ฝุ่นจากระบบดาวอังคารอาจทำให้เกิดแสงจักรราศี

 

ความงามของแสงจักรราศีที่เป็นปริศนามายาวนาน หลักฐานใหม่บอกว่ามันอาจจะมาจากดาวอังคาร credit: Mindaugus Gaspa/Shutterstock.com

     จากการศึกษาใหม่บอกว่า ฝุ่นที่อยู่ระหว่างดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเรา ซึ่งบนโลกเห็นเป็นแสงจักรราศี(zodiacal light) นั้น ส่วนใหญ่อาจจะมาจากดาวอังคาร

     ทีมนักวิจัยจากอเมริกาและเดนมาร์กบอกว่าการตรวจสอบการกระจายของฝุ่นในระบบสุริยะส่วนใน ได้บอกว่าอนุภาคมีกำเนิดจากดาวเคราะห์แดง แต่นักวิจัยคนอื่นๆ ก็ยังแคลงใจ บางส่วนก็เพราะยังคงไม่ชัดเจนว่าวัสดุสารมากมายเช่นนี้จะสามารถหนีจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์แดงได้อย่างไร อนุภาคซึ่งมีขนาด 1 ถึง 100 ไมครอน มีขนาดพอๆ กับความหนาของเส้นผมมนุษย์ ภายใต้สภาวะสำรวจที่ดีเยี่ยม ฝุ่นที่สะท้อนแสงอาทิตย์ได้ดีนี้จะเห็นได้จากโลกเป็นแสงจักรราศี ซึ่งเป็นการเรืองสลัวทรงสามเหลี่ยมตามแนวสุริยวิถี
(ecliptic) ซึ่งจะสว่างที่สุดทันทีที่อาทิตย์ลับฟ้าด้านตะวันตก หรือก่อนอาทิตย์ขึ้นในทางตะวันออก

     มักจะคิดว่าแหล่งหลักๆ ของฝุ่นในแสงจักรราศีนั้นมาจากการชนของดาวเคราะห์น้อยและการแตกเป็นชิ้นของดาวหาง แต่การค้นพบแบบเงียบๆ โดยยานจูโนของนาซา ดูเหมือนจะเปลี่ยนแนวคิดนี้แบบหกคะเมน ระหว่างทางที่ไปยังเป้าหมายดาวพฤหัสฯ จูโนต้องเดินทางเข้าสู่แถบดาวเคราะห์น้อย(asteroid belt) เสียก่อน จากนั้นก็ย้อนกลับมาที่โลกเพื่อเร่งความเร็ว และสุดท้ายก็เดินทางออกห่างไปอีกครั้ง ในขณะที่เดินทางในพื้นที่ระหว่างวงโคจรโลกกับแถบดาวเคราะห์น้อย กล้องติดตามดาว(star tracker camera) ของจูโน ซึ่งถ่ายภาพทุกๆ หนึ่งในสี่ของวินาที ออกแบบโดย John Leif Jorgensen จากมหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งเดนมาร์ก ก็พบเส้นแสงปริศนามากมาย

ภาพจากศิลปินแสดงยานจูโน แผงสุริยะของยานมีขนาดใหญ่(พื้นที่รวม 60 ตารางเมตร) เพื่อสร้างพลังงานให้กับยานจากตำแหน่งที่ไกลจากดวงอาทิตย์ออกไปมาก แต่ก็ยังเหมือนกับว่าจะสามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์อื่นได้

     Jorgensen กล่าวในแถลงการณ์ว่า เราคิดว่านี่มันผิดปกติแล้ว ภาพดูคล้ายมีใครสะบัดผ้าที่อมฝุ่นเขรอะออกมา ทีมจูโนยังกังวลกระทั่งว่าถังเชื้อเพลิงอาจจะกำลังรั่วออกมา แต่การวิเคราะห์ในรายละเอียดเผยให้เห็นว่าพวกมันเป็นเศษซากที่มีขนาดเล็กกว่ามิลลิเมตร กระเด็นออกจากยานเมื่อเม็ดฝุ่นขนาดจิ๋วชนเข้ากับด้านหลังของแผงสุริยะขนาดยักษ์ของยานจูโน ด้วยความเร็ว 16,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง  

     ด้วยการนับจำนวนการชนจิ๋วเหล่านี้จากกล้อง ก็เป็นครั้งแรกที่ Jorgensen และเพื่อนร่วมงานสามารถบอกได้ว่าฝุ่นจักรราศีที่ระยะทางต่างๆ จากดวงอาทิตย์มีอยู่มากน้อยแค่ไหน พวกเขาเผยแพร่ผลสรุปใน Journal of Geophysical Research: Planets มันเป็นรายงานที่มหัศจรรย์ Peter Jenniskens นักวิจัยอุกกาบาตจากสถาบันเซติ ให้ความเห็น

     Stanley Dermott จากมหาวิทยาลัยฟลอริดาบอกว่าเขาก็ตื่นเต้นที่ได้รับรู้ว่าแผงสุริยะขนาดใหญ่เหล่านี้ก็อาจเป็นตัวตรวจสอบฝุ่นระหว่างดาวเคราะห์ที่ดีที่สุดเท่าที่จะมีได้ พวกมันอาจจะเปิดหน้าต่างบานใหม่ในการสำรวจระบบสุริยะ ในความเป็นจริงแล้ว เครื่องตรวจจับฝุ่นที่ละเอียดอ่อนที่สุดเท่าที่เคยบินออกสู่อวกาศมาก็ยังค่อนข้างเล็กและดักได้แค่เพียงอนุภาคที่เล็กกว่าไมครอนจำนวนมากเท่านั้น แผงสุริยะขนาดมหึมาของจูโน(โดยรวมมีพื้นที่ 60 ตารางเมตร) นั้นใหญ่พอที่จะดักเม็ดฝุ่นจักรราศีที่มีขนาดใหญ่กว่า

จุดสีดำระบุจำนวนของการตรวจจับฝุ่นอวกาศในระหว่างการเดินทางของปฏิบัติการจูโน ซึ่งแสดงว่าฝุ่นกระจายอยู่กันอย่างรก่อนที่จะผ่านไปไกลจากดาวอังคาร ยกเว้นแต่ในช่วงที่เข้าใกล้ดาวหาง

     และจากข้อมูลของจูโน ผู้เขียนสรุปว่าอนุภาคฝุ่นจักรราศีโคจรรอบดวงอาทิตย์ตามเส้นทางวงกลม เราพบว่าไม่มีฝุ่นอยู่เลยนอกเขตกำทอนการโคจร 4:1 กับดาวพฤหัสฯ แต่ข้างในนั้นมีอยู่มากมาย Jorgensen กล่าว กำทอนนี้อยู่ที่ระยะทาง 2.065 เท่าหน่วยดาราศาสตร์(astronomical units) จากดวงอาทิตย์ เลยจากวงโคจรโลกออกไปจนถึงเลยวงโคจรดาวอังคารออกไปเล็กน้อย ซึ่งวัตถุหนึ่งๆ จะโคจรครบรอบดวงอาทิตย์ 4 รอบในเวลาเดียวกับที่ดาวพฤหัสฯ ใช้โคจรครบ 1 รอบ คำอธิบายที่น่าเชื่อถือเพียงอย่างเดียวก็คือ ฝุ่นถูกดักไว้ในกำทอน 4:1 ดังนั้นวงโคจรจึงต้องเกือบกลมสมบูรณ์ Jorgensen อธิบาย ซึ่งด้านในของก้อนฝุ่นถูกโลกกวาดไว้ในขณะที่ดาวพฤหัสฯ ก็กำกับขอบนอกของกลุ่มเมฆฝุ่นไว้ จึงกลายเป็นแถบฝุ่นที่สร้างแสงจักรราศีขึ้น

     ถ้าเป็นเพราะการชนของดาวเคราะห์น้อยหรือดาวหางแตกออกเป็นชิ้น นักวิทยาศาสตร์ก็น่าจะพบฝุ่นจักรราศีที่มีวงโคจรที่รี และจูโนก็น่าจะได้ตรวจสอบฝุ่นที่อยู่นอกเหนือกำทอนด้วย ยิ่งกว่านั้น การคำนวณของทีมซึ่งสันนิษฐานว่าฝุ่นมีกำเนิดจากดาวอังคาร เมื่อดาวอังคารดูเหมือนจะไม่ได้เก็บกวาดเส้นทางในแถบ เมื่อในตำแหน่งเหล่านั้นมีเพียงดาวเคราะห์แดงกับดวงจันทร์ของมันเป็นแหล่งที่เห็นได้เพียงแหล่งเดียว ซึ่งน่าจะให้รายละเอียดฝุ่นที่อยู่เป็นแถบขึ้นมาทั้งเหนือและใต้ระนาบสุริยวิถีออกมา ซึ่งสำรวจพบเป็นครั้งแรกในทศวรรษ 1980 โดยดาวเทียมดาราศาสตร์อินฟราเรด

     Dermott ซึ่งก่อนหน้านี้ทำงานเกี่ยวกับแถบฝุ่นที่เชื่อมโยงกับดาวเคราะห์น้อยตระกูลต่างๆ ก็ไม่ได้เชื่อถือข้อสรุปนี้นัก ฝุ่นจักรราศีจะมาจากดาวอังคารจริงหรือ ก็เป็นไปได้นะ แต่ผู้เขียนก็ไม่ได้อธิบายว่าฝุ่นหนีออกจากดาวอังคารได้อย่างไร เขากล่าว เราไม่ได้กำลังพูดถึงเหตุการณ์เดี่ยว แต่พูดถึงแหล่งที่(สร้างฝุ่น) มาหลายล้านปี ในรายงานของพวกเขา Jorgensen และเพื่อนร่วมงานบอกสั้นๆ ว่าฝุ่นถูกผลักออกจากดวงจันทร์โฟบอส(Phobos) แทน แต่กระนั้นพวกเขาก็ยอมรับว่ามันยากที่จะดูว่าฝุ่นสามารถหนีออกจากระบบดาวอังคารได้อย่างไร

     Jenniskens ก็มีข้อสงสัย อย่างไรก็ตาม เขาบอกว่าการทำแผนที่การกระจายของฝุ่นจักรราศีในเชิงรัศมี อย่างที่ทำเป็นครั้งแรกโดยจูโนนี้ แน่นอนว่าจะช่วยให้ในที่สุดสามารถจำแนกแหล่งฝุ่นได้

แหล่งข่าว skyandtelescope.com : zodiacal dust seen from Earth might come from Mars
                iflscience.com : dust from Mars may be the source of the zodiacal light