กระแสน้ำแข็ง หมอกควันให้เบาะแสธรณีวิทยาของดาวพลูโตมากขึ้น

คำใบ้ข้อมูล New Horizons ล่าสุดที่มหาสมุทรใต้ดินน้ำแข็งที่แปลกใหม่ไหลผ่านพื้นผิวดาวพลูโต และสีแดงของมันดูเหมือนจะมาจากหมอกควันบางๆ รายงานล่าสุดจากยานอวกาศ New Horizons เปิดเผย การค้นพบครั้งใหม่นี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ต้องดิ้นรนเพื่อสร้างเรื่องราวว่าสภาพอากาศและสภาพอากาศของดาวพลูโตทำงานอย่างไร

ภาพที่สวยงามของดาวเคราะห์แคระในเงาดำ เผยแพร่เมื่อวันที่ 24 กรกฎาคม เผยให้เห็นชั้นหมอกควันที่อยู่เหนือพื้นผิวดาวพลูโตอย่างน้อย 130 กิโลเมตร Michael Summers นักวิทยาศาสตร์จาก New Horizons แห่งมหาวิทยาลัย George Mason ในเมืองแฟร์แฟกซ์ รัฐเวอร์จิเนีย เปิดเผยว่า เร็วกว่าที่คาดการณ์ไว้ถึง 5 เท่า กล่าวในการแถลงข่าว ถึงกระนั้น ความดันพื้นผิวของดาวพลูโตก็ลดลงครึ่งหนึ่งในช่วงสองปีที่ผ่านมา บ่งบอกว่าบรรยากาศครึ่งหนึ่งของดาวพลูโตกลายเป็นน้ำแข็งและตกลงสู่พื้นผิวดาวแคระ

การได้เห็นหมอกควันแสดงให้เห็นว่าชั้นบรรยากาศของดาวพลูโตและพื้นผิวเชื่อมโยงกันอย่างไร 

Summers กล่าว ในบรรยากาศมีก๊าซมีเทน เมื่อแสงอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ทำปฏิกิริยากับมีเทนในบรรยากาศชั้นบน มันจะเปลี่ยนก๊าซให้เป็นก๊าซไฮโดรคาร์บอนที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น เอทิลีนและอะเซทิลีน ก๊าซเหล่านี้ตกสู่ชั้นบรรยากาศดาวพลูโตที่ต่ำกว่าและเย็นกว่า และควบแน่นเป็นอนุภาคน้ำแข็ง แสงแดดอัลตราไวโอเลตเปลี่ยนหมอกควันเหล่านี้เป็นไฮโดรคาร์บอนที่เรียกว่าทอลินซึ่งตกลงสู่พื้นและทำให้ดาวเคราะห์มืดลง “เราคิดว่านี่คือพื้นผิวของดาวพลูโตที่มีสีแดง” ซัมเมอร์สกล่าว

ด้วยข้อมูลล่าสุด นักวิจัยสามารถเชื่อมโยงสีที่พวกเขาเห็นกับองค์ประกอบของดาวเคราะห์แคระ Cathy Olkin รองนักวิทยาศาสตร์โครงการ New Horizons จากสถาบันวิจัยตะวันตกเฉียงใต้ในโบลเดอร์ เมืองโคโล อธิบาย ภาพที่ถ่ายขณะยานอวกาศเข้าใกล้ดาวพลูโตเผยให้เห็นรูปแบบแถบของจุดมืดและจุดสว่างที่บอกใบ้ถึงสภาพอากาศและรูปแบบตามฤดูกาล ซึ่งทีมยังคงไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ Olkin ตั้งข้อสังเกตว่ารูปแบบแถบดังกล่าวถูกขัดจังหวะโดยภูมิทัศน์รูปหัวใจที่สดใสของดาวพลูโตซึ่งมีเรื่องราวของตัวเองที่จะบอก

ภูมิประเทศนี้อยู่ในท้องของดาวเคราะห์แคระ นักวิทยาศาสตร์เรียกมันว่าหัวใจเต้นของดาวพลูโต อาจเป็นเพราะมันดูเหมือนจะเป็นอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่ที่ทำหน้าที่เป็นคลังเก็บสำหรับบรรยากาศและธรณีวิทยาทั้งหมดของดาวพลูโต วิลเลียม แมคคินนอน เจ้าหน้าที่ตรวจสอบเหรียญนิวฮอริซอนส์ที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันในเซนต์หลุยส์กล่าว จากภาพที่มีรายละเอียดมากขึ้นของบริเวณหัวใจนี้ นักวิทยาศาสตร์เผยแผ่คิดว่าหิมะไนโตรเจนอาจเคลื่อนจากบริเวณตะวันตกไปตะวันออกของภูมิประเทศ นอกจากนี้ยังมีหลักฐานของน้ำแข็งที่ไหลซึ่งดูเหมือนจะคืบคลานไปรอบ ๆ เกาะสูงที่ขอบหัวใจ

McKinnon กล่าวว่า “การได้เห็นกิจกรรมทางธรณีวิทยาเป็นความฝันที่เป็นจริง น้ำแข็งที่ไหลออกมาสนับสนุนแนวคิดที่ว่าดาวพลูโตอาจมีมหาสมุทรอยู่ลึกใต้ผิวน้ำ การวิเคราะห์ข้อมูล New Horizons เพิ่มเติมสามารถยืนยันการคาดการณ์นี้ได้ McKinnon กล่าว

ขณะนี้ทีมวิจัยมีข้อมูลเพียง 4 ถึง 5 เปอร์เซ็นต์

ที่ยานสำรวจนิวฮอริซอนส์รวบรวมไว้ในระหว่างการบินผ่านดาวพลูโต รูปภาพและข้อมูลเพิ่มเติมจะออกในอีกไม่กี่สัปดาห์ข้างหน้า “เริ่มต้นในเดือนกันยายน นั่นคือเวลาที่เดือยเปิดอีกครั้ง” อลัน สเติร์น หัวหน้าภารกิจของสถาบันวิจัยตะวันตกเฉียงใต้กล่าว ด้วยระดับความซับซ้อนที่เปิดเผยของดาวพลูโต บรรยากาศของมัน ระบบมหาสมุทรและดวงจันทร์ที่เป็นไปได้ จึงเป็นเรื่องยากที่จะไม่เรียกโลกนี้ว่าดาวเคราะห์ เขาตั้งข้อสังเกต

ซึ่งแตกต่างจากเคปเลอร์ซึ่งจ้องมองไปในทิศทางเดียวที่ 150,000 ดวง TESS จะใช้เวลาสองปีในการตรวจสอบดาว 200,000 ดวงทั่วท้องฟ้า เพื่อครอบคลุมพื้นที่มากนั้น TESS จะจ้องที่จุดหนึ่งเป็นเวลาประมาณ 27 วันก่อนย้ายไปยังแพทช์ใหม่ ไม่ใช่เรื่องดีสำหรับการค้นหาโลกฝาแฝดในวงโคจรตลอดทั้งปี แต่เป็นการดีสำหรับการค้นหาโลกในโซนที่เอื้ออาศัยได้ของคนแคระ M

จากผลลัพธ์ของ Kepler นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์Peter Sullivanจากนั้นที่ MIT และเพื่อนร่วมงานคำนวณในปี 2015 ว่าTESS ควรค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบประมาณ 1,700ดวง ในจำนวนนี้ มากกว่า 500 ดวงอาจมีขนาดน้อยกว่าโลกสองเท่า โดยในจำนวนนี้ประมาณ 50 ดวงจะอยู่ในเขตเอื้ออาศัยของดาวฤกษ์แม่ของพวกมัน แต่การเลือกลายเซ็นชีวภาพหรือลายเซ็นใดๆ จากบรรยากาศเหล่านั้นจะเป็นเรื่องยาก ค่าประมาณแตกต่างกันไป แต่เจมส์ เวบบ์จะใช้เวลาประมาณ 200 ชั่วโมงในการศึกษาซุปเปอร์เอิร์ธหนึ่งรอบดาวแคระ M ที่อยู่ใกล้ๆ และเวลาเหล่านั้นจะนับเฉพาะเมื่อดาวเคราะห์โคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์ของมันเท่านั้น

ขณะนี้มีการถกเถียงกันว่าการไล่ตามความฝันนั้นยากเพียงใด Knutson จาก Caltech กล่าว ด้วยความเร็วที่เฉื่อย เจมส์ เวบบ์อาจได้ดูซุปเปอร์เอิร์ธที่อาศัยอยู่ได้เพียงไม่กี่แห่ง นักดาราศาสตร์สามารถใช้เวลามหาศาลกับระบบหนึ่งหรือสองระบบที่อาจไม่ปรากฎออกมาด้วยซ้ำ หรือพวกเขาสามารถเน้นทรัพยากรกล้องโทรทรรศน์บนดาวเนปจูน ดาวพฤหัสบดี หรือซุปเปอร์เอิร์ธร้อน ซึ่งนักวิจัยสามารถรวบรวมข้อมูลอื่น ๆ มากมายเกี่ยวกับโลกที่หลากหลาย แม้ว่าเจมส์ เวบบ์อาจโชคดีและได้สอดแนมชีวประวัติบางส่วน แต่ความฝันที่จะค้นพบดาวเคราะห์ดวงอื่นเช่นโลกอาจต้องรออีกสองสามทศวรรษกว่าจะมีหอดูดาวขนาดใหญ่กว่าเข้ามา