นักวิทย์พบก๊าซ 2 ชนิด บนดวงจันทร์ใหญ่สุดของดาวพลูโตครั้งแรก

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (James Webb Telescope หรือ JWST) ขององค์การนาซา (NASA) ค้นพบข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ใหม่ของดวงจันทร์คารอน (Charon) ซึ่งเป็นดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวพลูโต โดยตรวจพบก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์บนพื้นผิว ให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ เกี่ยวกับองค์ประกอบของดวงจันทร์

ภาพดาวพลูโต (ขวาล่าง) และดวงจันทร์คารอน (ซ้ายบน) ที่มา : NASA

ดาวพลูโตซึ่งเป็นดาวเคราะห์แคระ (Dwarf Planet คือวัตถุท้องฟ้าที่โคจรรอบดวงอาทิตย์และมีมวลเพียงพอที่จะมีรูปร่างเกือบกลม) และดวงจันทร์คารอน อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 5,900 ล้านกิโลเมตร ตั้งอยู่ในแถบไคเปอร์ (Kuiper Belt) หรือบริเวณที่อยู่เลยวงโคจรของดาวเนปจูนออกไป ทั้งนี้ดาวพลูโตและดวงจันทร์คารอน มีแนวโน้มว่าจะมีสภาพแวดล้อมหนาวเย็นเกินไปจนไม่สามารถรองรับสิ่งมีชีวิตได้

ในการศึกษาก่อนหน้านี้เผยให้เห็นว่าพื้นผิวของดวงจันทร์คารอนถูกปกคลุมด้วยน้ำแข็ง รวมไปถึงแอมโมเนียและสารอินทรีย์ แต่ในการศึกษาก่อนหน้า เช่น ภารกิจยานอวกาศนิวฮอไรซอนส์ (New Horizons) ขององค์การนาซาบินตรวจสอบในปี 2015 ยังมีข้อจำกัดอยู่ คือ ใช้การวัดสเปกตรัมอินฟาเรดโดยตรวจจับสัญญาณที่มีความยาวคลื่นสูงสุดแค่ 2.5 ไมครอนเท่านั้น จึงทำให้ไม่สามารถตรวจจับสารเคมีที่แฝงตัวอยู่ในช่วงความยาวคลื่นอินฟาเรดอื่น ๆ ได้ 

แต่ในการศึกษาล่าสุด ที่นำโดยนักวิจัยจากสถาบันวิจัยตะวันตกเฉียงใต้ (Southwest Research Institute) ประเทศสหรัฐอเมริกา ได้ใช้สเปกโตรกราฟอินฟราเรดใกล้ (near-Infrared spectrograph) ซึ่งติดตั้งบน JWST เพื่อสังเกตการณ์ดวงจันทร์คารอน 4 ครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าศึกษาครอบคลุมบริเวณซีกเหนือของดวงจันทร์คารอนได้อย่างครบถ้วน และได้มีการขยายความยาวช่วงคลื่นออกเป็น 5 ไมครอน ทำให้สามารถตรวจจับคาร์บอนไดออกไซด์และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์บนพื้นผิวของดวงจันทร์คารอนได้เป็นครั้งแรก ตามการให้ข้อมูลของซิลเวีย โปรโตปาปา (Silvia Protopapa) ผู้ร่วมเขียนงานวิจัย

สำหรับการเกิดของสารเคมีทั้ง 2 ชนิดดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่า คาร์บอนไดออกไซด์อาจอยู่ภายใต้พื้นผิวดวงจันทร์คารอน เมื่อมีเทหวัตถุพุ่งชนพื้นผิว แก๊สก็จะลอยขึ้นมาด้านบน ในขณะที่ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์อาจเกิดจากการสลายด้วยรังสี ซึ่งเป็นกระบวนการที่รังสีจากดวงอาทิตย์ทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของน้ำ คือเมื่อรังสีกระทบกับน้ำแข็งบนดวงจันทร์คารอน โมเลกุลของน้ำก็จะสลายตัวและจัดเรียงองค์ประกอบใหม่ ส่งผลให้เกิดเป็นไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์

ที่มา : Silvia Protopapa (SwRI), Ian Wong (STScl))

ความคิดเห็นของผู้เชี่ยวชาญ

คาร์ลี่ โฮเวตต์ (Carly Howett) รองศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในงานวิจัยนี้ อธิบายว่า JWST ทำให้สามารถศึกษาดวงจันทร์คารอนได้ในช่วงความยาวคลื่นที่แตกต่างจากที่เคยศึกษาก่อนหน้า ดังนั้นข้อมูลที่ JWST มอบให้ จึงทำให้ได้ข้อมูลมากขึ้นและทำให้สามารถศึกษาสิ่งที่แต่ก่อนเคยสงสัยว่ามี แต่ไม่สามารถระบุได้ และสิ่งเหล่านี้ก็จะเป็นข้อมูลที่ทำให้มนุษย์เราเข้าใจเกี่ยวกับระบบของดาวพลูโตมากขึ้น รวมไปถึงรู้ว่าดาวคารอนมีวิวัฒนาการอย่างไรตลอดหลายพันล้านปีที่ผ่านมา

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Communications ฉบับวันที่ 1 ตุลาคม 2024 ถือเป็นกุญแจสำคัญในการศึกษาว่าดวงจันทร์คารอนเกิดขึ้นมาได้อย่างไร และข้อมูลเหล่านี้อาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์แยกแยะองค์ประกอบของดวงจันทร์และดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลดวงอื่น ๆ ได้

ที่มาข้อมูล APvideohub, Nature

ที่มารูปภาพ  NASA