5 อันดับความลึกลับเกี่ยวกับดาวพุธที่เบปิโคลอมโบจะไขได้

ดาวพุธเป็นโลกทะเลทรายซึ่งนักวิทยาศาสตร์เพิ่งมองว่าไม่น่าสนใจทีเดียว อย่างไรก็ตาม ภารกิจของ Mariner และ MESSENGER ของ NASA เปิดเผยว่าดาวเคราะห์ที่เล็กที่สุดและอยู่ในสุดของระบบสุริยะมีอะไรมากกว่าที่ตาเห็น แม้ว่าอุณหภูมิบนพื้นผิวจะสูงขึ้นถึง 450 องศาเซลเซียส แต่ดูเหมือนว่าจะมีน้ำแข็งบนดาวพุธ ดาวเคราะห์ดวงนี้ยังดูเหมือนจะมีแกนชั้นในที่ใหญ่เกินไปสำหรับขนาดและองค์ประกอบทางเคมีที่น่าประหลาดใจ นี่คือความลึกลับห้าอันดับแรกของดาวพุธที่ภารกิจ BepiColombo ในยุโรป – ญี่ปุ่นอาจแก้ไขได้

 

  1. ดาวพุธก่อตัวที่ไหน?

ใหญ่กว่าดวงจันทร์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น ดาวพุธโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรีทุก 88 วัน ดาวเคราะห์จะมีระยะห่างเพียงหนึ่งในสามของระยะทางโลก-ดวงอาทิตย์ มันเคยอยู่ในที่นี้หรือไม่? นักวิทยาศาสตร์ไม่แน่ใจนัก

 

ข้อมูลจากยานอวกาศ MESSENGER ของ NASA ซึ่งโคจรรอบดาวพุธระหว่างปี 2011 ถึง 2015 เปิดเผยว่ามีโพแทสเซียมองค์ประกอบทางเคมีที่ระเหยได้มากเกินไป เมื่อเทียบกับทอเรียมกัมมันตภาพรังสีที่เสถียรกว่าในวัสดุบนพื้นผิวของดาวพุธ

Johannes Benkhoff นักวิทยาศาสตร์โครงการ ESA BepiColombo กล่าวว่า “โพแทสเซียมจะระเหยอย่างรวดเร็วในสภาพแวดล้อมที่ร้อน ในขณะที่ทอเรียมสามารถอยู่รอดได้แม้ในอุณหภูมิที่สูงมาก “ดาวเคราะห์ที่ก่อตัวใกล้กับดวงอาทิตย์จึงมักจะมีทอเรียมมากกว่าเมื่อเทียบกับโพแทสเซียม อัตราส่วนขององค์ประกอบเหล่านี้วัดได้บนโลก ดาวอังคาร ดวงจันทร์ และดาวศุกร์ และดูเหมือนว่าจะสัมพันธ์กับอุณหภูมิที่เชื่อว่าร่างกายก่อตัวขึ้น แต่สำหรับปรอท เราเห็นโพแทสเซียมมากกว่าที่เราคาดไว้”

 

ในความเป็นจริง อัตราส่วนของโพแทสเซียมต่อทอเรียมบนดาวพุธนั้นเทียบได้กับอัตราส่วนของดาวอังคาร ซึ่งอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่ามาก โยฮันเนสยอมรับว่าไม่มีแบบจำลองการก่อตัวของดาวเคราะห์ใดที่สามารถอธิบายความเบี่ยงเบนนี้ได้อย่างเหมาะสม นักวิทยาศาสตร์จึงเริ่มมองหาความเป็นไปได้ที่ดาวพุธอาจก่อตัวขึ้นจากดวงอาทิตย์ไกลถึงดาวอังคาร และถูกผลักเข้าไปใกล้ดาวฤกษ์มากขึ้นโดยการชนกับวัตถุขนาดใหญ่อีกดวงหนึ่ง ผลกระทบอันทรงพลังยังสามารถอธิบายได้ว่าทำไมเมอร์คิวรีจึงมีแกนภายในที่ใหญ่เกินขนาดและชั้นนอกที่ค่อนข้างบาง

แกนกลางของดาวพุธซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 4000 กม. อยู่ภายในเส้นผ่านศูนย์กลางของดาวเคราะห์น้อยกว่า 5,000 กม. ซึ่งคิดเป็นมากกว่า 55% ของปริมาตรของดาวเคราะห์ ในการเปรียบเทียบ โลกมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 12,700 กม. แต่แกนกลางของมันกว้างเพียง 1200 กม.

 

โยฮันเนสกล่าวว่า “ทฤษฎีหนึ่งคือผลกระทบครั้งใหญ่ในอดีต นอกจากจะผลักดันให้ดาวพุธมาถึงจุดที่เป็นอยู่ในปัจจุบันแล้ว ยังดึงวัสดุเปลือกโลกส่วนใหญ่ออกไปและทิ้งไว้เบื้องหลังแกนที่หนาแน่นด้วยชั้นนอกบางๆ เท่านั้น” โยฮันเนสกล่าว

 

บางคนถึงกับแนะนำว่าดาวพุธโบราณอาจเป็นวัตถุลึกลับที่เชื่อกันว่าได้พุ่งชนโลกเมื่อประมาณ 4.5 พันล้านปีก่อน ซึ่งเป็นการชนกันที่ตามทฤษฎีบางอย่าง ทำให้เกิดเศษซากจำนวนมากที่นำไปสู่การก่อตัวดวงจันทร์

 

BepiColombo สามารถฉายแสงให้กับความลึกลับของการก่อตัวของดาวพุธได้มากแค่ไหน? Johannes กล่าวว่าเครื่องมือเช่น MERTIS Radiometer และ Thermal Infrared Spectrometer, MIXS Imaging X-ray Spectrometer และ MGNS Gamma-ray และ Neutron Spectrometer จะให้ข้อมูลเชิงลึกในระดับใหม่เกี่ยวกับองค์ประกอบแร่วิทยาและองค์ประกอบของพื้นผิวของดาวพุธ Mercury Planetary Orbiter (MPO) ของ ESA ซึ่งโคจรรอบโลกใกล้กับดาวเคราะห์มากกว่า MESSENGER รุ่นก่อน ซึ่งเป็นหนึ่งในสองวงโคจรที่ประกอบด้วยภารกิจ BepiColmbo จะถ่ายภาพพื้นผิวของดาวพุธด้วยความละเอียดที่สูงกว่า และยังให้การครอบคลุมพื้นที่ซีกโลกใต้ของดาวเคราะห์ได้ดีกว่าเมื่อเทียบกับ MESSENGER

  1. มีน้ำบนดาวพุธจริงหรือ?

ด้วยอุณหภูมิบนพื้นผิวที่สูงถึง 450 องศาเซลเซียส ไม่มีใครคาดคิดว่าจะพบน้ำบนดาวพุธ นับประสาน้ำแข็ง น่าแปลกที่เมื่อ MESSENGER สำรวจหลุมอุกกาบาตรอบๆ ขั้วดาวเคราะห์ มันก็เห็นสิ่งที่ดูเหมือนแสงสะท้อนจากมวลน้ำแข็งในน้ำ

 

Johannes กล่าวว่า “เรามีข้อบ่งชี้อย่างชัดเจนว่าอาจมีน้ำแข็งในหลุมอุกกาบาตเหล่านี้ แต่ยังไม่สามารถตรวจพบได้โดยตรง” “ด้วยเครื่องมือที่เรามีใน MPO เราหวังว่าจะไม่เพียงแต่สามารถวัดปริมาณน้ำได้โดยตรงและยืนยันว่ามีน้ำอยู่จริงหรือไม่ แต่ยังพยายามค้นหาว่ามีน้ำอยู่มากแค่ไหน”

 

โยฮันเนสเสริมว่าแนวคิดเรื่องน้ำแข็งบนดาวเคราะห์ที่ไหม้เกรียมนั้นไม่ใช่เรื่องเหลวไหล ดาวพุธหมุนรอบแกนที่ตั้งฉากกับระนาบการโคจรของมัน ดาวเคราะห์จึงไม่เอียงเหมือนโลก เป็นผลให้รังสีของดวงอาทิตย์ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าบนโลกถึงสามเท่าไม่เคยเข้าไปในปล่องขั้วโลกทำให้พวกมันยังคงเย็นยะเยือกอย่างต่อเนื่อง

 

โยฮันเนสหวังว่าด้วยความสามารถของเครื่องมือของ MPO ในการระบุองค์ประกอบองค์ประกอบที่แม่นยำของพื้นผิวของดาวพุธ นักวิทยาศาสตร์อาจได้รับแนวคิดว่าน้ำแข็งนี้มาจากไหนจริงๆ นักวิทยาศาสตร์คิดว่าน้ำแข็งอาจไม่ได้มาจากดาวพุธโดยตรง ที่มาของมันคือความลึกลับอีกอย่างหนึ่ง ดาวหางเป็นแหล่งน้ำที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดในโลก แต่เชื่อกันว่ามีไม่มากที่พุ่งชนดาวพุธในอดีต

 

“ดาวหางในภูมิภาคนี้ค่อนข้างหายากและมักจะจบลงที่ดวงอาทิตย์เนื่องจากแรงโน้มถ่วงสูง” โยฮันเนสกล่าว “น้ำแข็งอาจมาจากดาวเคราะห์น้อยที่ชนกับดาวพุธตลอดวิวัฒนาการ ต้องขอบคุณอุณหภูมิที่เย็นยะเยือกในหลุมอุกกาบาตที่มีร่มเงา น้ำแข็งอาจสามารถอยู่รอดได้ที่นั่นเป็นเวลาหลายสิบล้านปี”

 

แม้ว่า BepiColombo จะไม่ให้คำตอบที่แน่ชัด แต่การวัดพื้นที่ขั้วอย่างละเอียดถี่ถ้วนสามารถให้คำใบ้เกี่ยวกับที่มาของน้ำแข็งของดาวพุธได้

  1. ดาวพุธตายหรือมีชีวิตอยู่หรือไม่?

ไม่น่าจะเป็นไปได้ที่สิ่งมีชีวิตจะมีพื้นผิวที่แห้งและดูเหมือนตายแล้ว ดาวพุธมักจะตกเป็นรองจากการสำรวจระบบสุริยะมาโดยตลอด เมื่อยานอวกาศ MESSENGER ได้สำรวจพื้นผิวของดาวเคราะห์อย่างใกล้ชิดในที่สุด ก็พบว่าอาจมีอะไรเกิดขึ้นบนดาวพุธมากกว่าที่คิด

 

ภารกิจพบลักษณะทางธรณีวิทยาที่แปลกประหลาดซึ่งไม่รู้จักจากดาวเคราะห์ดวงอื่น โดยกระจายอยู่ทั่วบริเวณด้านในและรอบปากปล่องของดาวพุธ รอยบุบเหล่านี้บนพื้นผิวหรือโพรงตามที่นักวิทยาศาสตร์เรียก ดูเหมือนว่าจะเกิดจากการระเหยของสสารจากภายในดาวพุธ

 

Johannes กล่าวว่า “สิ่งที่น่าสนใจคือโพรงเหล่านี้ดูค่อนข้างใหม่” “ดูเหมือนว่ามีวัสดุระเหยบางอย่างขึ้นมาจากชั้นนอกของดาวพุธและระเหยไปในอวกาศโดยรอบ โดยทิ้งลักษณะแปลก ๆ เหล่านี้ไว้เบื้องหลัง”

 

เนื่องจาก BepiColombo จะเริ่มการสำรวจดาวพุธหลังจากสิ้นสุดภารกิจ MESSENGER เป็นเวลา 10 ปี นักวิทยาศาสตร์จึงหวังว่าพวกเขาจะพบหลักฐานของโพรงที่เปลี่ยนไป ไม่ว่าจะเติบโตหรือหดตัว นั่นจะหมายความว่าดาวพุธยังคงเป็นดาวเคราะห์ที่มีชีวิตและกระฉับกระเฉง ไม่ใช่โลกที่ตายแล้วอย่างดวงจันทร์

 

“ถ้าเราพิสูจน์ว่าโพรงเหล่านี้กำลังเปลี่ยนแปลง นั่นจะเป็นหนึ่งในผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมที่สุดที่เราจะได้รับจาก BepiColombo” โยฮันเนสกล่าว “กระบวนการขับเคลื่อนการสร้างโพรงเหล่านี้ไม่เป็นที่รู้จักโดยสิ้นเชิง อาจเกิดจากความร้อนหรือโดยอนุภาคสุริยะที่กระหน่ำพื้นผิวของดาวเคราะห์ มันเป็นสิ่งใหม่อย่างสมบูรณ์และทุกคนรอคอยที่จะได้รับข้อมูลเพิ่มเติม”

 

  1. ทำไมดาวพุธถึงมืดมาก?

ด้วยพื้นผิวที่เต็มไปด้วยฝุ่นของหลุมอุกกาบาต ดาวพุธอาจดูเหมือนค่อนข้างคล้ายกับดวงจันทร์บริวารธรรมชาติของโลก อย่างน้อยในแวบแรก เมื่อตรวจสอบอย่างใกล้ชิดและด้วยเหตุผลที่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เข้าใจ ดาวพุธจึงดูมืดกว่ามาก ดาวเคราะห์สะท้อนแสงได้เพียงสองในสามของวัตถุที่รวบรวมจากดวงจันทร์

 

สเปกโตรมิเตอร์อินฟราเรดความร้อน MERTIS บน MPO จะสร้างแผนที่โดยละเอียดของการกระจายแร่ธาตุบนพื้นผิวของดาวพุธ ด้วยการให้ความแม่นยำและความละเอียดขององค์ประกอบธาตุที่ดีขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับข้อมูลของ MESSENGER MERTIS และอุปกรณ์ MPO อื่นๆ จะช่วยตอบคำถามว่าทำไมปรอทจึงมืดมาก

Johannes กล่าวว่า “มีคำอธิบายต่างๆ มากมายว่าทำไมดาวพุธถึงมืดอย่างที่เป็นอยู่ “เป็นไปได้ว่าสสารบนพื้นผิวของมันคล้ายกับสิ่งที่เราเห็นบนดาวเคราะห์ดวงอื่น แต่ความร้อนจัดบนดาวพุธทำให้วัสดุเหล่านั้นดูมืดลง นอกจากนี้ยังมีความเป็นไปได้ที่สิ่งที่เราเห็นบนพื้นผิวจะเป็นกราไฟท์ซึ่งมืดมากเช่นกัน ชั้นที่อุดมด้วยกราไฟท์สามารถก่อตัวขึ้นภายในดาวเคราะห์ได้ในขณะที่มันเย็นลง บางส่วนของวัสดุนี้อาจถูกนำขึ้นสู่พื้นผิวในระหว่างการวิวัฒนาการต่อไป”

 

  1. ทำไมดาวพุธจึงมีสนามแม่เหล็ก?

มีดาวเคราะห์ไม่มากนักที่มีสนามแม่เหล็ก ในบรรดาดาวเคราะห์หินของระบบสุริยะชั้นใน มีเพียงดาวพุธและโลกที่มีเพียงดวงเดียว ดาวอังคารเคยมีสนามแม่เหล็กและสูญเสียมันไป ปรอทมีขนาดเล็กเกินไปที่จะมี ถึงกระนั้น มันก็ยังคงเป็นเช่นนั้น แม้ว่ามันจะอ่อนกว่าสนามแม่เหล็กของโลกร้อยเท่าก็ตาม นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าสิ่งที่ค้ำจุนสนามแม่เหล็กนี้ไว้แม้จะมีอัตราต่อรองซ้อนกับมัน

 

สนามแม่เหล็กของโลกเกิดจากการหมุนของแกนเหล็กเหลวอย่างรวดเร็ว สำหรับดาวพุธ นักวิทยาศาสตร์เคยคิดว่าแกนกลางเนื่องจากขนาดที่เล็กของดาวเคราะห์ จะต้องเย็นตัวลงและแข็งตัวตั้งแต่กำเนิดดาวเคราะห์ เป็นอย่างนั้นจริงหรือ?

 

Johannes กล่าวว่า “แกนของปรอทต้องหลอมละลายบางส่วนเพื่ออธิบายสนามแม่เหล็กนี้ “เราสามารถวัดกระแสน้ำบนพื้นผิวของดาวพุธได้ ซึ่งบ่งชี้ว่าต้องมีของเหลวอยู่ภายในดาวเคราะห์ ในขณะที่ดาวพุธโคจรรอบดวงอาทิตย์และมีปฏิสัมพันธ์กับแรงโน้มถ่วง เราคาดว่าส่วนนูนจะก่อตัวและเปลี่ยนขนาดของมันขณะเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์”

 

ที่ใหญ่ที่สุด ส่วนนูนนี้อาจสูงได้ถึง 14 เมตร ตามการประมาณการบางส่วน ตามดาวพุธตลอดการเดินทางรอบดวงอาทิตย์ ซึ่งนำดาวเคราะห์จากระยะใกล้ถึง 46 ล้านกิโลเมตรไปจนถึงไกลถึง 70 ล้านกิโลเมตรจากดวงอาทิตย์ BepiColombo จะสามารถตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงในส่วนนูนได้อย่างแม่นยำ ข้อมูลนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ประเมินขนาดของแกนของเหลวภายในได้ดีขึ้น

 

สนามแม่เหล็กของดาวพุธยังปรากฏว่าเคลื่อนตัวไปทางเหนือ 400 กิโลเมตร และไม่มีศูนย์กลางที่ใจกลางโลกเหมือนกับโลก

 

ยานอวกาศทั้งสองที่ประกอบด้วยภารกิจ BepiColombo, MPO ของ ESA และ Mercury Magnetospheric Orbiter (Mio) ของ Japanese Aerospace Exploration Agency (JAXA) จะศึกษาสนามแม่เหล็กของดาวพุธในรายละเอียดมากกว่ายานอวกาศใด ๆ ก่อนหน้านี้และกระจ่างเกี่ยวกับคำถามที่น่างงงวยเหล่านี้ โคจรทั้งสองจะเดินทางผ่านพื้นที่ต่างๆ ของสนามแม่เหล็กของดาวพุธและในช่วงเวลาที่แตกต่างกัน พวกเขาจะวัดพร้อมกันว่าสนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไปและในอวกาศ และพยายามอธิบายว่าความใกล้ชิดของดวงอาทิตย์และการมีปฏิสัมพันธ์กับลมสุริยะอันทรงพลังส่งผลต่อสนามแม่เหล็กอย่างไร

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ cassandrazaruba.net