22 ก.พ. 2020 เวลา 20:17 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
ผลการสำรวจ "ตุ๊กตามนุษย์หิมะอวกาศ" โดยยาน "New Horizons" ได้เปิดประตูสู่ความรู้ใหม่เกี่ยวกับการก่อกำเนิดดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเรา 😉👍
กว่า 15 ปีในการเดินทางของยานสำรวจ "New Horizons" วันนี้ได้ทำให้เรามีความรู้เกี่ยวกับระบบสุริยะจักรวาลของเรามากขึ้นไปอีก
"Arrokoth" หรือ "Ultima Thule" วัตถุรูปร่างคล้ายตุ๊กตามนุษย์หิมะ ได้รับการสำรวจอย่างละเอียดโดยยาน "New Horizons"
** การเดินทางของ New Horizons **
ออกเดินทางออกจากโลกไปกับจรวด Atlas V ในวันที่ 19 มกราคม 2006 ด้วยภารกิจหลักในการสำรวจดาวพลูโต
New Horizons เป็นยานสำรวจหนึ่งของ "New Frontiers program" โครงการสำรวจเทหะวัตถุต่าง ๆ ในระบบสุริยะจักรวาลของ NASA
ซึ่งปัจจุบันยานสำรวจในโครงการ New Frontiers program มีดังนี้
1. ยาน New Horizons
2. ยาน Juno เริ่มออกเดินทางสำรวจอวกาศในปี 2011
3. ยาน OSIRIS-REx เริ่มออกเดินทางสำรวจอวกาศในปี 2017
ใช้เวลาเดินทางเกือบ 10 ปี กว่าที่ New Horizons จะไปถึงยังเป้าหมายของภารกิจแรกนั่นคือ การสำรวจดาวพลูโต
เส้นทางจากโลกไปยังพลูโตของ New Horizons
ซึ่งการสำรวจเป็นไปด้วยดี เราได้ข้อมูลมหาศาลเกี่ยวกับดาวพลูโตและดวงจันทร์บริวารทั้ง 4 อย่างที่ไม่เคยรู้มาก่อน แต่ในบทความนี้ผมขอข้ามไปยังการสำรวจวัตถุเป้าหมายชิ้นถัดไปของ New Horizons
หลังจากเสร็จสิ้นภารกิจสำรวจดาวพลูโต New Horizons ก็มุ่งหน้าตรงต่อไปเพื่อทำการสำรวจวัตถุในแถบไคเปอร์ (Kuiper Belt)
ซึ่ง NASA ได้ทำการสำรวจหาเป้าหมายไว้ตั้งแต่ก่อนที่ New Horizons จะเดินทางมาถึงพลูโต โดยมีวัตถุ 3 ชิ้นที่เป็นตัวเลือกในการสำรวจต่อจากพลูโต แต่สุดท้าย NASA ก็เลือก "Arrokoth" เจ้าตุ๊กตามนุษย์หิมะอวกาศ
** Arrokoth ตุ๊กตาหิมะอวกาศอันเลื่องชื่อ **
ด้วยรูปทรงของมันที่ดูเหมือนตุ๊กตาหิมะ มันจึงเป็นที่สนใจของผู้คนในการที่ยาน New Horizons จะไปสำรวจ แต่นั่นยังไม่ใช่เหตุผลหลัก
ตุ๊กตาหิมะอวกาศ มีชื่อเล่นอีกชื่อ คือ อัลทิมา ทูลิ (Ultima Thule)
Arrokoth ถูกค้นพบครั้งแรกในปี 2014 โดยกล้องโทรทัศน์อวกาศฮับเบิล
มีชื่อเล่นอีกชื่อคือ อัลทิมา ทูลิ (Ultima Thule) ด้วยลักษณะทางกายภาพดูคล้ายมนุษย์หิมะประกอบด้วยชิ้นอัลทิมาซึ่งใหญ่และแบนกว่าขนาดยาว 21 กิโลเมตร และชิ้นทูลิที่มีขนาดเล็กกว่ายาวประมาณ 15 กิโลเมตร
โดยมีแกนการหมุนรอบตัวเองอยู่ในชิ้นอัลทิมา (ตามคลิปด้านล่าง)
1
ที่เจ้า Arrokoth ถูกเลือกเป็นเป้าหมายในการสำรวจเพราะมันอาจแสดงให้เห็นถึงขั้นตอนการรวมตัวกันของเทหะวัตถุทั้งสองชิ้น
ซึ่งจะช่วยให้เราเข้าใจถึงกระบวนการรวมตัวของวัตถุในแถบไคเปอร์จนกลายเป็นดาวเคราะห์ในช่วงก่อกำเนิดระบบสุริยะ
** ผลการสำรวจและการเปิดประตูสู่ความรู้ใหม่ **
แต่เดิมนั้นทฤษฎีการก่อกำเนิดดาวเคราะห์อยู่ 2 แนวทางหลักอันได้แก่
1. hierarchical accretion
กล่าวว่าดาวเคราะห์ในระบบสุริยะเกิดจากการรวมตัวกันของเทหะวัตถุในแผ่นจานมวลสารในช่วงก่อกำเนิดจักรวาล ซึ่งการรวมตัวกันของเทหะวัตถุนี้จะเป็นการรวมจากการชนอย่างรุนแรงของวัตถุที่อยู่ในแผ่นจาน
2. local cloud collapse
การยุบตัวของเมฆมวลสารกลายเป็น planetesimals ส่วนประกอบย่อย ๆ ของดาวเคราะห์ ก่อนที่แรงดึงดูดจะดึงให้แต่ละก้อนนี้มารวมตัวกันกลายเป็นก้อนใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ ซึ่งเป็นการดึงเข้ามารวมกันแบบช้า ๆ
โดยในช่วงปีใหม่ของปี 2019 ยาน New Horizons ก็ได้บินเฉียดเข้าใกล้ Arrokoth ในระยะ 3,500 กิโลเมตร
แม้ว่าการดาวโหลดข้อมูลการสำรวจทั้งหมดจากยาน New Horizons นั้นยังต้องใช้เวลาอีกเป็นปี แต่เมื่อสัปดาห์ที่ผ่านมาได้มีการตีพิมพ์งานวิจัย 3 ชิ้นซึ่งแต่ละงานวิจัยได้ศึกษาในแง่มุมต่างกันดังนี้
-ศึกษาด้านโครงสร้างทางกายภาพและสัญฐาน
รูปด้านบนเป็นผลการศึกษาการสะท้อนแสง และสภาพพื้นผิวของ Arrokoth
รูปนี้เป็นผลการศึกษาโครงสร้าง ขนาด และแกนการหมุน
ผลการสำรวจรอยต่อของชิ้นอัลทิมาและทูลีนั้น บ่งบอกว่าทั้ง 2 ชิ้นนี้ค่อย ๆ วิ่งเข้ามาแปะอยู่ด้วยกันอย่างช้า ๆ
-ศึกษาด้านองค์ประกอบ
ซึ่งพบน้ำแข็งมีเทนและส่วนประกอบสารอินทรีย์แต่กลับไม่พบน้ำแข็งที่พื้นผิวของ Arrokoth
ในสรุปงานวิจัยคาดว่าส่วนประกอบของ Arrokoth ทั้งสองส่วนนี้เกิดจากบ่อเมฆมวลสารที่มีของแข็งเป็นองค์ประกอบหลัก และก่อตัวขึ้นมาในช่วงต้นของระบบสุริยะจักรวาล
-ศึกษารูปแบบการก่อตัวของ Arrokoth ที่เป็นไปได้
รูปผลการศึกษาแรงดึงดูดในเนื้อวัตถุ
รูปผลการคำนวนแบบจำลองการชนด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่า Arrokoth เกิดจาการที่อัลทิมาและทูลีค่อย ๆ วิ่งมาชนกันด้วยความเร็วประมาณ 5-6 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
จากงานวิจัยทั้ง 3 ชิ้นนั้นให้ผลสรุปไปในทิวศทางเดียวกันซึ่งสนับสนุนทฤษฏีการยุบตัวของเมฆมวลสาร
นั่นคือแต่ละชิ้นส่วนเกิดจากการยุบตัวรวมกันของเมฆมวลสารเป็นชิ้นใหญ่ขึ้นและค่อย ๆ วิ่งเข้าหากันด้วยแรงดึงดูดก่อนจะแปะรวมกันอย่างช้า ๆ
ผลจากการวิจัยยังคาดว่า Arrokoth นั้นก่อตัวขึ้นเมื่อ 4,000 ล้านปีก่อนสมัยที่ระบบสุริยะของเราเริ่มเป็นรูปเป็นร่าง
และนี่ก็คือสิ่งที่เราได้รู้จากการสำรวจครั้งนี้ ซึ่งทำให้เราได้รู้ถึงกระบวนการก่อนกำเนิดดาวเคราะห์ที่ชัดเจนมากขึ้น
ทั้งนี้ยาน New Horizons ยังมีเชื้อเพลิงเหลือพอที่จะทำการสำรวจเป้าหมายอื่นได้อีก ดังนั้น NASA จึงมีแผนที่จะให้ New Horizons ทำการสำรวจวัตถุอื่นในแถบไคเปอร์อีก ซึ่งเป้าหมายต่อไปยังอยู่ระหว่างการพิจารณา
การเดินทางของ New Horizons ยังคงไม่สิ้นสุด และคงจะได้นำพาความรู้ใหม่ ๆ มาให้เราในอนาคต ก็ตั้งตารอชมการสำรวจครั้งถัดไปของ New Horizons 😉

ดูเพิ่มเติมในซีรีส์

โฆษณา