ยาน Europa Clipper ของนาซาอาจมีโอกาสเก็บ "ฝนอนุภาค" จากดาวหาง 3I/ATLAS

ยานสำรวจอวกาศยูโรปา คลิปเปอร์ (Europa Clipper) ขององค์การนาซา ซึ่งกำลังเดินทางไปยังดาวพฤหัสบดี อาจสามารถดักจับอนุภาคที่หลุดออกมาจากดาวหาง 3I/ATLAS ซึ่งถือเป็นโอกาสที่พบได้ยาก และมอบโอกาสพิเศษในการเก็บตัวอย่างสสารโดยตรงจากดาวหางที่มาจากนอกภูมิภาคของระบบสุริยะ

โอกาสสำคัญในการศึกษา "แคปซูลกาลเวลา"

นักวิจัยศึกษาวัตถุประเภทดาวหาง เนื่องจากพวกมันทำหน้าที่เป็น "แคปซูลกาลเวลา" ที่ปิดผนึกสสารจากการก่อตัวเมื่อหลายพันล้านปีที่แล้ว ซามูเอล แกรนท์ (Samuel Grant) จากสถาบันอุตุนิยมวิทยาฟินแลนด์ ซึ่งเป็นผู้นำการวิจัยระบุว่า การเก็บตัวอย่างหางดาวหางในลักษณะนี้เป็นวิธีที่ใกล้เคียงที่สุดที่เราจะสามารถเข้าถึงตัวอย่างโดยตรงของวัตถุดังกล่าว และเป็นส่วนหนึ่งของกาแล็กซีที่แตกต่างออกไป ข้อมูลที่เราจะได้รับจะให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับองค์ประกอบของดาวหางระหว่างดวงดาว เพื่อนำไปเปรียบเทียบกับดาวหางที่มาจากระบบสุริยะของเราเอง

ช่วงเวลาสำคัญที่ยานยูโรปา คลิปเปอร์ (Europa Clipper) จะอยู่ในตำแหน่งที่อาจได้รับไอออนเหล่านี้ ซึ่งถูกพัดพามาโดยลมสุริยะด้วยความเร็วหลายร้อยไมล์ต่อวินาที ในระหว่างวันที่ 30 ตุลาคม ถึง 6 พฤศจิกายนนี้

การทำนายจากโปรแกรม Tailcatcher

การคาดการณ์การตัดผ่านหางไอออนนี้เป็นผลงานของนักวิจัยซามูเอล แกรนท์ (Samuel Grant) และเจอเรนท์ โจนส์ (Geraint Jones) จากองค์การอวกาศยุโรป (European Space Agency - ESA) ซึ่งเป็นหัวหน้าโครงการโคมิท อินเตอร์เซปเตอร์ (Comet Interceptor) พวกเขาใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่าเทลแคทเชอร์ (Tailcatcher) ซึ่งสามารถติดตามการเคลื่อนที่ของกลุ่มสสารลมสุริยะ 

การคำนวณของพวกเขาชี้ว่ายานยูโรปา คลิปเปอร์ (Europa Clipper) สามารถดักจับกลุ่มลมสุริยะที่เคลื่อนที่เข้าใกล้ดาวหางมากพอที่จะขโมยไอออนบางส่วนในหางไอออนของมันไปได้

ไอออนของดาวหางสามารถแยกแยะออกจากไอออนของลมสุริยะได้หลายวิธี วิธีที่ง่ายที่สุดคือการดู ปริมาณทางเคมี โดยไอออนของดาวหางจะมีสสารที่หนักกว่าในปริมาณมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ไอออนกลุ่มน้ำ (Water-group ions) เมื่อเทียบกับลมสุริยะที่ส่วนใหญ่เป็นโปรตอนและฮีเลียม นอกจากนี้ การเพิ่มมวลเข้าไปในลมสุริยะจะทำให้การไหลของลมสุริยะช้าลงและเบี่ยงเบนไป

กายวิภาคของดาวหาง และความท้าทาย

1. หางฝุ่น (Dust Tail) ถือเป็นส่วนที่โดดเด่นที่สุด และจะตามวิถีโคจรของดาวหาง ปัจจุบันยังไม่มียานอวกาศใดที่อยู่ในตำแหน่งที่สามารถบินผ่านหางฝุ่นของ 3I/ATLAS เพื่อเก็บตัวอย่างได้

2. หางไอออน (Ion Tail) โดยก่อตัวขึ้นจากสสารที่ถูกขับออกมาเมื่อดาวหางเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ และถูกพาออกไปจากดวงอาทิตย์โดย ลมสุริยะ หางไอออนจะชี้ออกห่างจากดวงอาทิตย์เสมอ เนื่องจากถูกขับเคลื่อนด้วยลมสุริยะ

แม้ว่าจะเป็นโอกาสที่สำคัญอย่างยิ่ง แต่ก็มีความท้าทายหลายประการที่อาจทำให้ยานยูโรปา คลิปเปอร์ (Europa Clipper) ตรวจจับอนุภาคจาก 3I/ATLAS ไม่สำเร็จ ประการแรก ความเป็นไปได้ที่จะเกิดการปิดหน่วยงานของรัฐบาลสหรัฐฯ (Government shutdown) อาจเป็นปัญหา 

เนื่องจากยานยูโรปา คลิปเปอร์ (Europa Clipper) กำลังอยู่ในโหมดล่องเรือ และเครื่องมือบางตัวยังไม่ถูกเปิดใช้งาน หากปัญหาการปิดหน่วยงานยังไม่ได้รับการแก้ไขเมื่อถึงช่วงเวลาดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์อาจไม่สามารถปลุกยานให้ทำการวัดได้

นอกจากนี้ ความสำเร็จยังขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของลมสุริยะเอง โดยลมสุริยะจะต้องไหลไปในทิศทางที่ถูกต้อง และต้องมีความแรงเพียงพอในช่วงเวลาที่เหมาะสมเพื่อพาไอออนที่หนักกว่าไปถึงยานยูโรปา คลิปเปอร์ (Europa Clipper) ได้ ดาวหาง 3I/ATLAS จะถึงจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด (Perihelion) ในวันที่ 29 ตุลาคม ที่ระยะทาง 126 ล้านไมล์ หรือ 200 ล้านกิโลเมตร ซึ่งอยู่ภายในวงโคจรของดาวอังคาร ในขณะที่ยานยูโรปา คลิปเปอร์ (Europa Clipper) อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์กว่า 186 ล้านไมล์ หรือ 300 ล้านกิโลเมตร

มีข้อสังเกตว่า ยานฮีรา (Hera) ของ ESA ซึ่งกำลังเดินทางไปยังระบบดาวเคราะห์น้อยคู่ดิดิมอส (Didymos) และไดมอร์ฟอส (Dimorphos) ก็จะอยู่ในตำแหน่งที่สามารถดักจับกลุ่มลมสุริยะที่พาไอออนของดาวหางได้ระหว่างวันที่ 25 ตุลาคม ถึง 1 พฤศจิกายน อย่างไรก็ตาม ยานฮีรา (Hera) ไม่มีเครื่องมือสำหรับวัดอนุภาคมีประจุและสนามแม่เหล็กของลมสุริยะ ในขณะที่ Europa Clipper มีเครื่องมือดังกล่าว

ซามูเอล แกรนท์ (Samuel Grant) และเจอเรนท์ โจนส์ (Geraint Jones) ไม่ได้เป็นสมาชิกของทีมยานยูโรปา คลิปเปอร์ (Europa Clipper) ดังนั้นจึงไม่มีอำนาจในการตัดสินใจว่าทีมจะทำการวัดผลหรือไม่ แต่โปรแกรม Tailcatcher มีประวัติความสำเร็จในการทำนายการตัดผ่านหางดาวหางมาก่อน เช่น การตรวจจับไอออนจากดาวหาง C/2019 Y4 โดยยาน Solar Orbiter ของ ESA ในปี 2020

สำหรับแผนการในอนาคตองค์การอวกาศยุโรปจะปล่อยภารกิจโคมิท อินเตอร์เซปเตอร์ (Comet Interceptor) ในปี 2029 ซึ่งมีวัตถุประสงค์หลักคือการบินเข้าใกล้ดาวหางระหว่างดวงดาวหรือดาวหางคาบยาวเพื่อเก็บตัวอย่างโคมาและส่วนหัวของหางโดยตรง