×
412908

น้ำบนดวงจันทร์ การค้นพบครั้งใหม่ของกล้องโทรทรรศน์​ลอยฟ้าโซเฟีย หมุดหมายใหม่ในการสำรวจอวกาศ

โดย Mr.Vop
27.10.2020
  • LOADING...
น้ำบนดวงจันทร์ การค้นพบครั้งใหม่ของกล้องโทรทรรศน์​ลอยฟ้าโซเฟีย หมุดหมายใหม่ในการสำรวจอวกาศ

HIGHLIGHTS

3 Mins. Read
  • กล้องโทรทรรศน์​ลอยฟ้าโซเฟียยืนยันเป็นครั้งแรก​ว่าพบน้ำกระจายไปทั่วพื้นผิวของดวงจันทร์​ ไม่เว้นแม้แต่จุดที่แสงแดดส่องถึง
  • สิ่งที่กล้องโซเฟียพบคือโมเลกุล​ของน้ำ (H₂O)ในหลุมอุกกาบาต​ Clavius หนึ่งในหลุมอุกกาบาต​ขนาดใหญ่​ที่สุดด้านซีกใต้ของดวงจันทร์​ฝั่งที่มองเห็น​ได้จากโลก ใน​ระดับ​ความเข้มข้น​ 100-412 ส่วนในล้านส่วน หรือเทียบเท่ากับน้ำดื่มขวดเล็กขนาด 0.35 ลิตรในปริมาตร​ดิน 1 ลูกบาศก์​เมตร​ ซึ่งถือว่าน้อยมาก
  • การพบโมเลกุลน้ำที่มีอยู่ทั่วไปบนผิวดวงจันทร์นำไปสู่การตั้งหมุดหมายในการศึกษาด้านอื่นเพิ่มเติมอีกเป็นจำนวนมาก

กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรด​ในชั้น​บรรยากาศ​สตราโทสเฟียร์​ หรือกล้องโซเฟีย (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy: SOFIA) ยืนยันเป็นครั้งแรก​ว่าพบน้ำกระจายไปทั่วพื้นผิวของดวงจันทร์​ ไม่เว้นแม้แต่จุดที่แสงแดดส่องถึง

 

สิ่งที่กล้องโซเฟียพบคือโมเลกุล​ของน้ำ (H₂O)ในหลุมอุกกาบาต​ Clavius หนึ่งในหลุมอุกกาบาต​ขนาดใหญ่​ที่สุดด้านซีกใต้ของดวงจันทร์​ฝั่งที่มองเห็น​ได้จากโลก ใน​ระดับ​ความเข้มข้น​ 100-412 ส่วนในล้านส่วน หรือเทียบเท่ากับน้ำดื่มขวดเล็กขนาด 0.35 ลิตรในปริมาตร​ดิน 1 ลูกบาศก์​เมตร​ ซึ่งถือว่าน้อยมาก เพราะเมื่อนำไป​เทียบกับ​น้ำที่พบในทะเลทราย​ซาฮาราที่แสนแห้งแล้งก็ยังมากกว่านี้เป็น 100 เท่า

 

ทีมงานที่นำโดย คาเซย์ ฮอนนิบอล จากศูนย์การบินอวกาศ Goddard ของ NASA ในรัฐแมริแลนด์ อธิบายว่าสิ่งที่กล้องโซเฟียส่องพบนี้เป็นโมเลกุล​ของน้ำ (H₂O) ที่แทรกตัวอยู่ในก้อนฝุ่นดิน ไม่ใช่น้ำในรูปแบบน้ำแข็งหรือน้ำที่เป็นของเหลว การที่โมเลกุลของน้ำปรากฏในลักษณะ​นี้ทำให้มันสามารถคงอยู่ได้แทบทุกพื้นที่บนดวงจันทร์ แม้จะหันหาแสงอาทิตย์​ที่ร้อนแรงจนอุณหภูมิ​ขึ้นสูงนับร้อยองศาเซลเซียส ​หรือหันออกจากดวงอาทิตย์​จนอุณหภูมิ​ลดต่ำกว่า​ร้อยองศาเซลเซียส​ก็ตาม (ทุกด้านของดวงจันทร์จะหันหาดวงอาทิตย์เสมอ รอบละประมาณ 13.65 วันของโลก)​

 

อันที่จริงแล้วก่อนหน้านี้หลายปีก็เคยมีการค้นพบโมเลกุลไฮดรอกซิล (OH) กระจายอยู่ตามผิวดวงจันทร์​มาก่อน ทั้งจากผลสำรวจของยาน LRO ทั้งผลสำรวจของโครงการจันทรายาน-1 ของอินเดีย และจากยานสำรวจลำอื่น แต่ก็ยังไม่อาจแยกความแตกต่างของโมเลกุล​ไฮดรอกซิล (OH) และโมเลกุล​น้ำ (H₂O) ออกจากกันได้ จวบจนครั้งนี้ ด้วยคุณสมบัติ​พิเศษ​ของกล้องโทรทรรศน์​โซเฟียที่สามารถรับความยาวคลื่นเฉพาะของโมเลกุลของน้ำที่ 6.1 ไมครอน จึงถือเป็นครั้งแรกที่มียืนยันการพบ​โมเลกุล​น้ำ (H₂O) จริงแยกต่างหากจากโมเลกุล​ของไฮดรอกซิล (OH) บนผิวดวงจันทร์​

 

โมเลกุลน้ำที่พบนี้น่าจะมีที่มาจากการเข้าชนของดาวเคราะห์​น้อย​จำนวนมากหลังดวงจันทร์​เริ่มเย็นตัวลงหลังการก่อตัวขึ้นเมื่อหลายพันล้านปีก่อน อีกส่วนหนึ่งอาจเป็นโมเลกุลน้ำที่ติดมากับชิ้นส่วนของดาวหางดวงต่างๆ ที่ตกลงสู่ผิว​ดวงจันทร์​ตลอดช่วงเวลาที่ผ่านมา

 

อีกทางที่เป็นไปได้ของโมเลกุล​น้ำที่พบนี้คือกระบวนการสองขั้นตอนที่เกิดโดยที่ลมสุริยะของดวงอาทิตย์ส่งอนุภาค​ไฮโดรเจนสู่ผิวดวงจันทร์ ก่อให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีกับแร่ธาตุที่มีออกซิเจนในดิน เกิดเป็นสารประกอบ​ไฮดรอกซิล ในขณะเดียวกันด้วยอิทธิพล​จากการเข้าชนของสะเก็ด​ดาวขนาดเล็กก็สามารถเปลี่ยนไฮดรอกซิล OH นั้นให้เป็นน้ำ (H₂O) ได้

 

ในเวลาเดียวกัน​นี้ ทีมนักดาราศาสตร์​อีกทีมหนึ่งก็พบว่ามีเงามืดถาวรขนาดเล็กกระจายตัวอยู่ทั่วผิวดวงจันทร์ ​คำนวณพื้นที่​รวมได้ราว 40,000 ตารางกิโลเมตร​ เงามืดถาวรเหล่านี้อาจเป็นที่ฝังตัวของน้ำในรูปน้ำแข็งที่มีอายุนับพันล้านปี ถือเป็นแหล่งน้ำอีกแหล่งที่น่าสนใจ

 

น้ำที่พบทั่วไปบนผิวดวงจันทร์​นี้ส่งผลดีต่อโครงการอาทีมิส (โครงการนำมนุษย์​กลับสู่ดวงจันทร์​ในปี 2024 ของ NASA)​ จากที่เคยคิดกันว่าจะพบน้ำได้เฉพาะ​บริเวณก้นหลุมอุกกาบาต​ที่ขั้วใต้ของดวงจันทร์เท่านั้น มาบัดนี้การพบน้ำกระจายอยู่​ทั่วทุกที่จึงถือเป็นเรื่องที่ดี เพราะการลงจอดที่ขั้วใต้ของดวงจันทร์​อาจลำบากและสิ้นเปลืองกว่า แต่ก็แลกมากับแหล่งน้ำแข็งขนาดใหญ่กว่าที่ก้นหลุมอุกกาบาตที่อาจคุ้มค่ากว่าการต้องมาหาวิธีแปลงน้ำจำนวนน้อยที่กระจายเป็นวงกว้างมาใช้งาน แต่อย่างไรก็ตาม การพบโมเลกุลน้ำที่มีอยู่ทั่วไปบนผิว​ดวงจันทร์​ก็นำไปสู่การตั้งหมุดหมายในการศึกษา​ด้านอื่นเพิ่มเติมอีกเป็นจำนวนมาก

 

การพบโมเลกุล​น้ำของกล้องโซเฟียครั้งนี้เกิดขึ้นในเดือนสิงหาคม​ 2018 ระหว่างที่ทีมงานทดลองปรับกล้องโทรทรรศน์​ลอยฟ้าที่ปกติจะใช้ส่องหากาแล็กซี​ หลุมดำ และเทหวัตถุ​อื่นในระยะห่างไกล ให้หันมาลองส่องดวงจันทร์​ที่อยู่ใกล้และมีความสว่างสูง เมื่อเกิดมีการพบโมเลกุล​น้ำขึ้นมาดังนี้แล้ว ทีมงานก็วางแผนเตรียมส่งกล้องโซเฟียขึ้นสู่ฟากฟ้าอีกหลายครั้งเพื่อถ่ายภาพยืนยันในแง่มุมอื่นให้ได้ข้อมูล​ที่มากและชัดเจนยิ่งขึ้น รวมทั้งอาจจะมีการบรรจุเรื่องนี้เพิ่มเข้าไปในภารกิจของยานโรเวอร์​ ‘ไวเปอร์’ (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover: VIPER) ของ NASA เพื่อสร้างแผนที่แหล่งน้ำบนดวงจันทร์สำหรับการสำรวจอวกาศของมนุษย์ในอนาคต

 

พิสูจน์อักษร: ภาสิณี เพิ่มพันธุ์พงศ์

อ้างอิง:

FYI

หอดูดาวลอยฟ้า SOFIA คืออะไร

โซเฟีย คือชื่อของกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรด​ในชั้น​บรรยากาศ​สตราโทสเฟียร์​ (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy: SOFIA) กล้องดูดาวขนาด 2.5 เมตรที่ติดตั้งไว้บนเครื่องบิน​โบอิ้ง​ 747SP ผลงานร่วมของ NASA กับ German Aerospace Center (DLR) ​ของเยอรมนี​ ที่สามารถ​บินขึ้น​ฟ้าไปถ่ายภาพดาวที่ตำแหน่งใดๆ ก็ได้โดยไม่ถูกข้อจำกัดว่าต้องตั้งอยู่กับที่เหมือนกล้องดูดาวภาคพื้นดิน​ทั่วไป และกล้องโซเฟียนี้จะมีสภาพ​สมบูรณ์​พร้อมใช้งานอยู่เสมอ ​เนื่องจากจะมีการตรวจเช็กทุกครั้งที่เครื่องบิน​ลงจอด ไม่เหมือนกล้องโทรทรรศน์​อวกาศ​บนวงโคจร เช่น กล้องโทรทรรศน์​อวกาศ​ฮับเบิล ที่ยากต่อการซ่อมบำรุง รวมทั้งมีค่าใช้จ่ายสูงกว่า​มาก

 

ตัวกล้องโซเฟียนั้นประกอบไปด้วยเซนเซอร์รับภาพ CCD ที่รับภาพจากกระจกสะท้อนขนาด 2.5 เมตร และ Spectrometers สำหรับตรวจสอบธาตุองค์ประกอบจากการแยกคลื่นแสงที่ของดาวเดินทางมาถึง นอกจากนี้ยังมี High-resolution Airborne Wideband Camera-Plus (HAWC+) ที่ NASA พัฒนาขึ้นสำหรับการศึกษาสนามแม่เหล็กของวัตถุท้องฟ้าต่าง​ๆ

 

การบินบนชั้นบรรยากาศ​ระดับสตราโทสเฟียร์​ทำให้กล้องโซเฟียพ้นจากการปิดกั้นรบ​กวนของเมฆและหยาดน้ำฟ้า (ฝน หิมะ)​ จนสามารถจับภาพอินฟราเรดจากดวงดาวต่างๆ ได้ถึง 99% โซเฟียจึงถือเป็นอุปกรณ์​สำรวจอวกาศที่สำคัญ​และเป็นพระเอกในการพบน้ำบนดวงจันทร์​ครั้งนี้

  • LOADING...

READ MORE




Latest Stories