ปริศนาแห่งวงแหวน จุดจบของยานแคสซินี กับความลี้ลับของวงแหวนดาวเสาร์

ปริศนาลี้ลับประการหนึ่งในระบบสุริยจักรวาลก็คือวงแหวนของดาวเสาร์…

เราอาจทราบกันดีอยู่แล้วว่า วงแหวนราบเรียบเมื่อมองจากระยะไกลแสนไกล ที่สร้างดาวเสาร์ให้กลายเป็นดาวเคราะห์ที่สวยงามแปลกตากว่าดาวดวงใด แท้จริงคือน้ำแข็ง ฝุ่น และสสารอื่นๆ บางชิ้นขนาดเล็กกว่าเม็ดน้ำตาลทราย และมากมายที่ใหญ่ปานขุนเขา

แต่สิ่งที่ยังคงเป็นปริศนามาจากทุกวันนี้ก็คือ วงแหวนของดาวเสาร์มาจากไหน อยู่มายาวนานเพียงใด หรือกระทั่งแท้จริงแล้ว สิ่งต่างๆ ที่รวมกันกลายเป็นวงแหวนของดาวเสาร์นั้นมีมวลเท่าใดกันแน่

การปลดระวางของกัสซีนี (Cassini, หรือที่คุ้นเคยกันในชื่อ “แคสซินี” และต่อไปในโพสต์นี้ก็จะเขียนว่าแคสซินี) ยานสำรวจดาวเสาร์ซึ่งเป็นความร่วมมือระหว่างของนาซาและอีเอสเอ (องค์การอวกาศยุโรป) ได้ก่อประกายแสงที่ช่วยคลี่คลายบางคำถามเหล่านั้น แต่ในขณะเดียวกัน มันก็กลายเป็นแสงวาบที่นำมาซึ่งปริศนาใหม่ๆ ด้วย

ยานแคสซินีออกเดินทางจากโลกในวันที่ 15 ตุลาคม ค.ศ. 1997 ใช้เวลาเดินทาง 7 ปีจึงเริ่มเข้าสู่วงโคจรของดาวเสาร์ในปี ค.ศ. 2004 ก่อนจะสิ้นสุดภารกิจลงในวันที่ 15 ก.ย. 2017

ในวันสิ้นสุดภารกิจ แคสซินีเชื้อเพลิงหมด มันถูกบังคับให้ตกสู่ดาวเสาร์ ขณะที่ตกนั้น แคสซินีถูกกระแทกด้วยแรงโน้มถ่วงของวงแหวน รวมทั้งลมกระโชกที่พุ่งกระจายออกมาจากชั้นบรรยากาศของดาวเสาร์ สภาพดังกล่าวทำให้นักวิทยาศาสตร์ในภารกิจแคสซินีสามารถรวบรวมข้อมูลเพื่อคำนวณมวลของวงแหวนได้แม่นยำมากขึ้นกว่าที่ผ่านมา

น่าตื่นเต้นตรงไหน? ไม่รู้ แต่ลินดา สปิลเคอร์ (Linda Spilker) หัวหน้านักวิทยาศาสตร์ในโครงการบอกว่า เพราะตลอดเวลาที่ผ่านมาของแคสซินี ที่โคจรอยู่นอกดาวเสาร์และวงแหวนของมัน สิ่งที่เราได้คือมวลรวมของทั้งดาวเสาร์และวงแหวนของมันอย่างไม่มีทางจะแยกออกจากกันได้ ดังนั้น นี่จึงเป็นครั้งแรกที่เราจะวัดได้ว่าวงแหวนของดาวเสาร์นั้นมีมวลเท่าไร และสิ่งที่ค้นพบก็คือ วงแหวนของดาวเสาร์มีมวลคิดเป็นประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ของไมมัส (Mimas) ซึ่งเป็นดาวบริวารของดาวเสาร์ หรือคือน้อยกว่าดวงจันทร์ของโลกประมาณ 2,000 เท่า

แม้ค่าที่ได้นี้จะมีความคลาดเคลื่อนสูงถึง 25-30 เปอร์เซ็นต์ แต่บอนนี บูรัตติ (Bonnie Buratti) นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ประจำห้องปฏิบัติการแรงขับดันไอพ่นของนาซา บอกว่านี่คือค่าที่แม่นยำที่สุดเท่าที่เคยวัดกันมา

การค้นพบนี้นำไปสู่คำตอบอีกเรื่องเกี่ยวกับเรื่องอายุของวงแหวนดาวเสาร์ ก่อนหน้านี้ความคิดของนักวิทยาศาสตร์แตกเป็นสองฝ่าย ฝ่ายหนึ่งเชื่อว่าวงแหวนนั้นถือกำเนินดขึ้นมาพร้อมๆ กับดาวเสาร์ คือมีอายุประมาณ 4.6 พันล้านปี ส่วนอีกฝ่ายเชื่อว่าวงแหวนนั้นเป็นสิ่งที่ขึ้นทีหลัง และมีอายุเพียงประมาณ 100 ล้านปี แต่การที่ค้นพบว่าวงแหวนของดาวเสาร์มีมวลน้อยกว่าที่เคยคาดการณ์ไว้ ได้นำไปสู่คำตอบใหม่ว่าวงแหวนนั้นน่าจะมีอายุอยู่ที่ประมาณ 10-100 ล้านปี แต่ก็มีบางการวิเคราะห์ที่บอกว่าวงแหวนอาจมีอายุประมาณ 1.5 พันล้านปี

กระนั้น ไม่ว่าจะแบบไหน ก็ล้วนชี้ไปในทางเดียวกันว่า วงแหวนนั้นไม่ได้เกิดขึ้นมาพร้อมๆ กับดาวเสาร์ ทว่า นั่นก็ยังนำไปสู่คำถามอีกประการที่ยังไม่มีคำตอบ นั่นก็คือ วงแหวนนี้มาจากไหน?

ทฤษฎีดั้งเดิมแต่นานมาก็คือ ในสมัยที่ระบบสุริยะยังเยาว์นั้น อวกาศย่านนี้เต็มไปด้วยขยะอวกาศมากมาย จึงเป็นไปได้ที่ดาวเสาร์จะเกี่ยวเอาขยะอวกาศเหล่านี้เข้ามาอยู่ในวงโคจร

แต่บัดนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้เกิดข้อสงสัยใหม่ๆ ว่าวงแหวนอาจเกิดจากเศษชิ้นส่วนของวัตถุในอวกาศ เช่น ดวงจันทร์ ดาวหาง หรือดาวเคราะห์น้อย ที่อยู่ใกล้ดาวเสาร์มากไปจนติดอยู่ระหว่างแรงโน้มถ่วงสองแรง โดยแรงหนึ่งดึงเข้าหาดาวเสาร์ และอีกแรงหนึ่งผลักออกจากดาวเสาร์ นั่นทำให้วัตถุที่เข้ามาติดนั้นแตกกระจายเป็นชิ้นๆ และพอนานเข้าก็กลายเป็นเศษสิ่งต่างๆ ที่กลายเป็นวงแหวนดาวเสาร์ดังเช่นทุกวันนี้

“มันเหมือนสุสานที่กระจายตัวอยู่รอบดาว” เจมส์ โอ’โดโนฮิวจ์ (James O’Donoghue) นักวิทยาศาสตร์ประจำศูนย์การบินอวกาศกอดดาร์ดของนาซากล่าว

————————–

ที่มา: The Atlantic – http://bit.ly/2S2MMWq