ภารกิจ Juno เผยดาวพฤหัสบดีแบนกว่าที่คิด เปิดข้อมูลใหม่โครงสร้างภายในดาวเคราะห์แก๊สยักษ์
ยานสำรวจอวกาศ Juno ขององค์การ NASA ได้เปิดเผยข้อมูลใหม่เกี่ยวกับดาวพฤหัสบดี ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ การวิเคราะห์ข้อมูลล่าสุดแสดงให้เห็นว่า ดาวพฤหัสบดีมีรูปร่าง “แบน” มากกว่าที่นักดาราศาสตร์เคยคำนวณไว้ก่อนหน้านี้ และยังให้รายละเอียดใหม่เกี่ยวกับโครงสร้างภายในของดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ดวงนี้
แม้การเปลี่ยนแปลงของตัวเลขจะดูเล็กน้อยในเชิงระยะทาง แต่ข้อมูลที่แม่นยำมากขึ้นจากยาน Juno ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างแบบจำลองโครงสร้างภายในของดาวพฤหัสบดีได้ดีขึ้น และทำให้เราเข้าใจวิวัฒนาการของดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ในระบบสุริยะได้อย่างลึกซึ้งกว่าเดิม
ดาวพฤหัสบดีแบนกว่าที่เคยคิด
ข้อมูลจากการสังเกตการณ์ของยาน Juno ระบุว่าดาวพฤหัสบดีมีขนาดที่แตกต่างจากค่าที่ใช้ในตำราดาราศาสตร์มานานหลายทศวรรษ นักวิทยาศาสตร์พบว่าบริเวณเส้นศูนย์สูตรของดาวเคราะห์มีขนาดเล็กลงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับค่าที่เคยคำนวณไว้ และบริเวณขั้วเหนือ–ใต้ของดาวก็มีความแบนมากขึ้น
ปรากฏการณ์นี้เกิดจากการหมุนรอบตัวเองอย่างรวดเร็วของดาวพฤหัสบดี ซึ่งใช้เวลาเพียงประมาณ 10 ชั่วโมงต่อการหมุนหนึ่งรอบ ความเร็วในการหมุนทำให้แรงเหวี่ยงดันมวลก๊าซออกไปทางเส้นศูนย์สูตร ส่งผลให้ดาวเคราะห์มีรูปร่างโป่งบริเวณกลางและแบนบริเวณขั้ว
การวัดค่าล่าสุดแสดงให้เห็นว่าความแตกต่างระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางบริเวณเส้นศูนย์สูตรและบริเวณขั้วของดาวพฤหัสบดีมีมากกว่าที่เคยคำนวณไว้ ทำให้ดาวพฤหัสบดีมีลักษณะคล้ายทรงรีหรือทรงกลมที่ถูกบีบเล็กน้อย
เทคนิคการวัดด้วยสัญญาณวิทยุ
การค้นพบครั้งนี้เกิดจากการวิเคราะห์สัญญาณวิทยุที่ยาน Juno ส่งกลับมายังโลก ขณะที่ยานเคลื่อนที่ผ่านด้านหลังของดาวพฤหัสบดีจากมุมมองของโลก สัญญาณเหล่านี้ต้องเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ก่อนที่จะมาถึงสถานีรับสัญญาณบนโลก
เมื่อสัญญาณผ่านชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นของดาวพฤหัสบดี ความหนาแน่น อุณหภูมิ และองค์ประกอบของก๊าซจะทำให้สัญญาณเกิดการเบี่ยงเบน นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้การเปลี่ยนแปลงของสัญญาณเหล่านี้เพื่อคำนวณโครงสร้างบรรยากาศและรูปร่างของดาวเคราะห์ได้อย่างแม่นยำ
เทคนิคนี้ช่วยให้สามารถ “มองทะลุ” ผ่านเมฆหนาและพายุขนาดมหึมาของดาวพฤหัสบดี ซึ่งเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการศึกษาดาวเคราะห์ดวงนี้มาเป็นเวลานาน
เปิดเผยโครงสร้างภายในของดาวเคราะห์ยักษ์
ข้อมูลใหม่จาก Juno ยังช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจโครงสร้างภายในของดาวพฤหัสบดีได้ดีขึ้น ดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ดวงนี้ประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นหลัก แต่ภายในลึกลงไปอาจมีองค์ประกอบที่หนักกว่า เช่น น้ำ แอมโมเนีย และสารประกอบอื่น ๆ
การวัดรูปร่างของดาวพฤหัสบดีอย่างแม่นยำช่วยให้สามารถคำนวณการกระจายตัวของมวลภายในดาวเคราะห์ได้ดีขึ้น ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจว่าดาวเคราะห์ยักษ์ก่อตัวขึ้นได้อย่างไรในช่วงแรกของระบบสุริยะ
นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าดาวพฤหัสบดีมีบทบาทสำคัญในการกำหนดโครงสร้างของระบบสุริยะในช่วงแรกของการก่อตัว เนื่องจากแรงโน้มถ่วงขนาดมหาศาลของมันสามารถส่งผลต่อวงโคจรของดาวเคราะห์ดวงอื่น รวมถึงการกระจายตัวของวัตถุในแถบดาวเคราะห์น้อย
เหตุใดการค้นพบนี้จึงสำคัญ
แม้การเปลี่ยนแปลงของขนาดดาวพฤหัสบดีจะมีเพียงไม่กี่กิโลเมตร แต่สำหรับนักดาราศาสตร์แล้วข้อมูลดังกล่าวมีความสำคัญอย่างยิ่ง เพราะค่ารัศมีและรูปร่างของดาวเคราะห์ถูกใช้เป็นพื้นฐานในการสร้างแบบจำลองทางฟิสิกส์ของดาวเคราะห์
เมื่อแบบจำลองเหล่านี้มีความแม่นยำมากขึ้น นักวิทยาศาสตร์ก็สามารถใช้มันเพื่อศึกษาดาวเคราะห์แก๊สยักษ์อื่น ๆ ทั้งในระบบสุริยะและในระบบดาวอื่น ๆ ได้ดียิ่งขึ้น รวมถึงช่วยให้เข้าใจว่าดาวเคราะห์ประเภทเดียวกับดาวพฤหัสบดีอาจมีบทบาทอย่างไรต่อการก่อตัวของระบบดาวและดาวเคราะห์ที่เอื้อต่อชีวิต
บทบาทของภารกิจ Juno
ยาน Juno ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศในปี 2011 และเข้าสู่วงโคจรรอบดาวพฤหัสบดีในปี 2016 นับตั้งแต่นั้นมา ยานได้ส่งข้อมูลจำนวนมหาศาลเกี่ยวกับสนามแม่เหล็ก บรรยากาศ และโครงสร้างภายในของดาวเคราะห์ดวงนี้กลับมายังโลก
ภารกิจดังกล่าวช่วยเปิดเผยข้อมูลใหม่เกี่ยวกับพายุขนาดมหึมา แสงออโรราที่ขั้วดาว และโครงสร้างลึกภายในดาวพฤหัสบดี ซึ่งก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาได้เพียงจากการสังเกตผ่านกล้องโทรทรรศน์หรือภารกิจสำรวจในช่วงสั้น ๆ เท่านั้น
ข้อมูลล่าสุดเกี่ยวกับขนาดและรูปร่างของดาวพฤหัสบดีจึงถือเป็นอีกหนึ่งความสำเร็จของภารกิจ Juno ที่ช่วยขยายความเข้าใจของมนุษยชาติเกี่ยวกับดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ