October 2006

ดวงอาทิตย์ก็มีพี่น้อง

In Formative Years, the Sun Had Sisters

October 30^th, 2006

Adapted from: www.space.com

นักดาราศาสตร์พบว่าดวงอาทิตย์มีพี่น้องนับร้อยนับพันดวง และอย่างน้อยต้องมีซูเปอร์โนวาหนึ่งครั้งที่จะกระตุ้นการกำเนิดระบบสุริยะระบบอื่นๆ ในช่วงเวลาเดียวกับระบบ สุริยะของเรา ภายในอาณาบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากการระเบิดของดาวฤกษ์ครั้งนั้น

คณะนักวิจัยนำโดย Leslie Looney จากมหาวิทยาลัย Illinois ตีพิมพ์บทความงานวิจัยลงใน Astrophysical Journal.โดยระบุว่าพวกเขาพบว่าดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ภายในกาแลกซีเกิดขึ้นภายใน “กระจุกดาว” (star cluster) และระบบดาวฤกษ์ใหม่ๆ ไม่เพียงแต่เกิดในกระจุกดาวเท่านั้น แต่ยังรอดจากการระเบิดของดาวฤกษ์ในบริเวณใกล้เคียงด้วย ซึ่งหมายความว่าระบบดาวเคราะห์เองก็ตกภายใต้สภาพแวดล้อมอันปั่นป่วนของแหล่งกำเนิดดาวฤกษ์เช่นกัน

ตัวอย่างความปั่นป่วนภายในใจกลางเนบิวลานายพราน (Orion Nebula) แหล่งกำเนิดดาวฤกษ์หลายร้อยหลายพันดวงภายในกระจุกดาวฤกษ์ 

Credit: NASA/ESA/Hubble/C.R. O'Dell, S.K. Wong (Rice University)

เมื่อดาวฤกษ์มวลมากระเบิดเป็นซูเปอร์โนวา พวกมันจะสร้างไอโซโทปกัมมันตรังรังสีแล้วเป่าไอโซโทปของธาตุเหล่านั้นออกไปปะปนกับหมู่ก๊าซและฝุ่นระหว่างดาวฤกษ์ที่กำลังรวมตัวกันเป็นดาวฤกษ์และดาวเคราะห์รุ่นใหม่ ภายในระบบสุริยะของเรา (และภายในระบบดาวอื่นๆ) ไอโซโทปเหล่านั้นถูกกักไว้ในหิน ยุคแรกของระบบสุริยะ เมื่อหินอวกาศตกลงมาบนโลกก็เหลืออยู่ในรูปของสิ่งที่เราเรียกว่าอุกกาบาต ดังนั้นอุกกาบาตจึงบรรจุไอโซโทปที่เกิดจากซูเปอร์โนวาเอาไว้ เมื่อนักดาราศาสตร์ตรวจพบอนุภาคที่สลายตัวจากไอไซโทปกัมมันตรังสีของเหล็ก ซึ่งถูกกักไว้ในอุกกาบาตอันเสมือนกับซากฟอสซิลจากระบบสุริยะยุคดึกดำบรรพ์ ก็สามารถประมาณระยะห่างระหว่างซูเปอร์ - โนวากับดวงอาทิตย์ได้ประมาณ 0.32 – 5.22 ปีแสง ในขณะที่ดาวฤกษ์ที่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดคือ Alpha Centauri ที่ 4.36 ปีแสง

ขณะที่เกิดการระเบิด ซูเปอร์โนวาจะสร้างไอโซโทปธาตุซึ่งไม่เสถียร แล้วจะค่อยๆ สลายตัวเป็นธาตุที่เล็กลงเมื่อเวลาผ่านไป Credit:http://nrumiano.free.fr/Estars/supernova.html

หลักฐานเหล่านี้ชี้นำ Looney และทีมวิจัย ให้เข้าใจว่า ดาวฤกษ์มวลประมาณ 20 เท่าของดวงอาทิตย์ เกิดระเบิดเป็นซูเปอร์โนวาใกล้ๆ ดวงอาทิตย์ของเราเมื่อประมาณ 4600 ล้านปีก่อน และที่ใดที่มีซูเปอร์โนวาหรือดาวฤกษ์มวลมาก ก็ย่อมจะเกิดดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์นับร้อยนับพันดวง

กระจุกดาวที่มีสมาชิกหลายพันดวงแยกย้ายหายไปเมื่อหลายพันล้านปีก่อน ในช่วงที่แรงโน้มถ่วงไม่อาจเหนี่ยวรั้งพวกมันไว้จากแรงระเบิดได้ ทำให้ “น้องๆ” ของดวงอาทิตย์หายไป เหลือไว้แต่เพียงดวงอาทิตย์ นับแต่นั้น

หินอุกกาบาต Holsinger ซึ่งเป็นชิ้นส่วนใหญ่ที่สุดที่ขุดได้จากหลุมอุกกาบาต

Credit: http://www.grisda.org/teachers/conferences/2004fc/Meteor/Meteor%201.htm

นอกจากนี้ถ้าหากโลกเกิดในสภาพแวดล้อมอันปั่นป่วนภายในกระจุกดาวอันเต็มไปด้วยการแผ่รังสีและผลกระทบจากแรงโน้มถ่วง ดังนั้นดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ก็อาจเกิด        ดาวเคราะห์บริวารได้รวมไปถึงดาวเคราะห์คล้ายโลกที่เอื้ออำนวยต่อสิ่งมีชีวิต

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

รังสีคอสมิคอาจทำให้โลกร้อน

Cosmic Rays Linked to Global Warming

October 27^th, 2006

Adapted from: www.space.com

งานวิจัยชิ้นใหม่จากคณะนักวิทยาศาสตร์ ณ Danish National Space Centerระบุ การที่อุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยทั่วโลกมีแนวโน้มร้อนขึ้น ส่วนหนึ่งเป็นผลจากปริมาณรังสีคอสมิคที่เดินทางมาถึงโลกลดลง แต่นักวิทยาศาสตร์หลายท่านยังคงไม่แน่ใจ

สนามแม่เหล็กจากดวงอาทิตย์ปกป้องดาวเคราะห์และบริวารจากรังสีคอสมิคจากเทหวัตถุอื่นๆ ภายในกาแลกซีทางช้างเผือก Credit:http://www.ibex.swri.edu/mission/strategy.shtml

สืบเนื่องจากสมมติฐานซึ่งเกิดขึ้นเมื่อสักสิบปีที่แล้ว ที่ว่า เมื่อดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลเกิดระเบิดขึ้นภายในทางช้างเผือก การระเบิดนั้นจะส่งรังสีคอสมิคหรืออนุภาคความเร็วสูงออกมาในอวกาศ เมื่อรังสีคอสมิคเหล่านั้นเดินทางเข้ามาในระบบสุริยะและพุ่งทะลุเข้ามาในชั้นบรรยากาศโลกก่อให้เกิดไอออน และอิเลคตรอนอิสระ ภายในชั้นบรรยากาศโลก อิเลคตรอนที่ถูกปลดปล่อยออกมาจากอะตอมจะเร่งปฏิกิริยาให้เกิดกรดซัลฟิวริคและโมเลกุลน้ำ อันเป็นส่วนประกอบสำคัญของเมฆ ดังนั้นรังสีคอสมิคจึงมีผลต่อการเพิ่มปริมาณเมฆเหนือผิวโลก และเมฆดังกล่าวจะสะท้อนแสงอาทิตย์ออกไปได้บ้าง นั่นคือทำให้โลกไม่ร้อนมากเกินไปสำหรับสิ่งมีชีวิต

อุณหภูมิโลกเฉลี่ยรายปี (สีดำ) และเฉลี่ยห้าปี (สีแดง) แสดงให้เห็นว่าโลกอุ่นขึ้น 0.2 องศาเซลเซียสต่อทศวรรษในช่วง 30 ปีก่อน

ขณะที่ระดับน้ำทะเลปานกลางเพิ่มขึ้น 25 เมตรCredit: NASA

สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ทำหน้าปกป้องเทหวัตถุในระบบสุริยะรวมทั้งโลกจากรังสีคอสมิค นอกระบบสุริยะ แต่เมื่อความเข้มข้นสนามแม่เหล็กดวงอาทิตย์เพิ่มขึ้นสองเท่าในช่วงสิ้นสุดศตวรรษที่แล้ว ทำให้ปริมาณเมฆลดลง นั่นหมายถึงโล่สะท้อนความร้อนจากดวงอาทิตย์ลดลงไปด้วย ทำให้โลกอุ่นขึ้น ทีมวิจัยดังกล่าวใช้ความรู้ทางเคมีของชั้นบรรยากาศระดับต่ำภายในกล่องทดลอง ที่เติมก๊าซผสมลงในกล่อง โดยที่ส่วนผสมระหว่างก๊าซต่างๆ อยู่ในระดับความเข้มข้นเดียวกับในชั้นบรรยากาศโลก แล้วใช้หลอดกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตทำหน้าที่แทนดวงอาทิตย์ อิเลคตรอนเพียงเล็กน้อยก็เพียงพอจะกระตุ้นให้เกิดเมฆภายในถังทดลองในอัตราที่เร็วเหลือเชื่อ ซึ่งอาจนำไปประยุกต์ใช้อธิบายกลไกลการเกิดเมฆในธรรมชาติได้

Henrik Svensmark หัวหน้าทีมวิจัย Danish National Space Center กับกล่องทดลองเพื่อศึกษาการสร้างเมฆในชั้นบรรยากาศโลก

Credit: Danish National Space Center

อย่างไรก็ดีผลการทดลองดังกล่าวก็ยังไม่สามารถอ้างอิงกับสภาพอากาศตามธรรมชาติจริงๆ นอกห้องทดลองได้ นักวิจัยเห็นตรงกันว่าจำเป็นต้องวิจัยต่อไปเพื่อทำความเข้าใจกลไกการเกิดภาวะโลกร้อนทั้งในชั้นบรรยากาศและมหาสมุทร

งานวิจัยนี้ไม่ได้เป็นการแก้ตัวว่าการกระทำของมนุษย์ไม่มีผลต่อสภาพอุตุนิยมของโลก แต่นี่กลับจะช่วยยืนยันว่าสภาพอากาศโลกอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

ดาวเคราะห์น้อยเต้นระบำ

Dancing Asteroid Mapped in Motion

October 25^th, 2006

Adapted from: www.space.com

พบดาวเคราะห์น้อยใกล้โลก เป็นระบบดาวเคราะห์น้อยคู่และกำลังเต้นรำไปรอบๆ กัน คล้ายกับระบบโลก-ดวงจันทร์ เมื่อเดือนพฤษภาคม 2544 ดาวเคราะห์น้อย 1999KW4 เคลื่อนผ่านโลกที่ระยะใกล้ที่สุด 4.8 ล้านกิโลเมตร ครั้งนั้นนักวิทยาศาสตร์ส่งคลื่นเรดาร์ไปยังพื้นผิวดาวเคราะห์น้อยดวงดังกล่าว เพื่อตรวจวัดความเข้มและเวลาที่สัญญาณคลื่นเรดาร์ใช้เดินทางไปและกลับจากวัตถุเป้าหมาย แล้วนำมาวิเคราะห์สมบัติทางกายภาพต่างๆ ของดาวเคราะห์น้อย อย่างเช่น รูปร่าง ขนาด เป็นต้น

เช่นเดียวกับระบบดาวคู่ นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาสมบัติทางกายภาพของ ระบบดาวเคราะห์น้อยคู่ KW4 จากระยะห่างระหว่างวัตถุทั้งสองซึ่งกระทำต่อกันผ่านแรงโน้มถ่วง อย่างเช่น มวล ระยะห่าง อัตราการหมุนรอบกัน เป็นต้น

ลำดับการโคจรของดาวเคราะห์น้อยคู่ 1999 KW4 โดยใช้ข้อมูลจากเรดาร์

Credit: E.M. DeJong, S. Suzuki, and S.J. Ostro at JPL, and

D.J. Scheeres and E.G. Fahnestock from Univ. of Michigan

จากการประมวลภาพโดยอาศัยข้อมูลของคลื่นเรดาร์ ทำให้ได้ภาพของ Alpha KW4 มีรูปร่างคล้ายถั่วลิสง ขนาดประมาณ 1.5 กิโลเมตร ส่วน Beta KW4 มีขนาดประมาณหนึ่งในสี่ส่วนของ Alpha โคจรรอบ Alpha ด้วยคาบ 17 ชั่วโมง ที่ระยะห่างประมาณ 2.5 กิโลเมตร อัตราเร็วหมุนรอบตัวเองของ Alpha เกือบเท่ากับอัตราเร็วสูงสุดที่จะยึดเหนี่ยวตัวเองไว้ได้ (break-up speed) ที่รอบละประมาณ 3 ชั่วโมง หากหมุนเร็วกว่านี้มวลสารบริเวณศูนย์สูตรจะถูกเหวี่ยงออกไปในอวกาศ

ดาวเคราะห์น้อย 1999 KW4 ในวันที่ 26 พฤษภาคม 2544

Credit: http://www.ping.be/~pin01622/KW4.HTML

ข้อมูลบางส่วนที่ได้จาก KW4 สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับดาวเคราะห์น้อยดวงอื่นๆ ได้ อย่างเช่นโครงสร้างภายในของดาวเคราะห์น้อยไม่เฉพาะแต่ดาวเคราะห์น้อยคู่แต่ยังรวมไปถึงดาวเคราะห์น้อยเดี่ยวอีกด้วย

นักวิทยาศาสตร์คาดว่า KW4 ทั้งสองชิ้น ครั้งหนึ่งอาจเคยเป็นส่วนประกอบของดาวเคราะห์น้อยที่ใหญ่กว่านี้ ซึ่งแตกตัวออกเมื่อมันโคจรผ่านเข้าใกล้โลก หรือในอีกกรณีหนึ่งอาจเป็นเพราะรูปร่างไม่สมมาตรของดาวเคราะห์น้อยทำให้แต่ละพื้นที่ได้รับแสงอาทิตย์ไม่เท่ากัน พื้นที่ที่ได้รับแสงมากจะทำให้ดาวเคราะห์น้อยหมุนเร็วขึ้นจนแตกออกเป็นสองส่วน

เส้นทางโคจรของ 1999 KW4 มีวงโคจรคาบเกี่ยวทั้งโลก(Erde) ดาวศุกร์ (Venus) ดาวพุธ (Merkur) รอบดวงอาทิตย์ (Sonne) จะเห็นว่ามันเป็นดาวเคราะห์น้อยที่มีความเสี่ยงในการชนกับโลก  Image Credit: http://www.starkenburg-sternwarte.de/asteroiden/besondere/1999kw4_2001.htm

KW4 ถูกจัดเป็นดาวเคราะห์น้อยที่มีศักยภาพพอที่จะก่ออันตรายต่อโลก (potentially hazardous asteroid : PHA) เนื่องจากวงโคจรของพวกมันสามารถเข้าใกล้โลกได้มากกว่าดาวเคราะห์น้อยดวงอื่นๆ อย่างไรก็ดีข้อมูลเท่าที่มีในปัจจุบัน บ่งชี้ว่า KW4 ไม่มีโอกาสที่จะชนกับโลกภายในช่วง 1,000 ปี ข้างหน้า

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

พบวงแหวนวงใหม่ของดาวเสาร์

NASA Finds Saturn's Moons May be Creating New Rings

October 24^th, 2006

Adapted from: www.nasa.gov

นักวิทยาศาสตร์ประจำโครงการคาสสินี (Cassini) กำลังเฝ้าติดตามดวงจันทร์ที่หายไปของดาวเสาร์ ซึ่งผลการสังเกตการณ์โดยยานอวกาศลำนี้ทำให้เชื่อว่า พวกเขาจะพบดวงจันทร์ดวงนี้ในรูปวงแหวนวงใหม่ของดาวเคราะห์เจ้าแห่งแหวน  ระหว่างที่ยานอวกาศคาสสินีโคจรไปด้านหลังของดาวเสาร์ ถือเป็นโอกาสอันดีที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ค้นพบวงแหวนวงใหม่สองวงและยืนยันการค้นพบวงแหวนอีกสองวงที่ค้นพบก่อนหน้านี้ วงแหวนใหม่เหล่านั้นต้องเกี่ยวข้องกับดวงจันทร์ขนาดเล็กหนึ่งดวงหรือมากกว่านั้น และอยู่บนวงโคจรเดียวกับดวงจันทร์ดังกล่าว ขณะที่นักวิทยาศาสตร์คาดว่าดวงจันทร์ดวงหนึ่งกำลังแฝงตัวอยู่ใกล้ๆ วงแหวนวงที่สาม

จากด้านหลังดาวเสาร์ยานคาสสินีสามารถค้นพบวงแหวนวงใหม่ รวมทั้งวงแหวนปริศนาความสว่างต่ำ

Credit: NASA/JPL/Space Science Institute.

ภายใต้ร่มเงาของดาวเสาร์ในช่วงกลางเดือนกันยายน ทำให้ระบบวงแหวนทั้งหมดสามารถมองเห็นได้ รวมทั้งฝุ่นผงขนาดเล็กที่ไม่สามารถเห็นได้ในด้านกลางวันก็ปรากฏตัวภายในเงามืดด้วย ราวกับเปลวเทียนที่ไม่สุกสว่างเมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์เวลากลางวัน แต่ในยามกลางคืนแสงเทียนย่อมสว่างโดดเด่นออกมาให้เห็นได้

วงแหวนเหล่านี้ก็เช่นกัน วงแหวนวงที่หนึ่ง อยู่ ณ วงโคจรของเทหวัตถุคล้ายดวงจันทร์ Janus และ Epimetheus วง ที่สองถูกยืนยันในอีกสัปดาห์ถัดมา เป็นวงแหวนแคบๆ วางตัวอยู่บนวงโคจรของวัตถุคล้ายดวงจันทร์ Pallene ซึ่งถูกค้นพบขั้นต้นไปแล้วเมื่อปี 2547 วงที่สามและสี่ อยู่ในช่องว่าง Cassini Division อันเป็นช่องว่างขนาดใหญ่ภายในระบบวงแหวนดาวเสาร์ ที่น่าสนใจคือวงแหวนเหล่านี้ไม่สามารถมองเห็นได้จากภาพจากยาน Voyager

เมื่อถ่ายภายในย่านรังสีอินฟราเรด คาสสินีก็พบวงแหวนอีกวงภายในช่องว่าง Cassini Division เช่นเดียวกับที่เคยพบในวงแหวนชั้น F และช่องว่าง Encke Gap ในวงแหวนชั้น A

ดวงจันทร์ Janus และ Epimetheus โคจรบนวงโคจรที่ไขว้สลับกันได้

Credit: http://physics.uoregon.edu/~jimbrau/BrauImNew/Chap12/FG12_26.jpg

ดวงจันทร์ขนาดเล็กๆ ของดาวเสาร์นั้นมีแรงโน้มถ่วงอ่อนมากจนไม่สามารถดึงดูดสสารของตัวเองที่หลุดออกไปไว้ได้ ดังนั้นหากดวงจันทร์ถูกชนโดยอุกกาบาตความเร็วสูง ชนกันเอง หรือเทหวัตถุอื่นๆ พวกมันก็จะสูญเสียมวลที่ผิวหน้าออกไป สสารที่หลุดออกไปก็จะทำให้เกิดวงแหวนจางๆ ตามเส้นทางโคจรของดวงจันทร์ เหมือนกับขยะที่หลุดออกไปจากตัวรถยนต์ที่กำลังวิ่ง ขยะเหล่านั้นก็จะทยอยตกตามรายทางที่รถยนต์ผ่านไป เมื่อดวงจันทร์โคจรวนกลับมาก็จะชนชิ้นส่วนเดิมของตัวเอง ทำให้ดวงจันทร์แตกสลายจนหมดสิ้น อย่างเช่น วงแหวนชั้น G ซึ่งดูเหมือนว่าจะไม่มีดวงจันทร์ใหญ่ๆ อยู่ใกล้ๆ ให้เห็นเลย ซึ่งก็เป็นเพราะวงแหวนวงนี้เกิดจากดวงจันทร์ที่แตกสลายไปแล้วนั่นเอง

วงแหวนจางๆ วงใหม่ (ตำแหน่งกากบาท) ระหว่างวงโคจรของดวงจันทร์ Janus และ Epimetheus

Image courtesy NASA/JPL/Space Science Institute

จากข้อมูลภาพถ่ายในช่วงแสงที่ตามองเห็นกับรังสีอินฟราเรด แสดงให้เห็นความหลากหลายของส่วนประกอบและฝุ่นผงขนาดเล็กภายในช่วงว่าง Cassini Division,         วงแหวนชั้น E และ G และ D หลายอย่างไม่เป็นไปตามที่นักดาราศาสตร์คาดการณ์ไว้ นอกจากนี้ยังพบว่าขนาดของฝุ่นผงภายในวงแหวนแต่ละวงก็แตกต่างกันหรือชนิดสสารแตกต่างกัน เป็นลักษณะเฉพาะของตัวเอง ซึ่งหมายความว่าดวงจันทร์แต่ละดวงของดาวเสาร์ก็มีสมบัติเฉพาะตัวแตกต่างกันไป

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

กล้องสปิตเซอร์พบด้านกลางวันกับด้านกลางคืนของ

ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ

NASA's Spitzer Sees Day and Night on Exotic World

October 20^th, 2006

Adapted from: www.nasa.gov and www.cnn.com

คณะนักวิทยาศาสตร์นำโดย Dr Joe Harrington จากมหาวิทยาลัย Central Florida แห่งออร์ลันโด ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ ของนาซา เพื่อวัดอุณหภูมิในช่วงกลางวันและกลางคืนบนดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ Upsilon Andromedae b  กล้องโทรทรรศน์อวกาศชิ้นนี้ติดตั้งอุปกรณ์สำรวจอวกาศในย่านรังสีอินฟราเรด ซึ่งช่วยเปิดเผยให้เห็นว่า ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์คล้ายดาวพฤหัสบดีดวงนี้ โคจรรอบดวงอาทิตย์ของมันด้วยคาบ 4.6 วัน ณ ระยะที่ใกล้มากเสียจนด้านที่หันเข้าหาดาวฤกษ์แม่ร้อนเหมือนอยู่ในกองไฟที่อุณหภูมิ 1,400 – 1650 องศาเซลเซียส ส่วนด้านที่หันออกก็หนาวเย็นมากที่อุณหภูมิ 20 – 230 องศาเซลเซียส นักวิทยาศาสตร์สนใจความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างด้านกลางวันกับด้านกลางคืน ซึ่งจะช่วยบ่งบอกการถ่ายเทความพลังงานภายในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์หรือพูดให้ง่ายขึ้นก็คือ พวกเขากำลังศึกษาสภาพอุตุนิยมบนดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ซึ่งนับเป็นงานชิ้นแรกที่ศึกษาลงลึกถึงระดับผิวดาว โดยงานวิจัยเกี่ยวกับดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะก่อนหน้านี้มักอธิบายเพียงข้อมูลโดยรวมอย่างเช่น ขนาด และ มวล

ภาพจำลองแสดงดาวเคราะห์คล้ายดาวพฤหัสบดี ที่โคจรใกล้ดาวฤกษ์แม่อย่างดาวเคราะห์ภายในระบบดาว Upsilon Andromeda

Image Credit : NASA/JPL-Caltech

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าแรง tidal จากดาวฤกษ์ทำให้ดาวเคราะห์หันได้เดียวเข้าหาดาวฤกษ์ตลอดเวลา เช่นเดียวกับที่ดวงจันทร์หันด้านเดิมเข้าหาโลกแล้วซ่อนด้านมืดไว้ เมื่อดาวเคราะห์ประกอบด้วยก๊าซ ดังนั้นชั้นบรรยากาศส่วนนอกก็สามารถหมุนได้เร็วกว่าชั้นบรรยากาศส่วนที่ลึกลงไป ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิทั้งสองด้านนั่นก็เป็นเพราะก๊าซในชั้นบรรยากาศของดาวดวงนี้เคลื่อนที่ได้เร็วจนสามารถดูดกลืนและคายความร้อนที่ได้มาจากแสงดาวฤกษ์ได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งต่างจากดาวพฤหัสบดีที่อุณหภูมิทั้งผิวดาวไม่แตกต่างกันมากนัก(บริเวณละติจูดเดียวกัน)

กราฟแสงแสดงความเข้มแสงในย่านรังสีอินฟราเรดของUpsilon Andromedae b (บน) ซึ่งอุณหภูมิแตกต่างกันมากระหว่างด้านกลางวันและกลางคืน ส่วนกราฟด้านล่างแสดงกราฟที่ควรจะเป็นหากมันกระจายอุณหภูมิบนผิวแบบเดียวดาวพฤหัสบดี Image credit: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Central Florida

กล้องสปิตเซอร์ตรวจวัดรังสีอินฟราเรดที่ออกมาตลอดช่วงที่ดาวเคราะห์ดวงนี้โคจรรอบดาวฤกษ์ครบรอบหรือประมาณ 5 วัน พบว่าตลอดช่วงเวลาดังกล่าวความร้อนที่วัดได้จากดาว เปลี่ยนแปลงเป็นคาบ นั่นหมายความว่าเมื่อด้านกลางวันของดาวหันมาหากล้องสปิตเซอร์ก็จะวัดความร้อน(รังสีอินฟราเรด) ได้สูงขึ้น แต่เมื่อมันหันด้านกลางคืนมาหา ก็จะวัดรังสีอินฟราเรดได้ลดลง โดยที่ Upsilon Andromedae b ไม่ได้ถูกบังหรือผ่านหน้าดาวฤกษ์ Upsilon Andromedae แต่อย่างใด

เปรียบเทียบระบบสุริยะ(ล่าง) กับระบบดาว Upsilon Andromedae(บน) ที่มีดาวเคราะห์บริวารสามดวง

โดยมี Upsilon Andromedae b อยู่ใกล้ที่สุด และถัดออกไปอีกสองดวง

Image Credit:http://www.daviddarling.info/images/Upsilon_Andromedae.jpg

Upsilon Andromedae b ถูกค้นพบเมื่อปี 2539 โคจรรอบดาวฤกษ์ Upsilon Andromedae ซึ่งห่างจากโลก 40 ปีแสง และเห็นได้ด้วยตาเปล่าภายในกลุ่มดาว Andromeda ซึ่งนอกจาก Upsilon Andromedae b แล้วยังมีดาวเคราะห์บริวารอีกสองดวงถูกค้นพบด้วย โดยดาวเคราะห์ลำดับที่สองอยู่ห่างออกไป ประมาณ 0.8 AU ใช้เวลาโคจรรอบดาวฤกษ์ 242 วัน (เวลาโลก) ส่วนดวงที่สามอยู่ห่างออกไป 2.5 AU ใช้เวลาโคจรรอบดวงอาทิตย์ของมัน 3.5 ปี(เวลาโลก)

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

กล้องฮับเบิลยืนยันดาวเคราะห์เกิดจากวงแหวนมวลสารรอบดาวฤกษ์ (Part 2)

Hubble confirms that planets form from disks around stars

October 18^th, 2006

Adapted from: www.esa.int and www.cnn.com

ขณะนี้ทีมวิจัยของ Benedict และ McArthur คำนวณมวลและวงโคจรโดยใช้การวัดตำแหน่งของดาวฤกษ์อย่างแม่นยำที่สุดขณะที่มันส่ายไปมาบนท้องฟ้า อันเนื่องมาจากแรงโน้มถ่วงจากดาวเคราะห์(ที่สว่างไม่พอจะถ่ายภาพได้)

ดาวฤกษ์อาจถูกแรงโน้มถ่วงจากดาวเคราะห์ที่ริบหรี่เกินกว่าจะถ่ายภาพได้ ทำให้เคลื่อนที่ดูเหมือนส่ายไปส่ายมา

Credit: http://cannon.sfsu.edu/~gmarcy/planetsearch/tech/Stellar_Wobble.gif

ทีมวิจัยทำการศึกษาผลการสังเกตการณ์จากฮับเบิลกว่า 1000 ครั้ง ซึ่งเก็บข้อมูลมาในช่วงเวลาสามปี รวมกับผลการสังเกตการณ์ภาคพื้นดินจากหอสังเกตการณ์ Allegheny แห่งมหาวิทยาลัย Pittsburgh และการวัดความเร็วในแนวรัศมีกว่าร้อยๆ ครั้งในช่วงเวลากว่า 25 ปี จากหอสังเกตการณ์ European Southern Observatory ในชิลี หอสังเกตการณ์ McDonald จากมหาวิทยาลัยเทกซัส หอสังเกตการณ์ Lick ของมหาวิทยาลัยคาลิฟอร์เนีย และกล้องโทรทรรศน์ Canada-France-Hawaii ในฮาวาย ข้อมูลจำนวนมากเหล่านี้ช่วยให้พวกเขาสามารถคำนวณมวลของดาวเคราะห์ได้แม่นยำยิ่งขึ้นโดยการอนุมานความเอียงของระนาบวงโคจร

โดยทั่วไปแทบเป็นไปไม่ได้ที่จะใช้เพียงตาเปล่าสังเกตเห็นการส่ายของดาวฤกษ์อันเนื่องมาจากแรงโน้มถ่วงจากดาวเคราะห์บริวาร แต่ด้วยความแม่นยำของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ช่วยให้นักวิจัยใช้เวลาสามปี เพื่อวัดการส่ายของดาวฤกษ์ภายในคาบเวลาเกือบ 7 ปี โดยดาวเคราะห์ที่มองไม่เห็น แม้ว่าตำแหน่งของดาวฤกษ์จะเปลี่ยนแปลงน้อยมาก ราวกับว่าเราต้องการวัดขนาดของเหรียญ 1 ยูโร ที่อยู่ห่างออกไป 1200 กิโลเมตร

Epsilon Eridani (HD 22049)ภายในกลุ่มดาวแม่น้ำ(Eridanus)

Credit : http://www.eso.org/outreach/eduoff/edu-prog/catchastar/CAS2002/cas-projects/sweden_eridani_1/

Epsilon Eridani เป็นระบบดาวที่น่าจับตาสำหรับนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ ตั้งแต่ปี 2503 เป็นปีแรกที่ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงแรกถูกตรวจพบ นักดาราศาสตร์ในโครงการ Ozma เพื่อค้นหาสิ่งมีชีวิตทรงภูมิปัญญานอกโลก Frank Drake พบคลื่นวิทยุแผ่ออกมาจากดาวเคราะห์ที่อาจโคจรรอบ Epsilon Eridani ภายในภาพยนตร์แนวผจญภัยในอวกาศ Star Trek Epsilon Eridani เป็นระบบดาวที่มีดาวเคราะห์ Vulcan ซึ่งเป็นพิภพบ้านเกิดของ Spock ตัวละครสำคัญคนหนึ่งของเรื่อง

ในความเป็นจริงแล้ว ไม่มีดาว Vulcan หรือแม้แต่สิ่งมีชีวิตนอกโลกที่จะสามารถอาศัยอยู่บนดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ดวงนี้ได้ ถ้าจะมีดวงจันทร์โคจรรอบดาวเคราะห์ดวงนี้ พวกมันจะต้องใกล้ Epsilon Eridani มากพอที่มีอุณหภูมิพื้นผิวเท่าๆ กับโลกและมีความเป็นไปได้ที่จะมีน้ำในสถานะของเหลว อย่างไรก็ดีเนื่องจากดาวเคราะห์ดวงนี้โคจรเป็นวงรีโดยระยะที่ใกล้ที่สุดนั้นใกล้กว่าระยะทางระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ ส่วยระยะที่ห่างที่สุดจากดาวฤกษ์ก็พอๆ กับ ระยะห่างระหว่างดาวพฤหัสบดีกับดวงอาทิตย์ ดังนั้นมหาสมุทรบนดาวหรือดวงจันทร์อาจจะถูกแช่แข็ง

ชั้นบรรยากาศอันหนาแน่นของไททันอาจช่วยรักษาอุณหภูมิให้พอเหมาะกับสิ่งมีชีวิต น่าเสียดายที่ไททันเต็มไปด้วยสารประกอบไฮโดรคาร์บอน Credit: NASA/JPL

อย่างไรก็ตามถ้าหากดวงจันทร์มีมวลมากพอ เหมือนกับดวงจันทร์ไททันของดาวเสาร์ มันก็อาจจะมีชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นมากพอจะเก็บความร้อนเอาไว้ ชั้นบรรยากาศดังกล่าวจะช่วยรักษาอุณหภูมิพื้นผิวดวงจันทร์เหมือนกับห่มผ้าผืนหนักๆ ในคืนอันหนาวเหน็บ ทำให้ดวงจันทร์แบบนี้เป็นพื้นที่อยู่อาศัยที่มีศักยภาพสูงต่อชีวิต

แม้ว่าขณะนี้ฮับเบิลและกล้องโทรทรรศน์อื่นๆ จะยังไม่สามารถถ่ายภาพดาวเคราะห์ก๊าซดังกล่าวได้ แต่ในปีหน้า เมื่อมันโคจรเข้าใกล้ Epsilon Eridani มากที่สุด มันจะสว่างมากพอที่จะสะท้อนแสงดาวมาให้ฮับเบิลและกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินขนาดใหญ่ได้จับภาพกัน

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

กล้องฮับเบิลยืนยันดาวเคราะห์เกิดจากวงแหวนมวลสารรอบดาวฤกษ์ (Part 1)

Hubble confirms that planets form from disks around stars

October 16^th, 2006

Adapted from: www.esa.int and www.cnn.com

หลังจากที่กลุ่มนักดาราศาสตร์นำโดย G. Fritz Benedict และ Barbara E. McArthur จากมหาวิทยาลัยเทกซัส ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล  รวมทั้งกล้องโทร-ทรรศน์ภาคพื้นดิน เพื่อสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะกว่า 200 ดวง พวกเขาพบเศษวงแหวนมวลสารอันประกอบไปด้วยฝุ่นและก๊าซ ล้อมรอบดาวฤกษ์อายุน้อยหลายดวง แต่ละแห่งก็มีทั้งดาวเคราะห์และมวลสารที่หลงเหลืออยู่รอบๆ ดาวฤกษ์

ภาพถ่ายจากคลื่นวิทยุ แสดงวงแหวนฝุ่นก๊าซรอบ Epsilon Eridani เทียบกับขนาดวงโคจรของดาวพลูโต เมื่อปี 2541 Credit:http://www.daviddarling.info/encyclopedia/E/EpsEri.html

โดยเฉพาะดาวเคราะห์ที่ถูกตรวจพบเมื่อปี 2543 กำลังโคจรรอบดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ Epsilon Eridani อันเป็นดาวฤกษ์ที่ห่างจากโลกเพียง 10.5 ปีแสง ภายในกลุ่มดาวแม่น้ำ (Eridanus) ดาวเคราะห์ดังกล่าวโคจรบนระนาบวงโคจรที่ทำมุมกับแนวสายตาจากโลก 30 องศา ซึ่งเป็นมุมเดียวกับระนาบวงแหวนมวลสารรอบดาวฤกษ์

เช่นเดียวกันดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ ล้วนจัดเรียงระนาบวงโคจรไปในในแนวเดียวกันซึ่งก็เป็นหลักฐานที่ชี้ชัดว่าพวกมันเกิดขึ้นในเวลาเดียวกันภายในวงแหวนมวลสารรอบดวงอาทิตย์ แต่ดวงอาทิตย์ที่มีอายุ 4500 ล้านปี เศษฝุ่นหินก๊าซได้จางหายไปหมดแล้ว แต่สำหรับ Epsilon Eridani ยังคงมีเศษวงแหวนเหลืออยู่กระจายรอบดาวฤกษ์ภายในรัศมี 30,000 ล้านกิโลเมตร เพราะมันมีอายุเพียง 800 ล้านปี

วงโคจรของดาวเคราะห์บริวารของ Epsilon Eridani ภายในแถบวงแหวนมวลสารและก๊าซที่ยังหลวงเหลืออยู่

Credit: NASA, ESA and A. Field (STScI)

ข้อมูลจากกล้องฮับเบิลช่วยให้ทีมวิจัยของ Benedict สามารถคำนวณมวลที่แท้จริงของดาวเคราะห์ Epsilon Eridani b ได้ระหว่าง 1.5 - 0.7 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี ใช้เวลาโคจรรอบ Epsilon Eridani ประมาณ 6.9 ปี นักดาราศาสตร์บางคนเห็นว่าดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะจำนวนน้อยที่อาจเป็นดาวแคระน้ำตาล เนื่องจากยังไม่สามารถคำนวณหาค่ามวลได้อย่างแม่นยำ แต่สำหรับวัตถุที่มีมวลน้อยกว่า 10 ของดาวพฤหัสบดี ต้องเป็นดาวเคราะห์ไม่ใช่ดาวแคระน้ำตาลอย่างแน่นอน

ภาพจำลอง Epsilon Eridani (ดวงไกล) ดาวเคราะห์Epsilon Eridani b พร้อมทั้งดวงจันทร์ นับเป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่ใกล้เราที่สุด ด้วยระยะ 10.5 ปีแสง Credits: NASA, ESA, and G. Bacon (STScI)

McArthur เคยเป็นหนึ่งในสมาชิกทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยเท็กซัส ซึ่งค้นพบดาวเคราะห์ Epsilon Eridani โดยวัดความเร็วในแนวเล็งของดาวฤกษ์ซึ่งที่มีทั้งแบบเคลื่อนเข้าหาโลกและออกจากโลก นั่นหมายความว่าดาวฤกษ์กำลังโคจรรอบจุดศูนย์กลางมวล ของระบบเทหวัตถุที่มีดาวมากกว่าหนึ่งดวง โดยที่ดาวอีกดวงที่มองไม่เห็น(เพราะมันมีความสว่างน้อย หรือเป็นดาวเคราะห์)

Epsilon Eridani เป็นดาวฤกษ์อายุน้อยและยังเต็มไปด้วยกิจกรรมทางกายภาพของดาวฤกษ์ ดังนั้นนักดาราศาสตร์บางคนจึงมีแนวคิดว่า สิ่งที่ปรากฎเหมือนกับว่าเป็นอิทธิพลจากดาวเคราะห์ แท้จริงแล้วอาจเป็นปรากฎการณ์ที่เกิดขึ้นจากปัจจัยภายในตัวดาวเอง อย่างเช่นความปั่นป่วน(Turbulence) ภายในชั้นบรรยากาศของดาวฤกษ์เองซึ่งสามารถให้ผลราวกับว่าดาวฤกษ์กำลังเปลี่ยนแปลงอัตราเร็วและทิศทาง

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

ดาวพุธผ่านหน้าดวงอาทิตย์ 8-9 พฤศจิกายน ศกนี้

Rare Event: Mercury to Cross the Sun Nov. 8

October 13^th, 2006

Adapted from: www.space.com

ในวันที่ 8 พฤศจิกายน ศกนี้ เป็นวันที่ดาวพุธ(Mercury) จะเข้าสู่ตำแหน่ง inferior conjunction หรือผ่านเส้นตรงระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ ซึ่งครั้งนี้ด้วยวงโคจรและตำแหน่งของเทหวัตถุทั้งสาม(โลก ดวงอาทิตย์ และดาวพุธ) ทำให้ผู้สังเกตบนโลกสามารถเห็น ดาวพุธ เคลื่อนตัดผ่านหน้าดวงอาทิตย์ได้ ทั้งๆ ที่โดยทั่วไปแล้ว เมื่อดาวเคราะห์วงในเข้าสู่ตำแหน่งดังกล่าว แสงอาทิตย์จะกลบแสงจากดาวเคราะห์จนหมด เว้นเสียแต่ว่ามันจะอยู่ในเส้นทางที่คนบนโลกสามารถเห็นเป็นจุดดำๆ เคลื่อนผ่านหน้าดวงอาทิตย์

เหตุการณ์นี้สามารถเฝ้าชมได้ผ่านทางกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กที่ให้ขนาดดวงอาทิตย์ปรากฏเป็นวงทั้งดวงพอดิบพอดี โดยเห็นดาวพุธด้านกลางคืนเป็นจุดกลมๆ มืดๆ ขนาดเล็กประมาณ 1 ใน 194 ของเส้นผ่านศูนย์กลางดวงอาทิตย์ ค่อยๆ เคลื่อนผ่านหน้าดวงอาทิตย์อย่างช้าๆ เป็นเวลาประมาณ 5 ชั่วโมง

จำลองการเกิดดาวพุธผ่านหน้าดวงอาทิตย์ตามเวลาของสหรัฐอเมริกา ของวันที่ 8 พฤศจิกายน

Credit: Space.com Graphic/Made with Starry Night Software/www.starrynight.com

ปรากฎการณ์ลักษณะนี้เกิดขึ้นได้ยากมาก ในระบบสุริยะของเรา มีเพียงดาวพุธ และดาวศุกร์ ที่เป็นดาวเคราะห์วงในที่สามารถเกิดเหตุการณ์นี้(เมื่อผู้สังเกตอยู่บนโลก) แต่ถ้าเราไปอยู่ดาวอังคารหรือดาวเคราะห์ลำดับถัดออกไป เราก็อาจเห็นปรากฎการณ์ “โลกผ่านหน้าดวงอาทิตย์ได้เช่นกัน” สำหรับครั้งนี้นับเป็นการผ่านหน้าดวงอาทิตย์ครั้งที่ 14 ของดาวพุธ ภายในศตวรรษที่ 21

พื้นที่ของโลกที่สามารถเห็นปรากฎการณ์นี้ ได้แก่ทวีปอเมริกา อออสเตรเลีย และเอเชียตะวันออก

Credit: NASA

พื้นที่ที่สามารถรอชมได้คือบริเวณชายฝั่งตะวันตกของอเมริกาเหนือ ทั้งตอนกลางและทางใต้ของอลาสกา เกาะฮาวาย นิวซีแลนด์ และชายฝั่งตะวันออกของออสเตรเลีย (เช้าวันที่ 9 พฤศจิกายน ของออสเตรเลียและนิวซีแลนด์) สำหรับประเทศไทยนั้นจะตรงกับช่วงเช้าของวันที่ 9พฤศจิกายนเช่นกัน

ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ เงามืดของดาวศุกร์ใหญ่พอที่จะมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า(ในช่วงที่แสงอาทิตย์ไม่จ้ามากนัก)

 Credit:Ray Hayes

นักดาราศาสตร์เรียกปรากฎการณ์นี้ว่า “transit” แต่ก่อนจะดูดวงอาทิตย์ในวันดังกล่าว จำเป็นอย่างยิ่งที่ต้องติดแผ่นกรองแสงอาทิตย์ไว้หน้ากล้องโทรทรรศน์ แล้วใช้วัสดุพื้นเรียบเป็นฉากรับภาพ โดยไม่ต้องใช้ตาเปล่าส่องเข้าไปในเลนส์ใกล้ตา หรืออาจจะใช้กล้องบันทึกขนาดเล็กติดตั้งไว้รับภาพแทนก็ได้เช่นกัน เพื่อความปลอดภัยต่อดวงตา อนึ่งปรากฏการณ์ Transit ของดาวพุธ ไม่เหมือนกับของดาวศุกร์ตรงที่ไม่สามารถเห็นได้หากปราศจากอุปกรณ์ขยายภาพที่มีกำลังขยายอย่างน้อย 30 เท่า

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

อะไรหนอ ที่ยับยั้งการเกิดดาวฤกษ์ในกาแลกซีมวลมาก

Galactic Birth Control: Unknown Factor Prevents Star Formation

October 11^th, 2006

Adapted from: www.space.com

Pieter van Dokkum แห่งมหาวิทยาลัย Yale และทีมวิจัย นำเสนอผลการวิจัยการก่อตัวของดาวฤกษ์ภายในกาแลกซี พวกเขาพบว่ากาแลกซีดึกดำบรรพ์ก่อตัวเร็วกว่าที่เคยคาด

เมื่อ 11,000 ล้านปีก่อน หรือเมื่อเอกภพมีอายุเพียง 1 ใน 5 ของอายุปัจจุบัน กาแลกซีในยุคนั้นล้วนมีดาวฤกษ์ก่อตัวเรียบร้อยแล้ว ทั้งที่ทีมวิจัยคาดว่าจะได้เห็นดาวฤกษ์ในขณะก่อตัว ปัจจุบันนักดาราศาสตร์ทราบว่า มีโอกาสน้อยมากที่กาแลกซีขนาดใหญ่จะมีดาวฤกษ์ใหม่กำลังถือกำเนิด

ทีมวิจัยใช้กล้องโทรทรรศน์ Gemini ประเทศชิลี ทำการสำรวจและได้ผลออกมาว่า การกำเนิดดาวฤกษ์ภายในกาแลกซีขนาดใหญ่ต้องมีอัตราการเกิดสูงและเกิดก่อนเวลาที่เคยประมาณไว้

ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์คาดว่า “หลุมดำ” ภายในใจกลางกาแลกซีดึกดำบรรพ์อาจยับยั้งหรือชะลอการเกิดดาวฤกษ์ (ซึ่งเป็นกระบวนการที่คิดว่าเกิดในปัจจุบันเช่นกัน) โดยขณะที่หลุมดำดูดเอามวลสารรอบๆตัวเข้าไป ซากดาวความหนาแน่นสูงรายนี้ก็จะปล่อยมวลสารออกมาเป็นลำจากขั้วดาว ออกไปยังอวกาศโดยรอบ มวลสารที่ถูกพ่นออกมาอาจให้ความร้อนแก่ก๊าซภายในกาแลกซี ซึ่งการที่ก๊าซมีพลังงานสูงขึ้นนี้เป็นอุปสรรคในการยุบตัวด้วยแรงโน้มถ่วงจนมีความหนาแน่นมากพอที่จะกลายเป็นดาวฤกษ์

กลุ่มก๊าซในอวกาศจะยุบตัวเข้าหากันด้วยแรงโน้มถ่วงระหว่างมวลจนความร้อนมากพอสำหรับปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน กลายดาวฤกษ์ ทว่าหากโมเลกุลก๊าซร้อนขึ้น การยุบตัวจะเป็นไปได้ยากขึ้น Credit:http://physics.uoregon.edu/~jimbrau/BrauImNew/Chap19/FG19_09.jpg

ปัญหาที่ทำให้นักดาราศาสตร์ไม่อาจทำความเข้าใจได้อย่างถ่องแท้ก็คือ ตัวลำมวลสารหรืออนุภาคที่หลุมดำปล่อยออกมาทางขั้ว อาจไม่ใช่ตัวการเพียงอย่างเดียว ที่ทำให้ก๊าซภายในกาแลกซีร้อนขึ้น นั่นคือ อาจมีแหล่งพลังงานอื่นอีก เพียงแต่ว่านักดาราศาสตร์ยังคิดคำอธิบายและหาไม่ได้ว่ามันคืออะไร

หลุมดำจะปลดปล่อยมวลสารออกมาทางขั้ว แนวคิดหนึ่งอธิบายว่าความร้อนจากอนุภาคพลังงานสูงเหล่านั้นจะถ่ายทอดไปยังก๊าซภายในกาแลกซี

จนทำให้ดาวฤกษ์ใหม่เกิดได้ยากขึ้น Credit: NASA/JPL-Caltech/Tim Pyle (SSC)

อย่างไรก็ดีประเด็นนี้ยังมีความสับสนอยู่มาก เมื่อเดือนก่อน มีบทความที่ตีพิมพ์ในนิตยสาร Nature ที่รายงานว่าพบหลักฐานที่หลุมดำจะยับยั้งการเกิดดาวฤกษ์ภายในดาราจักรมวลมาก ซึ่งมีดาวฤกษ์รุ่นเยาว์อยู่เป็นจำนวนน้อย แต่เมื่อย้อนไปในเดือนกุมภาพันธ์ปีที่แล้ว กลับมีผู้ค้นพบลำมวลสารจากหลุมดำที่กระตุ้นให้เกิดการยุบตัวของเมฆก๊าซที่มีแนวโน้มจะกลายเป็นสถานที่ให้กำเนิดดาวฤกษ์รุ่นใหม่

ในย่านรังสีอินฟราเรด กลุ่มจุดสีน้ำเงินแทนบริเวณที่มีการกำเนิดดาวฤกษ์ ส่วนสีแดงคือแนวลำมวลสาร(Jet) ในย่านคลื่นวิทยุ ของหลุมดำ

Credit: http://www.space.com/scienceastronomy/mystery_monday_050207.html

จากงานของ Van Dokkum ลำมวลสารที่กระตุ้นให้เกิดดาวฤกษ์รุ่นใหม่ อาจมีผลในช่วงสั้นๆ แต่ในระยะยาวมันจะยับยั้งการยุบตัวของก๊าซ สิ่งที่นักดาราศาสตร์ทราบว่ามีบางสิ่งกำลังชลอการเกิดดาวฤกษ์ ก็เพราะว่าในกาแลกซีทั่วไปล้วนมี “ก๊าซ” มากพอที่จะยุบตัวเป็นดาวฤกษ์ได้ อย่างในดาราจักรมวลน้อยที่แทบไม่มีหลุมดำ ก็ล้วนเต็มไปด้วยดาวอายุน้อย อีกทั้งกาแลกซีชนิดนี้ก็ยังมีดาวฤกษ์เกิดใหม่อยู่เรื่อยๆ ดังนั้น Van Dokkum และทีมวิจัยจึงหวังว่าจะศึกษาอวกาศในช่วงที่ใกล้บิ๊กแบงยิ่งขึ้นไปอีก เพื่อให้ได้คำตอบมาคลี่คลายความสับสนเชิงแนวคิดนี้ให้ได้

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

นักฟิสิกส์รางวัลโนเบล ผลงานในอดีต และงานในอนาคต

Americans win Nobel physics prize

October 9^th, 2006

Adapted from: www.cnn.com and www.esa.int

นักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน American John C. Mather วัยหกสิบปี ปัจจุบันทำงาน ณ ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ด นาซา แมรีแลนด์และ George F. Smooth วัย 61 ปี แห่งห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Berkeley ใน เบิร์กลีย์ มลรัฐคาลิฟอร์เนีย ได้รับรางวัล Nobel สาขาฟิสิกส์ ประจำปี 2549 จากงานที่ช่วยพัฒนาทฤษฎีบิ๊กแบง

Gunnar Öquist เลขาธิการถาวรแห่งราชสมาคมวิทยาศาสตร์ (Royal Academy of Sience) และ Per Carlson, ประธานกรรมการรางวัลโนเบิล (Nobel committée) ประกาศผู้รับรางวัลโนเบิลสาขาฟิสิกส์ประจำปีนี้ ได้แก่ John Mather และ George Smoot Credits: AFP/Bertil Ericson

งานของพวกเขาคือการจัดสร้างอุปกรณ์ตรวจวัดซึ่งติดตั้งบนดาวเทียม Cosmic Background Explore (COBE) ของนาซาที่ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศเมื่อปี 2532 เพื่อตรวจวัดข้อมูลที่หลงเหลืออยู่ในเอกภพนับแต่ เอกภพมีอายุได้เพียง 380,000 ปี และในปี 2551 ดาวเทียม Planck จากฝีมือของพวกเขาก็จะถูกส่งขึ้นสู่อวกาศ เพื่อสืบเสาะข้อมูลสำหรับอธิบายการกำเนิดเอกภพให้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น

แม้ว่า COBE จะให้ข้อมูลแก่ทฤษฎีบิ๊กแบงมากขึ้น แต่ในทางกลับกัน ข้อมูลเหล่านั้นก็ยิ่งก่อให้เกิดคำถามมากขึ้นไปอีก นักเอกภพวิทยาจึงกระหายที่จะสำรวจเอกภพให้ลึกขึ้น โดยใช้ดาวเทียม Planck

อุณหภูมิของเอกภพจาก Cosmic Microwave Background ซึ่งตรวจวัดจากท้องฟ้าทุกทิศทาง โดย COBE

Credits: NASA/COBE

หน้าที่ของ COBE คือการตรวจวัดการแผ่รังสีจากเอกภพยุคโบราณที่เรียกว่าคลื่นไมโครเวฟเอกภพพื้นหลัง (Cosmic Microwave Background : CMB) ต่างกันที่ว่า COBE ช่วยสนับสนุนแนวคิดที่ว่าเอกภพเกิดจากก๊าซดึกดำบรรพ์ร้อนยิ่งยวด ส่วนPlanck จะเก็บข้อมูลเพื่อทำความเข้าใจโครงสร้างพื้นฐานและส่วนประกอบของเอกภพเมื่อครั้งแบเบาะ เพื่อศึกษาว่า กระจุกกาแลกซีขนาดยักษ์ และกาแลกซีโดดเดี่ยวมีวิวัฒนาการออกมาหลังจากบิ๊กแบงอย่างไร รวมทั้งช่วยสืบสาวราวเรื่องเมื่อครั้งเอกภพเคยขยายตัวอย่างรวดเร็ว หรือที่เรียกว่าการเฟ้อตัว(inflation) หลังจากบิ๊กแบง

Cosmic Microwave Background จากทุกทิศทางในท้องฟ้า จากข้อมูลของ COBE ยืนยันว่า

ทุกที่ในเอกภพมีอุณหภูมิเกือบเท่ากันที่ค่า 2.7 องศาเคลวิน ( - 270.45 องศาเซลเซียส)

โดยแตกต่างกันเพียง 0.005 องศาเท่านั้น Credits: ESA

ดาวเทียมPlanck จะสำรวจตรวจวัด CMB ไปทั่วทุกมุมของท้องฟ้า เพื่อค้นหาความแปรผันของอุณหภูมิเพียงเล็กน้อยภายใน CMB อุณหภูมิดังกล่าวจะแตกต่างกันไปตามความหนาแน่นมวลสารในเอกภพยุคแรก พื้นที่ที่มีความหนาแน่นสูงท้ายที่สุดจะกลายเป็นกาแลกซีหรือกระจุกกาแลกซีอย่างที่เราเห็นในปัจจุบัน เพื่อบรรลุจุดมุ่งหมายดังกล่าว Planck จึงถูกออกแบบมาให้ตรวจวัดสัญญาณได้ไวกว่า COBE 10 เท่า มี ความละเอียดของข้อมูลมากกว่า COBE 50 เท่า และนี่ทำให้ Planck มีประสิทธิภาพมากกว่า COBE ประมาณ 1000 เท่า

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

ภาพถ่ายผิวดาวอังคารจากยานอวกาศลำใหม่

New Mars Craft Sends Back First Detailed Images

October 6^th, 2006

Adapted from: www.space.com

ยานอวกาศ Mars Reconnaissance Orbiter (MRO)  เดินทางออกจากโลกเมื่อวันที่   12 สิงหาคม 2548  ถึงดาวอังคารและประจำในวงโคจร เมื่อวันที่   11 กันยายน 2549   ขณะนี้ได้ส่งภาพถ่ายชุดแรกจากกล้อง High Resolution Imaging Science Experiment(HiRISE)  มายังโลกเรียบร้อยแล้ว     โดยภาพถ่ายเหล่านั้นจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษารายละเอียดของผิวดาวเคราะห์แดงดวงนี้ได้ดียิ่งขึ้น

ภาพถ่าย lus Chasma ภายในหุบเขา Valles Marineris จากกล้อง HiRISE  บน MRO

ขณะอยู่สูงจากพื้น 280 กิโลเมตร Credit: NASA, Univ. of Arizona

ขณะนี้ MRO โคจรอยู่ใกล้ขั้วเหนือและขั้วใต้  โดยเข้าใกล้ผิวดาวที่สุดที่ระยะประมาณ 250 กิโลเมตร   บนยานอวกาศขนาดเท่ารถโดยสารประจำทางลำนี้ติดตั้งอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ 6 เครื่อง รวมทั้ง  HiRISE ด้วย  โดยทีมวิจัยหวังว่าจะศึกษาชั้นบรรยากาศ สัญญาณของน้ำใต้ผิวดิน และน้ำแข็ง

วงโคจรของ MRO โดยโคจรตามแนวเส้นลองจิจูดดาวอังคาร ผ่านทั้งขั้วดาวทั้งสองและศูนย์สูตรดาว

Credit: http://mars.jpl.nasa.gov/mro/realtime/mro_006.jpg

ภาพดังกล่าวเป็นภาพรายละเอียดสูงที่สุดเท่าที่อุปกรณ์ของมนุษย์เคยถ่ายได้จากดาวเคราะห์เทพแห่งสงคราม  โดยให้รายละเอียดของ lus Chasma ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบหุบเขายักษ์ Valles Marineris ภายในภาพนักวิจัยสามารถแยกแยะได้ว่าภายในบริเวณดังกล่าวประกอบไปด้วยหลุมอุกกาบาตและทางน้ำไหล   ซึ่งทำให้เราเห็นว่าผิวดาวอังคารถูกกระทำจากกระแสลมและน้ำ จนเห็นหินตะกอน หรือชั้นชินที่ถูกกัดเซาะ

ทีมวิเคราะห์ภาพจากกล้อง HiRISE นำโดย Alfred McEwen จากห้องปฎิบัติการดวงจันทร์และดาวเคราะห์ สังกัดมหาวิทยาลัยอริโซนา เผยว่า พวกเขาทำงานด้วยความว่องไวเพื่อเตรียมรับภาพถ่ายจากดาวอังคารที่มาถึงแล้ว และที่กำลังจะส่งมาอีกในวันที่ 6 ตุลาคม  

หุบเขา Valles Marineris ใกล้แนวศูนย์สูตรดาวอังคาร

Credit: http://astrogeology.usgs.gov/Projects/MarsHemispheres/browse/valles_marineris.jpg

เมื่อเดือนมีนาคมที่ผ่านมา กล้องดังกล่าวได้ทดลองถ่ายภาพผิวดาวอังคารจากระยะ 2600 กิโลเมตร เหนือผิวดาวขณะที่มันโคจรรอบดาวอังคารเป็นวงกลม  ส่วนภาพถ่ายใหม่นี้ให้ความละเอียดถึง 10 เท่าของภาพเมื่อเดือนมีนาคม

หนึ่งในภารกิจของ MRO คือการค้นหาหลักฐานการมีอยู่ของน้ำบนผิวดาวอังคาร  ดังนั้นภาพความละเอียดสูงจึงเป็นสิ่งสำคัญ   สำหรับภารกิจอื่นๆ บนดาวอังคาร ก็ได้ค้นพบสัญญาณของน้ำที่ครั้งหนึ่งเคยไหลหลากบนผิวดาว  ความเป็นไปได้ที่จะมีน้ำใต้ผิวดินและบางทีอาจมีกระทั่งทะเลสาปหรือมหาสมุทรใต้ดิน  แต่ทว่าก็ยังคงไม่มีหลักฐานว่า มีน้ำอยู่นานพอที่จะเกิดสิ่งมีชีวิต

MRO จะต้องถ่ายภาพพื้นที่เป้าหมายประมาณ 40 แห่ง ซึ่งรวมทั้งขั้วเหนือใต้  และบริเวณจุดลงจอดสำหรับยานสำรวจขั้ว Scout-class Phoenix ที่กำลังจะถูกส่งขึ้นสู่อวกาศในเดือนสิงหาคม 2550  และลงจอดใกล้ขั้วดาวอังคารในเดือนพฤษภาคม 2551

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

หุ่นยนต์สำรวจดาวอังคารเดินทางถึงหลุมอุกกาบาต Victoria

NASA Mars Rover Arrives at Dramatic Vista on Red Planet

October 6^th, 2006

Adapted from: www.cnn.com and www.nasa.gov and www.space.com

 เกือบสามปีแล้วที่หุ่นยนต์สำรวจผิวดาวอังคารขนาดเท่ารถไฟฟ้าในสนามกอล์ฟ  ปฏิบัติงานบนดาวเคราะห์แดงสนิม  และขณะนี้รถสำรวจดาวอังคาร Opportunity   ได้เดินทางมาถึงหลุมอุกกาบาต Victoria  ซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 กิโลเมตร  และลึกกว่า 70 เมตร พร้อมทั้งถ่ายภาพแล้วส่งกลับมายังโลก

ขอบหลุม Victoria Crater  ในที่รอบ Meridiani Planum ของดาวอังคาร ที่ก้นหลุมปกคลุมไปด้วยทรายที่ถูกลมพัดจนมีร่องรอยเป็นลูกคลื่น

Credit: NASA/JPL-Caltech

สาเหตุที่เลือกหลุมอุกกาบาตนี้ ก็เพราะในการสำรวจทางธรณีวิทยาจำเป็นต้องสำรวจให้ลึกเท่าที่จะทำได้  หลุมอุกกาบาต Victoria มีขนาดและความลึกมากกว่าหลุมอุกกาบาตหลุมที่แล้ว

เดิมทีรถสำรวจทั้งสอง (Opportunity และ Spirits) ถูกวางแผนให้ทำงานเพียง 30 ถึง 90 วัน เท่านั้น แต่การที่มันทำงานต่อเนื่องมา 1,000 นี้ เป็นสิ่งที่เกินความคาดหมาย  พวกมันถูกส่งลงยังด้านตรงข้ามกันของดาวอังคาร เพื่อเก็บเกี่ยวและสำรวจข้อมูลทางธรณีวิทยา เช่น รูปแบบหิน ดิน และสภาพชั้นบรรยากาศ 

แผนที่การเดินทางของ Opportunity  จากหลุมอุกกาบาตขนาดเล็กEagle , Endurance  Beagle จนมาถึงหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่ Victoria

Credit: OSU Mapping and GIS Laboratory

หลุมอุกกาบาต Victoria เป็นจุดสำรวจแห่งสาม ของ Opportunity ซึ่งอาจมีหลักฐานของน้ำหรือสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคาร  ก่อนหน้านี้ Opportunity เคยสำรวจชั้นหินภายในหลุมอุกกาบาต Eagle ใกล้จุดลงจอด เมื่อ 24 มกราคม 2547 และได้ผลออกมาว่าเคยมีน้ำไหลผ่านบริเวณดังกล่าว  จุดสำรวจที่สองคือหลุมอุกกาบาต Endurance  ซึ่ง Opportunity  ใช้เวลาเก้าเดือนสำรวจชั้นหินภายใน และพบร่องรอยของน้ำเช่นกัน    สำหรับหลุมอุกกาบาต Victoriaรถสำรวจจะอยู่สำรวจเป็นเวลาครึ่งปี โดยหวังว่าความลึกของมันจะพาเราไปสู่อดีตของดาวอังคารได้ไกลขึ้น พร้อมกันนี้รถสำรวจได้ส่งภาพถ่ายจากหลุมอุกกาบาตเป้ามาย ณ ที่ราบ Meridiani Planum  

ที่ราบ Meridiani Planum บริเวณศูนย์สูตรดาวอังคาร

original artwork by Randy Russell using images courtesy NASA/JPL

แผนการสำรวจหลุมอุกกาบาตขนาดกว้าง 800 เมตร นี้ เริ่มแรกจะต้องถ่ายภาพและทำแผนภาพพื้นที่ภายในหลุม รวมทั้งสนามที่ทรายก้นหลุม โดยใช้กล้องถ่ายภาพมุมกว้าง อุปกรณ์ตรวจวัดสเปคตรัมจากการแผ่รังสีความร้อน (Mini-Thermal Emission Spectrometer)

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

 Credit: VLA,NRAO

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ หน่อแก้ว ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล