ยานอวกาศ New Horizons ของ NASA จับภาพหมอกควันสีน้ำเงินรอบ ๆ ดาวแคระ Pluto ระหว่างบินผ่านประวัติศาสตร์ในปี 2015
(ภาพ: © NASA / JHUAPL / SWRI / SPL)
การศึกษาใหม่พบว่า หมอกควันที่ปกคลุมดาว Pluto อาจประกอบด้วยผลึกน้ำแข็งที่มีใจกลางเป็นไซยาไนด์ โดยหมอกควัน (Hazes) เกิดขึ้นจากเศษฝุ่นเล็ก ๆ ของฝุ่นควัน, น้ำแข็ง และสารอื่น ๆซึ่งมีลักษณะเฉพาะที่ไม่มีบนโลก และนักวิทยาศาสตร์ยังตรวจพบ Hazes เหล่านี้อยู่ล้อมรอบดาวอังคาร , ดาวศุกร์ , ดาวเสาร์ และดาวพฤหัสบดี
Hazes ไม่เพียงมีอยู่เฉพาะดาวเคราะห์เท่านั้น แต่บน "Titan" ดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์ก็เป็นที่รู้กันว่า มีหมอกควันสีน้ำตาลส้มหนาทึบที่ปกคลุมอยู่คล้ายกับหมอกควันบนโลกเช่นกัน นอกจากนี้ ยานอวกาศ Voyager 2 ของนาซายังตรวจพบหมอกควันในชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์ Triton ที่ใหญ่ที่สุดของดาวเนปจูนด้วย
โดยภารกิจเปิดโลกทัศน์ใหม่ของนาซาซึ่งบินผ่าน Pluto ในปี 2015 ได้เปิดเผยโดยไม่คาดคิดว่า Pluto มีหมอกควันที่ปกคลุมพื้นผิวที่เยือกแข็งของดาวเคราะห์แคระ เนื่องจากทั้งดาว Pluto, Titan และ Triton ล้วนเป็นโลกที่มีน้ำแข็ง และมีชั้นบรรยากาศที่อุดมไปด้วยไนโตรเจน มีเทนและคาร์บอนมอนอกไซด์ ทำให้นักวิจัยคิดว่าพวกมันทั้งหมดอาจมี Hazes ที่มีลักษณะคล้าย ๆ กัน
แต่ในการวิจัยก่อนหน้านี้พบว่า หมอกควันของ Titan เป็นผลมาจากรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์ ที่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีในบรรยากาศชั้นบนของดวงจันทร์ที่เป็นน้ำแข็ง ซึ่งสิ่งเหล่านี้จะสร้างสารประกอบอินทรีย์ง่ายๆที่ช่วยสร้างโมเลกุลอินทรีย์ที่มีขนาดใหญ่และซับซ้อนมากขึ้น
ยานอวกาศ Voyager 2 ของ NASA จับภาพเส้นสีดำที่เกิดจากน้ำพุร้อนที่มองเห็นได้บนพื้นผิวน้ำแข็งของบริเวณขั้วโลกใต้ของ Triton
(Cr.ภาพ NASA / JPL)
อย่างไรก็ตาม ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์พบว่า Pluto และ Triton อาจมีต้นกำเนิดที่แตกต่างจาก Titan อย่างมีนัยสำคัญ
"แม้ว่า Pluto และ Titan จะดูคล้ายกันมาก แต่คุณสมบัติของหมอกควันของพวกมันอาจแตกต่างกันอย่างมาก" Panayotis Lavvas ผู้เขียนนำการศึกษานักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์จากมหาวิทยาลัย Reims Champagne-Ardenne ในเมือง Reims ประเทศฝรั่งเศส กล่าว
เมื่อนักวิจัยวิเคราะห์แบบจำลองคอมพิวเตอร์ของการก่อตัวของหมอกควัน พวกเขาค้นพบว่า หากปฏิกิริยาทางเคมีเดียวกันใน Titan เกิดขึ้นบนดาวพลูโตพวกมันจะสามารถสร้างอนุภาคหมอกควัน (haze) ได้ประมาณครึ่งหนึ่งเท่านั้นบนดาวเคราะห์แคระนี้จากที่ตรวจพบก่อนหน้า (เนื่องจากบรรยากาศของดาวพลูโตมีอุณหภูมิประมาณ 175 องศาฟาเรนไฮต์หรือ 80 องศาเซลเซียส ซึ่งหนาวกว่าของ Titan เคมีในชั้นบรรยากาศจึงทำงานช้าลง)
และในการศึกษาครั้งใหม่ของ Lavvas และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ให้ความเห็นว่า แสงแดดก่อให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีในชั้นบรรยากาศชั้นบนของดาว Pluto (ในแบบเดียวกับบน Titan) โดยสร้างสารประกอบง่ายๆเช่น ไฮโดรเจนไซยาไนด์ โมเลกุลที่ประกอบด้วยไฮโดรเจน 1 ตัวคาร์บอน 1 ตัวและไนโตรเจน 1 อะตอม ซึ่งแบบจำลองคอมพิวเตอร์ของพวกมันชี้ให้เห็นว่า ไฮโดรเจนไซยาไนด์อาจแข็งตัวเพื่อผลิตอนุภาคน้ำแข็งขนาดเล็ก
ภาพกราฟิกจาก NASA แสดงให้เห็นบรรยากาศที่มืดมัวของ Pluto
ที่เห็นได้จากยานอวกาศ New Horizons ที่ให้รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับชั้นหมอกควัน
ยานอวกาศ Cassini ของนาซ่าที่มองไปยังด้านกลางคืนของดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์
ซึ่งเห็นแสงแดดที่กระจายผ่านชั้นบรรยากาศของ Titan และกลายเป็นวงแหวนสี
(Cr.ภาพ NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)
นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งข้อสังเกตว่า เมื่ออนุภาคน้ำแข็งขนาดเล็กเหล่านี้ตกตะกอนลงเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ก๊าซอื่น ๆ จะกลั่นตัวรอบเม็ดน้ำแข็งเหล่านี้เพื่อเคลือบพวกมัน ด้วยเหตุนี้ อนุภาคหมอกควันบน Pluto ส่วนใหญ่อาจถูกสร้างขึ้นจากน้ำแข็งหลายชนิด แทนที่จะเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนกว่าในแบบบน Titan ซึ่งในแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่นักวิจัยสร้างขึ้นนั้น ขนาด ปริมาณ และการกระจายชั้นบรรยากาศของเม็ดน้ำแข็งเหล่านี้ ก็ใกล้เคียงกับอนุภาคหมอกควันที่ตรวจพบบนดาว Pluto
นักวิจัยกล่าวว่า อนุภาคน้ำแข็งเหล่านี้บน Pluto น่าจะมีปฏิสัมพันธ์กับพลังงานแสงอาทิตย์ที่เข้ามาน้อยกว่าอนุภาคหมอกควันบนTitan ดังนั้น มันจึงมีบทบาทในการควบคุมความร้อนในชั้นบรรยากาศของ Pluto น้อยกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้ และสำหรับ Triton เนื่องจากมันมีบรรยากาศที่เย็นกว่า Pluto
นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่าหมอกของมันน่าจะพิสูจน์ได้แม้แต่ในส่วนที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็ง (icier)
โดย Lavvas ได้กล่าวทิ้งท้ายว่า " การเปรียบเทียบของ Pluto, Titan และ Triton นี้ทำให้เกิดความแตกต่างที่สำคัญ ในกลไกการก่อตัวของหมอกควันในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ " และนักวิทยาศาสตร์ได้ให้รายละเอียดการค้นพบเหล่านี้ทางออนไลน์เมื่อวันที่ 21 ธันวาคม 2020 ในวารสาร Nature Astronomy
ภารกิจ New Horizons ของ NASA ยานอวกาศลำแรกที่ไปเยี่ยมดาวพลูโต นักดาราศาสตร์จะวิเคราะห์ข้อมูลจาก New Horizons เป็นเวลาหลายปี ซึ่งบางส่วนต้องใช้เวลาอีกหนึ่งปีในการเดินทางกลับมายังโลกของเรา และการสังเกตจาก New Horizons กำลังปฏิวัติความเข้าใจของเราเกี่ยวกับวัตถุในระบบสุริยะที่โคจรอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์
และเมื่อวันที่ 1 มกราคม 2019 New Horizons ได้บินผ่านวัตถุในระบบสุริยะที่อยู่ไกลที่สุดเท่าที่เคยมีการสำรวจมาคือวัตถุแถบไคเปอร์ 2014 MU69
ซึ่งอยู่ห่างจากดาวพลูโตประมาณหนึ่งพันล้านไมล์ ซึ่งก่อนหน้านี้รู้จักกันในชื่อเล่น Ultima Thule (ออกเสียงว่า TOOL-ie) ปัจจุบันมีชื่ออย่างเป็นทางการว่า Arrokoth ซึ่งเป็นคำที่แปลว่า "ท้องฟ้า" ในภาษา Powhatan / Algonquian และเป็นวัตถุชิ้นแรกในอวกาศที่ยานอวกาศได้รับการสำรวจ
(ขอขอบคุณที่มาของข้อมูลทั้งหมดและขออนุญาตนำมา)
'หัวใจ' ของดาวพลูโตที่เต็มไปด้วยพิษ
(ภาพ: © NASA / JHUAPL / SWRI / SPL)
แต่ในการวิจัยก่อนหน้านี้พบว่า หมอกควันของ Titan เป็นผลมาจากรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์ ที่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีในบรรยากาศชั้นบนของดวงจันทร์ที่เป็นน้ำแข็ง ซึ่งสิ่งเหล่านี้จะสร้างสารประกอบอินทรีย์ง่ายๆที่ช่วยสร้างโมเลกุลอินทรีย์ที่มีขนาดใหญ่และซับซ้อนมากขึ้น
"แม้ว่า Pluto และ Titan จะดูคล้ายกันมาก แต่คุณสมบัติของหมอกควันของพวกมันอาจแตกต่างกันอย่างมาก" Panayotis Lavvas ผู้เขียนนำการศึกษานักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์จากมหาวิทยาลัย Reims Champagne-Ardenne ในเมือง Reims ประเทศฝรั่งเศส กล่าว
เมื่อนักวิจัยวิเคราะห์แบบจำลองคอมพิวเตอร์ของการก่อตัวของหมอกควัน พวกเขาค้นพบว่า หากปฏิกิริยาทางเคมีเดียวกันใน Titan เกิดขึ้นบนดาวพลูโตพวกมันจะสามารถสร้างอนุภาคหมอกควัน (haze) ได้ประมาณครึ่งหนึ่งเท่านั้นบนดาวเคราะห์แคระนี้จากที่ตรวจพบก่อนหน้า (เนื่องจากบรรยากาศของดาวพลูโตมีอุณหภูมิประมาณ 175 องศาฟาเรนไฮต์หรือ 80 องศาเซลเซียส ซึ่งหนาวกว่าของ Titan เคมีในชั้นบรรยากาศจึงทำงานช้าลง)
และในการศึกษาครั้งใหม่ของ Lavvas และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ให้ความเห็นว่า แสงแดดก่อให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีในชั้นบรรยากาศชั้นบนของดาว Pluto (ในแบบเดียวกับบน Titan) โดยสร้างสารประกอบง่ายๆเช่น ไฮโดรเจนไซยาไนด์ โมเลกุลที่ประกอบด้วยไฮโดรเจน 1 ตัวคาร์บอน 1 ตัวและไนโตรเจน 1 อะตอม ซึ่งแบบจำลองคอมพิวเตอร์ของพวกมันชี้ให้เห็นว่า ไฮโดรเจนไซยาไนด์อาจแข็งตัวเพื่อผลิตอนุภาคน้ำแข็งขนาดเล็ก
นักวิจัยกล่าวว่า อนุภาคน้ำแข็งเหล่านี้บน Pluto น่าจะมีปฏิสัมพันธ์กับพลังงานแสงอาทิตย์ที่เข้ามาน้อยกว่าอนุภาคหมอกควันบนTitan ดังนั้น มันจึงมีบทบาทในการควบคุมความร้อนในชั้นบรรยากาศของ Pluto น้อยกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้ และสำหรับ Triton เนื่องจากมันมีบรรยากาศที่เย็นกว่า Pluto
นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่าหมอกของมันน่าจะพิสูจน์ได้แม้แต่ในส่วนที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็ง (icier)
โดย Lavvas ได้กล่าวทิ้งท้ายว่า " การเปรียบเทียบของ Pluto, Titan และ Triton นี้ทำให้เกิดความแตกต่างที่สำคัญ ในกลไกการก่อตัวของหมอกควันในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ " และนักวิทยาศาสตร์ได้ให้รายละเอียดการค้นพบเหล่านี้ทางออนไลน์เมื่อวันที่ 21 ธันวาคม 2020 ในวารสาร Nature Astronomy
และเมื่อวันที่ 1 มกราคม 2019 New Horizons ได้บินผ่านวัตถุในระบบสุริยะที่อยู่ไกลที่สุดเท่าที่เคยมีการสำรวจมาคือวัตถุแถบไคเปอร์ 2014 MU69
ซึ่งอยู่ห่างจากดาวพลูโตประมาณหนึ่งพันล้านไมล์ ซึ่งก่อนหน้านี้รู้จักกันในชื่อเล่น Ultima Thule (ออกเสียงว่า TOOL-ie) ปัจจุบันมีชื่ออย่างเป็นทางการว่า Arrokoth ซึ่งเป็นคำที่แปลว่า "ท้องฟ้า" ในภาษา Powhatan / Algonquian และเป็นวัตถุชิ้นแรกในอวกาศที่ยานอวกาศได้รับการสำรวจ