พิภพน้ำแข็ง

ระบบสุริยะ มีขนาดกว้างใหญ่มาก วันนี้ยังสำรวจได้ไม่หมด นอกจาก ดาวเคราะห์ ต่างๆที่คุ้นเคย ระยะที่ไกลออกไปยังมีอาณาเขต แห่งความพิศวง รอการสำรวจอีก
ท่ามกลางบรรยากาศอาจเงียบเหงา มืดสนิท ความเย็นสุดขั้ว แสงจาก ดวงอาทิตย์ สาดส่องไปเกือบไม่ถึง ทั้งหมดเป็นเช่นที่ เราคิดหรือไม่

การสำรวจอวกาศ เราระบบสุริยะแบ่งออก เป็นส่วนๆ คือ
ส่วนในสุด เป็น ดาวเคราะห์หิน (Rocky planets)
ถัดไปคือบริเวณ ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ (Gas giant planets)

และส่วนนอกสุด คือ Kuiper Belt บริเวณก้อนน้ำแข็งแคระ (Ice dwarfs)
ทางการสำรวจอวกาศ เรียกส่วนนี้ว่า Third zone

ถัดออกไปอีก เรียกว่า The Oort Cloud มีขนาดความกว้างใหญ่ไพศาลมากแบบ
มหาศาล เป็นเสมือนขอบรอยต่อ ของระบบสุริยะ อาจเรียกว่าเป็นเขตชายแดนที่
เชื่อมต่อกับสุริยะอื่นๆ หรือช่องว่างระหว่างดวงดาว

ขอบเขตและกลไกที่เชื่อมโยงกันของ
วัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะ

เนื่องจากเป็นบริเวณที่กว้าง การกำหนดขอบเขต มีการเปลี่ยนแปลงจากเดิมด้วย
หลายเงื่อนไขและข้อมูลแบบแผน การสำรวจพบวัตถุใหม่

อนุมานว่า ขอบเขตของ Asteroid belt อยู่ระหว่าง 2 - 3 A.U.จากดวงอาทิตย์
ขอบเขต Kuiper betl อยู่ระหว่าง 30 - 50 A.U.จากดวงอาทิตย์
ส่วน Oort Cloud นับออกไป 50,000 - 100,000 A.U. จากดวงอาทิตย์

อาจจะมีข้อสงสัยว่าทำไมต้องอนุมานขอบเขตไว้กว้างมาก ทั้งนี้เพราะวัตถุต่างๆมี
วงโคจรกว้างบ้าง แคบบ้าง ซ้อนทับยุ่งเหยิงวุ่นวาย การจัดกลุ่มวัตถุก็เป็นปัญหา
ทุกวัน จากการค้นพบใหม่ตลอดเวลา

ปี 2015 โครงการของ NASA ส่งยานไปสำรวจ ดาว Pluto จะบรรลุเป้าหมายและ
จะทำการ ศึกษาในบริเวณ Kuiper Belt ด้วย คงจะนำคำตอบในเรื่องต่างๆที่สงสัย
กลับมาเฉลย รวมถึงขอบเขตที่ถูกต้อง

เห็นได้ว่า Asteroid belt , Kuiper Belt, Oort Cloud มีกลไกเชื่อมโยงกันลักษณะ
ที่มีวัตถุโคจรเข้ามาสู่จุดศูนย์ ของดวงอาทิตย์และใกล้โลกได้

กล่าวคือ ดาวหางจาก Oort Cloud บางดวงมีพลังอำนาจสามารถพุ่งเข้า
สู่ระบบสุริยะได้ Ice dwarfs บริเวณ Kuiper Belt บางดวงได้รับอิทธิพลจาก
ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ มีแรงส่งเข้ามาได้เช่นกัน

ส่วนดาวเคราะห์น้อย ที่โคจรอยู่ บริเวณ Asteroid belt และหมดสภาพพลังงาน
ของตัวเอง จะได้รับอิทธิพลจาก ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ มีแรงส่งเข้ามาได้โดยมี
ดวงอาทิตย์ส่งเสริมแรงดึงดูด อย่างเป็นระบบ

ทางวิทยาศาสตร์ กำหนดรูปแบบกลไกความเคลื่อนไหวจากขอบเขต ระบบสุริยะ
ไว้เป็นภาพรวมดังนี้

35 -100 A.U. บริเวณแถบ Kuiper belt มีกลไกการเคลื่อนไหว ของดาวเคราะห์
วัตถุต่างๆด้วยวงโคจรที่ซับซ้อนด้วยแรงดึงดูด

100 -2000 A.U. ไม่มีแรงดึงดูด ของดาวเคราะห์และดวงดาว หรือไม่มีแรงต่อต้าน
ต่างๆ

2,000-15,000 A.U. บริเวณ The inner Oort cloud มีพลังงานแรงดึงดูดแบบน้ำ
ขึ้น-น้ำลง มาจากส่วนนอกของกาแล็คซี่

15,000-100,000 A.U. บริเวณ Oort cloud มีกลไกการเคลื่อนไหวด้วยพลังจาก
ดวงดาว ในกาแล็คซี่ ที่ซับซ้อน ด้วยแรงดึงดูดมากมาย

หินในอวกาศและดาวเคราะห์น้อย โคจรล่องลอย ในบริเวณ Asteroid belt
ส่วนใหญ่มีอายุกำเนิดมาแล้วมากกว่า 30 ล้านปี บางวัตถุมาจากบริเวณ Oort cloud

ดาวเคราะห์หรือ อุกกาบาตบางดวง ดาวหาง อาจพุ่งเข้าปะทะโลกได้ หากมีวงโคจรใกล้โลก
เรียกว่าวัถตุประเภทนี้ว่า NEOS (Near Earth Objcets) หรือวัตถุใกล้โลก

การชนกันของ ดาวเคราะห์น้อย เป็นเหตุทำให้มีชิ้นเศษเพิ่มมากขึ้น ชิ้นเศษเหล่านี้ ได้รับ
แรงดึงดูด และแรงดุ้นดาวเคราะห์ต่างๆ้ จึงมีวงโคจรที่ไม่เสถียร อาจพุ่งชนโลกได้ตลอดเวลา

เส้นทาง สู่ Ice worlds ด่านแรกสำรวจวงแหวน Asteroid belt

ก่อนสู่เป้าหมายสำรวจ Ice worlds จากโลกผ่าน ดาวอังคาร ถัดจากดาวเคราะห์
ดวงนี้ จะพบวงโคจรของ Asteroid belt (วงแหวนดาวเคราะห์น้อย) นับว่าเป็นแหล่ง
ชุมนุมหนาแน่น ไม่น้อยกว่า 1,000,0000 ดวง (ชิ้นส่วน)

ส่วนมากลักษณะเป็นหินหรือฝุ่นหิน สะสมพอกหนาจากการชนปะทะซึ่งกันและกัน ดาวเคราะห์น้อยสังเกตเห็นว่ารูปทรง มักคล้ายหัวมันฝรั่ง มีวงโคจรไม่เสถียร โดย
ดวงหมุนเคว้งแบบไม่รู้หัวรู้หาง บางดวงหมุนช้ามาก

เพราะในแกนปราศจากพลังงาน แต่หมุนได้เพราะได้รับ พลังงานดาวพฤหัสส่งมา
ถึงเป็นส่วนใหญ่ ถึงบริเวณนี้เต็มไปด้วย ดาวเคราะห์น้อยหิน จากดาวหาง นำเข้า
มาจากขอบสุริยะ เหลือทิ้งเศษซากเอาไว้ จำนวนมากก็จริงแต่ก็มี บางส่วนเป็น
Ice dwarfs (ดาวแคระน้ำแข็ง) โคจรปนอยู่ด้วย

เส้นทางการโคจร กลุ่มดาวเคราะห์น้อยต่างๆ ในแถบ Main Asteroid belt

Main asteroid belt ยังไม่ไกลแต่ก็หนาวเย็น

สามารถแวะสำรวจสภาพดาวเคราะห์น้อย บางดวงอย่างใกล้ชิด แต่ลงไปเหยียบ
ไม่ได้เพราะมีอันตรายจาก แรงโน้มถ่วงที่มีน้อย ด้วยส่วนใหญ่ดาวเคราะห์น้อยมัก
ไม่มีพลังงาน (ไม่มีแกนในเหมือนดาวเคราะห์)

การหมุนรอบตัวเองจึงขาดความเสถียร หากมีวัตถุใดเข้าไปกระทบพื้นผิวอาจทำให้
เกิดปฏิกิริยาช่วยกระตุ้นกลไกการเคลื่อนไหวให้รุนแรงขึ้น เช่น การนำยานสำรวจ
มีแรงขับดัน ขึ้น-ลงจอด พลังงานขับดันนั้น จะสร้างปัญหาต่อดาวเคราะห์น้อยได้
อาจทำให้เกิดการโคจรที่เบี่ยงเบนออกไป ส่งผลถึงการชนปะทะ โลก ดวงจันทร์
หรือดาวอังคาร ได้ในระยะต่อไป

อย่างไรก็ตาม ขณะนี้ได้ใช้วิธียิงหุ่นยนต์ขนาดเล็ก จากดาวเทียมติดตามดาวหาง
(หรือดาวเคราะห์น้อย) ควบคุมจากระยะไกล ส่งสู่พื้นผิวและเก็บตัวอย่างหินกลับ
มาสู่โลก เพราะทำการวิเคราะห์ถึงองค์ประกอบ หากทราบถึงส่วนประกอบจะทำ
ให้ทราบได้ว่า มีแหล่งต้นกำเนิดจากที่ใดแน่

เข้าสู่การสำรวจศึกษา ดาวเคราะห์น้อย ที่น่าสนใจและมีขนาดใหญ่

Asteroid 951 Gaspra
ลักษณะเป็นหินแข็ง ขนาด 18.2×10.5×8.9 km.พื้นผิวมีสีสัน แปลกหลายสีโดย
หมุนรอบดวงอาทิตย์ 1,200 วัน (แบบมุมเอียงบ่ายหน้าสู่ดวงอาทิตย์ )

หมุนรอบตัวเองเพียง 7.04 ชั่วโมง มีอุณหภูมิ 8 °C โคจรในตำแหน่งใกล้ขอบด้าน
ในของ Main asteroid belt ระหว่างดาวอังคาร และดาวพฤหัส

243 Ida
ในกลุ่มของ Koronis family ขนาด 53.6×24.0×15.2 km ใช้เวลา 1,767 วัน
โคจรรอบดวงอาทิตย์ ด้วยความเร็ว 17 กิโลเมตร/วินาที หมุนรอบตัวเองเพียง
4.37 ชั่วโมง มีอุณหภูมิ -45 °C

ยังเป็นดาวเคราะห์น้อยแบบ Binary asteroid (มี 2ดวงคู่ที่วงโคจรคล้ายตุ้มถ่วงคู่
กันไป /ลูกศรชี้ดวงเล็กๆด้านขวาในภาพบนซึงเป็นดวงจันทร์)

ดวงเล็กมีขนาด 1.4 กิโลเมตรเรียกว่า Dactyl (moon) เกิดด้วยเศษซากที่แตก
จาก243 Ida มานานกว่าล้านปี

433 Eros
ขนาด 13×13×33 km ใช้เวลา 643 วัน โคจรรอบดวงอาทิตย์ ด้วยความเร็วราว
24.36 กิโลเมตร/วินาที หมุนรอบตัวเองเพียง 5.16 ชั่วโมง มีอุณหภูมิเวลากลางวัน
100 °C กลางคืน -150 °C สังเกตเห็นแอ่งหลุมขนาด 0.5 กิโลเมตร ด้านเหนือ
เป็นร่องรอยจากการชนปะทะ

253 Mathilde
ขนาด 66×48×46 km ใช้เวลา 1,572 วัน โคจรรอบดวงอาทิตย์ ด้วยความเร็วราว
17.98 กิโลเมตร/วินาที หมุนรอบตัวเองเพียง 17 วันในลักษณะหมุนติ้ว 360 องศา
มีอุณหภูมิ -150 °C พื้นผิวมีแอ่งหลุมจากการชนปะทะ ขนาด 20 กิโลเมตรเด่นชัด

ขณะนี้ระยะทางการสำรวจของเรา ยังไม่ได้ไปไกลจากโลกมากแต่สภาพอุณหภูมิ
บนดาวเคราะห์น้อย เริ่มติดลบแล้ว แต่ละดวงไม่มีอากาศหายใจเลยพื้นผิวบางดวง
อาจพบน้ำ ซึ่งเกิดจากเศษซาก น้ำแข็งของดาวหางที่พุ่งผ่านไปตกลงมา เก็บสะสม
ไว้ตามแอ่งหลุมนั้นเอง

จำนวนสำรวจพบ ดาวเคราะห์น้อยใหม่ๆ เดือนละ 5,000 วัตถุ ในขณะนี้ข้อมูลเมื่อ
3 มีนาคม 2007 บันทึกไว้แล้ว 368,650 รายการ โดย 152,554 วัตถุ ทราบถึง
วงโคจร ได้จัดเก็บข้อมูลชื่อ อย่างเป็นทางการ

จำนวน 13,722 วัตถุ ถูกตั้งชื่อไว้แล้ว รายละเอียด อื่นๆต้องใช้เวลาติดตามและ
บันทึกข้อมูลต่อไปอีกยาวนาน เพราะต้องคอยเฝ้าวงโคจร

ดาวเคราะห์น้อยในระบบสุริยะ ที่มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 1 กิโลเมตร มีจำนวนประมาณ
1.1-1.9 ล้านวัตถุ ขนาดใหญ่ที่สุดคือ Ceres เส้นผ่าศูนย์กลาง 975-909 กิโลเมตร
โคจรอยู่ชั้นในของระบบสุริยะ ส่วน Pallas และ Vesta ทั้งสองมีขนาดประมาณ
500 กิโลเมตร

การตรวจสอบดาวเคราะห์น้อย มีหลักเกณฑ์คือ ลักษณะค่าของสี (Colour)
ค่าการสะท้อนของแสง (Albedo) และการแยกเงาสีของวัตถุ (Spectral shape)
โดยนำข้อมูลดังกล่าว มาร่วมหาองค์ประกอบเป็น ค่าวัตถุดิบของพื้นผิว

แวะทางผ่านดินแดน Kuiper betl ก่อน

ก่อนสำรวจ Kuiper betl ต้องแวะสำรวจวงแหวน ดาวเสาร์ ก่อน เพราะมีข้อสงสัย
มานานแล้วว่า วงแหวนก้อนน้ำแข็งของดาวเสาร์ จำนวนมากเกิดจากดาวเสาร์เอง
หรือกำเนิดมาจาก Kuiper betl ซึ่งขณะนี้ การสืบค้นยังไม่ยุติ

ความเห็นใหม่ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าเมื่อ 100 ล้านปีที่แล้ว ดาวหาง ขนาดใหญ่
พุ่งเข้ามาจาก Kuiper betl ชนปะทะกับดวงจันทร์ ของดาวเสาร์แตกละเอียด

การตรวจสอบด้วยยานสำรวจระยะใกล้ เชื่อว่า น้ำแข็งไม่ได้เกิดพร้อมๆกับระบบ
สุริยะที่มีอายุ 4-5 พันล้านปีแน่

D - Ring 8,500 กม. C - Ring 17,500 กม. B - Ring 22,500 กม.
Cassini Division Ring 4,700 กม.(ช่องว่างระหว่าง A และ ฺB)
A - Ring 14,600 กม. F - Ring 30 - 500 กม. G - Ring 8,000 กม.
E – Ring 300,000 กม.(G และ E อยู่ถัดออกมาจาก F)

วงโคจรแต่ละวงแหวน เป็นอิสระซึ่งกันและกัน จึงมีความถี่ต่อการเกิดการชนกัน

เชื่อว่าอดีตดาวเสาร์ มีวงแหวนที่ดำสกปรก ด้วยอนุภาคฝุ่นอวกาศ (Meteoric dust) สะสมมานาน จากการพบฟองอากาศฝังตัวในก้อนน้ำแข็ง และก้อนหิน (Churning
mass of ice and rock) จำนวนมากบริเวณวงแหวน

แต่หากมองในขณะนี้กลับพบว่า วงแหวนปัจจุบันมีความใสสว่าง เพราะมีวงจรการ
เปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นใหม่ แบบหมุนเวียน (Continually being recycled) และมีการ
ขยายขนาดวงแหวนออก ทำให้วงแหวนที่ดำสกปรก จืดจางลงจากเดิมได้

ปัจจัยสำคัญ ทั้งหมดด้วยอิทธิพล พลังงานแสงของดาว (Stellar) ขนาดเล็ก (30
หลาจนถึงขนาด 6 ไมล์) จำนวน 13 ดวง บริเวณ F ring (วงแหวน F ส่วนนอกของ
ดาวเสาร์) ส่งพลังงานผ่านเข้ามาที่ขอบวงแหวน

นับจากนี้อาจประมาณอีกหลายพันปี หากพลังงานแสงของ Stella หมดลง วงแหวน
ของดาวเสาร์อาจจะไม่มีสภาพ แบบที่เราคาดคิดเกิดขึ้น จะไม่เหมือนเช่นที่เเห็นใน
วันนี้