Blockdit Logo (Mobile)
Spaceth.co
•
5 มี.ค. 2021 เวลา 08:38 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
ดวงจันทร์ Phobos ของดาวอังคารอาจจะเก็บความลับการหายไปของชั้นบรรยากาศดาวอังคารไว้อยู่
นักดาราศาสตร์พบว่าดวงจันทร์ Phobos ซึ่งเป็นหนึ่งในดวงจันทร์ทั้งสองดวงของดาวอังคาร อยู่ในความสูงระดับที่โมเลกุลชั้นบรรยากาศของดาวอังคารอาจชนเข้ากับ Phobos จึงทำให้นักดาราศาสตร์คิดว่า Phobos อาจจะเก็บความลับของดาวอังคารในอดีตไว้ อ้างอิงจากงายวิจัยเรื่อง Implantation of Martian atmospheric ions within the regolith of Phobos (https://www.nature.com/articles/s41561-020-00682-0) ในวารสาร nature geoscience
Phobos (Mars I) คือ ดวงจันทร์ที่คาดว่าเป็นดวงจันทร์โดยธรรมชาติของดาวอังคาร เป็นหนึ่งในดวงจันทร์สองดวงของดาวอังคาร (อีกดวง คือ Deimos) ถูกค้นพบโดย Asaph Hall ในปี 1877 ซึ่งเมื่อพูดถึงดวงจันทร์ เราอาจจะนึกถึงวัตถุทรงกลมขนาดใหญ่พอ ๆ กับดวงจันทร์ สามารถมองเห็นได้จากพื้นผิว อย่างไรก็ตามดวงจันทร์ทั้งสองของดาวอังคารนั้นเล็กมาก Phobos มีขนาดเพียงแค่ 11 กิโลเมตรเท่านั้น
1
Phobos โคจรรอบดาวอังคารด้วยความสูงประมาณ 6,000 กิโลเมตรเท่านั้น ซึ่งเป็นระยะทางที่ใกล้มาก และเป็นดวงจันทร์ที่โคตรใกล้ดาวแม่ (Primary Body) ของมันที่สุด ใกล้กว่าระยะทางจากโลกไปดวงจันทร์ถึง 60 เท่า (ดวงจันทร์ของเราโคจรห่างจากโลกกว่า 300,000 กิโลเมตร) และมันใช้เวลาโคจรรอบดาวของมันเพียงแค่ 7 ชั่วโมง 39 นาที เท่านั้น
1
ภาพของดวงจันทร์ Phobos เมื่อวันที่ 23 มีนาคม 2008 ซึ่งถ่ายโดย High Resolution Imaging Science Experiment บนยาน Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) – ที่มา NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
ปริศนาแรกก็คือ Phobos และ Deimos มีที่มาจากไหน นักดาราศาสตร์ยังไม่ทราบแน่ชัดว่ามันเป็นดวงจันทร์โดยธรรมชาติหรือเป็นวัตถุในอวกาศที่บังเอิญถูกแรงโน้มถ่วงของดาวอังคารดูดเอาไว้ มีหลายกรณีที่เกิดขึ้นได้คือ ดวงจันทร์เหล่านี้เกิดขึ้นพร้อม ๆ กับดาวแม่ของมัน (ดาวอังคาร) โดยเกิดจากกลุ่มเมฆเดียวกันเพียงแต่เป็นกระจุกเล็ก ๆ จึงกลายเป็นดาวบริวาร หรืออีกทฤษฏีก็คือดาวอังคารในอดีตไม่มีดวงจันทร์ แต่มีวัตถุอย่างอื่นมาชนดาวอังคารจนเนื้อดาวกระเด็นออกไปรวมตัวกันกลายเป็นดาวบริวาร คล้ายกับทฤษฏีการเกิดของดวงจันทร์โลกเรา
1
ซึ่งก็เริ่มมีนักดาราศาสตร์จำนวนไม่น้อยที่เริ่มไขปริศนาดวงจันทร์เหล่านี้แล้วอย่าง JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) ที่กำลังเตรียมส่งยาน MMX (Martian Moons Exploration) ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อเก็บตัวอย่างพื้นผิวของ Phobos และนำกลับโลกภายในปี 2024 โดย MMX ตั้งใจที่จะลงจอดและเก็บตัวอย่างในบริเวณด้านที่หันหาดาวอังคาร
นั้นเป็นเพราะว่า Phobos เป็นวัตถุที่ Tidally Locking กับดาวอังคาร Tidal Lock หรือ Gravitational Locking คือการที่อัตราการหมุนรอบตัวเองของวัตถุทางดาราศาสตร์เท่ากับอัตราการโคจรรอบ Primary Body ของมัน หมายความว่าวัตถุนั้น ๆ จะหันด้านใดด้านหนึ่งหา Primary Body ของมันตลอดเวลาเนื่องจากอิทธิพลแรงโน้มถ่วงที่ทำให้เกิดการ Tidal Lock คล้ายกับที่ดวงจันทร์ของโลกเราหันด้านเดียวหาเราตลอด เพราะว่าดวงจันทร์ก็ Tidally Locking กับโลกเราเช่นกัน
สิ่งที่ทำให้นักดาราศาสตร์ประเมินว่า Phobos น่าจะสำคัญต่อการสำรวจอดีตของดาวอังคาร คือ เมื่อไม่นานมานี้ทีมนักดาราศาสตร์ได้วิเคราะห์ข้อมูลจากยาน Mars Atmosphere and Volatile EvoluatioN (MAVEN) ซึ่งทำหน้าที่เก็บข้อมูลต่าง ๆ ของชั้นบรรยากาศของดาวอังคารมากว่า 6 ปีเพื่อหาสาเหตุว่าชั้นบรรยากาศของดาวอังคารหายไปไหน และทำไมมันถึงหายไป ในขณะเดียวกันวงโคจรของ MAVEN มีวิถีโคจรใกล้กับวงโคจรของ Phobos พอดี MAVEN จึงได้สำรวจ Phobos ไปด้วยในตัว
1
จากการใช้อุปกรณ์ STATIC (Suprathermal and Thermal Ion Composition instrument) ของ MAVEN เพื่อวัดไอออนที่ลอยอยู่ในบริเวณของวิถีโคจรของ Phobos เพื่อคำนวณพลังงานจลน์และความเร็วของอนุภาคที่พุ่งออกมาจากชั้นบรรยากาศของดาวอังคารที่เบาบางกว่า 1% ของความหนาแน่นของชั้นบรรยากาศโลก (ชั้นบรรยากาศจะมีการแผ่อนุภาคและไอออนต่าง ๆ ออกมาตลอดเวลา) พบว่ามีไอออนส่วนหนึ่งที่มาจากดวงอาทิตย์ แต่มาจากดาวอังคารเยอะมาก
2
เมื่อคำนึงถึงปัจจัยต่าง ๆ มากมายไม่ว่าจะเป็นการที่ชั้นบรรยากาศของดาวอังคารในอดีตหนากว่าในปัจจุบันมากและน่าจะมีไอออนของ Oxygen, Carbon, Nitrogen และ Argon ในชั้นบรรยากาศอยู่มาก วงโคจรที่ต่ำจนทะลุผิวชั้นบรรยากาศส่วนบนของ Phobos และการที่ Phobos Tidally Locked กับดาวอังคารซึ่งทำให้มันหันหน้าด้านเดียวหาดาวอังคารตลอดเวลา ผลก็คือไอออนจากชั้นบรรยากาศของดาวอังคารจำนวนมากน่าจะชนเข้ากับ Phobos และฝังลงไปในพื้นผิวระดับ Nanometers เป็นจำนวนมาก
จึงเป็นไปได้ว่าอนุภาคของชั้นบรรยากาศของดาวอังคารในอดีตอาจจะยังถูกเก็บไว้บน Phobos เป็นเวลานานมาก ๆ เพราะว่าอนุภาคเหล่านี้สามารถ Implant ทับกันได้เป็นชั้น ๆ หากเราสามารถเก็บกู้ตัวอย่างจาก Phobos มาได้ ก็จะเหมือนกับเราได้ Time Machine ย้อนอดีตชั้นบรรยากาศของดาวอังคารมาด้วยว่าในอดีตส่วนประกอบของชั้นบรรยากาศเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรจนมาถึงทุกวันนี้
1
ภาพของดวงจันทร์ Phobos จาก Imaging Ultraviolet Spectrograph บนยาน MAVEN – ที่มา CU/LASP, NASA
MMX จะถูกส่งไปยังดวงจันทร์ Deimos และ Phobos เพื่อไขปริศนาเหล่านี้ ว่าชั้นบรรยากาศของดาวอังคารที่อาจจะหนาพอ ๆ กับโลกและหนาพอที่จะทำให้เกิดการควบแน่นของของเหลวบนดาวอังคารอย่างน้ำได้ ทำไมอยู่ ๆ ถึงได้หายไปแบบไร้ร่องรอยจนต้องส่งยานสำรวจพื้นผิวไปค้นหา โดย MMX จะเก็บตัวอย่างของดวงจันทร์ Phobos อย่างน้อย 10 กรัม ก่อนที่จะเดินทางไปยัง Deimos เพื่อทำการสำรวจ จากนั้นจึงส่ง Capsule นำตัวอย่างกลับโลกในช่วง กรกฎาคม 2020 เพื่อให้นักวิทยาศาสตร์ไขปริศนาเกี่ยวกับมันต่อไปนั่นเอง
ภาพแบบจำลองของยาน MMX – ที่มา JAXA
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
โฆษณา