ดาวเคาระห์น้อย...

ที่มา....
เรื่อง :: ดาวเคราะห์น้อยอีรอส
ดาวเคราะห์น้อยอีรอสเป็นดาวเคราะห์น้อยดวงที่ 433 ที่มีการคำนวณวงโคจร เป็นประเภท S คือ ประกอบด้วยเหล็กและแมกนีเซียม มีซิลิเกตพวกไพรอกซีน (pyroxene) และโอลิวีน (olivine) ผสมกับโลหะนิเกิลและเหล็ก ซึ่งดาวเคราะห์น้อยส่วนมากในวงโคจรชั้นในก็เป็นประเภทนี้ และอาจมีความเกี่ยวข้องกับพวกอุกกาบาตด้วย วงโคจรอยู่ระหว่างโลกและดาวอังคารโดยมีระยะห่างเฉลี่ยถึง 172.8 ล้านกิโลเมตร และมีขนาด 33 x 13 x 13 กิโลเมตร คาบการโคจร 1.76 ปี ชื่ออีรอสนั้นมาจากเทพเจ้าแห่งความรักของกรีก ภาพถ่ายหลายมุมของอีรอส การค้นพบอีรอสนั้นเกิดขึ้นพร้อมกันใน 2 ประเทศในคืนวันเสาร์ที่ 13 สิงหาคม ค.ศ. 1898 กุสตาฟ วิตต์ (GustAU. Witt) ผู้อำนวยการหอดูดาวยูเรเนียในเมืองเบอร์ลินประเทศเยอรมันได้ถ่ายภาพดาวเคราะห์น้อยนี้ได้ และห่างออกไปอีก 675  ไมล์ทางตะวันตกเฉียงใต้ ออกัสต์ เอช พี  ชาร์ลอยส์ (August H.P. Charlois) ก็ได้ถ่ายภาพดาวเคราะห์น้อยนี้ได้เหมือนกัน แต่เนื่องจากวันที่ 14 เป็นวันอาทิตย์และวันที่ 15 ก็เป็นวันหยุด เขาจึงไม่ได้ตรวจดูภาพถ่ายจนกระทั่งวันที่ 16 ทำให้เขาไม่ได้เป็นผู้ค้นพบหรือแม้แต่ผู้ร่วมค้นพบดาวเคราะห์น้อยดวงนี้ ภายในเดือนสิงหาคมนี้พบว่ามีภาพถ่ายการค้นพบถึง 20 ภาพ ของหอดูดาวฮาร์วาร์ด ตั้งแต่เดือนตุลาคม  ค.ศ. 1893 ถึง มิถุนายน 1896 ดาวเคราะห์น้อยที่ค้นพบในช่วงนั้นทั้งหมดจะมีวงโคจรอยู่ระหว่างดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี แต่อีรอสมีวงโคจรใกล้กว่าดาวอังคารคือมีระยะเฉลี่ย 1.458 AU ขณะที่วงโคจรเฉลี่ยของดาวอังคารคือ 1.524 AU และระยะที่อีรอสเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดคือ 1.133 AU เทียบเท่ากับโลกของเรา ช่วงที่โลกเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดนั้นโลกเราก็เข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดด้วยโดยห่าง 0.984 AU ดังนั้นอีรอสจึงเข้าใกล้โลกเรามากที่สุด 0.15 AU หรือ 14 ล้านไมล์ วงโคจรของอีรอสจะตัดผ่านวงโคจรของดาวอังคารแต่เนื่องจากมีมุมเอียง 10.8 องศา ทำให้มันเข้าใกล้ดาวอังคารมากที่สุดคือ 0.24 AU ซึ่งมากกว่าเข้าใกล้โลกของเรา ช่วงที่อีรอสสว่างมากที่สุดคือช่วงที่เข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดจะมีแมกนีจูด 7.2 ซึ่งสว่างกว่าดาวเคราะห์น้อยเกือบทั้งหมด แต่เนื่องจากวงโคจรมีค่าความรี 0.223 ทำให้บางครั้งแมกนีจูด 10.8 แต่ถ้าเป็นช่วงที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากที่สุดจะมีแมกนีจูดระหว่าง 13.5 ถึง 15 ขึ้นอยู่กับว่าโลกเราอยู่ห่างมากน้อยแค่ไหนในช่วงเวลานั้น กราฟแสงของอีรอส ความสว่างของอีรอสจีการเปลี่ยนแปลงโดยมีคาบ 5.27 ชั่วโมง โดยค่าที่เปลี่ยนแปลงก็ไม่แน่นอนด้วย คือมีค่า 0 – 1.5 แมกนิจูด ขึ้นอยู่กับว่าอีรอสและโลกอยู่ตรงไหนของวงโคจร ความสว่างที่เปลี่ยนแปลงนี้เกิดจากการหมุนรอบตัวเองของอีรอสทุก 5 ชั่วโมง 16 นาที และการที่รูปร่างยาวและมีเส้นศูนย์สูตรเอียงมาก คือเมื่ออีรอสหันขั้วเข้าหาโลกเรามีการเปลี่ยนแปลงความสว่างจะน้อยที่สุด ค่าความสว่างนี้เปลี่ยนแปลงนี้ทำให้เราสามารถหาขั้วหมุนของอีรอสได้ว่าชี้ไปไหน ข้อมูลล่าสุดจากยานเนียร์ (NEAR) คือ อยุ่ที่ RA 0h 45m 29  +- 12s และ Dec  17.2190 +- 0.050  จากกราฟแสงที่เปลี่ยนแปลงทำให้สามารถวิเคราะห์การวางตัวของแกนหมุนและรูปร่างของอีรอสได้ ในปี ค.ศ. 1937 วัตสันคิดว่าอีรอสมีรูปร่างเป็นทรงกระบอกยาว 35.2 กิโลเมตร มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 11.2 กิโลเมตร จากนั้นก็มีคนวิเคราะห์เรื่อยมา ข้อมูลจากยานเนียร์พบว่ามีรูปร่างเหมือนหัวมันขนาด 35.2 x 12.8 x 12.8 ก.ม. ซึ่งก็ใกล้เคียงกับค่าที่เคยประมาณกันไว้อย่างมาก แผนที่ของอีรอส ค่าอัลบีโดของอีรอสคือ 0.16 ซึ่งจากการศึกษาด้วยความร้อนพบว่าเป็นพวกฝุ่น (regolith) และจากคลื่นเรดาร์พบว่ามีผิวเรียบ องค์ประกอบของอีรอสมีหลายอย่างและไม่เหมือนกันในแต่ละด้าน โดยด้านหนึ่งดูเหมือนว่าจะมีไพรอกซีนมากกว่า และมีผิวเหมือนเหลี่ยมอัญมณี (facet) ขณะที่ด้านตรงข้ามจะมีโอลิวีนมากกว่าและมีพื้นที่เป็นรูปโค้งออก (convex) บนอีรอสนั้นไม่มีอากาศหรือน้ำ อุณหภูมิตอนกลางวันประมาณ 100 OC ส่วนกลางคืน -150 OC แรงดึงดูดนั้นมีน้อยมากแต่ก็พอที่จะดึงยานให้อยู่ด้านในวงโคจรได้ โดยวัตถุหนัก 100 กิโลกรัมจะหนักเพียง 62.5 กรัมบนอีรอสและมีความเร็วหลุดพ้น 10 m/s ช่วงที่อีรอสเข้าใกล้โลกเรามากที่สุด คือ วันที่ 23 มกราคม 1975 ห่างเพียง 0.15 AU. หรือ 22 ล้านกิโลเมตร ก่อนห้าที่จะเข้าใกล้คือ 1901 ห่างเพียง 0.32 AU. และปี 1931 ห่าง 0.17 AU. ครั้งถัดไปที่จะเข้าใกล้คือมกราคม 2012 ห่างเพียง 0.178 AU. เนื่องจากมันเข้าใกล้โลกเรามาก นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถใช้อีรอสเพื่อหามวลของโลกและดวงจันทร์ได้ และยังใช้ในการหาค่าระยะห่างจากโลกถึงดวงอาทิตย์ได้โดยใช้วิธีการวัดค่าพารัลแลกซ์ของดวงอาทิตย์ (solar parallax) ซึ่งในปี 1966 วัดได้ 8.79402″ +- 0.00012″ คิดเป็นระยะทางเท่ากับ 149,600,400\" +- 8 กิโลเมตร ซึ่งใกล้เคียงกับค่าปัจจุบันมากคือ 149,598,000  +- 200 กิโลเมตร เนื่องจากอีรอสเป็นดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ที่สุดในประเภทที่โคจรใกล้โลก และมีมวลเป็นพันเท่าของพวกเดียวกัน ทำให้เราสามารถส่งยานลงไปจอดบนอีรอสได้ โดยยานที่ส่งไปสำรวจคือ Near Earth Asteroid Rendezrous หรือ NEAR ซึ่งภายหลังได้เปลี่ยนชื่อเป็น NEAR – Shoemaker เพื่อเป็นเกียรติกับ จีน ชูเมกเกอร์ (Gene Shoemaker) ส่งขึ้นไปเมื่อวันที่ 17 กุมภาพันธ์ 1996 และเมื่อวันที่ 12 กุมภาพันธ์ 2001 ยานเนียร์ก็ได้จอดลงบนผิวของอีรอส ซึ่งเป็นครั้งแรกที่ยานของมนุษย์เราลงจอดบนดาวเคราะห์น้อย ลักษณะพื้นผิวของอีรอส จากภาพของยานเนียร์พบว่าผิวของอีรอสนั้นมีอายุมาก ประกอบไปด้วย หลุมอุกกาบาต (crater), ร่อง (grooves), ชั้น (layer), ก้อนหินขนาดเท่าบ้านและลักษณะซับซ้อนอื่นๆ อีรอสอาจมีลักษณะของชั้นพื้นผิวเหมือนไม้อัด โดยแบนมากและอาจเกิดเนื่องจากอีรอสเคยเป็นส่วนหนึ่งของวัตถุขนาดใหญ่ อาจเป็นส่วนหนึ่งของดาวเคราะห์แตกตัวออกมาก็ได้ ซึ่งมีนักวิทยาศาสตร์หลายคนเชื่อว่า ดาวเคราะห์เกิดจากดาวเคราะห์ที่รวมกันแล้วถูกชนทำให้แตกกระจายออก เมื่อประมาณ 4.6 พันล้านปีที่ผ่านมา ข้อมูลจากเนียร์พบว่ามีความหนาแน่นเท่ากับ 2.4 g/cm3 ซึ่งใกล้เคียงกับชั้นเปลือกของโลกมาก ดูเหมือนว่ามัน มันจะเป็นวัตถุแข็งมากกว่าที่เป็นวัตถุก้อนนุ่มๆอย่างดาวเคราะห์น้อยมาทิลด์ (Mathilde) ที่ยานเนียร์ผ่านและถ่ายภาพเมื่อปี 1997 อีรอสมีร่องบุ๋ม (gouge) ขนาดใหญ่ ซึ่งทำให้อีรอสมีรูปร่างเหมือนถั่ว จากภาพถ่ายเมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ 2000 พบว่าภายในร่องเต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาต แต่มีขนาดเล็กแสดงว่าร่องนี้มีอายุน้อยกว่าพื้นผิวบริเวณรอบๆ คือเกิดทีหลังของพื้นผิวอื่นๆของอีรอส บนพื้นผิวของอีรอสนั้นมีฝุ่น (regolith) จากการผุกร่อน (erosion) และจากอุกกาบาตชนที่ปกคลุมก้อนหินและหลุมอุกกาบาตหนาหลายเมตร ซึ่งอาจมีหลุมอุกาบาตรเล็กอีกเป็นจำนวนมากเพราะถูกคลุมไว้ ฝุ่นที่ปกคลุมนี้ก็อาจทำให้เราเห็นการเปลี่ยนแปลงสีบนพื้นผิวของอีรอส ชั้นของฝุ่นนี้อาจหนาถึง 30 เมตรก็ได้ นอกจากนี้ยังพบบ่อคือบริเวณที่แบนราบที่ก้นหลุมอุกกาบาต ซึ่งอาจเกิดจากการตกตะกอน จากความเรียบของบ่อแสดงว่าอาจมีก้อนหินขนาดใหญ่อยู่ใต้ชั้นของฝุ่นละเอียด ข้อมูลจากเลเซอร์อัลติมิเตอร์ (laser altimeter) พบว่าตะกอนของบ่อ (pond) นั้นไม่ได้เรียบแต่เพิ่มขึ้นในแนวดิ่งตามแรงโน้มถ่วงเหมือนกับการเคลื่อนที่ของของเหลว แต่เนื่องจากไม่มีน้ำบนอีรอสมาหลายพันล้านปีแล้วจึงไม่น่าเกิดจากของเหลว แต่อาจเกิดจากการสั่นสะเทือนของการชนจากอุกกาบาต นอกจากนี้ยังมีAprons ของตะกอนของก้อนหินขนาดใหญ่หลายอันที่นักวิทยาศาสตร์ยังคงศึกษาอยู่ว่าเกิดจากอะไร ข้อมูลจากยานเนียร์ทำให้เราทราบมวล, โครงสร้าง, ธรณีวิทยา, องค์ประกอบ และแรงโน้มถ่วงของอีรอส เนื่องจากอีรอสเป็นดาวเคราะห์น้อยที่มีวงโคจรใกล้โลก ซึ่งอาจมีดาวเคราะห์น้อยที่เป็นลักษณะเดียวกันอยู่ประมาณ 1000 ดวง  และอาจมีความเกี่ยวพันธ์กับกำเนิดโลกของเราเมื่อ 4.5 พันล้านปีที่แล้ว ภาพสุดท้ายของยานเนียร์ จากระยะ 120 เมตร จากภาพท้ายสุดท้ายก่อนที่ยานจะลงจอดลงบนผิวของอีรอส พบว่ามีหินขนาดใหญ่เหลืออยู่ขณะที่หินก้อนเล็กนั้นผุกร่อนไป และพบหลุมขนาดเล็กและรอยแตกบนก้อนหินซึ่งอาจเป็นก้อนหินที่กระเด็นออกจากหลุมอุกกาบาตก็ได้ ภาพสุดท้ายที่ส่งออกมาจากยานเนียร์พบว่ามีบริเวณพื้นผิวที่เรียบมากซึ่งอาจเกิดจากการผุกร่อนในบริเวณนั้น การที่ยานเนียร์ไปโคจรรอบอีรอสตั้งแต่เดือนกุมภาพันธ์ปี 2000 ถึง กุมภาพันธ์ ปี 2001 ทำให้มีโอกาสศึกษาการเปลี่ยนแปลงหลายอย่างของอีรอสรวมทั้งฤดูด้วย ซึ่งช่วงที่ไปถึงนั้นเป็นตอนกลางวันของฤดูร้อนในบริเวณขั้วเหนือ ทำให้ได้รับแสงอาทิตย์เต็มที่และขั้วใต้ก็มืด ฤดูของอีรอสนั้นเป็นเหมือนกับโลกเรา แต่ช่วงเวลานั้นต่างกันโดยฤดูใบไม้ผลิของขั้วเหนือจะยาวเพียงครึ่งหนึ่งของฤดูหนาว ขณะที่ขนาดของดวงอาทิตย์จะใหญ่ขึ้นเป็น 2 เท่าในช่วงระหว่างฤดูใบไม้ร่วงและฤดูใบไม้ผลิ  วงโคจรของอีรอสและโลก และอุณหภูมิระหว่างฤดูร้อนและฤดูหนาวนั้นต่างกันมาก จากวงโคจรที่รีและการเอียงของแกนหมุนที่มากถึง 890 เกือบขนานกับระนาบวงโคจรเลยทีเดียว ทำให้อุณหภูมิของพื้นผิวของอีรอสนั้นแตกต่างกันในแต่ละฤดู แต่เราไม่มีอุปกรณ์บนเนียร์ที่จะวัดได้

มาต้นปี พ.ศ. 2544 ดาวเคราะห์น้อย อีรอส ก็เป็นข่าวดังไปทั่วโลกอีก จากความรู้ใหม่ ที่ได้จากการสำรวจโดยยานเนียร์ ตั้งแต่ต้นปี พ.ศ. 2543 ความรู้ใหม่ที่มีความสำคัญ ทำให้นักวิทยาศาสตร์มีทั้งตัวอย่างและห้องปฏิบัติการ ในการเจาะศึกษาอดีตความเป็นมาของดาวเคราะห์โลกของเราเอง ตั้งแต่การเริ่มต้นกำเนิดกับระบบสุริยะ

อีรอส หรือดาวเคราะห์น้อยเทพเจ้าแห่งความรัก เป็นดาวเคราะห์น้อยถูกค้นพบโดย G. Witt ในปี พ.ศ. 2441 (ค.ศ. 1898) ตามข้อมูลความรู้เดิมก่อนการถูกเยือนและสำรวจอย่างใกล้ชิดของยานเนียร์ ตั้งแต่วันที่ 14 เดือนกุมภาพันธ์ 2543 มา ดาวเคราะห์น้อยอีรอส เป็นหนึ่งของดาวเคราะห์น้อยในกลุ่มเรียก Amor Group ซึ่งเป็นกลุ่มดาวเคราะห์น้อยโคจรรอบดวงอาทิตย์ โดยมีวิถีโคจรอยู่ระหว่างโลกถึงดาวอังคาร๊

ดาวเคราะห์น้อยอีรอส มีขนาดประมาณ 14 x 15 x 41 กิโลเมตร รูปร่างยาว ลักษณะคล้ายไข่หรือถั่ว แต่จากภาพถ่ายเมื่อเกิดเงามืดบางส่วน บางครั้งจะเห็นคล้ายรูปหัวใจ หมุนรอบตัวเองใช้เวลาประมาณ 5.3 ชั่วโมง โคจรรอบดวงอาทิตย์หนึ่งรอบในเวลา 1.76 ปี

เมื่อ ยานอวกาศเนียร์ เดินทางไปถึงดาวเคราะห์น้อยอีรอส วันที่ 14 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2543 ก็เข้าสู่วิถีโคจรรอบดาวเคราะห์น้อยอีรอส เพื่อสำรวจดาวเคราะห์น้อยโดยละเอียด อย่างที่ไม่เคยมีดาวเคราะห์น้อยดวงใดถูกสำรวจศึกษาอย่างละเอียดมาก่อน

ยานอวกาศเนียร์ มีเทคโนโลยีเจาะศึกษาดาวเคราะห์น้อยไฮ-เทค หลายชนิด เช่น เครื่องเอกซ์เรย์สเปกโตรมิเตอร์ (ศึกษาดาวเคราะห์น้อยโดยรังสีเอกซ์) เครื่องแกมมาเรย์สเปกโตรมิเตอร์ (ศึกษาดาวเคราะห์น้อย โดยรังสีแกมมา) เครื่องแมกนีโตรมิเตอร์ (ศึกษาสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์น้อย) ระบบวัดระยะทางโดยเลเซอร์ และกล้องถ่ายภาพดิจิทัล

จากเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ ทำให้นักวิทยาศาสตร์บนโลกสามารถหาส่วนประกอบของดาวเคราะห์น้อย โดยการวิเคราะห์รังสีเอกซ์กับรังสีแกมมา ที่ถูกปล่อยออกมาจากดาวเคราะห์น้อย ซึ่งเป็นผลจากการที่ดาวเคราะห์น้อยถูกชน โดยพลังงานจากดวงอาทิตย์และรังสีคอสมิก

จากเครื่องแมกนีโตรมิเตอร์ ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถวิเคราะห์หาประวัติความเป็นมาของดาวเคราะห์น้อย ว่า เคยเป็นส่วนหนึ่งของวัตถุขนาดใหญ่ ดังเช่น ดาวเคราะห์หรือไม่

จากระบบการวัดระยะทางด้านเลเซอร์ ทำให้นักวิทยาศาสตร์บนโลก สามารถสั่งและศึกษาดาวเคราะห์น้อยอย่างละเอียดใกล้ชิด ถึงระดับอยู่ห่างจากดาวเคราะห์น้อย เพียงประมาณ 500 เมตรได้

มาถึงต้นปี พ.ศ. 2544 หลังจากที่นักวิทยาศาสตร์บนโลก ได้ศึกษาภาพถ่ายอย่างใกล้ชิดและจากมุมต่าง ๆ ของดาวเคราะห์น้อย เป็นจำนวนหลายพันภาพ และหลังจากที่ได้วิเคราะห์ศึกษาข้อมูลทางกายภาพของดาวเคราะห์น้อยอีรอส เป็นจำนวนหลายล้านข้อมูล

คณะนักวิทยาศาสตร์ผู้รับผิดชอบโครงการยานเนียร์ของนาซา ที่ Goddard Space Flight Center และที่ John Hopkins University ได้แถลงผลการศึกษาดาวเคราะห์น้อยอีรอสว่า เป็นดาวเคราะห์น้อยประกอบด้วย หินแข็งล้วน ไม่มีส่วนที่เป็นร่องรอยหลักฐานว่า เคยมีแกนใจกลางข้างในที่เป็นโลหะละลายมาก่อน ดังเช่น ดาวเคราะห์ทั่วๆ ไป แต่ดาวเคราะห์น้อยอีรอส อาจเคยเป็นส่วนหนึ่งของวัตถุขนาดใหญ่ ที่เคยเป็นดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่มาก่อน โดยที่ส่วนเป็นดาวเคราะห์น้อยอีรอส เป็นส่วนที่เป็นหินแข็งตลอดทั้งดวง

และดาวเคราะห์น้อยอีรอส มีอายุเก่าแก่ อาจเป็นพันล้านปี ที่สำคัญ ดาวเคราะห์น้อยอีรอส มีส่วนประกอบของระบบสุริยะตั้งแต่เริ่มก่อกำเนิด ทำให้ดาวเคราะห์น้อยเป็นหนึ่งในวัตถุเก่าแก่ที่สุดของระบบสุริยะ ซึ่งทำให้

"การศึกษาดาวเคราะห์น้อยอีรอส มีความสำคัญต่อการศึกษาความเป็นมาของดาวเคราะห์ ที่มีส่วนประกอบเป็นหินแข็ง ดังเช่น ดาวเคราะห์โลก"

ที่มา - 31 มกราคม 2544