ดวงจันทร์เอนเซลาดัสและข้อมูลใหม่เรื่อง 6 เหลี่ยมของดาวเสาร์ (Saturn's hexagon)

ภาพดาวเสาร์ภาพใหม่ที่ถ่ายจากกล้องฮับเบิลเดือนมิถุนายน ปี ค.ศ. 2018
(ภาพจาก https://scitechdaily.com/outstanding-hubble-image-shows-fully-illuminated-saturn-and-its-rings/)

ในระบบสุริยะ ดาวเคราะห์โลก ดวงอาทิตย์ และดวงจันทร์ล้วนเป็นสิ่งที่มีประโยชน์มากแก่เรา แต่ถ้าเราพูดถึงสิ่งที่สวยงามที่สุดในระบบสุริยะ แม้ความสวยงามเป็นเรื่องของอัตวิสัย แต่หลายคนมีความเห็นว่า ดาวเสาร์นั้นเป็นดาวที่สวยที่สุดในระบบสุริยะ เพราะสีสันของมันสวยงาม และมีวงแหวนล้อมรอบดาวต่างจากดวงอื่น เพราะวงแหวนนี้ทำให้ดาวเสาร์เป็นดาวที่สวยมีเสน่ห์มากเมื่อเราได้มองเห็นมัน


กาลิเลโอน่าจะเป็นคนแรกที่ได้เห็นความสวยงามของวงแหวนของดาวเสาร์ เขาพบมันเมื่อได้ส่องกล้องโทรทรรศน์ที่เขาคิดค้นสร้างขึ้น ทำไมดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆในระบบสุริยะถึงไม่มีวงแหวน  หรือที่มีวงแหวนเช่น ดาวพฤหัส ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน แต่ก็ไม่ชัดเจนสวยงามเท่าวงแหวนของดาวเสาร์ วงแหวนดาวเสาร์นี้คืออะไร เกิดมาได้อย่างไร 
ส่วนประกอบบางส่วนของวงแหวนบอกว่ามันอาจจะพึ่งกำเนิดมาได้ไม่นานนัก แต่แบบจำลองทางทฤษฎีระบุว่ามันกำเนิดมานานแล้ว ตั้งแต่ยุคแรกๆของการกำเนิดระบบสุริยะ 


จริงๆแล้วยังไม่มีความเป็นเอกฉันท์เรื่องการกำเนิดของวงแหวนของดาวเสาร์ วงแหวนของดาวเสาร์นี้ส่วนใหญ่คืออนุภาคน้ำแข็งขนาดเล็กๆ เล็กมากตั้งแต่ระดับไมโครเมตรจนถึงระดับเมตร อนุภาคน้ำแข็งเหล่านี้ไม่สามารถก่อตัวเป็นดวงจันทร์ขนาดใหญ่โคจรรอบดาวเสาร์ได้ และก็ไม่กระเด็นหลุดออกมาหรือถูกดูดเข้าไปในดาวเสาร์ เราจึงเห็นมันเป็นชั้นจานบางของอนุภาคน้ำแข็งสีขาวๆ เทาๆ ประกอบเป็นวงแหวนที่สวยงามของดาวเสาร์


เราส่งยานสำรวจที่เรียกสั้นๆว่ายานคัสซีนี ไปสำรวจดาวเสาร์และวงแหวนของมัน โดยยานถูกปล่อยไปในปี ค.ศ. 1997 มันให้ข้อมูลที่มีประโยชน์มหาศาลแก่นักวิทยาศาสตร์ตลอดภารกิจ 13 ปีของมัน และจบภารกิจในเดือนกันยายนปี ค.ศ. 2017 โดยการทำลายตนเองด้วยการพุ่งสู่ดาวเสาร์โดยมันได้ถูกเผาไหม้จากการเสียดสีกับบรรยากาศ


มีเรื่องที่น่าสนใจเรื่องหนึ่งคือ ในระหว่างการปฏิบัติงานของยานคัสซีนี ดวงจันทร์ดวงหนึ่งที่เป็นบริวารของดาวเสาร์ที่ชื่อ เอนเซลาดัส (Enceladus) เอนเซลาดัสเป็นดวงจันทร์ที่น่าสนใจมากดวงหนึ่ง มันเป็นดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดเป็นอันดับที่ 6 เราพบว่ามันมีลำไอน้ำพ่นออกมาจากดวงจันทร์นี้ ซึ่งอาจเป็นไปได้ที่มันจะมีมหาสมุทรซ่อนอยู่ใต้พื้นผิวของดวงจันทร์เอนเซลาดัส ดวงจันทร์ที่เป็นน้ำแข็งและมีมหาสมุทรซ่อนอยู่ใต้พื้นผิวนี้อาจจะเป็นแหล่งที่เหมาะกับการสร้างสิ่งมีชีวิต


แม้ยานคัสซีนีจะจบภารกิจแล้ว แต่เรายังคงสนใจดาวเสาร์กันอยู่ ในเดือนมิถุนายน ปี ค.ศ. 2018 กล้องโทรทรรสน์ฮับเบิล กล้องโทรทรรศน์ที่มีประสิทธิภาพสูง เหตุผลหนึ่งก็คือเพราะมันโคจรอยู่รอบโลก ไม่ได้ถ่ายภาพจากพื้นโลกที่ต้องผ่านบรรยากาศของโลกทำให้คุณภาพของภาพลดลง กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลได้ถ่ายภาพดาวเสาร์และวงแหวนของมัน รวมให้เห็นถึงดวงจันทร์อีก 6 ดวง จากทั้งหมด 62 ดวงที่เรารู้จักกันในตอนนี้ มันเป็นภาพของดาวเสาร์ที่สวยที่สุดภาพหนึ่งเลยทีเดียว


เราถ่ายภาพนี้ตอนที่ ณ ตำแหน่งตรงกันข้าม (Opposition) ของดาวเสาร์ในวันที่ 27 เดือนมิถุนายน ค.ศ. 2018 มันคือตอนที่ดวงอาทิตย์ โลก และดาวเสาร์เรียงกัน ฉะนั้น ณ ตำแหน่งนี้แสงจากดวงอาทิตย์จะส่องให้เห็นดาวเสาร์อย่างชัดเจนเมื่อมองจากโลก ซึ่งเวลาที่ดาวเสาร์อยู่ใกล้โลกมากที่สุดก็มักเป็นช่วงเวลาของตำแหน่งตรงกันข้ามของดาวเสาร์นี้เอง ซึ่งยิ่งจะทำให้ดาวเสาร์มีขนาดใหญ่ขึ้น สว่างขึ้น เหมาะแก่การถ่ายภาพเพื่อเห็นรายละเอียดที่ชัดเจนของดาวเสาร์ มันจึงเป็นภาพที่สวยงามและมีค่าอย่างยิ่งสำหรับนักดาราศาสตร์


ดาวเสาร์ยังมีอีกสิ่งหนึ่งที่น่าสนใจนั่นคือ 6 เหลี่ยมของดาวเสาร์ (Saturn's hexagon) มันถูกค้นพบระหว่างภารกิจของยานวอยเอจเจอร์ในปี ค.ศ. 1981 และต่อมากับภารกิจของยานคัสซีนีในปี ค.ศ. 2006 

ภาพ 6 เหลี่ยมของดาวเสาร์ (Saturn's hexagon)
(ภาพจาก https://www.space.com/30608-mysterious-saturn-hexagon-explained.html)

6 เหลี่ยมของดาวเสาร์นั้นเป็นพายุหมุนวนลักษณะเป็นรูปทรง 6 เหลี่ยม ซึ่งแต่ละด้านนั้นยาวประมาณ 13 800 กิโลเมตร ซึ่งใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของโลกเสียอีกที่ยาวประมาณ 12 700 กิโลเมตร
ที่น่าสนใจเพราะมันเป็นรูป 6 เหลี่ยมที่ปรากฏอยู่ในธรรมชาติอย่างชัดเจน มันเกิดจากอะไรเป็นคำถามที่นักวิทยาศาสตร์สนใจมาก แต่ไม่ใช่เพียงแค่นั้นจากข่าวงานวิจัยใหม่ของนักดาราศาสตร์พบว่า 6 เหลี่ยมของดาวเสาร์ ไม่ได้มีแค่ 1 แต่มีถึง 2 !


นักวิจัยได้ตีพิมพ์การค้นพบครั้งนี้ในวารสาร Nature Communications ในวันที่ 3 กันยายน ปี ค.ศ. 2018  มีการค้นพบว่า 6 เหลี่ยมของดาวเสาร์ได้เกิดขึ้นใหม่อีกอันบริเวณขั้วเหนือของดาวเสาร์  ยานคัสซีนีก่อนที่มันจะจบภารกิจสามารถตรวจพบ 6 เหลี่ยมของดาวเสาร์ที่กำลังเกิดขึ้นอีกอันในช่วงปีสุดท้ายของภารกิจ จากแผนที่จากอินฟาเรดของบรรยากาศของดาวเสาร์พบตั้งแต่ปี ค.ศ. 2014 ถึงปี ค.ศ. 2017 มันเป็นมวลลมร้อนที่หมุนวนด้วยความเร็วที่กำลังพัฒนาขึ้นที่ขั้วเหนือของดาวเสาร์ โดย 6 เหลี่ยมของดาวเสาร์อันใหม่นี้ตั้งอยู่สูงจาก 6 เหลี่ยมของดาวเสาร์อันเก่าหลายร้อยกิโลเมตร


จากรูปทรงที่ปรากฏอาจจะเป็นไปได้ว่า 6 เหลี่ยมของดาวเสาร์อันเก่าที่อยู่ด้านล่างเป็นตัวควบคุม 6 เหลี่ยมของดาวเสาร์อันใหม่ในชั้นสตราโตสเฟียร์ เรื่องนี้กำลังทำให้นักวิทยาศาสตร์ฉงนอยู่ แต่การทำความเข้าใจเรื่องนี้จะทำให้นักวิจัยเข้าใจว่าพลังงานเคลื่อนที่ในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงอื่นๆนั้นมีหลักการทำงานอย่างไร และนั่นจะทำให้นักวิจัยเข้าใจธรรมชาติของมันมากขึ้น

เรียบเรียงโดย

ณัฐพล โชติศรีศุภรัตน์
ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ

• [1] https://www.sciencenews.org/article/saturn-has-two-hexagons-not-one-swirling-around-its-north-pole
• [2] https://scitechdaily.com/outstanding-hubble-image-shows-fully-illuminated-saturn-and-its-rings/
• [3] https://arxiv.org/abs/1112.3305v2
• [4] http://www.sunflowercosmos.org/190-saturn's_hexagon.html