที่ผ่านมา ยานจูโนมีโอกาสขยับเข้าใกล้ดวงจันทร์ไอโอหลายครั้ง มีโอกาสถ่ายภาพดวงจันทร์พิศวงดวงนี้ในระยะใกล้ได้ ทำให้เราได้เห็นรายละเอียดบนพื้นผิวไอโอได้เป็นครั้งแรกในรอบ 25 ปี

หนึ่งในภาพที่ถ่ายโดยจูโน เป็นภาพที่ถ่ายขึ้นในเดือนเมษายน 2567 แสดงภูเขาไฟลูกหนึ่งใกล้เส้นศูนย์สูตรเยื้องไปทางใต้เล็กน้อย  แสดงร่องรอยการไหลของลาวาหลายครั้งหลายหน ครอบคลุมพื้นที่ 180 180 กิโลเมตร  เมื่อเปรียบเทียบกับภาพถ่ายบริเวณเดียวกันที่ถ่ายโดยยานกาลิเลโอเมื่อ 2540 ไม่พบว่ามีภูเขาไฟมาก่อน เป็นเพียงพื้นที่เรียบ ๆ แสดงว่าภูเขาไฟลูกนี้เพิ่งเกิดขึ้นมาหลังจากนั้น

ภูเขาไฟบนไอโอเกิดจากแรงน้ำขึ้นลงที่กระทำโดยดาวพฤหัสบดี ดังนั้นบริเวณที่เกิดภูเขาไฟบนไอโอจึงอยู่ในช่วงละติจูดระหว่าง 30 องศาเหนือกับ 30 องศาใต้ 

ดวงจันทร์ไอโอ ถ่ายด้วยกล้องจูโนแคมบนยานจูโนเมื่อวันที่ กุมภาพันธ์ 2567 สองภาพแรกแสดงพื้นที่ที่รับแสงจากดาวพฤหัสบดี สามรูปหลังแสดงส่วนที่ได้รับแสงอาทิตย์ ภูเขาไฟลูกใหม่ปรากฏในรูปที่สอง  (จาก NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS)

ดวงจันทร์ไอโอ ถ่ายโดยกล้องจูโนแคม กรอบสีแดงแสดงภูเขาไฟลูกใหม่ที่เพิ่งเกิดขึ้น  (จาก NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Europlanet)

ดวงจันทร์ไอโอของดาวพฤหัสบดีโคจรอยู่ใกล้ดาวพฤหัสบดีมาก ขณะที่ไอโอโคจรและหมุนรอบตัวเองไปด้วย ก็จะถูกแรงน้ำขึ้นลงจากดาวพฤหัสบดีบีบเค้นจนทำให้เกิดความร้อนสูงภายใน กระบวนการนี้เกิดขึ้นในดวงจันทร์หลักอีกสามดวงเช่นกัน ได้แก่ ยูโรปา แกนิมีด และ คัลลิสโต ความร้อนภายในที่เกิดขึ้นในดวงจันทร์สามดวงหลังทำให้ใต้พื้นผิวมีสภาพเป็นมหาสมุทรบาดาล ซึ่งเป็นชั้นของน้ำที่อยู่ในสถานะของเหลวอยู่ 

ใต้พื้นผิวของไอโอก็มีสิ่งที่คล้ายมหาสมุทรบาดาลเหมือนกัน ต่างกันตรงที่ของเหลวที่อยู่ภายในไม่ใช่น้ำ แต่เป็นหินหนืด หินหนืดมีแรงดันสูงจึงหาทางระบายออกสู่พื้นผิว ซึ่งก็คือภูเขาไฟนั่นเอง ปัจจุบันพบภูเขาไฟบนไอโอกว่า 400 ลูก และพื้นผิวก็ทับถมไปด้วยสารประกอบกำมะถันซึ่งเป็นผลจากการปะทุของภูเขาไฟ เป็นเหตุที่ดวงจันทร์ดวงนี้มีสีเหลือง

เปรียบเทียบภาพถ่ายพื้นผิวของดวงจันทร์ไอโอในบริเวณที่พบภูเขาไฟลูกใหม่ ภาพซ้ายถ่ายโดยยานกาลิเลโอในปี 2540 ภาพขวาถ่ายโดยยานจูโนในปี 2567  (จาก NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS)

แม้จะเป็นที่แน่ชัดว่า แรงน้ำขึ้นลงจากดาวพฤหัสบดีเป็นแหล่งพลังงานหลักในการทำให้เกิดความร้อนในดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดี แต่ยังมีปริศนาอีกมากมายเกี่ยวกับไอโอที่นักดาราศาสตร์ยังต้องหาคำตอบต่อไป เช่น ลึกลงไปใต้พื้นผิวความร้อนมีการกระจายตัวอย่างไร มหาสมุทรหินหนืดของไอโอมีความลึกมากน้อยแค่ไหน ตลอดจนประวัติทางของธรณีวิทยาของบริวารดวงนี้ 

แผนผังแสดงโครงสร้างภายในและกลไกการเกิดความร้อนจากแรงน้ำขึ้นลงในดวงจันทร์ไอโอตามทฤษฎีหลักสี่ทฤษฎี   (จาก Chuck Carter and James Tuttle Keane/Keck Institute for Space Studies)


คำตอบเหล่านี้ไม่เพียงแต่จะช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้เข้าใจไอโอเท่านั้น แต่ยังช่วยให้เข้าใจดาวเคราะห์หินดวงอื่นได้อีกด้วย

ยานจูโนยังจะเข้าเฉียดดวงจันทร์ไอโออีกหลายครั้งจนกระทั่งถึงปี 2568 แต่น่าเสียดายที่การเข้าเฉียดต่อจากนี้จะไม่ได้เข้าใกล้มากอย่างเคยแล้ว 

แผนผังแสดงวงโคจรของยานจูโนรอบดาวพฤหัสบดี แสดงว่าเส้นทางโคจรรอบที่ 58 จะเข้าเฉียดใกล้ดวงจันทร์ไอโอมากที่สุด  (จาก Scott Bolton/SWRI)