Ultima Thule (อัลติมา ทูลี) วัตถุอวกาศไกลสุดที่เคยไปเยือนถึง
บิ๊กแบง - วิธีการทำงานของจักรวาล บทที่ 1
บิ๊กแบง – วิธีการทำงานของจักรวาล บทที่ 1
มกราคม 18, 2019
กาแล็กซีทางช้างเผือก มีรูปทรงบิดเบี้ยวที่ริมขอบ
กาแล็กซีทางช้างเผือก มีรูปทรงบิดเบี้ยวที่ริมขอบ
กุมภาพันธ์ 16, 2019

(486958) 2014 MU69 หรือในอีกชื่อหนึ่งว่า อัลติมา ทูลี (Ultima Thule) มันคือวัตถุอวกาศที่มีรูปทรงแปลกตา จนกลายมาเป็นที่สนใจให้แก่ชุมชนนักดาราศาสตร์เป็นอย่างมาก อัลติมา ทูลี ถูกค้นครั้งแรกเมื่อวันที่ 26 มิถุนายน ปี ค.ศ. 2014 โดย นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน มาร์ค วิลเลียม บูอิ (Marc William Buie) ขณะใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Space Telescope) ส่องไปยังแถบไคเปอร์ (Kuiper belt) ในภารกิจ นิวฮอไรซันส์ (New Horizons) เพื่อการออกสำรวจวัตถุอวกาศยังระบบสุริยะชั้นนอก (outer Solar System) สำหรับเป้าหมายของยานนิวฮอไรซันส์ในครั้งนี้ก็คือ วัตถุอวกาศที่มีลักษณะติดกันของสองวัตถุที่ชื่ออัลติมา (Ultima) ที่มีขนาดใหญ่สุดที่ 19.5 กิโลเมตร และ ทูลี (Thule) ที่มีขนาดเล็กกว่าที่ 14.2 กิโลเมตร ซึ่งถือได้ว่าการไปเยือน อัลติมา ทูลี ในครั้งนี้ นับเป็นการสำรวจวัตถุอวกาศที่ไกลที่สุดในประวัติศาสตร์กันเลยทีเดียว

ความเป็นมาของชื่อเรียก

ครั้งเมื่อ 2014 MU69 ถูกค้นพบครั้งแรกมันก็ได้รับรหัสกำกับชื่อเอาไว้ว่า 1110113Y โดยเรียกสั้นๆว่าอีเลฟเว่น ( Eleven หรือ ’11’) ซึ่งต่อมา นาซ่าก็ได้ประกาศเป็นเป้าหมายต่อไปสำหรับยานสำรวจนิวฮอไรซันส์ (New Horizons probe) ในชื่อรหัสเป้าหมายอย่างไม่เป็นทางการว่า PT1 โดยย่อมาจากคำว่าโพเทนเชี่ยล ทาเก็ต 1 ( Potential Target 1) ก่อนจะได้รับชื่ออย่างเป็นทางการโดยองค์กรเฝ้าสำรวจดาวเคราะห์น้อยและอุกาบาตนานาชาติ Minor Planet Center หรือ MPC ในเดือนมีนาคม ปี ค.ศ. 2015 ว่า 2014 MU69 และจากนั้น 2 ปีถัดมาในวันที่ 12 มีนาคม ปี ค.ศ. 2017 ภายหลังจากการเฝ้าติดตามเส้นทางวงโคจรของมัน MPC จึงได้กำหนดหมายเลขถาวรไว้ให้ว่า 486958 นับแต่นั้น

รูปที่1) ตารางการตั้งชื่อดาวเคราะห์น้อยตามหลัก MPC designation

ซึ่ง 2014 MU69 เป็นดาวเคราะห์น้อยลำดับที่ 1,745 ที่ถูกค้นพบในครึ่งหลังของเดือนมิถุนายน ปี ค.ศ. 2014 ก่อนที่จะถูกแปลงรหัสตามหลัก Minor planet designation ออกมาเป็น 2014 MU69 นั่นเอง โดย 2014 คือปีที่ค้นพบดาวเคราะห์น้อยดวงนี้, จากรูปที่ 1 ตาราง ตัวอักษรแรก เมื่อ M ตัวพิมพ์ใหญ่คือลำดับครึ่งหลังของเดือนมิถุนายนส่วน U69 คือลำดับของดาวเคราะห์น้อย ซึ่งแปลงจาก 1745th โดยจากรูปที่ 1 ตาราง ตัวอักษรท้าย จะประกอบไปด้วยตัวอักษรภาษาอังกฤษ 25 ตัวซึ่งเราจะเรียกว่า 1 ไซเคิล ดังนั้น จากลำดับของดาวเคราะห์น้อยที่ 1745 ก็มาจาก 69 ไซเคิล คูณด้วย 25 ตัวอักษร ก็จะได้ตัวเลขเป็น 1725, ส่วนเกินที่เหลือมา 20 เมื่อเทียบจากตารางตัวอักษรท้าย จะตรงกับตัวอักษร U และเมื่อนำรหัสทั้งหมดมาเรียงเป็นชื่อตามลำดับของ ปีที่ค้นพบ/ตัวอักษรเดือนที่ค้นพบ/รหัสลำดับที่ค้นพบ ก็จะได้เป็น 2014 MU69

และด้วยความน่าสนใจของ (486958) 2014 MU69 เริ่มเป็นที่รู้จักกันมากขึ้น นาซ่าจึงออกแคมเปญเชิญชวนผู้คนต่างๆจากทั่วทุกมุมโลกให้มาเข้าร่วมกันตั้งชื่อเล่นให้กับมัน ทำให้มีผู้คนต่างหลั่งไหลกันเข้ามาร่วมแคมเปญนี้กว่า 115,000 คน และเสนอชื่อเล่นให้กันมันไปกว่า 34,000 รายชื่อ แต่ทั้งหมดนั้นมีเพียง 37 ชื่อเท่านั้นที่ได้ถูกคัดเลือกเข้าไปสู่กระบวนการโหวต และในวันที่ 13 มีนาคม ปี ค.ศ. 2018 เมื่อการโหวตสิ้นสุดลง อัลติมา ทูลี (Ultima Thule) ก็ได้ถูกเลือกใช้ให้เป็นชื่อเล่นของ 2014 MU69 นับแต่นั้นเป็นต้นมา

โดยคำว่า อัลติมา ทูลี (Ultima Thule) นั้นเป็นวลีภาษาละติน ซึ่งคำแรก Ultima ความหมายคือ “ไกลสุด” ส่วนคำว่า Thule นั้นเป็นชื่อเรียกของพรมแดนที่อยู่เหนือสุดตามคำเล่าขานของชาวกรีกโบราณ ซึ่งทั้งสองคำนี้เป็นชื่อเปรียบเปรยให้กับ 2014 MU69 ได้เป็นอย่างดีว่า มันคือวัตถุอวกาศที่ไกลสุด ที่ยานสำรวจของมนุษย์ (New Horizons) ได้เดินทางไปเยือนถึง แต่เมื่อทางทีมงานของ New Horizons ได้พิจราณาเห็นว่ารูปร่างของ 2014 MU69 นั้นคือวัตถุสองก้อนติดกัน จึงตั้งชื่อเล่นให้กับก้อนใหญ่ว่า “อัลติมา” และก้อนเล็กว่า “ทูลี” ตามลำดับ

ลักษณะทางกายภาพทั่วไปของ อัลติมา ทูลี

ในปี ค.ศ. 2014, อัลติมา ทูลี ได้เคยถูกประเมินขนาดไว้ที่ระหว่าง 30 ถึง 45 กิโลเมตร (คำนวณจากค่าสัมพัทธ์ที่ปรากฎของแสงและระยะทาง) แต่จากการสำรวจครั้งถัดมาในปี 2017 ก็พบว่า อัลติมา ทูลี ไม่น่าจะมีความยาวเกิน 30 กิโลเมตร และมีความเป็นไปได้สูงว่ามันคือสองวัตถุอวกาศที่ยึดติดกัน, และในภายหลังการสำรวจในปี 2019 โดยยาน New Horizons นาย อลันสเติร์น (Alan Stern) หัวหน้าศูนย์วิจัยของภารกิจสำรวจดาวพลูโตก็ออกมาอธิบายว่า ลักษณะของมันเหมือนราวกับเป็น “ตุ๊กตาหิมะ” ในอวกาศ และผลจากค่าประเมินขนาดของมันก็ถือว่าใกล้เคียงเลยทีเดียว เพราะการไปเยือนอย่างใกล้ชิดเมื่อวันที่ 1 มกราคมปี 2019 ก็พบว่าเส้นผ่านศูนย์กลางตามแกนยาวของมันคือ 31.7 กิโลเมตร โดยก้อนที่ใหญ่สุดอย่างอัลติมา มีขนาดอยู่ที่ 19.5 กิโลเมตร และ ทูลีก้อนที่เล็กกว่ามีขนาดอยู่ที่ 14.2 กิโลเมตร

จากรูปร่างที่ไม่เหมือนใครของ อัลติมา ทูลี มันจึงดูไม่เหมือนกับสิ่งที่เกิดขึ้นภายในระบบสุริยะชั้นใน ซึ่งเป็นสถานที่ๆมักจะเกิดการชนกันเกิน 10 กิโลเมตรต่อวินาที และหลังจากการปรากฎให้เห็นชัดของภาพหลุมอุกาบาตส่วนใหญ่บนพื้นผิว แสดงว่ามันน่าจะมีแหล่งกำเนิดมาจากสถานที่ๆมีความเร็วต่ำกว่านี้ อีกทั้งการที่อัตราการเกิดของหลุมอุกาบาตต่ำ พื้นผิวของ อัลติมา ทูลี ก็จะยิ่งแสดงให้เห็นถึงร่องรอยประวัติศาสตร์ ของการก่อกำเนิดระบบสุริยะจักรวาลเมื่อ 4,600 ล้านปีที่แล้วได้มากขึ้น และนักวิทยาศาสตร์ยังพบว่า สีของ อัลติมา ทูลี ยังออกไปในเฉดแดง ซึ่งก็สันนิษฐานว่ามันน่าจะมีส่วนผสมของสารประกอบอินทรีย์อยู่ หรือเป็นที่รู้จักกันอย่างไม่เป็นทางการว่าสาร ทอลิน (Tholin) ซึ่งมักจะปรากฎให้เห็นอยู่บ่อยครั้งในดาวหางน้ำแข็ง หรือดาวเคราะห์น้อยต่างๆ รวมถึงดวงจันทร์บริวารของดางเคราะห์ชั้นนอก เช่นดวงจันทร์ ไททัน (Titan) ของดาวเสาร์, ดาวยูโรป้าของ (Europa) พฤหัสบดี หรือแม้แต่ ดาวเคราะห์แคระอย่าง ดาวพลูโต และดาวซีรีส (Ceres) ก็ด้วย ซึ่งสารประกอบ ทอลิน (Tholin) นั้นเป็นหลักฐานสำคัญที่กุมความลับของต้นกำเนิดชีวิตบนโลก (origins of life) รวมไปถึงดาวเคราะห์อื่นๆในเอกภพ ภาพต่อไปนี้คือภาพจริง ซึ่งเปรียบเทียบให้เห็นถึงสารประกอบอินทรีย์บนพื้นผิวของดวงจันทร์ยูโรป้า, ดาวพลูโต และอัลติมา ทูลี

File:PIA20028 - Europa's varied surface features (rotated).jpg
รูปที่ 2) ร่องรอยพื้นผิวที่แตกเป็นเส้นของดาวยูโรป้า เผยให้เห็นถึงสีของสารประกอบ Tholin
(© NASA / JPL-Caltech / SETI Institute – http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA20028)
File:Pluto’s Heart - Like a Cosmic Lava Lamp.jpg
รูปที่ 3) ภาพระยะใกล้ของสปุตนิค พลานิเทีย(Sputnik Planitia) ถ่ายไว้โดยยานสำรวจ New Horizons แสดงให้เห็นถึงธารน้ำแข็งไนโตรเจนและ tholins สีแดง
(© NASA/JHUAPL/SwRI – http://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/nh-mckinnon_etal_nature_cover_trimmed.jpg See alsohttp://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA20726)
รูปที่ 4) ภาพสีของ Ultima Thule โดย New Horizons แสดงให้เห็นถึงสารประกอบอินทรีย์ tholins ที่พื้นผิว
(© NASA/JHUAPL/SwRI – “First color image of Ultima Thule”)

และสำหรับระยะเวลาในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ของอัลติมา ทูลี นั้นยาวนานถึง 300 ปี โดยมีลักษณะเส้นวงโคจรโน้มเอียงเล็กน้อย และมีความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรต่ำ หากเทียบกับวัตถุอวกาศอื่นๆในแถบไคเปอร์เดียวกัน นี้ก็หมายความว่าเส้นวงโคจรของอัลติมา ทูลี นั้นอยู่ในแถบไคเปอร์คลาสสิกเย็นยะเยือก (cold classical Kuiper belt object) ที่ไม่น่าจะได้รับผลกระทบสำคัญใดๆต่อเส้นทางโคจรของมัน และจากการติดตามเฝ้าสังเกตระหว่างเดือนพฤษภาคมถึง เดือนกรกฎาคมใน ปี ค.ศ. 2015 และ เดือนกรกฎาคมถึงเดือนตุลาคม ปี ค.ศ. 2016 นักดาราศาสตร์ก็สามารถยืนยันวงโคจรของอัลติมา ทูลี ได้แม่นยำมากยิ่งขึ้น อีกทั้งผลสำรวจจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ในปี 2014 ยังพบว่า ค่าความสว่างของมันมีการเปลี่ยนแปลงในอัตราน้อยกว่าร้อยละ 20 นี้ก็แสดงให้เห็นว่า อัลติมา ทูลี นั้นมีการหมุนรอบตัวเอง และจากภาพถ่ายค่อเนื่องล่าสุดที่ได้รับมาจากยานอวกาศ New Horizons ก็พบว่า มันมีอัตราการหมุนรอบแกนกลางอยู่ที่ 16 ชั่วโมงต่อรอบ

รูปที่ 5) ลำดับภาพเคลื่อนไหวของ Ultima Thule แสดงให้เห็นถึงการหมุนรอบแกนกลางในระยะเวลา 7 ชั่วโมง
(© NASA/JHUAPL/SwRI – “Rotation Animation of Ultima Thule (resized, no annotation)”)

ต่อไปนี้คือภาพถ่ายต่อเนื่อง 14 ภาพ ของ อัลติมา ทูลี ถ่ายไว้โดยยานนิวฮอไรซันส์ขณะเคลื่อนผ่าน ซึ่งโคจรอยู่ในแถบไคเปอร์ห่างจากโลกราว 6,600 ล้านกิโลเมตร และครั้งเมื่อทีมงานวิทยาศาสตร์ได้ทำการลดความเบลอของภาพลง มันก็เปิดเผยให้เห็นถึงเสี้ยวขอบแสงสะท้อนได้ชัดเจนมากยิ่งขึ้น และช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเข้าใจถึงรูปทรงที่แท้จริงของมัน

รูปที่ 6) ภาพถ่ายต่อเนื่อง 14 ภาพจากยาน New Horizons ขณะเคลื่อนผ่าน อัลติมาทูลี
(© NASA/JHUAPL/SwRI – https://www.nasa.gov/feature/new-horizons-evocative-farewell-glance-at-ultima-thule)
รูปที่ 7) เมื่อทีมงานนิวฮอไรซันส์ ได้ทำการลดความเบลอของภาพ ก็ทำให้สามารถมองเห็นขอบสะท้อนแสงของ อัลติมาทูลีได้ชัดเจนมากยิ่งขึ้น
(© NASA/JHUAPL/SwRI – https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/ulitmathule_crescent_2-7-19.jpg)

โดยจากภาพที่ได้รับครั้งแรกเมื่อวันที่ 1 มกราคม 2019 นั้น ได้เปิดเผยให้เห็นถึงภาพในส่วนกลางวันของ อัลติมา ทูลี โดยครั้งนั้นทีมวิทยาศาสตร์ประเมินว่ารูปทรงของทั้งสองวัตถุค่อนข้างกลมจากมุมกล้องที่ได้รับในครั้งแรก และต่อมาในวันที่ 8 กุมภาพันธ์ 2019 นาซ่าก็ได้เผยให้เห็นถึงภาพในส่วนกลางคืน ที่พบว่า ภาพในภายหลังการลดความเบลออกนั้น ได้เปลี่ยนความคิดของรูปทรง ‘กลม’ ออกไปอย่างสิ้นเชิง จากครั้งแรกที่คิดว่า อัลติมา ทูลี คล้ายกับตุ๊กตาหิมะในอวกาศ แต่ภาพใหม่กลับเผยให้เห็นว่า ‘อัลติมา’ นั้น คล้ายกับแผ่นขนมแพนเค้กที่ยึดติดกันกับ ‘ทูลี’ ที่คล้ายกับถั่ววอลนัท เสียมากว่า

รูปที่ 8) ภาพบนแสดงให้เห็นรูปทรงในฐานของทรงกลมแบบเก่า และภาพล่างแสดงให้เห็นถึงรูปทรงใหม่ที่พบว่า วัตถุทั้งสองนั้นแบนกว่าที่คาดไว้
(© NASA/New View – Draft Shape Model Graphic)

รูปแบบการก่อตัวของ อัลติมา ทูลี

อัลติมา ทูลี ก่อตัวขึ้นมาจากกลุ่มเมฆฝุ่น ณ ช่วงเริ่มแรกของระบบสุริยะ โดยแต่เดิมนั้นมันคือวัตถุสองก้อนที่โคจรรอบกัน โดยมีก้อนใหญ่สุดชื่อ อัลติมา และ ก้อนเล็กชื่อ ทูลี ซึ่งภายหลังจากการสูญเสียโมเมนตัมไป ต่อมาวัตถุทั้งสองจึงค่อยๆเคลื่อนเข้ามาใกล้กันและเชื่อมติดกันด้วยน้ำแข็ง ดังที่เราจะเห็นได้ชัดจากรอยต่อของวัตถุทั้งสอง

รูปที่ 9 ลำดับภาพแสดงการก่อตัวของ อัลติมา ทูลี
(© NASA/JHUAPL/SwRI – https://pbs.twimg.com/media/Dv7dwOeU0AENA5U.jpg:large)

การเฝ้าสังเกต

2014 MU69 หรืออัลติมาทูลีนั้นถูกค้นพบครั้งแรกเมื่อวันที่ 26 มิถุนายน 2014 โดย นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน มาร์ค วิลเลียม บูอิ (Marc William Buie) ขณะใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Space Telescope) ส่องไปยังแถบไคเปอร์ (Kuiper belt) ในภารกิจค้นหาเป้าหมายถัดไปให้แก่ยานสำรวจ นิวฮอไรซันส์ (New Horizons) ซึ่งขณะนั้นกำลังเดินทางไปยังดาวพลูโต และด้วยข้อจำกันของกรอบการเดินทางและเชื้อเพลิงที่เหลืออยู่ของยาน New Horizons ภายหลังจากสามารถบินผ่านดาวพลูโตได้สำเร็จเมื่อวันที่ 14 กรกฎาคม 2015 เป้าหมายถัดไปของภารกิจนิวนิวฮอไรซันส์ก็คือ การเดินทางไปสำรวจวัตถุอวกาศในแถบไคเปอร์ และวัตถุที่ได้รับเลือกแรกก็คือ อัลติมา ทูลี นั่นเอง 

หากจะว่าไปแล้วMU69 นั้นมีขนาดที่เล็กมากและอยู่ห่างไกล เกือบ 7 พันล้านกิโลเมตร ดังนั้นคงเป็นการยากหาเราจะทำการส่องหามันตรงๆจากโลก แต่ด้วยเทคนิคพิเศษ ที่เรียกว่า ออคคัลเทชัน (Occultation) หรือการบังกัน ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่จะได้เห็นก็ต่อเมื่อ ดาวเคราะห์หรือวัตถุอวกาศใดๆก็ตาม ได้เคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์ ด้วยวิธีสังเกตอันชาญฉลาดนี้ๆเอง หากว่าแสงจากดวงดาวในอวกาศได้เกิดถูกบดบังไปชั่วขณะเป็นเส้นทางต่อเนื่องแล้วล่ะก็ สมมุติฐานแรกเลยก็คือ มันจะต้องมีวัตถุอะไรบางอย่างเคลื่อนที่อยู่ในบริเวณแห่งนั้น

ด้วยความร่วมมือระหว่างองค์การบริหารการบินอวกาศแห่งชาติสหรัฐ (NASA) และองค์การอวกาศยุโรป (ESA) ก็สามารถผสานข้อมูลที่ได้รับมาจากกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลและหอดูดาวทางภาคพื้นดิน ของค่าแสงที่ถูกบดบังในปรากฏการณ์ ออคคัลเทชัน (Occultation) ได้สำเร็จ และทำนายว่าการบดบังจะต้องเกิดขึ้นอีกในเดือนกรกฎาคม ปี 2017 ดังนั้นด้วยการพิสูจน์คำทำนายดังกล่าว จึงผสานความร่วมมือกับหอดูดาวต่างๆทั่วโลกที่อาจสามารถสังเกตเห็นได้ ในการตรวจหาค่าเปลี่ยนแปลงของแสง และด้วยข้อมูลต่างๆที่หลั่งไหลกันเข้ามามากมาย ก็ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณได้ถึงขนาดและรูปร่างของ MU69 ได้ในที่สุด

รูปที่ 10 ภาพต่อเนื่องของ 2014 MU69 โดยกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล เมื่อวันที่ 26 มิถุนายน 2014
(© NASA, ESA, SwRI, JHU/APL, and the New Horizons KBO Search Team – http://www.planetary.org/multimedia/space-images/small-bodies/pt1-discovery.html)
รูปที่ 11 ภาพแสดงตำแหน่งของยานนิวฮอไรซันส์ ที่ปัจจุบันกำลังเคลื่อนอยู่ในแถบไคเปอร์
(© NASA/JHUAPL/SwRI – https://www.sciencedaily.com/images/2018/12/181227152745_1_540x360.jpg)

สรุป

นับเป็นอีกหนึ่งความสำเร็จของมนุษย์ ที่สามารถส่งยานอวกาศไปสำรวจดาวเคราะห์น้อยในแถบไคเปอร์ได้ และการไปเยือน อัลติมา ทูลี ยังโซนสุริยะชั้นนอกในครั้งนี้ ยังถือได้ว่าเป็นการสำรวจวัถตุอวกาศที่ไกลที่สุด นับตั้งแต่มีการสำรวจอวกาศกันเลยทีเดียว แต่เนื่องจากระยะห่างของการสำรวจนั้นไกลถึง 6,600 ล้านกิโลเมตร และปัจจุบันยานนิวฮอไรซันส์ก็เคลื่อนที่ออกห่างจากอัลติมา ธูลีไปแล้วถึง 52 ล้านกิโลเมตร ดังนั้นข้อมูลจำนวนมากที่กำลังส่งกลับมายังโลกนั้น ต้องใช้เวลาไปอีกเกือบ 2 ปี (20 เดือน) ถึงจะส่งมาครบ นี้ก็หมายความว่าเราอาจได้รู้อะไรใหม่ๆอีกตามมาหลังจากนี้ไปอีกนาน รวมไปถึงเป้าหมายถัดไปของ ยานนิวฮอไรซันส์ที่กำลังรอลุ้นถัดไป

Sci Ways
Sci Ways
นักเดินทางข้ามกาลเวลา
YouTube
กลับสู่บนสุด