ระบบดาวพลูโต-คารอน

วันที่ 22 มิ.ย. 2521 หรือเมื่อ 36 ปีที่แล้ว นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันได้ค้นพบคารอน ดาวบริวารดวงแรกของดาวพลูโต ซึ่งขณะนั้นพลูโตยังเป็นดาวเคราะห์ดวงที่ 9

เจมส์ คริสตี ค้นพบคารอนจากการวิเคราะห์ภาพถ่ายผ่านกล้องโทรทรรศน์ที่หอดูดาวกองทัพเรือ ภาพถ่ายของพลูโตแสดงให้เห็นว่ามีส่วนนูนออกจากดาวพลูโต เคลื่อนที่เปลี่ยนตำแหน่งไปรอบพลูโตอย่างเป็นคาบสม่ำเสมอ ซึ่งจะเป็นอย่างอื่นไปไม่ได้นอกจากดวงจันทร์บริวารของพลูโต

ผู้ค้นพบเสนอให้ตั้งชื่อดาวบริวารดวงนี้ว่าคารอน (Charon) ตามชื่อคนพายเรือพาวิญญาณข้ามแม่น้ำแห่งความตายเพื่อไปสู่ยมโลกตามเทพนิยายกรีก แต่เขาอ่านออกเสียงว่าชารอน เพื่อต้องการให้ใกล้เคียงกับชาร์ลีนผู้เป็นภรรยา ต่อมาสหพันธ์ดารา ศาสตร์สากลได้รับรองชื่อดังกล่าว แต่อ่านออกเสียงอย่างเป็นทางการว่าคารอน ตามชื่อในภาษากรีก ปัจจุบันจึงพบว่ามีผู้ที่เรียกชื่อดาวบริวารดวงนี้ว่าชารอนและคารอน

คาบการเคลื่อนที่ของคารอนเท่ากับคาบการหมุนรอบตัวเองของพลูโต ซึ่งทราบมาแล้วก่อนหน้านั้นจากผลการวัดการเปลี่ยนแปลงความสว่างของพลูโต แสดงว่าคารอนโคจรรอบดาวพลูโตโดยที่ทั้งคู่ต่างถูกตรึงด้วยแรงโน้มถ่วงให้หันด้านเดียวเข้าหากัน หากเราไปยืนอยู่บนผิวของดาวพลูโต จะมีซีกหนึ่งที่เห็นคารอนได้ตลอดเวลา ไม่มีการขึ้นตก อีกซีกหนึ่งไม่มีโอกาสเห็นคารอนเลย

คารอนมีขนาดราวครึ่งหนึ่งของดาวพลูโต ด้วยขนาดที่ต่างกันไม่มาก ทำให้ดาวทั้งสองโคจรรอบจุดศูนย์ระบบมวลที่อยู่ในอวกาศ แต่ค่อนไปทางดาวพลูโตมากกว่า ซึ่งนักดาราศาสตร์มักเรียกระบบนี้ว่าดาวเคราะห์คู่ (ระบบโลกดวงจันทร์ก็เกือบจะเป็นแบบนี้ แต่จุดศูนย์ระบบมวลของโลกดวงจันทร์ยังอยู่ใต้ผิวโลก)

หลังการค้นพบเพียงไม่กี่ปี นักดาราศาสตร์ก็คำนวณพบว่าในช่วง พ.ศ. 25282533 วงโคจรของคารอนจะอยู่ในระนาบเดียวกับแนวสายตาเมื่อสังเกตจากโลก ทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่คารอนเคลื่อนผ่านหน้าดาวพลูโต และถูกดาวพลูโตบัง ซึ่งหลังจากช่วงเวลาดังกล่าวแล้ว จะไม่เกิดเหตุการณ์ทำนองเดียวกันนี้อีกนานถึง 120 ปี

นักดาราศาสตร์อาศัยโอกาสดังกล่าวในการสังเกตการบังและอุปราคาระหว่างดาวพลูโตกับคารอน สามารถวัดวงโคจรและขนาดของทั้งคู่ได้แม่นยำขึ้น แยกสเปกตรัมของคารอนโดยนำผลการวัดสเปกตรัมของพลูโตไปลบออกจากสเปกตรัมเมื่อคารอนผ่านหน้าดาวพลูโต จึงทราบถึงองค์ประกอบบนพื้นผิวของคารอน

ตั้งแต่ พ.ศ. 2549 เป็นต้นมา ดาวพลูโตไม่ได้เป็นดาวเคราะห์อีกต่อไป แต่ถูกจำแนกเป็นดาวเคราะห์แคระ เนื่องจากพบว่าบริเวณใกล้เคียงวงโคจรของพลูโตยังมีวัตถุคล้ายกันโคจรอยู่อีกหลายดวง พลูโตโคจรอยู่แถวขอบด้านในของบริเวณที่เรียกว่าแถบไคเปอร์ (Kuiper Belt) นักดาราศาสตร์พบว่ามีวัตถุจำนวนมากอยู่ในบริเวณนี้ (ปัจจุบันพบแล้วมากกว่า 1,000 ดวง) ซึ่งสันนิษฐานว่าเป็นซากที่เหลือมาจากยุคต้นๆ หลังการกำเนิดของระบบสุริยะ

การสำรวจด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล นำไปสู่การค้นพบดาวบริวารของดาวพลูโตเพิ่มขึ้นอีก 4 ดวง ได้แก่ นิกซ์ (Nix), ไฮดรา (Hydra), เคอร์เบอรอส (Kerberos) และสติกซ์ (Styx) ทำให้ขณะนี้เรารู้จักดาวบริวารของพลูโตแล้วทั้งหมด 5 ดวง

คารอนมีวงโคจรอยู่ใกล้ดาวพลูโตด้วยระยะห่างเพียง 19,600 กิโลเมตร ใกล้กว่าระยะทางจากโลกถึงดวงจันทร์ซึ่งมีค่าเฉลี่ยราว 384,400 กิโลเมตร ในอดีตคาดว่ามีเทนเป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่ในบรรยากาศของพลูโต การที่มีเทนสามารถหลุดพ้นจากแรงโน้มถ่วงของพลูโตออกไปในอวกาศด้วยความเร็วสูง ระยะที่ใกล้คารอนมากขนาดนั้น จึงอาจมีการถ่ายเทแก๊สในบรรยากาศจากพลูโตไปที่คารอน

การสังเกตการณ์ในระยะหลังพบว่าบรรยากาศของพลูโตประกอบด้วยไนโตรเจนเป็นส่วนมาก ซึ่งหนักกว่ามีเทน แบบจำลองของคณะนักดาราศาสตร์ที่ศึกษาการเคลื่อนที่ของโมเลกุลไนโตรเจนในบรรยากาศชั้นนอกของพลูโตแสดงว่าอุณหภูมิบนดาวพลูโตน่าจะอุ่นกว่าที่เคยคาดไว้ และมีบรรยากาศที่หนากว่าถึง 3 เท่า

นั่นแปลว่าชั้นบรรยากาศอาจแผ่กว้างไกลออกไปมากพอที่แรงโน้มถ่วงของคารอนสามารถดึงโมเลกุลในบรรยากาศของพลูโตไปได้บางส่วน ประกอบกับการค้นพบแอมโมเนียและผลึกน้ำแข็งบนคารอนเมื่อ พ.ศ. 2550 ซึ่งคาดว่าเกิดจากกีย์เซอร์ นักดาราศาสตร์จึงเชื่อว่าคารอนน่าจะมีบรรยากาศบางๆ

หากเกิดเหตุการณ์เช่นที่ว่าจริง ระบบดาวพลูโตคารอน จะเป็นตัวอย่างหนึ่งของการถ่ายเทแก๊สระหว่างวัตถุสองชิ้นในอวกาศ ซึ่งเราสามารถพบได้ทั่วไปในระบบอื่น เช่น การถ่ายเทแก๊สในระบบดาวคู่ที่อยู่ใกล้ชิดกัน เป็นต้น

ปัจจุบันยานนิวเฮอไรซอนส์เป็นยานอวกาศลำแรกและลำเดียวที่กำลังมุ่งหน้าไปดาวพลูโต ขณะนี้เดินทางในอวกาศมานาน 8 ปีครึ่งแล้ว มีกำหนดถึงดาวพลูโตในกลางปีหน้า นักดาราศาสตร์คาดว่านอกจากการพิสูจน์แนวคิดเกี่ยวกับบรรยากาศของพลูโตและคารอนอาจมีการค้นพบดาวบริวารขนาดเล็กเพิ่มขึ้น และเข้าใจธรรมชาติของดาวพลูโตที่อดีตเคยเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวที่ยังไม่มียานอวกาศไปสำรวจในระยะใกล้

ขณะเดียวกัน ช่วงนี้ก็มีรายงานด้วยว่านักดาราศาสตร์กำลังใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลส่องดูบริเวณกลุ่มดาวคนยิงธนู เพื่อค้นหาว่ามีวัตถุอื่นใดอยู่ใกล้เส้นทางการเคลื่อนที่ของยานนิวเฮอไรซอนส์หรือไม่ เพราะหลังจากเฉียดผ่านระบบดาวพลูโตไปแล้ว ยานอวกาศจะเดินทางต่อไปโดยไม่หยุด ทีมสำรวจหวังว่าจะค้นพบวัตถุในแถบไคเปอร์ราว 12 ดวง ที่บังเอิญอยู่ในเส้นทางของยานนิวเฮอไรซอนส์ หากประสบความสำเร็จ เราจะได้รู้จักวัตถุในแถบไคเปอร์ได้ดียิ่งขึ้นจากการสำรวจของยานอวกาศลำนี้

ปรากฏการณ์ท้องฟ้า (2229 มิ.ย.)

ท้องฟ้าเวลาหัวค่ำมีดาวพฤหัสบดี ดาวอังคาร และดาวเสาร์ อยู่บนท้องฟ้า ดาวพฤหัสบดีอยู่ในกลุ่มดาวคนคู่ โดยปรากฏอยู่ต่ำใกล้ขอบฟ้าทิศตะวันตก สังเกตได้ก่อนตกลับขอบฟ้าในเวลา 2 ทุ่มเศษ

ดาวอังคารอยู่สูงบนท้องฟ้าทิศใต้ในกลุ่มดาวหญิงสาว ดาวอังคารจะเคลื่อนไปทางทิศตะวันตกมากขึ้นจนตกลับขอบฟ้าในเวลาตี 1 ห่างดาวอังคารไปทางซ้ายมือจะเห็นดาวเสาร์อยู่ในกลุ่มดาวคันชั่ง ดาวเสาร์ผ่านจุดสูงสุดบนท้องฟ้าทิศใต้ในเวลา 3 ทุ่ม และตกลับขอบฟ้าในเวลาก่อนตี 3

เวลาเช้ามืดมีดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์สว่างดวงเดียว เริ่มเห็นได้ประมาณตี 4 ใกล้ขอบฟ้าทิศตะวันออก เมื่อท้องฟ้าสว่างจะเคลื่อนสูงขึ้นไปอยู่ที่มุมเงยประมาณ 20 องศา

ต้นสัปดาห์เป็นปลายข้างแรม จันทร์เสี้ยวอยู่บนท้องฟ้าเวลาเช้ามืดทางทิศตะวันออก วันอังคารที่ 24 มิ.ย. ดวงจันทร์อยู่เหนือดาวศุกร์ประมาณ 7 องศา โดยจะเห็นกระจุกดาวลูกไก่อยู่ทางซ้ายมือของดาวศุกร์ วันถัดไป ดวงจันทร์เป็นเสี้ยวบางลงอีก และเคลื่อนไปอยู่ต่ำกว่าดาวศุกร์ โดยอยู่ตรงกลางระหว่างดาวศุกร์กับดาวอัลเดบารัน ซึ่งเป็นดาวสว่างในกลุ่มดาววัว หลังจันทร์ดับในวันที่ 27 มิ.ย. ดวงจันทร์จะย้ายไปอยู่บนท้องฟ้าเวลาหัวค่ำ เข้าใกล้ดาวพฤหัสบดีในคืนวันอาทิตย์ที่ 29 มิ.ย.