Kuiper betl ขอบชายแดนด้านในระบบสุริยะ

เมื่อผ่านเข้าสู่บริเวณเขต Kuiper betl เริ่มเห็น Ice dwarfs หนาตาขึ้นการเดินทาง
ยิ่งลึกเข้าไปยิ่งเห็นแสงในอวกาศน้อยลง เห็นได้นานๆครั้ง เมื่อเข้าใกล้กับดาว
เคราะห์น้อยบางดวง หรือดวงจันทร์ในแถบนั้น ก็จะเห็นเพียงแสงสะท้อนจากวัตถุ
นั้นๆุ และเห็นขาดดวงอาทิตย์เล็กลงไปตามลำดับ

หากคิดระยะทางของ Kuiper betl มีขนาดกว้างเพียง 30 A.U.สมมุติว่าเดินทาง
ด้วยยานสำรวจที่มีความเร็ว 30,000 กิโลเมตร/ชั่วโมง ต้องใช้เวลาเดินทางทั้งสิ้น 150,000 ชั่วโมง หรือ 6,000 ปี จากขอบ ด้านหนึ่งไปสู่ขอบอีกด้านหนึ่ง

บริเวณนี้เปรียบเสมือนชายแดนระบบสุริยะ (Final frontier) รูปทรง Kuiper betl
ทั้งหมดคล้ายแผ่นแบนโดยรอบกลม แน่นนอนว่ามากมาย ไปด้วยของเศษซาก
น้ำแข็ง ตลอดความกว้าง 4.5 - 7.5 พันล้านกิโลเมตร

ลักษณะแผ่นจาน ของ Kuiper betl เรียกว่า Broadly planer zone

มาทำความรู้จักกับ วัตถุ Kuiper betl ว่ามีรายละเอียดเป็นเช่นไร
(Kuiper Belt อ่านว่า Ki-Per ส่วน KBOs คืิอคำย่อของ Kuiper Belt Objects)

Classifying Kuiper Belt Objects

บริเวณ Kuiper Belt มีความหลากลายของประเภทวัตถุ ไม่ใช่เพียงแต่พิจารณา
ด้วยวงโคจรหรือด้วยตำแหน่งเท่านั้น ทางวิทยาศาสตร์มีข้อกำหนด วัตถุขนาดเล็ก
เป็นหลักไว้ดังนี้

1. Cold Classical KBOs
คือ ประเภทวัตถุ Kuiper Belt ที่มีตำแหน่ง ภายในขอบเขตความกว้าง 6 A.U.โดย
มีระยะห่างจาก ดวงอาทิตย์ 42 - 48 A.U. มีขนาดเล็ก สีน้ำตาลคล้ำมากกว่า วัตถุ
Kuiper Belt ในประเภทอื่น มีวงโคจรที่ไม่เสถียรไม่แน่นอนตลอดเวลา

(คำว่า Cold ในที่นี้ไม่ได้หมายความ ถึงอุณหภูมิ แต่หมายถึงความไม่เสถียรของ
วงโคจรของวัตถุนั้นๆ)

2. Hot Classical KBOs
คือ ประเภทวัตถุ Kuiper Belt ที่มีวงโคจรแบบยุ่งเหยิง เกะกะ วุ่นวาย โดยมักมี
ตำแหน่งอยู่ระยะห่างจาก ดวงอาทิตย์ใกล้เคียง กลุ่ม Cold Classical KBOs
แต่จะมีขนาดใหญ่ มีสีสันดูอมเทากว่า กลุ่ม Cold Classical KBOs

(คำว่า Hot ในที่นี้ไม่ได้หมายความ ถึงอุณหภูมิ แต่หมายถึงมีวงโคจรแบบยุ่งเหยิง
เกะกะวุ่นวาย ของวัตถุนั้นๆ)

3. Resonant KBOs
คือ ประเภทวัตถุ Kuiper Belt ที่อยู่ภายใต้อิทธิพลและโคจรอยู่ใกล้ ดาว Neptune หรือโคจรรอบดาวเคราะห์อื่นๆ ในจำนวนทั้งหมด ของวัตถุประเภทนี้

สัดส่วนทุกๆ 3 วัตถุที่โคจรรอบดาว Neptune มีจำนวน 2 วัตถุโคจรรอบดาว Pluto ด้วย กลุ่มนี้จึงเรียกว่า Plutinos หรือ Little Plutos และทุกๆ 2 วัตถุ ที่โคจรรอบ
ดาว Neptune จะมี 1 วัตถุที่มีวงโคจร รอบดวงอาทิตย์ด้วย

4. Scattered KBOs
คือประเภทวัตถุ Kuiper Belt ที่อยู่อย่างกระจัดกระจาย ใกล้วงโคจรดาว Neptune มาก โดยรูปแบบการโคจรมีลักษณะน่าเวียนหัว บ้าคลั่งด้วยอิทธิพลแรงดึงดูดเป็น
จังหวะประหลาดจาก ดาว Neptune

เช่น บางครั้งห่าง ดวงอาทิตย์นับ 1,000 A.U.บางครั้งก็โคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์
มากกว่า ดาว Neptune บางครั้งโคจรใกล้กับ ดาว Neptune มากกว่าดวงอาทิตย์

5. Sedna
วัตถุ Kuiper Belt เป็นกลุ่มใหม่ยังไม่มี ข้อสรุปอย่างเป็นทางการขณะนี้ แต่มีเงื่อน
ไขเป็นวัตถุมาจาก Kuiper Belt ทั้งหมด มีตำแหน่งวงโคจรห่างจากดวงอาทิตย์
มากกว่า 1,000 A.U. เข้ามาโคจรใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด 76 A.U. ระยะเวลา
โคจรรอบดวงอาทิตย์ถึง 12,000 ปี มีขนาดเล็กครึ่งหนึ่ง ของดาว Pluto ถือว่าเป็น
ประเภทที่มีขนาดใหญของกลุ่มนี้่ และหาพบยากมากเนื่องจากมืด

คราวนี้จะสำรวจ วัตถุในกลุ่ม Kuiper Belt เชื่อว่ามีจำนวนมากกว่า 70,000 ดวง
(ที่มีขนาดใหญ่กว่า 100 กิโลเมตร) ส่วนประกอบหลักเป็นน้ำแข็ง แบบ Volatiles
(ระเหยเป็นไอ) มีก๊าซ Methane และ ก๊าซ Ammonia มีวงโคจรยาวไกลมาก
นับร้อยปี

ดาว Pluto และดวงจันทร์ Charon

ดาวเคราะห์น้ำแข็ง Pluto อาจมีต้นกำเนิดมาจาก Kuiper betl มีขนาดใหญ่ที่สุด
องค์ประกอบหลักส่วนใหญ่ เป็นหินน้ำแข็ง มีระยะห่างจากดวงอาทิตย์ 39.5 A.U.
อุณหภูมิ -382 องศา C มีความหนาวเย็นจัดจนแข็ง

สมมุติว่าถ้าเราลาพักหนาวบน ดาว Pluto เพียง 2 วัน จะเท่ากับโลก 13 วัน เพราะ
6.39 วันของดาว Pluto เท่ากับโลก 1 วัน และ 1 ปีจะเท่ากับ โลกเรา 248 ปี

แม้แต่ในเวลากลางวันบนดาว Pluto เหมือนเวลาพลบค่ำบน โลกทั้งนี้เนื่องอยู่ไกล จากดวงอาทิตย์มาก แสงจึงส่องไปถึงน้อย

วงโคจร ของดาว Pluto มีลักษณะมีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ แบบ
ลูกเบี้ยว (Eccentric) ซึ่งไม่กลม และเอียงเทลาด (Inclined) 17 องศา

ดวงจันทร์ Charon มีลักษณะพิเศษของจังหวะการโคจรเกาะกัน (Locked) ด้วยจุดแรงดึงดูด
สมมาตร กับดาว Plutoไปด้วยกันแบบพร้อมเพรียง เราสงสัยว่าเป็นลักษณะ Binary Planet
(ดาวเคราะห์คู่) คล้ายกับ Binary stars (ดาวคู่) ซึ่งมีอยู่มากในจักรวาล ขณะนี้ยังไม่มีคำตอบ

ดาว Pluto และดวงจันทร์ Charon

สำรวจพบดวงจันทร์ ของดาว Pluto อีก 2 ดวง

ตลอดเวลามีข้อสงสัยเรื่อง จำนวนดวงจันทร์ของ ดาว Pluto ซึ่ง นอกเหนือจาก
ดวงจันทร์ Charon นั้นน่าจะมีอีก 2-3 ดวง หากว่า ดาว Pluto นั้นมีแหล่งกำเนิด
มาจาก กลุ่ม Kuiper betl

จนกระทั่งการสำรวจครั้งใหม่ เมื่อ ค.ศ. 2005 ได้พบดวงจันทร์ S/2005 P1 และ
S/2005 P2 ทั้งสองดวง มีระยะห่าง จากดาว Pluto ประมาณ 44,000 กิโลเมตร
(2-3 เท่าของดวงจันทร์ Charon) มีขนาดเล็กราว 64-200 กิโลเมตร

เอาจต้องแปลกใจว่า บนดาว Pluto แทบมองไม่เห็นร่องรอยชนปะทะของดาวหาง
ทั้งๆที่เป็นย่านชุมนุน ทางผ่านดาวหางเป็นจำนวนมาก ขณะนี้คงพอสันนิษฐานว่า
ด้วยขนาดของ ดาว Pluto เล็กมาก จึงรอดพ้นการพุ่งชนไปได้

หรืออาจมีเหตุผลอื่นๆ ที่ยังไม่เข้าใจก็ได้ เช่น ดาวหางมีองค์ประกอบเป็น น้ำแข็ง
ทำให้สามารถรักษาตำแหน่งวงโคจรในระยะห่างได้ ด้วยความสัมพันธ์แรงดึงดูดที่
น้อยกว่า ดาวเคราะห์น้อย ที่มีองค์ประกอบของหิน

เป็นภาพแรกที่ถ่ายระยะใกล้ที่สุดของดาว Pluto แสดงว่ามีพื้นผิวเป็นดาวเคราะห์ 85%
ภูมิประเทศแสดงถึงที่ราบลุ่มใหญ่ ลักษณะมีการปกคลุมด้วยน้ำแข็งขนาดใหญ่ มีวงจรฤดูกาล

สภาพพื้นของ ดาว Pluto สามารถเหยียบเดินได้แต่เต็มไปด้วยหินแข็ง เย็นเฉียบ
ปกคลุมด้วยน้ำแข็ง บางแห่งแสดงถึง การเกาะตัวของอนุภาคฝุ่นอวกาศที่สกปรก
นานนับล้านปี พื้นผิวของดาวทั้งดวงมีเพียง 16,650,000 ตารางกิโลเมตรเทียบได้
เท่ากับ 40% ของทวีปเอเชีย

ส่วนอากาศบนพื้นผิวของดาว Pluto มีก๊าซ Nitrogen และก๊าซ Oxygen ด้วยองค์
ประกอบจำนวนมากของ Organic โมเลกุล (Carbon-bearing) ซึ่งมีส่วนสนับสนุน
ให้เกิดน้ำและน้ำแข็ง อันเป็นวัตถุดิบสำคัญในการพัฒนาการชีวิต

หากไม่พบก๊าซ Hydrogen และ Helium เป็นจำนวนมาก มีหนทาง สภาพอากาศ
คล้ายโลกได้ โดยลักษณะสภาพอากาศอาจสามารถต่อต้าน ปฏิกิริยาเรือนกระจก
(Anti-greenhouse effect) จากระบบการเคลื่อนตัวโคจรที่ยังไม่สามารถอธิบาย
ได้ การตรวจสอบระยะไกลพบว่าดาว Pluto มีสภาพที่เย็นจัด มากกว่าดวงจันทร์ Charon

เหตุผลสำคัญที่มีความเย็นจัดถาวร เพราะพื้นผิวปกคลุมด้วยบรรยากาศที่หนาของ
ก๊าซ Nitrogen และปราศจากรังสี จากดวงอาทิตย์ (Solar radiation) คงรับเพียง
แต่แสงจากดวงอาทิตย์ (Sunlight) เป็นพลังงานใช้เปลี่ยนแปลงสถานะ Nitrogen
ice เป็นก๊าซความร้อน มีเฉพาะบนพื้นผิวบ้าง ทำให้เกิดของเหลวด้วยการละลาย

ระบบของ ดาว Pluto มีข้อแตกต่างกับดาวเคราะห์อื่นทั้ง 8 ดวง เช่น มีขนาดที่
เล็กมาก (เล็กกว่าโลก) มีวงโคจรรอบ ดวงอาทิตย์แบบลูกเบี้ยว (Eccentric)
ซึ่งไม่กลม ระยะใกล้ 30 A.U. และ ระยะห่างออกไป 50 A.U.ลักษณะเอียงเทลาด
(Inclined) 17องศานอกจากนั้นยังมีองค์ประกอบของหิน น้ำแข็ง มีความแตกต่าง
จากดาวเคราะห์อื่นทั้งสิ้น

มองจากภาพจริง ของดาว Pluto เมื่อเข้าใกล้จะเห็นด้านขั้วเหนือและขั้วใต้สีน้ำตาลอ่อน
คือ น้ำแข็งมีส่วนประกอบของก๊าซ Methane ทำให้น้ำแข็งเปลี่ยนสีส่วนสีน้ำตาลเข้มดำ
บริเวณเส้นศูนย์สูตร เข้าใจว่ามีผลกระทบจากปฏิกิริยาเคมีบางอย่างเกิดขึ้น

แผนการสำรวจ ดาว Pluto และวัตถุของ Kuiper Belt ของ NASA

ต้องยอมรับว่า หลายประเด็นเกี่ยวกับดาว Pluto และกลุ่มวัตถุที่ห่างใกล้ออกไป
นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เคยเห็นของจริง หรือภาพถ่ายที่ชัดเจน นอกจากการสำรวจ
ระยะไกลเท่านั้น จึงพบกับความเห็นที่โต้แย้งกันในหลายประเด็น

ดาว Pluto ควรจะจัดอยู่ในประเภทกลุ่มใด คงไม่เป็นสาระอะไรที่สำคัญนัก จะอยู่
กลุ่มใดแบบใด ก็เปลี่ยนแปลงได้อีกเช่นกัน หากพบกับข้อมูลใหม่อีกครั้ง

การสำรวจ ดาว Pluto ไม่ใช่เป็นเรื่องง่าย ด้วยระยะไกลมากและต้องเฝ้าคอยติด
ตามวงโคจร อีกนับร้อยปี จึงจะเป็นข้อมูลการสำรวจครบถ้วนได้ เพียง ไม่ใช่แต่
ภาพถ่ายอย่างเดียว อย่างน้อยในขณะนี้ ยานสำรวจ New Horizons ได้ออกเดิน
ทางเพื่อสืบข้อเท็จจริงแล้ว

เป้าหมายสำรวจ ในปี ค.ศ.2015