มีอะไรอยู่ไกลกว่าดาวเคราะห์?
ดาวเคราะห์เอกซ์. นักดาราศาสตร์ชื่อ เพอร์ซิวัล โลเวลล์ ตั้งชื่อนี้ให้แก่ดาวเคราะห์ที่ยังไม่มีการค้นพบมาก่อน ซึ่งเขาคาดว่าโคจรอยู่เลยดาวเนปจูนออกไปอีก. เขาเริ่มค้นหาดาวเคราะห์เอกซ์ตั้งแต่ปี 1905 ที่หอดูดาวของเขาในเมืองแฟล็กสตัฟฟ์ รัฐแอริโซนา. แม้ว่าโลเวลล์เสียชีวิตไปก่อนที่เขาจะพบดาวเคราะห์เอกซ์ แต่การค้นหาซึ่งเขาเป็นคนเริ่มต้นก็ยังคงดำเนินต่อไป. ในที่สุด ในปี 1930 ที่หอดูดาวโลเวลล์ ไคลด์ ทอมบอก็พบดาวเคราะห์พลูโต. ดาวเคราะห์เอกซ์มีอยู่จริง ๆ!
นักดาราศาสตร์ทั้งหลายเริ่มสงสัยทันทีเลยว่า ‘จะพบดาวเคราะห์เอกซ์อีกดวงไหม?’ หลังจากนั้นมีการเฝ้าค้นหากันอย่างหนักเป็นเวลาหกสิบปี และการค้นหาในช่วงหลัง ๆ มีการใช้แม้กระทั่งยานอวกาศ. แม้ว่ามีการค้นพบดาวเคราะห์น้อย, ดาวฤกษ์, กาแล็กซี, และเนบิวลาหลายพันแห่ง แต่ไม่มีการค้นพบดาวเคราะห์ดวงใหม่ ๆ เลย.
แต่ทว่า พวกเขายังไม่เลิกค้นหา. นักวิทยาศาสตร์เริ่มใช้เทคโนโลยีใหม่ ๆ และกล้องโทรทรรศน์ที่มีกำลังสูงขึ้นเพื่อตรวจหาวัตถุที่กำลังโคจรซึ่งมีแสงจางกว่าที่เรามองเห็นได้ด้วยตาเปล่าหลายล้านเท่า. ในที่สุด ความพยายามของพวกเขาก็ได้รับผลตอบแทน. น่าทึ่งที่ตอนนี้มีการค้นพบดาวเคราะห์ขนาดเล็กที่อยู่ไกลกว่าดาวพลูโตถึงหลายสิบ ดวง!
ดาวเคราะห์ขนาดเล็กพวกนี้อยู่ที่ไหน? จะมีการค้นพบอีกสักกี่ดวง? ดาวเหล่านี้เป็นวัตถุที่อยู่ไกลที่สุดในระบบสุริยะไหม?
วัตถุที่อยู่ไกลที่สุด
ระบบสุริยะประกอบด้วยดาวเคราะห์เก้าดวงที่โคจรอยู่รอบดวงอาทิตย์. นอกจากนั้นแล้วยังมีดาวเคราะห์น้อยที่เป็นหินหลายพันดวงพุ่งไปในอวกาศ ส่วนใหญ่อยู่ในแถบของดาวเคราะห์น้อยระหว่างดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี. มีการค้นพบดาวหางเกือบหนึ่งพันดวงด้วย.
ในบรรดาวัตถุเหล่านี้ อะไรโคจรไกลจากดวงอาทิตย์มากที่สุด? ดาวหางนั่นเอง มันออกไปไกลกว่าวัตถุอื่น ๆ มากทีเดียว.
คำว่า “ดาวหาง” ในภาษาอังกฤษ (comet) มีรากศัพท์มาจากคำภาษากรีก คอมีʹติส หมายความว่า “มีผมยาว” ซึ่งพาดพิงถึงหางยาวโค้งที่อยู่หลังส่วนหัวอันสุกสว่าง. ดาวหางเคยทำให้เกิดการถือโชคลางและความตื่นกลัวมากมาย. นักสังเกตการณ์ยังพูดถึงการที่ดาวหางเคลื่อนเข้ามาใกล้ว่าเป็นปรากฏการณ์ประหลาด. เรื่องนี้เกิดมาจากความเชื่อในสมัยก่อนที่ว่าดาวหางเป็นวัตถุปิศาจ. ทำไมผู้คนกลัวดาวหางกันนัก? เหตุผลหนึ่งก็คือบางครั้งมีการนำปรากฏการณ์ของดาวหางไปเชื่อมโยงกับเหตุการณ์ที่เป็นโศกนาฏกรรม.
ดาวหางยังคงกระตุ้นให้เกิดความงมงาย. ในเดือนมีนาคม 1997 ที่รัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา สมาชิกของนิกายประตูสวรรค์ 39 คนฆ่าตัวตายหมู่ขณะที่ดาวหางเฮล-บอปป์เข้าใกล้ดวงอาทิตย์. เพราะอะไร? ก็เพราะพวกเขาคาดว่ายานอวกาศของมนุษย์ต่างดาวที่คิดกันว่าซ่อนอยู่หลังดาวหางนั้นเดินทางมารับพวกเขาไป.
ไม่ใช่ทุกคนงมงายกับเรื่องดาวหาง. ในศตวรรษที่สี่ ก.ส.ศ. อาริสโตเติลให้ความเห็นว่าดาวหางเป็นกลุ่มก๊าซเรืองแสงที่อยู่สูงขึ้นไปบนท้องฟ้า. ไม่กี่ศตวรรษต่อมา เซเนกา นักปรัชญาชาวโรมันลงความเห็นอย่างเฉียบแหลมว่าดาวหางที่กำลังโคจรเป็นเทห์ฟากฟ้า.
พร้อมกับการกำเนิดของกล้องโทรทรรศน์และการค้นพบกฎแห่งแรงโน้มถ่วงของนิวตัน การศึกษาดาวหางก็เริ่มเป็นวิทยาศาสตร์แท้มากขึ้น. เมื่อถึงปี 1705 เอ็ดมอนด์ ฮัลเลย์ลงความเห็นว่าดาวหางโคจรรอบดวงอาทิตย์ในเส้นทางที่เป็นวงรียาว. ยิ่งกว่านั้น เขาสังเกตว่าดาวหางที่ปรากฏในปี 1531, 1607, และ 1682 มีเส้นทางโคจรคล้ายกันและมีการเว้นระยะประมาณทุก ๆ 75 ปี. ฮัลเลย์สันนิษฐานอย่างถูกต้องว่าการพบเห็นแต่ละครั้งเป็นการพบเห็นดาวหางดวงเดียวกัน ซึ่งภายหลังถูกตั้งชื่อว่า ดาวหางฮัลเลย์.
ตอนนี้นักวิจัยรู้ว่าดาวหางมีส่วนหัวซึ่งเรียกว่านิวเคลียส โดยทั่วไปมีเส้นผ่าศูนย์กลางระหว่าง 1 ถึง 20 กิโลเมตร. อาจพรรณนานิวเคลียสได้อย่างถูกต้องว่าเป็นก้อนน้ำแข็งสกปรกสีดำซึ่งประกอบด้วยน้ำแข็งผสมกับฝุ่น. ภาพระยะใกล้ของดาวหางฮัลเลย์ซึ่งถ่ายโดยยานอวกาศจอตโตในปี 1986 แสดงว่ามีพวยก๊าซและฝุ่นพุ่งขึ้นจากดาวหาง. พวยเหล่านี้ทำให้ดาวหางมีส่วนหัวที่สว่างและมีหางดังที่เห็นได้จากโลก.
กลุ่มดาวหาง
มีดาวหางอยู่สองกลุ่มโคจรอยู่รอบดวงอาทิตย์. การจำแนกกลุ่มดาวหางอาศัยระยะเวลาในการโคจร หรือเวลาทั้งหมดที่ใช้ในการเดินทางรอบดวงอาทิตย์หนึ่งรอบ. ดาวหางคาบสั้น เช่น ดาวหางฮัลเลย์ ใช้เวลาไม่ถึง 200 ปีเพื่อโคจรรอบดวงอาทิตย์. มันมีวงโคจรใกล้เคียงกับระนาบวงโคจรของโลกและดาวเคราะห์อื่น ๆ รอบดวงอาทิตย์. อาจมีดาวหางคาบสั้นอยู่นับพันล้านดวง ซึ่งส่วนใหญ่โคจรไกลกว่าดาวเคราะห์ที่ไกลที่สุดคือดาวเนปจูนและดาวพลูโต นั่นคือหลายพันล้านกิโลเมตรจากดวงอาทิตย์. บางครั้งบางคราว ดาวหางบางดวง เช่น ดาวหางเองเก ถูกดึงดูดให้เข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้นเนื่องจากเข้าไปใกล้ดาวเคราะห์.
แล้ววงโคจรของดาวหางคาบยาวล่ะ? ไม่เหมือนดาวหางคาบสั้น ดาวหางคาบยาวโคจรรอบดวงอาทิตย์จากทุกทิศทาง. ดาวหางชนิดนี้รวมถึงดาวหางเฮียะกุตาเกะและดาวหางเฮล-บอปป์ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่น่าตื่นตาตื่นใจที่เกิดขึ้นเมื่อไม่นานมานี้. อย่างไรก็ตาม มันคงไม่กลับมาอีกเป็นเวลาหลายพันปี!
ดาวหางคาบยาวกลุ่มใหญ่โคจรอยู่ที่ส่วนนอกสุดของระบบสุริยะ. ดงนี้ถูกตั้งชื่อว่า ดงดาวหางของออร์ต ตามชื่อนักดาราศาสตร์ชาวดัตช์ ซึ่งเป็นคนแรกที่คาดว่ามีดงดาวหางนี้ในปี 1950. มีดาวหางกี่ดวงอยู่ในดงนี้? นักดาราศาสตร์ประมาณว่ามีมากกว่าหนึ่งล้านล้านดวง! ดาวหางบางดวงเดินทางไปไกลจากดวงอาทิตย์เป็นระยะทางหนึ่งปีแสงหรือมากกว่านั้น.a ที่ระยะทางขนาดนั้น การโคจรรอบเดียวอาจใช้เวลามากกว่าสิบล้านปี!
ดาวเคราะห์ขนาดเล็กจำนวนมาก
ดาวเคราะห์ขนาดเล็กที่ถูกค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้ซึ่งกล่าวถึงในตอนต้นมีอาณาเขตร่วมกับดาวหางคาบสั้นเลยดาวพลูโตออกไป. ตั้งแต่ปี 1992 นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบเทหวัตถุขนาดเล็กคล้ายดาวเคราะห์เหล่านี้ประมาณ 80 ดวง. อาจมีนับหมื่นดวงที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางยาวกว่า 100 กิโลเมตร. ดาวเคราะห์ขนาดเล็กเหล่านี้ประกอบกันเป็นแถบเคาเปอร์ ซึ่งเรียกตามชื่อนักวิทยาศาสตร์คนหนึ่งผู้ซึ่งคาดว่ามีแถบนี้เมื่อเกือบ 50 ปีมาแล้ว. วัตถุที่อยู่ในแถบเคาเปอร์อาจประกอบด้วยก้อนหินและน้ำแข็ง.
การค้นพบดาวเคราะห์ขนาดเล็กเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้เปลี่ยนทัศนะที่มีต่อระบบสุริยะชั้นในไหม? จริงทีเดียว! เวลานี้มีการคิดกันว่าดาวพลูโต, ชารอน บริวารของมัน, ตริตัน บริวารของดาวเนปจูน, และเทหวัตถุอื่น ๆ ที่เป็นน้ำแข็งในระบบสุริยะชั้นในนั้นมาจากแถบเคาเปอร์. นักดาราศาสตร์บางคนถึงกับคิดว่าพลูโตไม่มีคุณสมบัติเป็นดาวเคราะห์หลักอีกต่อไป!
ดาวพวกนี้มาจากที่ไหน?
ดาวหางและดาวเคราะห์ขนาดเล็กเกิดขึ้นมากมายในแถบเคาเปอร์ได้อย่างไร? นักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่า วัตถุเหล่านี้เกิดมาจากกลุ่มของอนุภาคฝุ่นและน้ำแข็งที่ควบแน่นในตอนแรก ๆ ซึ่งรวมตัวกันแล้วประกอบเป็นวัตถุขนาดใหญ่ขึ้น. อย่างไรก็ตาม วัตถุเหล่านี้อยู่กระจัดกระจายกันจนเกินกว่าที่จะรวมกันต่อไปเพื่อจะเป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่.
ดาวหางคาบยาวเป็นส่วนสำคัญของระบบสุริยะด้วย. เมื่อรวมกันแล้ว ดาวหางเหล่านี้มีมวลมากกว่าโลกประมาณ 40 เท่า. คาดกันว่าส่วนใหญ่เกิดขึ้นในยุคต้น ๆ ของประวัติศาสตร์ระบบสุริยะในบริเวณที่มีดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ชั้นนอก.
อะไรผลักดันดาวหางเหล่านี้ให้ออกไปอยู่ในวงโคจรปัจจุบันของมันซึ่งไกลจากดวงอาทิตย์มากนัก? ดูเหมือนว่า ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ เช่น ดาวพฤหัสบดี เป็นเสมือนหนังสติ๊กแรงโน้มถ่วงอันทรงพลังที่เหวี่ยงดาวหางดวงใดก็ตามที่เข้ามาใกล้ให้ออกไป.
การสำรวจดาวหาง
ดาวหางประกอบด้วยธาตุพื้นฐานที่สุดบางชนิดในระบบสุริยะ. เทหวัตถุที่น่าทึ่งเหล่านี้จะได้รับการสำรวจมากขึ้นโดยวิธีใด? การที่มันเข้ามายังระบบสุริยะชั้นในเป็นบางครั้งช่วยให้มีการศึกษาดาวหางเหล่านี้ได้อย่างใกล้ชิด. องค์กรด้านอวกาศหลายองค์กรวางแผนจะส่งยานอวกาศจำนวนหนึ่งไปสำรวจดาวหางในช่วงหลายปีข้างหน้า.
ใครจะรู้ล่ะว่าจะมีการค้นพบอะไรอีกในระบบสุริยะ? การค้นพบและความรู้ใหม่ ๆ เกี่ยวกับวัตถุที่อยู่ไกลออกไปซึ่งโคจรรอบดวงอาทิตย์เพิ่มพลังให้แก่บันทึกของคัมภีร์ไบเบิลในยะซายา 40:26 ที่ว่า “จงเงยหน้ามองขึ้นไปดูท้องฟ้า, และพิจารณาดูว่าใครได้สร้างสิ่งเหล่านี้? พระองค์ผู้ทรงนำดาวออกมาเป็นหมวดหมู่, และทรงเรียกมันออกมาตามชื่อ.”
[เชิงอรรถ]
a หนึ่งปีแสงเท่ากับระยะทางที่แสงเดินทางในเวลาหนึ่งปี หรือประมาณ 9.5 ล้านล้านกิโลเมตร.
[กรอบหน้า 27]
ดาวหางกับฝนดาวตก
เมื่อดูดาวตกพุ่งเป็นแสงแวบวาบข้ามท้องฟ้า คุณสงสัยไหมว่ามันมาจากดาวหาง? อาจเป็นเช่นนั้น. เมื่อดาวหางเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ นิวเคลียสของมันที่เป็นน้ำแข็งจะแตกและหลุดออกไปทีละเล็กทีละน้อยทิ้งก้อนหินก้อนกรวดหรือลูกอุกกาบาตไว้เป็นทางยาว. วัตถุเหล่านี้ไม่เบาเหมือนกับฝุ่นในหางของดาวหางและจึงไม่ถูกลมสุริยะพัดปลิวไปในอวกาศ. แต่วัตถุเหล่านี้ประกอบกันเป็นแถบของเศษชิ้นส่วนที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ไปตามวงโคจรของดาวหางดวงแม่.
แต่ละปี โลกเข้าสู่เส้นทางอุกกาบาตเหล่านี้หลายครั้ง. ฝนดาวตกลีโอนิดตอนกลางเดือนพฤศจิกายนเป็นผลของวัตถุที่ดาวหางเทมเพิล-ทัตเทิลทิ้งไว้. ฝนดาวตกนี้เป็นภาพอันตระการตาที่ปรากฏให้เห็นทุก ๆ 33 ปี. นักสำรวจฟากฟ้าที่ดูฝนดาวตกลีโอนิดในปี 1966 รายงานว่าเห็นดาวตกมากกว่า 2,000 ครั้งต่อนาที—พายุฝนดาวตกดี ๆ นี่เอง! ในปี 1998 ฝนดาวตกนี้ทำให้เกิดลูกไฟละลานตา และในเดือนพฤศจิกายนนี้ก็ควรค่าแก่การเฝ้าดูอย่างแน่นอน.
[แผนภูมิ/ภาพหน้า 24-26]
1. ดาวหางเฮล-บอปป์ในปี 1997
2. เอ็ดมอนด์ ฮัลเลย์
3. เพอร์ซิวัล โลเวลล์
4. ดาวหางฮัลเลย์ในปี 1985
5. ดาวหางฮัลเลย์ในปี 1910
6. พวยก๊าซและฝุ่นที่พุ่งออกมาจากดาวหางฮัลเลย์
[ที่มาของภาพ]
1) Tony and Daphne Hallas/Astro Photo; 2) Culver Pictures; 3) Courtesy Lowell Observatory/Dictionary of American Portraits/Dover
4) Courtesy of Anglo-Australian Observatory, photograph by David Malin; 5) National Optical Astronomy Observatories; 6) the Giotto Project, HMC principal investigator Dr. Horst Uwe Keller, the Canada-France-Hawaii telescope
[แผนภูมิ]
(รายละเอียดดูจากวารสาร)
7. วงโคจรของดาวหางหลายดวง
ดาวหางโคฮูเทก
ดาวหางฮัลเลย์
ดวงอาทิตย์
โลก
ดาวหางเองเก
ดาวพฤหัสบดี
[รูปภาพ]
8. ก่อนที่จะพุ่งชนดาวพฤหัสบดีในปี 1994 ดาวหางชูเมเกอร์-เลวี 9 แตกออกเป็น 21 ส่วน
9. พื้นผิวของดาวพลูโต
10. ดาวหางโคฮูเทก ปี 1974
11. ดาวเคราะห์น้อยไอดากับแดคทิลบริวารของมัน
[ที่มาของภาพ]
8) Dr. Hal Weaver and T. Ed Smith (STScI), and NASA; 9) A. Stern (SwRI), M. Buie (Lowell Obs.), NASA, ESA; 10) NASA photo; 11) NASA/JPL/Caltech