NARIT สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ โพสต์ผ่านเฟซบุ๊กระบุ “ดวงจันทร์ไททันกำลังถอยห่างจากดาวเสาร์ด้วยอัตราเร็วกว่าที่เคยคาดไว้#ถึง 100 เท่า

ดวงจันทร์ของโลกนั้นกำลังถอยออกห่างจากโลกอยู่ตลอดเวลา สาเหตุที่เป็นเช่นนี้นั้นเกิดขึ้นจากแรงโน้มถ่วงระหว่างโลกและดวงจันทร์ ด้านของโลกที่ใกล้ดวงจันทร์นั้นจะมีแรงโน้มถ่วงที่แตกต่างกันเล็กน้อยกับกึ่งกลางของโลก และด้านที่ไกลจากดวงจันทร์ เป็นผลที่ทำให้เกิดแรงไทดัลและดันของเหลวบนโลกให้โป่งออกเล็กน้อยในรูปของน้ำขึ้นน้ำลง

ทุกๆ ครั้งที่ของเหลวบนโลกโป่งออกนี้จะมีการเสียพลังงานเล็กน้อย เราสามารถเก็บเกี่ยวพลังงานนี้ได้ในรูปของโรงไฟฟ้าพลังน้ำขึ้นน้ำลง ผลของปฏิสัมพันธ์ระหว่างแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์กับของเหลวบนโลกนี้ทำให้วงโคจรของดวงจันทร์ค่อยๆ ถอยออกห่างขึ้นเรื่อยๆ โดยปัจจุบันดวงจันทร์กำลังถอยออกห่างจากโลกด้วยอัตรา 3.8 ซม. ในทุกๆ ปี สามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับแรงไทดัลได้ในโพสต์เก่าที่ [3]

ในลักษณะเดียวกัน ดวงจันทร์อื่นๆ ในระบบสุริยะก็กำลังค่อยๆ ถอยออกห่างจากดาวเคราะห์ที่มันโคจรอยู่ รวมไปถึงดวงจันทร์ไททันของดาวเสาร์ คำถามถัดไปก็คือ ดวงจันทร์ไททันนั้นกำลังถอยห่างออกไปด้วยอัตราเท่าใด การทราบอัตราการถอยห่างนี้ ไม่เพียงแต่จะทำให้เราเข้าใจการถอยห่างของดวงจันทร์รอบดาวเคราะห์อื่นได้ดียิ่งขึ้น แต่จะช่วยบอกเราได้ถึงต้นกำเนิดของดวงจันทร์ของดาวเสาร์ เนื่องจากอัตราการถอยห่างในปัจจุบันจะสามารถบอกเราได้ว่าดวงจันทร์กว่า 80 ดวงของดาวเสาร์นั้น เคยอยู่ในบริเวณใด เมื่อเวลาใดในอดีต และจะช่วยบอกเราได้ถึงต้นกำเนิดของดวงจันทร์เหล่านี้ รวมไปถึงวงแหวนของดาวเสาร์ที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัวของมันที่เราพบได้ในปัจจุบัน

การจะสามารถยืนยันอัตราการถอยห่างของดวงจันทร์ไททันได้ เราจะต้องทราบตำแหน่งของดวงจันทร์ไททันและดาวเสาร์อย่างแม่นยำเสียก่อน

ทีมนักวิจัยที่นำโดยนักวิจัยจาก JPL และ Caltech จึงได้ศึกษาข้อมูลจากยานสำรวจอวกาศ Cassini ที่ได้โคจรรอบดาวเสาร์เป็นเวลาถึง 13 ปี ก่อนที่จะสิ้นสุดภารกิจและเผาไหม้ไปในชั้นบรรยากาศของดาวเสาร์ อาศัยภาพถ่ายระหว่างภารกิจของยาน Cassini โดยเทียบตำแหน่งกับดาวเบื้องหลัง และยืนยันกับข้อมูลที่ได้จากคลื่นวิทยุระหว่างการโฉบเข้าใกล้สิบครั้งระหว่างปี 2006 ถึง 2016 ผลที่ได้ก็คือการติดตามตำแหน่งของวงโคจรไททันอย่างแม่นยำ ซึ่งนำไปสู่อัตราการถอยห่างของไททัน ที่ 11 ชั่วโมงต่อปี

แต่ปัญหาก็คือ ตัวเลขอัตราการถอยห่างนี้นั้น อยู่ในอัตราที่เร็วกว่าการคาดการณ์ใดๆ ที่นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ไว้แต่เดิมถึงกว่า 100 เท่า!

โดยปกติแล้ว แรงไทดัลนั้นจะขึ้นอยู่กับระยะทาง และดวงจันทร์ไททันที่โคจรอยู่ไกลจากดาวเสาร์ถึงกว่า 1.2 ล้านกิโลเมตร (เทียบกับดวงจันทร์ของโลกที่อยู่ห่างออกไปเพียง 4 แสนกิโลเมตร) เราจึงคาดการณ์อัตราการถอยห่างของดวงจันทร์ไททันในอัตราที่ต่ำกว่าที่วัดได้เป็นอย่างมาก

อย่างไรก็ตาม ในงานวิจัยที่ตีพิมพ์เอาไว้เมื่อ 4 ปีที่แล้ว Jim Fuller จาก Caltech ได้คาดการณ์เอาไว้ว่า ดวงจันทร์ของดาวเสาร์นั้นอยู่ในวงโคจรที่เรียกว่า resonance กัน ทำให้อัตราส่วนของวงโคจรของพวกมันนั้นถูกล็อคเอาไว้ด้วยกัน นั่นหมายความว่าหากดวงจันทร์ที่อยู่ใกล้ดาวเสาร์ถูกทำให้ถอยห่างออกมาในอัตราที่สูง ดวงจันทร์วงนอกก็จะถูกผลักให้ออกมาพร้อมๆ กันด้วย การถอยห่างนี้จึงเปรียบได้กับการ "อพยพหมู่" ของเหล่าดวงจันทร์ให้ถอยออกมาพร้อมๆ กันเสียมากกว่า และดวงจันทร์ที่ห่างไกลเช่นไททัน ก็จะพบอัตราการถอยห่างที่สูงกว่าที่ควรจะเป็นอย่างมาก

และนั่นก็คือสิ่งที่เราพบ และตัวเลขที่สอดคล้องกับที่ทำนายเอาไว้โดยทฤษฎีทุกประการ

ซึ่งนี่เท่ากับไม่เพียงแต่ทำให้เราเข้าใจต้นกำเนิดของดวงจันทร์ของดาวเสาร์ได้ดียิ่งขึ้น แต่ยังทำให้เราเข้าใจเกี่ยวกับการอพยพของเหล่าดวงจันทร์รอบดาวยักษ์แก๊สได้ดีขึ้นอีกด้วย

ข้อมูล/ เรียบเรียง : ดร. มติพล ตั้งมติธรรม - ผู้เชี่ยวชาญดาราศาสตร์ สดร.

อ้างอิง/อ่านเพิ่มเติม:
[1] https://www.nasa.gov/…/saturns-moon-titan-drifting-away-fas…
[2] https://www.nature.com/articles/s41550-020-1120-5
[3] https://www.facebook.com/…/a.2551016080333…/364803483729864/"