นักดาราศาสตร์พบหลักฐานของไอน้ำบนดวงจันทร์แกนิมีด เป็นครั้งแรก

วันนี้ ( 9 สิงหาคม 2564 ) ที่เพจเฟซบุ๊ก NARIT สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ ได้มีการโพสต์ข้อความระบุว่า 

นักดาราศาสตร์พบหลักฐานของไอน้ำบน ดวงจันทร์แกนิมีดเป็นครั้งแรก

ข้อมูลจากการสังเกตการณ์ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมาของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ช่วยให้นักดาราศาสตร์พบหลักฐานของไอน้ำในชั้นบรรยากาศดวงจันทร์แกนิมีดของดาวพฤหัสบดี การค้นพบนี้ถูกตีพิมพ์ลงในวารสาร Nature Astronomy

ดวงจันทร์แกนิมีด (Ganymede) เป็นดวงจันทร์บริวารขนาดใหญ่ที่สุดของดาวพฤหัสบดีและเป็นดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ งานวิจัยก่อนหน้านี้พบว่าแกนิมีดมีน้ำมากกว่าปริมาณน้ำในมหาสมุทรโลก แต่ด้วยอุณหภูมิที่เย็นจัดทำให้น้ำบริเวณพื้นผิวกลายเป็นน้ำแข็ง และน่าจะมีมหาสมุทรที่อยู่ลึกลงไปใต้พื้นผิวประมาณ 160 กิโลเมตร

ในปี พ.ศ. 2541 กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้ถ่ายภาพดวงจันทร์แกนิมีดในช่วงคลื่นอัลตราไวโอเลตได้เป็นครั้งแรก แสดงให้เห็นแถบแสงออโรราที่เป็นหลักฐานว่า บนดวงจันทร์แกนิมีดมีสนามแม่เหล็กเบาบางอยู่ ซึ่งนักดาราศาสตร์ให้ข้อสรุปว่า แสงออโรราดังกล่าวอาจเกี่ยวข้องกับปริมาณความเข้มข้นของอะตอมออกซิเจน (O) ในชั้นบรรยากาศ ซึ่งบ่งชี้ว่าอาจมีแก๊สออกซิเจนบริสุทธิ์ (O2) อยู่มาก
 

 

ต่อมา Lorenz Roth จากสถาบัน KTH Royal Institute of Technology นำทีมนักวิจัยศึกษาปริมาณอะตอมออกซิเจนในชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์แกนิมีด โดยใช้ข้อมูลจากกล้อง Cosmic Origins Spectrograph (COS) และกล้อง Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) ที่รวบรวมไว้ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2541-2553 ผลจากการวิเคราะห์พบว่า แทบไม่มีอะตอมของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์แกนิมีดอยู่เลย ซึ่งเป็นผลการวิเคราะห์ตรงกันข้ามกับที่คาดการณ์ไว้ก่อนหน้านี้

จากนั้นทีมวิจัยวิเคราะห์การกระจายตัวของแสงออโรราในช่วงคลื่นอัลตราไวโอเลตอย่างละเอียด พบว่าอุณหภูมิพื้นผิวของดวงจันทร์แกนิมีดมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากตลอดทั้งวัน โดยในช่วงเวลาที่ได้รับแสงอาทิตย์มากที่สุด ที่บริเวณเส้นศูนย์สูตรจะมีอุณหภูมิสูงพอที่ทำให้น้ำแข็งระเหิดกลายเป็นไอน้ำออกมาได้เล็กน้อย และยังพบว่าตำแหน่งที่เกิดคลื่นอัลตราไวโอเลตบนดวงจันทร์แกนิมีดนั้นมีความสัมพันธ์กับตำแหน่งที่คาดว่าจะมีไอน้ำโดยตรง ทีมวิจัยจึงให้ข้อสรุปว่าออกซิเจนที่ตรวจพบเป็นโมเลกุลออกซิเจน ซึ่งเป็นผลผลิตจากโมเลกุลไอน้ำที่ระเหิดจากพื้นผิวน้ำแข็งของดวงจันทร์แกนิมีด

อย่างไรก็ตาม การค้นพบครั้งนี้สามารถต่อยอดไปเป็นเป้าหมายสำคัญของยานสำรวจดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีลำใหม่ ชื่อว่า "JUICE (JUpiter ICy moons Explorer)” ขององค์การอวกาศยุโรป (ESA) ที่มีแผนจะส่งขึ้นสู่อวกาศในปี พ.ศ. 2565 และคาดว่าจะเดินทางถึงดาวพฤหัสบดีในปี พ.ศ. 2572 ภารกิจนี้จะใช้เวลาอย่างน้อย 3 ปี สำหรับการสำรวจดาวพฤหัสบดีและดวงจันทร์บริวารสามดวงอย่างละเอียด โดยมุ่งเน้นไปยังดวงจันทร์แกนิมีดที่มีโครงสร้างที่อาจเหมาะเป็นแหล่งอาศัยของสิ่งมีชีวิต

ดวงจันทร์แกนิมีดจะเป็นแหล่งสำรวจที่น่าสนใจในอนาคต เปรียบเสมือนห้องทดลองในอวกาศที่นักดาราศาสตร์จะศึกษาลักษณะทางกายภาพของดาวที่มีสภาพเป็นน้ำแข็ง ซึ่งปัจจุบันยานอวกาศจูโนกำลังศึกษาสภาพแวดล้อมโดยรวมของดาวพฤหัสบดีอย่างใกล้ชิด การทำความเข้าใจถึงสภาพแวดล้อมเหล่านี้จะช่วยให้นักดาราศาสตร์ศึกษาความเป็นมาและวิวัฒนาการของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่มีลักษณะคล้ายคลึงกับดาวพฤหัสบดีได้อีกด้วย

เรียบเรียง : กฤษดา รุจิรานุกูล - เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์ สดร