ดาวเคราะห์น้อยที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าดาวศุกร์

ภาพจากศิลปินแสดง 2020 AV2 ดาวเคราะห์น้อยดวงแรกที่พบว่ามีวงโคจรใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าดาวศุกร์ 

   นักดาราศาสตร์ได้สร้างแบบจำลองประชากรดาวเคราะห์น้อย และแบบจำลองเหล่านั้นก็ทำนายว่าจะมีดาวเคราะห์น้อยขนาดประมาณ 1 กิโลเมตรที่โคจรอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าดาวศุกร์ แต่ปัญหาก็คือ ไม่มีใครหาเจอจนถึงตอนนี้

     นักดาราศาสตร์ที่ทำงานกับ Zwicky Transient Facility(ZTF) บอกว่าสุดท้ายพวกเขาก็ได้พบแล้วหนึ่งดวง แต่ดวงนี้ใหญ่กว่าที่ประมาณ 2 กิโลเมตร ถ้าการมีอยู่ของมันได้รับการยืนยัน ดังนั้นแล้ว แบบจำลองประชากรดาวเคราะห์น้อยก็อาจจะต้องมีการอัพเดท รายงานฉบับใหม่ที่นำเสนอผลสรุปนี้เผยแพร่ใน arXiv เวบไซท์ก่อนตีพิมพ์รายงานวิชาการ ในหัวเรื่อง “A kilometer-scale asteroid inside Venus’s orbit” ผู้เขียนนำคือ Wing-Huen Ip ศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์ที่สถาบันดาราศาสตร์ มหาวิทยาลัยกลางแห่งชาติ ไต้หวัน

ภาพจากการศึกษาแสดงวงโคจรของ 2020 AV2 เทียบกับวงโคจรของดาวพุธ และดาวศุกร์ 

     ดาวเคราะห์น้อยที่เพิงค้นพบใหม่มีชื่อว่า 2020 AV2 มีระยะทางที่ไกลที่สุดจากดวงอาทิตย์เพียง 0.65 หน่วยดาราศาสตร์ และมีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 2 กิโลเมตร การค้นพบนั้นเป็นเรื่องที่สร้างความประหลาดใจเนื่องจากแบบจำลองได้ทำนายว่าจะไม่มีดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาดใหญ่อย่างนี้ภายในวงโคจรดาวศุกร์ นี่อาจจะเป็นหลักฐานของประชากรดาวเคราะห์น้อยกลุ่มใหม่เอี่ยม หรือมันอาจจะเป็นเพียงดวงที่ใหญ่ที่สุดในประชากรกลุ่มนี้

     ผู้เขียนเขียนไว้ว่า ถ้าการค้นพบนี้ไม่ใช่เรื่องบังเอิญทางสถิติ 2020 AV2 ก็อาจจะมาจากประชากรดาวเคราะห์น้อยแหล่งที่ยังไม่ถูกพบภายในวงโคจรของดาวศุกร์ และขณะนี้แบบจำลองประชากรดาวเคราะห์น้อยที่ใช้งานกันก็ต้องมีการอัพเดท

    มีดาวเคราะห์น้อยที่พบแล้วประมาณ 1 ล้านดวงและเกือบทั้งหมดอยู่เลยวงโคจรของโลกออกไป มีเพียงส่วนน้อยๆ ที่มีวงโคจรทั้งปวงภายในวงโคจรของโลก แบบจำลองได้ทำนายว่าจะมีประชากรที่มีจำนวนน้อยลงไปอีกในวงโคจรดาวศุกร์ ซึ่งเรียกดาวเคราะห์น้อยว่า วาติรัส(Vatiras) 2020 AV2 ถูกพบโดย ZTF ในวันที่ 4 มกราคม 2020 การสำรวจติดตามผลด้วยกล้องโทรทรรศน์พาโลมาร์ขนาด 60 นิ้ว และกล้องที่คิตต์พีคขนาด 84 นิ้ว รวบรวมข้อมูลได้มากขึ้น

ภาพ 2020 AV2 (A) ภาพที่ค้นพบ 2020 AV2 ในช่วง r-band 30 วินาทีเมื่อวันที่ 4 มกราคม 2020 วัตถุอยู่ในวงกลม (B) ภาพรวมประกอบจากภาพที่ค้นพบ 2020 AV2 ในช่วง r-band 30 วินาทีจำนวน 4 ภาพนำมาซ้อนทับกันบนพื้นหลังกินเวลา 22 นาทีโดยรวม ดาวเคราะห์น้อยเคลื่อนที่ 1 องศาต่อวันในทิศทางตะวันออกเฉียงเหนือ

     และในช่วงใกล้สิ้นเดือนมกราคม นักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์เคกเพื่อทำการสำรวจสเปคตรัม ข้อมูลได้แสดงว่าดาวเคราะห์น้อยมาจากพื้นที่ส่วนในของแถบดาวเคราะห์น้อยหลัก(main asteroid belt) ซึ่งอยู่ระหว่างดาวอังคารและดาวพฤหัสฯ ข้อมูลเหล่านี้บอกถึงองค์ประกอบที่คล้ายดาวเคราะห์น้อยชนิดเอส(S-type asteroid) แบบซิลิเกต ซึ่งสอดคล้องกับกำเนิดจากแถบหลักส่วนในที่ซึ่งพบดาวเคราะห์น้อยชนิดเอสได้มากที่สุด

     พวกเขายังกล่าวเสริมว่ามันสอดคล้องกับแบบจำลองดาวเคราะห์น้อยใกล้โลก(NEA) ซึ่งทำนายดาวเคราะห์น้อยที่มีปัจจัยการโคจรอย่าง 2020 AV2 ว่าน่าจะกำเนิดจากแถบหลักส่วนใน 2020 AV2 จึงอาจเป็นตัวตอกย้ำแบบจำลอง หรือไม่ก็ ขัดแย้งกับแบบจำลอง เมื่อแบบจำลอง NEA ทำนายดาวเคราะห์ในวงโคจรดาวศุกร์ซึ่งไม่น่ามีขนาดเกิน 1 กิโลเมตร บอกว่า 2020 AV2 เป็นหนึ่งในดาวเคราะห์น้อยในวงโคจรดาวศุกร์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุด ผู้เขียนเขียนไว้ มันอาจจะเป็นดวงที่ใหญ่ที่สุดซึ่งก็สมเหตุสมผลเพราะดวงที่ใหญ่ที่สุดก็น่าจะเป็นดวงแรกที่ถูกพบ หรือ ยังมีพวกมันอีกมากที่เรายังไม่พบ ผู้เขียนคิดว่าน่าจะมีลำดับเหตุการณ์สองอย่างที่เกี่ยวข้องกับการตรวจพบ 2020 AV2

สเปคตรัมของ 2020 AV2 จาก Low Resolution Imaging Spectrometer(LRIS) บนกล้องเคก แสดงว่า 2020 AV2 เป็นดาวเคราะห์น้อยชนิด S(S-type siliceous asteroid) ซึ่งเป็นดาวเคราะห์น้อยที่พบได้มากที่สุดเป็นอันดับสองในระบบสุริยะ พบได้มากในพื้นที่ส่วนในของแถบดาวเคราะห์น้อยหลัก

      แม้จะมีความเป็นไปได้ที่ต่ำ แต่คำอธิบายการค้นพบ 2020 AV2 ว่าเป็นเรื่องบังเอิญจากประชากรดาวเคราะห์น้อยกลุ่มใกล้โลก อย่างไรก็ตาม ประวัติศาสตร์ได้แสดงว่าการค้นพบวัตถุชนิดใหม่ครั้งแรก มักจะบ่งชี้ถึงประชากรแหล่งอื่น เช่น แถบไคเปอร์(Kuiper Belt) จากการค้นพบวัตถุในแถบไคเปอร์ดวงแรกๆ 1992 QB1 และ 1993 FW

     ยังเป็นไปได้ว่า 2020 AV2 ไม่ได้มีกำเนิดในแถบดาวเคราะห์น้อยหลัก แบบจำลองแสดงว่ามีพื้นที่แห่งหนึ่งภายในวงโคจรดาวพุธ ที่อาจจะมีดาวเคราะห์น้อยอยู่อย่างกระจัดกระจาย 2020 AV2 อาจจะมีกำเนิดจากแหล่งของดาวเคราะห์น้อยที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่านี้ เช่น ใกล้กับพื้นที่แห่งเสถียรภาพภายในวงโคจรดาวพุธที่ประมาณ 0.1 ถึง 0.2 AU ซึ่งดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่อาจจะก่อตัวขึ้นและอยู่รอดตลอดอายุของระบบสุริยะได้

     2020 AV2 อาจจะไม่ได้ใช้ชีวิตอันเป็นนิรันดร์ในวงโคจรปัจจุบันนี้ ทีมนักวิจัยได้ทำแบบจำลองเสมือนจริง และแสดงว่าดาวเคราะห์น้อยอาจจะถูกผลักออกจากระบบสุริยะได้โดยสิ้นเชิง แบบจำลองเสมือนจริงพลวัต N-body ของ 2020 AV2 บ่งชี้ว่าวงโคจรของมันจะเสถียรได้ประมาณ 10 ล้านปี เข้าสู่กำทอนกับดาวเคราะห์หินและดาวพฤหัสฯ ชั่วคราว ก่อนที่วงโคจรของมันจะพัฒนาไปสู่เส้นทางการผ่านเข้าใกล้กับดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ซึ่งจะนำให้มันถูกดีดออกจากระบบสุริยะในที่สุด  

ภาพแสดงพื้นที่สองแห่งซึ่งพบดาวเคราะห์น้อยเกือบทั้งหมดในระบบสุริยะคือ ที่แถบดาวเคราะห์น้อยหลัก(asteroid belt) ซึ่งอยู่ระหว่างวงโคจรดาวอังคารและดาวพฤหัส และกลุ่มทรอย(the Trojans) ซึ่งเป็นดาวเคราะห์น้อยสองกลุ่มที่เคลื่อนที่อยู่ห่างและตามหลังดาวพฤหัสฯ ในวงโคจรดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์

     เมื่อ 2020 AV2 ถูกพบเป็นครั้งแรก นักวิทยาศาสตร์ต้องประหลาดใจกับการเดินทางที่มันจะต้องผ่านพบก่อนที่จะมาถึงที่นั้น พวกเขายังสงสัยกับชะตากรรมสุดท้ายของมัน George Helou ผู้อำนวยการบริหารศูนย์ดาราศาสตร์ IPAC ที่คาลเทค และผู้นำร่วม ZTF กล่าวว่า การข้ามออกจากวงโคจรดาวศุกร์จะต้องเป็นเรื่องที่ท้าทายมาก หนทางเดียวที่มันจะหลุดออกจากวงโคจรของมันก็คือถูกเหวี่ยงออกผ่านปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงกับดาวพุธหรือดาวศุกร์ แต่เป็นไปได้มากว่าสุดท้ายมันจะไปชนกับหนึ่งในดาวเคราะห์สองดวงนี้

     ถ้าการค้นพบนี้เป็นเพียงดวงแรกในประชากรดาวเคราะห์น้อยกลุ่มใหม่เอี่ยมภายในวงโคจรดาวศุกร์ พวกมันก็น่าจะมีชะตากรรมร่วมกัน ในอีกประมาณ 10 ถึง 20 ล้านปี ทั้งหมดก็จะถูกผลักออกไป

แหล่งข่าว sciencealert.com : astronomers have discovered a surprise asteroid orbiting closer to the Sun than Venus
                universetoday.com : astronomers have discovered a 2-km asteroid orbiting closer to the Sun than Venus