ดาวเคราะห์แคระ

ดาวเคราะห์แคระ

นอกเหนือไปจากดาวเคราะห์ทั้งหมด8 ดวงในระบบสุริยะ ยังมี “ดาวเคราะห์แคระ” อีกจำนวนหนึ่งที่มีคุณสมบัติไม่ถึงเกณฑ์ที่กำหนดให้วัตถุมีสถานะเป็นดาวเคราะห์ ตรงที่พวกดาวเคราะห์แคระมีมวลไม่มากพอ ที่ส่งผลให้เกิดความโน้มถ่วงที่คอยทำให้บริเวณวงโคจรของวัตถุนั้นปราศจากวัตถุอื่น

คำว่า “ดาวเคราะห์แคระ” มาจากข้อโต้แย้งในวงการดาราศาสตร์ว่า ดาวพลูโตควรจะคงสถานะดาวเคราะห์ไว้หรือไม่ หากมีการค้นพบวัตถุอื่นๆ (เช่น อีริส) ที่มีขนาดใกล้เคียงกับดาวพลูโต จนในปี ค.ศ. 2006  ได้มีการกำหนดนิยามของดาวเคราะห์อย่างเป็นทางการ ทำให้ดาวพลูโตถูกลดสถานะลงไปอยู่ในกลุ่ม “ดาวเคราะห์แคระ”

วัตถุที่จะถูกจัดสถานะให้เป็น “ดาวเคราะห์” ต้องมีคุณสมบัติ ดังนี้

-โคจรรอบดวงอาทิตย์

-มีมวลมากพอที่จะทำให้ความโน้มถ่วงส่งผลให้วัตถุนั้นมีรูปร่างใกล้เคียงทรงกลม

-บริเวณใกล้เคียงวงโคจรของวัตถุนั้น ไม่มีพวกดาวเคราะห์น้อยหรือวัตถุขนาดเล็กเข้าใกล้

ในปัจจุบัน มีวัตถุที่มีสถานะ “ดาวเคราะห์แคระ” อย่างเป็นทางการ 5 ดวง ได้แก่ ซีรีส (อยู่ในแถบดาวเคราะห์น้อย) พลูโต เฮาเมอา มาเคมาเค และอีริส

ตามข้อเท็จจริงแล้ว ยังมีวัตถุคล้ายๆกันโคจรรอบดวงอาทิตย์อยู่นอกวงโคจรดาวพลูโตอีกจำนวนหนึ่ง และเป็นไปได้ที่วัตถุเหล่านี้อาจได้รับการขึ้นสถานะเป็นดาวเคราะห์แคระเพิ่มเติมในอนาคต วัตถุเหล่านี้ส่วนใหญ่แล้วเรียกว่า “วัตถุในแถบไคเปอร์” (Kuiper Belt Objects: KBOs) ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ายังมีกลุ่มของวัตถุหินและน้ำแข็งที่เกาะกลุ่มกันหลวมๆ เป็นรูปเปลือกทรงกลม อยู่บริเวณรอบนอกของระบบสุริยะ เลยแถบไคเปอร์ออกไป เรียกว่า “เมฆออร์ต” (Oort cloud)

ดาวเคราะห์แคระและวัตถุอื่นที่อาจขึ้นสถานะเป็นดาวเคราะห์แคระได้ในอนาคต
Credit: Wikipedia

ตัวอย่างดาวเคราะห์แคระ

ซีรีส

ซีรีสเป็นดาวเคราะห์แคระที่มีวงโคจรอยู่ภายในแถบดาวเคราะห์น้อย (Asteroid belt)

ซีรีสมีองค์ประกอบหลักเป็นหินและน้ำแข็ง และมีมวลถึง 1 ใน 3 ของมวลรวมของวัตถุในแถบดาวเคราะห์น้อยทั้งหมด ซีรีสมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 930 กิโลเมตร หรือราว 1 ใน 4 ของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของดวงจันทร์

จูเซปเป ปีอัซซี (Giuseppe Piazzi)

นักดาราศาสตร์ชาวอิตาลีค้นพบซีรีสในปี ค.ศ.1801 ซึ่งซีรีสนับเป็นดาวเคราะห์แคระเพียงดวงเดียวที่อยู่ในระบบสุริยะชั้นใน และซีรีสใช้เวลา 4.6 ปีในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบรอบ

ยานดอว์น (Dawn) ขององค์การ NASA

ได้โคจรรอบซีรีสเพื่อสำรวจดาวดวงนี้ ตั้งแต่เดือนมีนาคม ค.ศ.2015 และยังคงส่งข้อมูลจำนวนมากกลับมายังโลก ค้นพบข้อมูลต่างๆของดาวเคราะห์แคระดวงนี้ อย่างเช่น ตัวดาวประกอบด้วยหินและน้ำแข็ง หรือภูเขาไฟน้ำแข็งบนพื้นผิวดาวที่อาจอยู่บนพื้นผิว

อีริส

ภาพวาดจินตนาการแสดงอีริสและดิสโนเมีย
Credit: NASA/JPL-Caltech

อีริสเป็นดาวเคราะห์แคระดวงหนึ่งในบริเวณรอบนอกของระบบสุริยะ

อีริสถูกตรวจพบครั้งแรกในปี ค.ศ.2005 อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 67 AU (67 เท่าของระยะห่างจากโลกถึงดวงอาทิตย์) อีริสยังเป็นดาวเคราะห์แคระที่มีมวลมากที่สุดเท่าที่นักวิทยาศาสตร์รู้จัก ด้วยความที่อีริสมีมวลมากกว่าดาวพลูโต ทำให้การค้นพบดาวดวงนี้ก่อให้เกิดข้อโต้แย้งกันในวงการนักดาราศาสตร์ว่าควรนับอีริสเป็น “ดาวเคราะห์” หรือไม่ การอภิปรายในหัวข้อนี้นำไปสู่การถอดสถานะ “ดาวเคราะห์” จากดาวพลูโต ในปี ค.ศ.2006

นักวิทยาศาสตร์คิดว่าอีริสเป็นวัตถุขนาดเล็กที่มีองค์ประกอบหลักเป็นหินและน้ำแข็ง มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2 ใน 3 ของดวงจันทร์ ซึ่งอีริสมีวงโคจรรูปวงรีที่รีมาก และเอียงจากระนาบวงโคจรโลกไปมาก เช่นเดียวกับดาวเคราะห์แคระดวงอื่นๆ (ยกเว้นซีรีส) โดยทำมุมเอียงถึง 44 องศา ขณะที่ใช้เวลา 558 ปีในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบรอบ

อีริสมีดวงจันทร์ที่ถูกค้นพบแล้ว 1 ดวงชื่อ “ดิสโนเมีย” (Dysnomia) ซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 150 กิโลเมตร โคจรรอบอีริสครบรอบทุก 15.8 วัน

เฮาเมอา

ภาพจินตนาการดาวเคราะห์แคระเฮาเมอาที่หมุนรอบตัวเองอย่างรวดเร็ว 
Credit: Stephanie Hoover

เฮาเมอาเป็นดาวเคราะห์แคระที่มีรูปร่างรียาวคล้ายลูกรักบี้ ถูกค้นพบในเดือนธันวาคม ค.ศ.2004

เฮาเมอาโคจรรอบดวงอาทิตย์ โดยมีระยะห่างเฉลี่ย 43.1 AU (อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากสุดที่ 34.7 AU และอยู่ห่างดวงอาทิตย์มากสุดที่ 51.5 AU) และใช้เวลาโคจรครบรอบนาน 283 ปี

มวลของเฮาเมอามีเพียง 1 ใน 3 ของมวลดาวพลูโต ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่เคยสังเกตการณ์เฮาเมอาอย่างใกล้ชิด นักดาราศาสตร์คิดว่าตัวดาวมีรูปร่างคล้ายลูกรักบี้ ซึ่งขนาดของด้านยาวเป็น 2 เท่าของด้านกว้าง โดยประเมินจากสภาพการสะท้อนแสงของเฮาเมอา รูปร่างที่แปลกประหลาดเช่นนี้เป็นผลมาจากอัตราการหมุนรอบตัวเองที่เร็วมาก (เฮาเมอาใช้เวลาหมุนรอบตัวเอง 4 ชั่วโมง)

เฮาเมอามีดวงจันทร์ 2 ดวง ชื่อฮีอีอากา (Hi’iaka) และนามากา (Namaka) ซึ่งอุณหภูมิพื้นผิวของวัตถุทั้งสามดวงอยู่ที่ประมาณ -240 องศาเซลเซียส

เฮาเมอายังเป็นหนึ่งในวัตถุกลุ่มพลูตอยด์ ซึ่งเป็นกลุ่มของดาวเคราะห์แคระที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ นอกวงโคจรดาวเนปจูน

มาเคมาเค

ภาพวาดจินตนาการแสดงดาวเคราะห์แคระมาเคมาเค

Credit: NASA, ESA, A. Parker and M. Buie (Southwest Research

               Institute), W. Grundy (Lowell Observatory), and K. Noll (NASA GSFC)

มาเคมาเคเป็นดาวเคราะห์แคระที่ถูกค้นพบในปี ค.ศ.2005 อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์โดยเฉลี่ย 45.8 AU (อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากสุด 38.5 AU และอยู่ห่างดวงอาทิตย์มากที่สุด 53.1 AU) ใช้เวลาโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบรอบ310 ปี

มาเคมาเคมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2 ใน 3 ของเส้นผ่านศูนย์กลางดาวพลูโต และยังไม่มีดวงจันทร์ที่ถูกค้นพบ จากการสังเกตการณ์พบว่ามาเคมาเคมีอุณหภูมิที่ต่ำมาก ประมาณ -243 องศาเซลเซียส

มาเคมาเคยังเป็นหนึ่งในวัตถุกลุ่มพลูตอยด์ ซึ่งเป็นกลุ่มของดาวเคราะห์แคระที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ นอกวงโคจรดาวเนปจูน มาเคมาเคถือว่าอยู่ห่างออกไปไกลมากถ้าจะส่งยานอวกาศไปสำรวจ หากมาเคมาเคมาอยู่ในตำแหน่งใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดในวงโคจร และอาศัยความโน้มถ่วงจากดาวพฤหัสบดีช่วยเร่งอัตราเร็วของยานแล้ว ยานก็ยังต้องใช้เวลาถึง 16 ปีกว่าจะถึงมาเคมาเค

ดาวพลูโต

ภาพถ่ายดาวพลูโตจากยานนิว ฮอไรซอนส์
      Credit: NASA New Horizons

ดาวพลูโต เป็นหนึ่งในดาวเคราะห์แคระที่อยู่บริเวณรอบนอกของระบบสุริยะ

ไคลด์ ทอมบอก์ (Clyde Tombaugh) นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันได้ค้นพบดาวพลูโต ในปี ค.ศ.1930 ดาวพลูโตมีสถานะเป็น “ดาวเคราะห์ดวงที่ 9” ตั้งแต่ที่ถูกค้นพบจนถึงปี ค.ศ.2006 ซึ่งชื่อของดาวพลูโตถูกนำไปใช้เป็นชื่อกลุ่มของดาวเคราะห์แคระที่โคจรอยู่เลยดาวเนปจูนออกไป เรียกว่า “พลูตอยด์” (Plutoid)

วงโคจรของดาวพลูโตมีรูปร่างที่รีมาก ซึ่งดาวพลูโตใช้เวลานานถึง 248 ปี โคจรรอบดวงอาทิตย์ไปบนวงโคจรรูปวงรีนี้ วงโคจรของดาวพลูโตถือว่าเอียงมาก โดยระนาบวงโคจรของดาวพลูโตทำมุมเอียงจากระนาบวงโคจรของโลกประมาณ 17 องศา

ดาวพลูโตและดวงจันทร์ดวงต่างๆของมัน 
  Credit: NASA/ESA/Frattare

ยานนิว ฮอไรซอนส์ (New Horizons) ขององค์การ NASA เป็นยานลำแรกที่ได้สำรวจดาวพลูโต โดยเฉียดเข้าใกล้ดาวดวงนี้ในเดือนกรกฎาคม ค.ศ.2015 ยานลำนี้ได้ถ่ายภาพดาวพลูโตในระยะใกล้ที่สุดเท่าที่เคยมีมา ตรวจพบหลุมอุกกาบาตจำนวนมากที่เกิดจากการพุ่งชนบนพื้นผิวในอดีต ดาวพลูโตมีชั้นบรรยากาศบางๆ และเกิดหิมะตกลงบนพื้นผิวดาวบ่อยครั้ง ดาวพลูโตยังมีขนาดใหญ่กว่าที่นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ แสดงว่าตัวดาวมีน้ำแข็งมากกว่า และมีหินน้อยกว่าที่เคยคิดไว้

นักดาราศาสตร์ตรวจพบดวงจันทร์ 5 ดวงโคจรรอบดาวพลูโต ประกอบด้วยคารอน (Charon) ดวงจันทร์ดวงใหญ่ที่สุดในกลุ่มมีขนาดราวครึ่งหนึ่งของดาวพลูโต ไฮดรา (Hydra) และนิกซ์ (Nix) ที่มีขนาดเล็กกว่า ส่วนเคอร์เบอรอส (Kerberos, P4 ในรูป) และสติกซ์ (Styx, P5 ในรูป) ที่ถูกค้นพบหลังสุดมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงไม่กี่สิบกิโลเมตร