จากฤดูร้อนสู่ฤดูใบไม้ร่วงบนซีกโลกเหนือดาวเสาร์

 

     กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลกำลังให้มุมมองการเปลี่ยนแปลงในชั้นบรรยากาศขนาดมหึมาอันปั่นป่วนของดาวเสาร์ เมื่อฤดูร้อนบนซีกโลกเหนือของดาวเคราะห์กำลังจะผ่านเลยไป ตามที่เห็นในภาพชุดที่ถ่ายในปี 2018, 2019 และ 2020

     Amy Simon นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ที่ศูนย์การบินอวกาศกอดดาร์ดของนาซา กล่าวว่า การเปลี่ยนแปลงในแถบสีเล็กๆ น้อยๆ จากปีสู่ปีนั้นเป็นสิ่งที่น่ามหัศจรรย์ เมื่อดาวเสาร์คืบคลานเข้าสู่ฤดูใบไม้ร่วงในซีกโลกเหนือ เราได้เห็นพื้นที่ขั้วดาวเสาร์และศูนย์สูตรกำลังเปลี่ยนแปลงไป แต่เราก็ยังได้เห็นว่าชั้นบรรยากาศมีความแปรผันในคาบเวลาที่สั้นกว่ามากด้วย Simon เป็นผู้เขียนนำรายงานการสำรวจเหล่านี้เผยแพร่ใน Planetary Science Journal วันที่ 11 มีนาคม

    สิ่งที่เราพบก็คือการเปลี่ยนแปลงสีที่เกิดขึ้นทีละน้อยจากปีสู่ปีบางทีอาจจะเป็นความสูงของเมฆ และลม ซึ่งก็ไม่ได้น่าประหลาดใจที่การเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นอย่างไม่ได้หักโหม อย่างที่เราแค่ได้เห็นในช่วงเวลาสั้นๆ ที่สำรวจดาวเสาร์ Simon กล่าว เราคาดถึงการเปลี่ยนแปลงขนานใหญ่ในแต่ละฤดูกาล ดังนั้นนี่จึงกำลังแสดงความคืบหน้าที่ค่อยๆ เข้าใกล้ฤดูกาลใหม่

     ช่วงครีษมายัน(summer solstice) ซีกโลกเหนือของดาวเสาร์เกิดขึ้นในเดือนพฤษภาคม ซึ่งหมายความว่าการสำรวจฮับเบิลตั้งแต่ 2018 ถึง 2020 จะเป็นช่วงกลางฤดูร้อนซีกโลกเหนือดาวเสาร์ ข้อมูลจากฮับเบิลแสดงว่าตั้งแต่ปี 2018 ถึง 2020 ศูนย์สูตรมีความสว่างเพิ่มขึ้น 5 ถึง 10% และลมก็เปลี่ยนแปลงไปเล็กน้อย ในปี 2018 ลมที่ใกล้ศูนย์สูตรมีความเร็วราว 1600 กิโลเมตรต่อชั่วโมง สูงกว่าที่ยานคาสสินีของนาซาได้ตรวจสอบระหว่างปี 2004 ถึง 2009 เมื่อพบว่ามีความเร็วราว 1300 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ในปี 2019 และ 2020 ลมก็มีความเร็วลดลงจนกลับไปอยู่ในช่วงตามที่คาสสินีพบ ลมของดาวเสาร์ยังเปลี่ยนแปลงตามระดับความสูงด้วย ดังนั้น การเปลี่ยนแปลงความเร็วที่ตรวจพบน่าจะหมายความว่าเมฆในปี 2018 นั้นมีความลึกมากกว่าที่คาสสินีได้ตรวจสอบราว 60 กิโลเมตร ยังคงต้องการการสำรวจต่อไปเพื่อบอกว่ากำลังเกิดอะไรขึ้น

     ดาวเสาร์เป็นดาวเคราะห์ดวงที่หกจากดวงอาทิตย์ และโคจรที่ระยะทางประมาณ 1.4 พันล้านกิโลเมตรจากดวงอาทิตย์ มันใช้เวลา 29 ปีโลกเพื่อโคจรครบรอบดวงอาทิตย์ ทำให้แต่ละฤดูกาลบนดาวเสาร์ยาวมากกว่า 7 ปีโลก โลกยังเอียงเมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์ที่ 23.5 องศา ซึ่งส่งผลต่อปริมาณแสงอาทิตย์ที่แต่ละซีกโลกได้รับเมื่อดาวเคราะห์ของมันเคลื่อนที่ไปตามวงโคจร ระดับพลังงานสุริยะที่แปรผันนี้เองที่เป็นตัวขับดันการเปลี่ยนแปลงฤดูกาลของเรา ดาวเสาร์เองก็เอียงเช่นกัน(27 องศา) ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงฤดูกาลบนพิภพวงแหวนที่ห่างไกล ก็เป็นการเปลี่ยนแปลงปริมาณแสงอาทิตย์ซึ่งอาจเป็นสาเหตุให้มีการเปลี่ยนแปลงในชั้นบรรยากาศที่สำรวจพบได้

GIF. 

     เช่นเดียวกับดาวพฤหัสฯ ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ ดาวเสาร์เองก็เป็นดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์(gas giant) ประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมเกือบทั้งหมด แม้ว่าจะมีแกนกลางหินขนาดเล็กอยู่ภายในก็ตาม มีพายุลูกมหึมาซึ่งบางลูกก็ใหญ่พอๆ กับโลก ซึ่งมักจะอุบัติขึ้นจากเบื้องลึกภายในชั้นบรรยากาศ เนื่องจากดาวเคราะห์ที่พบรอบดาวฤกษ์อื่นหลายดวงก็เป็นก๊าซยักษ์ด้วยเช่นกัน นักดาราศาสตร์จึงกระหายที่จะได้เรียนรู้ให้มากขึ้นว่าชั้นบรรยากาศของพิภพก๊าซยักษ์ทำงานอย่างไร

     ดาวเสาร์ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดเป็นอันดับสองในระบบสุริยะ โดยกว้างกว่าโลก 9 เท่า และมีดวงจันทร์ 82 ดวงแล้ว กับระบบวงแหวนที่ตระการตาซึ่งประกอบด้วยน้ำแข็งเป็นหลัก ดวงจันทร์เหล่านี้มี 2 ดวงคือ ไททัน(Titan) และเอนเซลาดัส(Enceladus) ที่ดูเหมือนจะมีมหาสมุทรอยู่ใต้เปลือกน้ำแข็ง ซึ่งอาจจะค้ำจุนชีวิตได้ ไททันซึ่งเป็นดวงจันทร์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์ ยังเป็นดวงจันทร์เพียงดวงเดียวในระบบสุริยะที่มีชั้นบรรยากาศหนาทึบ ซึ่งประกอบด้วยเมฆที่สร้างฝนมีเธนเหลวและไฮโดรคาร์บอนเหลวอื่นๆ ลงบนพื้นผิว สร้างเครือข่ายแม่น้ำ, ทะเลสาบ และทะเล คิดกันว่าส่วนผสมสารเคมีของไททันนั้นคล้ายกับที่พบบนโลกเมื่อหลายพันล้านปีก่อนเมื่อชีวิตเริ่มอุบัติขึ้นมา ปฏิบัติการแมลงปอ(Dragonfly) ของนาซาจะบินข้ามพื้นผิวไททัน ร่อนลงจอดที่ตำแหน่งต่างๆ เพื่อสำรวจหาวัตถุดิบสำหรับชีวิต

     การสำรวจดาวเสาร์เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ OPAL(Outer Planets Atmosphere Legacy) ของกล้องฮับเบิล Simon ซึ่งเป็นผู้นำโครงการ OPAL ด้วยกล่าวว่า OPAL ช่วยให้เราได้สำรวจดาวเคราะห์วงนอกแต่ละดวงด้วยกล้องฮับเบิลทุกๆ ปี ช่วยให้มีการค้นพบใหม่ๆ และเฝ้าดูว่าดาวเคราะห์แต่ละดวงมีการเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร

 

แหล่งข่าว phys.org : Hubble sees changing seasons on Saturn
                iflscience.com : watch the seasons change on Saturn in this amazing GIF