คลื่นโน้มถ่วงบนดาวศุกร์

โดย...วรเชษฐ์ บุญปลอด

หากคุณผู้อ่านได้มองท้องฟ้าหลังดวงอาทิตย์ตกในเวลาหัวค่ำ แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะไม่เห็นดาวสว่างดวงหนึ่งปรากฏอยู่บนนั้นในช่วงเวลานี้ นั่นคือดาวศุกร์ เจ้าของตำแหน่งดาวเคราะห์ที่สว่างที่สุดบนท้องฟ้า

ดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์ขนาดใกล้เคียงโลก มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 12,104 กิโลเมตร เทียบกับโลกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางในแนวศูนย์สูตรยาว 12,756 กิโลเมตร เราเห็นดาวศุกร์เป็นดาวสว่างกว่าใครเพราะดาวศุกร์อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ อยู่ใกล้โลก และมีเมฆในบรรยากาศที่สะท้อนแสงอาทิตย์ได้ดี

วงโคจรของดาวศุกร์อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าโลก เราจึงไม่เคยเห็นดาวศุกร์อยู่ทางทิศตะวันออกหลังดวงอาทิตย์ตก และไม่เคยเห็นดาวศุกร์อยู่ทางทิศตะวันตกก่อนดวงอาทิตย์ขึ้น ตำแหน่งดาวศุกร์บนท้องฟ้าที่มองเห็นจากโลกถูกจำกัดไว้ที่มุมห่างจากดวงอาทิตย์ไม่เกิน 48 องศา

การที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าโลกจึงมีคาบการโคจรสั้นกว่าโลก ดาวศุกร์โคจรรอบดวงอาทิตย์ครบหนึ่งรอบโดยใช้เวลาประมาณ 225 วันของโลก การหมุนรอบตัวเองของดาวศุกร์อาจทำให้เรามองดาวศุกร์ว่าเป็นดาวเคราะห์ที่มีพฤติกรรมแปลกประหลาดดวงหนึ่งในระบบสุริยะ ดาวศุกร์หมุนรอบตัวเองในทิศทางตรงข้ามกับโลกและดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ โลกหมุนทวนเข็มนาฬิกาเมื่อมองลงมาจากด้านทิศเหนือของระบบสุริยะ แต่ดาวศุกร์หมุนตามเข็มนาฬิกาขณะที่ยังโคจรไปในทิศทางเดียวกับดาวเคราะห์ดวงอื่น

การหมุนอันพิสดารของดาวศุกร์ทำให้ระยะเวลาหนึ่งวันบนดาวศุกร์ยาวนานเท่ากับ 243 วันของโลก ซึ่งนานกว่าระยะเวลาหนึ่งปีของดาวศุกร์อีกต่างหาก หากเราไปยืนอยู่ที่ใดที่หนึ่งบนเส้นศูนย์สูตรในด้านกลางวันของดาวศุกร์ (ซึ่งในความเป็นจริงทำไม่ได้ เพราะอุณหภูมิด้านกลางวันของดาวศุกร์สูงถึง 460 องศาเซลเซียส และความกดอากาศสูงถึง 90 เท่า เมื่อเทียบกับความกดอากาศที่ระดับน้ำทะเลของโลก) ดวงอาทิตย์จะอยู่บนท้องฟ้าเป็นระยะเวลานานที่สุดได้ถึง 122 วันของโลก บรรยากาศของดาวศุกร์เต็มไปด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ มีไนโตรเจนและซัลเฟอร์ไดออกไซด์อยู่เล็กน้อย

ปัจจุบันมียานอวกาศลำหนึ่งที่ปฏิบัติงานอยู่ในวงโคจรรอบดาวศุกร์ ยานอะกัตสึกิ (Akatsuki) ขององค์การอวกาศญี่ปุ่นหรือแจ็กซา (JAXA) ได้เข้าสู่วงโคจรรอบดาวศุกร์เมื่อเดือน ธ.ค. 2558 มีเป้าหมายสำรวจพื้นผิวและการเปลี่ยนแปลงในบรรยากาศของดาวศุกร์

กลางเดือน ม.ค.ที่ผ่านมา รายงานในวารสาร Nature Geoscience เผยแพร่ผลงานวิจัยล่าสุดที่มาจากยานลำนี้ ภาพถ่ายดาวศุกร์ในคลื่นอินฟราเรดและอัลตราไวโอเลตที่ถ่ายไว้ในช่วงเดือน ธ.ค. 2558-ม.ค. 2559 แสดงเห็นให้คลื่นขนาดใหญ่ในบรรยากาศของดาวศุกร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในย่านอินฟราเรด

คลื่นรูปโค้งดังกล่าวลากยาวจากซีกเหนือถึงซีกใต้ของดาวศุกร์ ยาวถึง 1 หมื่นกิโลเมตร โดยปรากฏเกือบนิ่งในด้านกลางวันที่อยู่ค่อนไปทางแนวคั่นระหว่างกลางวันกับกลางคืนบนดาวศุกร์ ไม่ขึ้นกับการหมุนรอบตัวเองของดาวศุกร์ แสดงว่าเกี่ยวข้องกับภูเขาสูงบนพื้นผิวและยอดเมฆในบรรยากาศ ยังไม่เป็นที่แน่ชัดว่าคลื่นดังกล่าวเกิดขึ้นบ่อยและอยู่นานแค่ไหน เพราะการสังเกตการณ์ในปีที่ผ่านมา พบว่าคลื่นดังกล่าวได้หายไปแล้ว

นักวิจัยพบว่าคลื่นนี้อยู่ในชั้นระหว่างด้านบนของโทรโพสเฟียร์กับด้านล่างของสตราโตเฟียร์ แบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แสดงว่าอาจมีสาเหตุจากลมที่พัดเหนือภูเขาสูงบนดาวศุกร์ แผ่ขึ้นไปยังเมฆชั้นบน โดยอยู่ในรูปของคลื่นโน้มถ่วง (คลื่นที่เกิดในของไหล เป็นคนละอย่างกับคลื่นความโน้มถ่วงที่เกิดเมื่อหลุมดำสองหลุมชนกันในอวกาศ)

ยานอะกัตสึกิกำลังโคจรรอบดาวศุกร์ในวงโคจรรูปวงรีด้วยคาบ 9 วัน ผ่านจุดใกล้ดาวศุกร์ที่สุดด้วยระยะห่างเพียง 400 กิโลเมตร เหนือพื้นผิว และจุดไกลดาวศุกร์ที่สุดด้วยระยะห่างราว 4.4 แสนกิโลเมตร เป็นยานอวกาศเพียงลำเดียวในปัจจุบันที่อยู่ในภารกิจสำรวจดาวศุกร์

องค์การนาซ่าเพิ่งคัดเลือกโครงการส่งยานอวกาศลำใหม่ด้วยงบระดับต่ำออกไปสำรวจวัตถุในระบบสุริยะเมื่อต้นเดือนที่ผ่านมา โดยพุ่งเป้าไปที่ดาวเคราะห์น้อย ทำให้ในอนาคตอันใกล้ยังไม่มียานอวกาศลำใดไปสำรวจดาวศุกร์เคียงข้างยานอวกาศของญี่ปุ่น อย่างไรก็ตาม ยังมีโครงการสำรวจดาวศุกร์ด้วยงบประมาณระดับกลางอีกโครงการหนึ่งที่รอการอนุมัติจากนาซ่าในเดือน พ.ย. 2560