ดาวพฤหัส และดวงจันทร์ Europa

ดวงจันทร์ Europa มหาสมุทรโคลนน้ำแข็ง ลึกหนาทึบ

Io มีวงโคจรใกล้ดาวพฤหัสที่สุด อันดับถัดออกมาคือ ดวงจันทร์ Europa หาก
เดินสัมผัสพื้นผิวจะรู้สึกว่ามีความแข็งมากกว่า Io ตลอดบริเวณที่เป็นน้ำแข็ง บาง
ส่วนเป็นโคลนน้ำแข็ง (Slushy water froze) และโคลนเหลว มีความหนาวเย็จัด

โดยรวมแล้วถูกปกคลุมด้วยน้ำแข็ง พบรอยแตก เป็นแนวร่องคลื่นมากมายบนพื้น
ของ Europa ด้วยสาเหตุแรงดึงดูด จากดาวพฤหัส สะสมรอยแตกที่ละน้อยและที่
ละน้อย เหมือนคล้ายกระจกร้าว จนกลายเป็นรอยใหญ่ขึ้นตามลำดับ

หลุมร่องรอยชนปะทะจากอุกกาบาต พบว่าไม่เกิน 10 ล้านปี แต่ทางธรณีวิทยา
ของ Europa แต่เหตุใดจึงมีการเปลี่ยนแปลงที่เก่าแก่กว่า จากบนพื้นผิวของกรณี
ดังกล่าวที่แตกแยกออกอย่างมากมาย

ในข้อพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์ มีความสงสัยว่า น้ำ จะเป็นตัวการ ด้วยเหตุผลการ
เปลี่ยนแปลงดังกล่าว เพราะลักษณะโครงสร้าง Europa มีแกนเป็น Metallic core
หินเป็นชั้นถัดมา ด้านบนพื้นผิวเป็นของเหลว (Liquid water) สามารถทำให้เกิด
น้ำแข็งหนา 100 กม. ชั้นบนสุดที่เราเห็นนั้น เป็นน้ำแข็งตันทึบหนาถึง 5-25 กม.

แต่ด้วยความร้อนจากแกน ส่งออกมาไม่เพียงพอถึงส่วนเปลือกชั้นบน คงได้รับ
พลังงาน ความร้อนจากดาวพฤหัส ในลักษณะ Tidal heating เท่านั้น (เหมือนน้ำ
ขึ้นน้ำลงเป็นจังหวะไม่ต้องเนื่องกัน) จึงเปลี่ยนแปลงเป็น น้ำเพียงบางส่วนที่ซ่อน
อยู่ในก้อนน้ำแข็ง

แต่หากองค์ประกอบ ของแหล่งนำความร้อนเพียงพอ เราอาจจะเห็นมหาสมุทร
ขนาดใหญ่บนดวงจันทร์ Europa เต็มไปหมดแทบจะไม่มีพื้นผิวแข็ง

ใต้ชั้นน้ำแข็งลึกลงไป 10 กิโลเมตร เชื่อว่ามีความอบอุ่นกว่าชั้นพื้นผิว

บางพื้นที่โขดน้ำแข็ง ที่แหลมคมบน ดวงจันทร์ Europa แสงที่เห็นระยะไกลมากคือ ดวงอาทิตย์

ความเป็นไปได้ในทางทฤษฏี เชื่อว่า ภายใต้ชั้นน้ำแข็งที่ลึกลงไปราว 10 กิโลเมตร
เป็นสภาพบรรยายกาศ อบอุ่นกว่า เป็นแหล่งที่เหมาะสมต่อการพัฒนาระบบชีวิตที่มี
ลักษณะเดียวกับ โลกครั้นดึกดำบรรพ์ ด้วยชีวิตกำเนิดครั้งแรกใต้มหาสุมทรบริเวณ
ปล่อง รอยแตก ของภูเขาไฟใต้ทะเล ที่อุดมสมบูรณ์ของแร่ธาตต่างๆุและความร้อน
หลังจากนั้น จึงพัฒนาขึ้นสู่บนบกในเวลาต่อมานานหลายล้านปี

การกำเนิดชีวิตครั้นแรกที่ผ่านมาของโลก มิได้เกิดบนพื้นผิว เหตุเพราะมีอันตราย
จากรังสี ดวงอาทิตย์ ที่ยังเข้มข้นมาก สำหรับดวงจันทร์ Europa มีผลกระทบจาก
รังสีเช่นกัน แต่จากอนุภาคอันตราย จากสนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสและดาวหาง
จากขอบสุริยะ ที่เฉียดเข้าใกล้ตลอดเวลา

พื้นผิวบางส่วน ของดวงจันทร์ ์ Europa มีความแข็งเป็นองค์ประกอบจาก Silicate rocks

ดาวพฤหัส และดวงจันทร์ Ganymede

ดวงจันทร์ Ganymede พื้นผิวโดยทั่วไปเป็นน้ำแข็ง

ดวงจันทร์ Ganymede ขนาดใหญ่ที่สุด ในระบบสุริยะ

King of the Moons ฉายาของ Ganymede ดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุด ในระบบสุริยะ
สภาพพื้นผิวเป็นน้ำแข็งเช่นเดียวกับ Europa แต่มีข้อแตกต่างกัน สองแบบคือ บริเวณสีมืดทึบ มีความหนาแน่นของพื้นผิวแสดงความเก่าแก่ มานานนับพันล้านปี

แต่บางแห่งบริเวณสีขาวสว่างเป็นหย่อมๆแสดงพลุ่งระเบิดออกมา ของเหลวที่เกิด
จากน้ำแข็ง โดยการพุ่งชนจากอุกกาบาต หรือเป็นลักษณะ การเกิดพื้นผิวใหม่ของ
Ganymede เอง

มีการถกเถียงเรื่องอายุภูมิประเทศเกิดใหม่ สาเหตุระหว่างของเหลวจากน้ำหรือ โคลนน้ำแข็งที่ถูกปกคลุมอันเนื่องจากการระเหยตัว โดยเฉพาะลักษณะเป็นแนว
สันมีซอกที่แตกของน้ำแข็งไปตามยาวบนพื้นผิว ว่าทำไมเกิดในเพียงบางจุด

เพราะหากของเหลวใต้พื้นผุดขึ้นมาได้ Ganymede ควรเกิดเป็นมหาสมุทรและน่า
จะต้องวัดค่าของสนามแม่เหล็กได้เช่นเดียวกับ Europa เหมือนกัน

ดวงจันทร์ Ganymede มีพื้นผิวสว่างเป็นหย่อมๆ

บริเวณส่วนที่แสงสว่างจัดมาก บนดวงจันทร์ Ganymede และร่องรอยหลุมอุกกาบาต

บริเวณส่วนที่มืดสลัว บนดวงจันทร์ Ganymede

อย่างไรก็ตาม ความร้อนที่ละลายน้ำแข็ง เหล่านั้นมาจากไหน ทั้งที่ Ganymede
มีระยะห่าง จากดาวพฤหัสมากกว่า Europa และ Io การได้รับพลังงานความร้อน
Tidal heating (แบบน้ำขึ้น น้ำลง) จากดาวพฤหัส ไม่น่าจะเพียงพอ สิ่งที่น่าคิดนั้น
คือ ขนาดใหญ่มากของ Ganymede อาจมีร่องรอยของแหล่งสะสม รังสีพลังงาน
(Radioactive decay) เหลืออยู่บ้าง

เมื่อโคจรเข้าใกล้ดาวพฤหัส ได้รับความร้อน Tidal heating เพิ่มขึ้นจึงเกิดความ
เพียงพอต่อการหลอมละลายน้ำแข็ง ในบางพื้นที่ โดยเราสามารถประเมินได้ว่า
ถ้ามีความร้อนเป็นจำนวนมาก Ganymede สามารถเกิดมหาสมุทรกว้างใหญ่และ
ลึกกว่า Europa หลายเท่า

แม้ว่าเราจะศึกษาข้อมูลดวงจันทร์ Ganymede มานานนับร้อยปี แล้วก็ตามก็ยังไม่
มีข้อยุติด้านธรณีวิทยาชันเจนนัก คงต้องวิเคราะห์พยายามจะเข้าใจสิ่งต่างๆต่อไป

ดวงจันทร์ Callisto

ดวงจันทร์ Callisto มืดทึบพื้นยับย่น

ความแตกต่างมองเห็นด้วยการสำรวจภายนอก ดูพื้นผิวมีจุดสว่างเป็นหย่อมๆเป็น
ร่องรอยการชนปะทะของอุกกาบาตโดยรอบ โดยเฉพาะจุดสว่างใสนั้นคือหลุมของ
อุกกาบาตขนาดใหญ่ กระแทกพื้นผิวเปิดออกเห็นถึงผิวลึกภายในของ Callisto ซึ่ง
เป็นน้ำแข็ง ด้วยการเกิดแสงสะท้อนจากผงละอองน้ำแข็งทีปกคลุมอยู่

ถ้าลงไปสำรวจพื้นผิว Callisto แล้วเป็นเรื่องที่จะยุ่งยากลำบาก ต่อการมองเพราะ
เหนือพื้นผิวจะมีผงฝุ่น ทำให้บรรยากาศมืดทึบ เมื่อขึ้นไปอยู่บนแนวสันเขาหรือที่สูง
กลับมีความสว่างกว่า สาเหตุเกิดจากผงฝุ่นถูกพัดพาล่องลอยมา รวมตัวกับก๊าซใน
น้ำแข็ง ผงฝุ่นเหล่ามีสีดำทึบ ชนิดเดียวกับ Nucleus ของดาวหาง

ผงฝุ่นหมอก เป็นสาเหตุความมืดทึบ บนพื้นผิวของ ดวงจันทร์ Callisto

ตามแนวสันเขาบนดวงจันทร์ Callisto มีความสว่างกว่า

แม้ว่า Callisto เป็นดวงจันทร์ขนาดใหญ่เป็นลำดับที่สาม ในระบบสุริยะก็ตามแต่ไม่
มีภูเขาไฟหรือร่องรอยการเปลี่ยนแปลงพื้นผิวที่เกิดจาก ภูเขาไฟ โดยไม่พบรูปแบบ
สัญญานความร้อนใดๆ

ให้เราต้องวิเคราะห์ว่า Callisto มีรูปแบบโครงสร้าง เป็นก้อนหินหนาทึบถูกปกคลุม
ด้วยน้ำแข็ง ด้วยไม่มีความร้อนจากภายในแกนกลาง นอกจากนั้นยังไม่ได้รับพลัง
งานความร้อน แบบ Tidal heating จากดาวพฤหัส เพราะ Callisto ไม่มีคลื่นความถี่
ตอบสนอง กรณีดังกล่าวเหมือน Io, Europa, Ganymede

อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถเจาะจงลงไปได้ชัด ว่ามีร่องรอยแหล่งสะสมรังสีพลังงาน
(Radioactive decay) อยู่ภายใน Callisto เหลือเพียงพอหรือไม่

ปัจจุบัน หากมีแหล่งความร้อนครบถ้วนและสนามแม่เหล็กแล้ว มีความเป็นไปได้ที่
สามารถเกิดมหาสมุทรลึกกว้างใหญ่กว่าโลกบน Callisto ได้

คงยังเป็นข้อสรุป ที่ไม่ชัดเจนว่าระบบภายในของดวงจันทร์ Callisto มีผลทำให้เกิด
อะไรได้อีกหรือไม่ อย่างน้อยขณะนี้ ทราบแน่ชัดว่าเป็นดวงจันทร์ น้ำแข็งอีกดวง
หนึ่งของดาวพฤหัส

โครงสร้างเป็นก้อนหินหนาทึบ ถูกปกคลุมด้วยน้ำแข็งของดวงจันทร์ Callisto

ข้อบ่งชี้ อายุดวงจันทร์น้ำแข็งของดาวพฤหัส

อุกกาบาตทั่วไปทั้งหมด ที่มีตัวอย่างอายุกำเนิด มากกว่า 3.8 พันล้านปีทั้งสิ้น ส่วน ดาวหาง มีอายุกำเนิดกว่า 4 พันล้านปี

เชื่อว่าดวงจันทร์ทั้งสามเกิดพร้อมระบบสุริยะ จากการวิเคราะห์ ลักษณะพื้นผิวทาง
ธรณีวิทยา (โดยไม่มีตัวอย่างหิน) Ganymede และ Callisto คาดว่ามีอายุเก่าแก่ 4 พันล้านปี โดยได้หมดสภาพพลังงานไปแล้ว

ส่วน Europa อาจมีอายุแตกต่าง น้อยกว่าราว 100 -1,000 ล้านปี เหตุยังมีระบบ
การเปลี่ยนด้านธรณีในชั้นล่างอยู่

พื้นผิวดวงจันทร์น้ำแข็ง Europa

พื้นผิวดวงจันทร์น้ำแข็ง Ganymede

พื้นผิวดวงจันทร์น้ำแข็ง Callisto

ภาพรวมดวงจันทร์ขนาดเล็ก

ดาวพฤหัสมีดวงจันทร์ หรือดาวบริวารขนาดเล็ก (Small satellites) รวมจำนวนถึง
63 ดวง มีความเป็นไปได้อาจจะสำรวจพบเพิ่มขึ้นอีกในอนาคต

ดวงจันทร์ Metis ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 40 กิโลเมตร โคจรห่างจากดาวพฤหัส 128,000กิโลเมตร และดวงจันทร์ Adrastea ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 20 กิโลเมตร
โคจรห่างจากดาวพฤหัส 129,000 กิโลเมตร ทั้งสองดวงขนาดเล็ก โดยมีวงโคจร
ใกล้ดาวพฤหัสที่สุด

ดวงจันทร์ Amalthea ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 189 กิโลเมตรโคจรห่างจากดาว
พฤหัส 181,300 กิโลเมตร สำรวจพบว่ามีสีแดงคล้ำ

ดวงจันทร์ Thebe ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 100 กิโลเมตร โคจรห่างจากดาวพฤหัส
222,000 กิโลเมตร

ดวงจันทร์ Themisto ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 8 กิโลเมตร โคจรห่างจากดาวพฤหัส
45,972,400 กิโลเมตร

ข้อเท็จจริง ร่องรอยชนปะทะ มีสาเหตุมากมายหลายประการที่พบบนพื้นผิวของ
ดวงจันทร์แต่ละดวง เช่น สีแดงเกิดจากผลการระเบิดของภูเขาไฟ เนื่องจากดวง
จันทร์ Io มีวงโคจรอยู่บริเวณชั้นใน (Inner) โดยดวงจันทร์ Amalthea อยู่ระหว่าง
กลางของดาวพฤหัสและดวงจันทร์ Io

ขณะภูเขาไฟบนดวงจันทร์ Io มีปฏิกิริยาระเบิดขึ้น แรงดึงดูดจากดาวพฤหัสกระทำ
ให้ชิ้นส่วนที่ระเบิด ถูกลากดึงเข้าสู่ดาวพฤหัสได้ ทำให้มีโอกาสพุ่งชนดวงจันทร์
เล็กๆที่อยู่ระหว่างช่องว่างของวงโคจรเหมือนเป็นเป้ากระสุน

Adrastea moon มีสีแดงคล้ำจากปฎิกิริยาทางเคมี จากดาวพฤหัสเนื่องจากอยู่ใกล้มาก

ดวงจันทร์ Thebe และ ดวงจันทร์ Metis

พื้นผิวดวงจันทร์ Themisto ขนาดเล็กมากเพียง 4 กิโลเมตร