บริวารของดาวอังคาร

โลกมีดวงจันทร์เป็นบริวารเพียงดวงเดียว ดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์ขนาดเล็กกว่าโลก แต่กลับมีบริวารโคจรอยู่รอบถึง 2 ดวง ได้แก่โฟบอส (Phobos) และดีมอส (Deimos) ซึ่งต่างก็เป็นดาวบริวารขนาดเล็ก รูปร่างไม่เป็นทรงกลม กำเนิดของดาวบริวารทั้งสองยังคงคลุมเครือบ้างก็ว่าอาจเป็นดาวเคราะห์น้อยที่โคจรมาใกล้ แล้วถูกแรงโน้มถ่วงของดาวอังคารจับไว้ บ้างก็ว่ามันอาจเคยเป็นส่วนหนึ่งของดาวอังคาร

อะแซฟ ฮอลล์ (Asaph Hall) นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน ค้นพบโฟบอสและดีมอสเมื่อเดือน ส.ค. พ.ศ. 2420 (ค.ศ. 1877) ซึ่งช่วงเวลานั้นตรงกับช่วงที่ดาวอังคารเกือบจะใกล้โลกที่สุด แม้ว่านักดาราศาสตร์จะค้นพบดาวบริวารของดาวอังคารมานานกว่าศตวรรษแล้ว แต่เราก็ยังรู้เรื่องราวเกี่ยวกับมันไม่ทะลุปรุโปร่ง

โฟบอสมีขนาดประมาณ 22 กิโลเมตรขณะที่ดีมอสมีขนาดประมาณ 12 กิโลเมตรโฟบอสอยู่ในวงโคจรที่อยู่ใกล้ดาวอังคารมากกว่า พื้นผิวของทั้งคู่ดูคล้ายดาวเคราะห์น้อย และรูปร่างที่ไม่เป็นทรงกลมของโฟบอสและดีมอสทำให้เราเชื่อว่ามันอาจเป็นดาวเคราะห์น้อย แต่นักดาราศาสตร์ก็ยังคงถกเถียงกันถึงแหล่งกำเนิดที่แท้จริงของโฟบอสและดีมอส

วงโคจรที่เกือบเป็นวงกลมรอบดาวอังคาร และระนาบวงโคจรที่เกือบอยู่ในระนาบเดียวกับเส้นศูนย์สูตรของดาวอังคาร เป็นปัจจัยสำคัญที่ขัดแย้งกับข้อสันนิษฐานว่าโฟบอสและดีมอสเป็นดาวเคราะห์น้อยที่ถูกดาวอังคารจับไว้ หากมันมาจากนอกระบบ ดาวบริวารทั้งสองควรจะมีวงโคจรเป็นวงรี และระนาบวงโคจรของทั้งคู่ก็ไม่ควรจะอยู่ใกล้ระนาบศูนย์สูตรมากเช่นนี้

ยานมาร์สเอกซ์เพรส (Mars Express) ขององค์การอวกาศยุโรป หรืออีซา (ESA) ซึ่งเป็นยานอวกาศที่โคจรอยู่รอบดาวอังคารในขณะนี้ ช่วยให้นักดาราศาสตร์ในยุโรปสามารถศึกษาสมบัติทางกายภาพ และวงโคจรของดาวบริวารทั้งสองได้ ซึ่งอาจบ่งบอกอดีตและอนาคตของมัน

เราสามารถศึกษาองค์ประกอบของวัตถุท้องฟ้าได้โดยการวัดสเปกตรัม ผลงานวิจัยเมื่อปี 2553 ระบุว่า สเปกตรัมของโฟบอสไม่เข้ากับสเปกตรัมของดาวเคราะห์น้อยและอุกกาบาตชนิดใดเลย โดยพบแร่อัลตราเมฟิก (Ultramafic) ซึ่งประกอบด้วยเหล็กและแมกนีเซียมปริมาณมาก กับแร่ดินที่มีชื่อเรียกว่าฟิลโลซิลิเกต (Phyllosilicate) ซึ่งแร่ทั้งสองพบได้บนพื้นผิวดาวอังคาร

องค์ประกอบและวงโคจรของดาวบริวารทั้งสอง ทำให้นักดาราศาสตร์สงสัยว่าโฟบอสและดีมอสอาจไม่ใช่ดาวเคราะห์น้อยจากแถบดาวเคราะห์น้อย ซึ่งอยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดีอย่างที่สันนิษฐานไว้ในตอนแรก แต่อาจกำเนิดมาจากดาวอังคารเอง เมื่อยุคที่ดาวอังคารถูกชนด้วยวัตถุขนาดใหญ่ การกระแทกอย่างรุนแรงทำให้เปลือกดาวอังคารหลุดกระเด็นออกไปในอวกาศ

ซากมวลส่วนใหญ่ที่เกิดจากการชน หลุดพ้นจากแรงโน้มถ่วงของดาวอังคาร บางส่วน ราว 11 ล้านล้านตัน ยังคงอยู่รอบดาวอังคาร เกาะกลุ่มหลอมรวมกันเข้า จนกลายเป็นดาวบริวารทั้งสองในปัจจุบัน ยิ่งไปกว่านั้น นักดาราศาสตร์ยังพบด้วยว่าโฟบอสมีความหนาแน่นต่ำเพียง 1.86 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร แสดงว่าภายในดาวต้องมีช่องว่างคิดเป็นร้อยละ 2535 ของปริมาตรรวม สนับสนุนทฤษฎีการรวมตัวกันอย่างหลวมๆ

 

ปัจจุบันการคำนวณตำแหน่งของโฟบอสในวงโคจรรอบดาวอังคารมีความแม่นยำค่อนข้างสูง คลาดเคลื่อนไม่ถึง 1 กิโลเมตร แต่สำหรับตำแหน่งของดีมอสยังคลาดเคลื่อนได้หลายกิโลเมตร นักวิจัยจากเยอรมนีและรัสเซียได้อาศัยข้อมูลจากยานมาร์สเอกซ์เพรส ช่วยให้สามารถวัดตำแหน่งและปรับปรุงแบบจำลองการเคลื่อนที่ของดีมอส

ดีมอสอยู่ห่างศูนย์กลางดาวอังคารเป็นระยะทาง 23,458 กิโลเมตร ระนาบวงโคจรอยู่ใกล้ระนาบศูนย์สูตรของดาวอังคาร ส่วนยานมาร์สเอกซ์เพรสเคลื่อนที่อยู่ในวงโคจรรูปวงรีรอบดาวอังคาร โดยระนาบวงโคจรเกือบตั้งฉากกับระนาบศูนย์สูตรของดาวอังคาร กล้องบนยานมาร์สเอกซ์เพรสจึงสามารถถ่ายภาพดีมอสได้เกือบทุกมุมมอง

ช่วงระหว่างเดือน ก.ค. 2548ก.ค. 2554 ยานมาร์สเอกซ์เพรสได้โคจรผ่านใกล้ดีมอสภายในระยะ 1.4 หมื่นกิโลเมตร เป็นจำนวน 50 ครั้ง โดยเข้าใกล้ที่สุดเมื่อเดือน มี.ค. 2554 ที่ระยะห่าง 9,600 กิโลมตร ผลการวัดตำแหน่งเมื่อเทียบกับแบบจำลอง แสดงให้เห็นว่าตำแหน่งที่คำนวณได้จากแบบจำลองมีโอกาสคลาดเคลื่อนจากตำแหน่งจริงมากถึง 4.7 กิโลเมตร

นักดาราศาสตร์หวังว่าผลการวัดตำแหน่งจะช่วยปรับปรุงแบบจำลองวงโคจรของดีมอสให้มีความแม่นยำมากขึ้น อันจะนำไปสู่การศึกษาการเปลี่ยนแปลงวงโคจร ปัจจุบันเราพบว่าวงโคจรของโฟบอสกำลังแคบลงทีละน้อย อาจเข้าใกล้ดาวอังคารจนถูกแรงโน้มถ่วงฉีกโฟบอสให้แตกออกเป็นชิ้นๆ จนทำให้เกิดวงแหวนบางๆ รอบดาวอังคาร ส่วนวงโคจรของดีมอสกำลังขยายกว้างขึ้น ห่างดาวอังคารออกมาทีละน้อย

ก่อนหน้านี้มีความหวังว่านักวิทยาศาสตร์จะสามารถศึกษาองค์ประกอบอย่างละเอียดของโฟบอส จากตัวอย่างดินราว 200 กรัม ที่นำกลับมายังโลกในปี 2557 โดยยานโฟบอสกรุนต์ (FobosGrunt) ของรัสเซีย อันจะนำไปสู่ข้อสรุปถึงการก่อกำเนิดของโฟบอสและดีมอสแต่ภารกิจนี้ก็ยุติลงอย่างรวดเร็ว เมื่อจรวดไม่สามารถนำยานโฟบอสกรุนต์ออกจากวงโคจรรอบโลก และยานอวกาศลำนี้ได้ตกสู่ชั้นบรรยากาศโลกเมื่อกลางเดือน ม.ค. 2555

ปรากฏการณ์ท้องฟ้า (1421 ต.ค.)

ท้องฟ้าเวลาหัวค่ำมีดาวพุธกับดาวอังคารอยู่ทางทิศตะวันตก ดาวอังคารอยู่ในกลุ่มดาวแมงป่อง ช่วงปลายสัปดาห์นี้ถึงต้นสัปดาห์หน้า ดาวอังคารจะมีตำแหน่งปรากฏอยู่ทางขวามือของดาวแอนทาเรส ซึ่งเป็นดาวฤกษ์สว่างสีแดงในกลุ่มดาวนี้ สังเกตได้ว่าดาวอังคารกับดาวแอนทาเรสมีสีใกล้เคียงกัน อันเป็นที่มาของชื่อดาว

สัปดาห์นี้ดาวพุธทำมุมห่างจากดวงอาทิตย์มากขึ้น หากท้องฟ้าเปิด ไม่มีเมฆฝนบดบังหลังดวงอาทิตย์ตก จะสามารถสังเกตดาวพุธได้ โดยอยู่ใกล้ขอบฟ้ามากกว่าดาวอังคาร และเยื้องไปทางขวามือของดาวอังคาร ตกลับขอบฟ้าไปในช่วงที่ท้องฟ้ายังไม่มืดสนิท

ดาวพฤหัสบดีอยู่ในกลุ่มดาววัว เริ่มสังเกตได้เมื่อขึ้นมาอยู่เหนือขอบฟ้าทิศตะวันออกที่มุมเงย 10 องศา ในเวลาประมาณ 3 ทุ่มครึ่ง ดาวพฤหัสบดีจะขึ้นไปอยู่กลางท้องฟ้าเหนือศีรษะในเวลาตี 3 ครึ่ง แล้วคล้อยไปทางทิศตะวันตกในเวลาเช้ามืด ดาวศุกร์อยู่ในกลุ่มดาวสิงโต อยู่เหนือขอบฟ้าตั้งแต่เวลาประมาณตี 4 จากนั้นลอยสูงขึ้น สามารถสังเกตเห็นเป็นดาวสว่างโดดเด่นทางทิศตะวันออกจนกระทั่งท้องฟ้าสว่าง

หลังจันทร์ดับในวันที่ 15 ต.ค. จะเข้าสู่ข้างขึ้น ดวงจันทร์เสี้ยวอยู่บนท้องฟ้าทิศตะวันตกในเวลาหัวค่ำ วันพฤหัสบดีที่ 18 ต.ค. ดวงจันทร์อยู่ใกล้ดาวอังคารและดาวแอนทาเรส ห่างดาวอังคาร 2 องศา ห่างดาวแอนทาเรส 6 องศา ดวงจันทร์จะมีส่วนสว่างเพิ่มขึ้นและทำมุมห่างจากดวงอาทิตย์มากขึ้นทุกวัน สว่างครึ่งดวงในต้นสัปดาห์หน้า