|
|
|
| หากจะถามคนตามท้องถนนขอให้ยกตัวอย่างของดาวเคราะห์มาดูกันซักหน่อย พวกเขาก็คงจะเห็นคุณค่อนข้างทึ่มหรือเชยจัง พวกเขาอาจตอบว่า “โลก” หรือดาวเคราะห์อื่นๆที่เห็นกันง่ายๆอย่างดาวศุกร์หรือไม่ก็ดาวพฤหัส ถ้าถามต่อไปว่าแล้วพลูโตจะว่ายังไง? มันเป็นอะไร? เขาก็อาจจะหยุดชะงัก เพราะเคยได้ยินว่ามีข้อโต้แย้งเกี่ยวกับมัน ถ้าจะถามว่าดาวเคราะห์ต่างจากดาวอย่างไร? คนที่จะสามารถตอบได้ดีจะลดจำนวนลงอย่างน่าใจหาย ถึงที่สุดถ้าจะถามว่า คำจำกัดความทางวิทยาศาสตร์ของดาวเคราะห์ที่แท้จริงคืออะไร กลับพบว่าไม่มีใครตอบได้เพราะยังไม่เห็นมีนิยามจริงๆสักแห่งเดียว มองหาความหมาย นิโคลาส โคเปอร์นิคัส (ค.ศ.1473- 1543) เขียนหนังสือ ''On the Revolutions of the Heavenly Sphere'' ที่พิมพ์เสร็จในปี ที่เขาสิ้นชีวิต เขาเสนอว่าโลกไม่ได้เป็นศูนย์กลาง ของเอกภพ แต่โคจรรอบดวงอาทิตย์เหมือน ดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ คุณอาจลองมองหาความหมายของ ''ดาวเคราะห์'' ในพจนานุกรม นักเรียนบอกว่า ''ดาวเคราะห์'' เป็นวัตถุท้องฟ้าที่สว่างด้วยแสงสะท้อนของแสงอาทิตย์ และเป็นวัตถุโคจรรอบดวงอาทิตย์ ความหมายของดาวเคราะห์แต่แรกเริ่มคือ วัตถุท้องฟ้าใดๆ เคลื่อนที่เทียบกับดาวคงที่ ที่หมายถึงเป็น ''ผู้ท่องเที่ยว'' หรือ ''ผู้พเนจร'' (wanderer) ในกรีก และวัฒนธรรมอื่นที่คำว่า ''ดาวเคราะห์'' (planet) มีความหมายเหมือนกัน แต่ทำไมทุกวันนี้มันยังดีไม่พอสำหรับเรา? เราจะประนามโคเปอร์นิคัสและกาลิเลโอหรือ? โคเปอร์นิคัสสอนเราว่าทุกสิ่งที่เรามองเห็นจากตำแหน่งโลกผิดพลาด และกาลิเลโอแสดงให้ดูว่า การใช้กล้องดูดาวทำให้เรามีข้อมูลวัตถุในเอกภพมากกว่าที่เห็นด้วยตาเปล่า การค้นพบตั้งแต่กาลิเลโอจนถึงทุกวันนี้ (โดยเฉพาะจากการค้นพบในทศวรรษสุดท้าย) ทำให้คำจำกัดความเก่าแก่ของ ''ดาวเคราะห์'' ไม่พอ มันยังไม่สมบูรณ์ ปัญหาคืออะไร? แรกสุด เราทราบตอนนี้ว่าวัตถุท้องฟ้าทั้งหมดฉายแสง มันสว่างได้อย่างไร? ด้วยแสงชนิดไหน? อะไรก็ตามที่อุณหภูมิเหนือศูนย์องศาสมบูรณ์จะคายแสงหรือรังสี (เทอมเทคนิคคือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า) แม้แต่คุณก็คายรังสีได้เช่นกัน วัตถุที่อุณหภูมิของคน หรือดาวเคราะห์ในระบบสุริยะคายคลื่นใต้แดง (ที่เรียกว่ารังสีความร้อน) กาลิเลโอ กาลิเลอี (ค.ศ.1564-1642) ใช้กล้องโทรทรรศน์อันแรกของโลก สังเกตการณ์ดาวเคราะห์ที่สนับสนุน ทฤษฎีของการโคจรรอบดวงอาทิตย์ ตามความคิดของโคเปอร์นิคัส แสงสว่างของดาวเคราะห์มาจากแสงแดดสะท้อนที่ผิวมากกว่าจากความสุกสว่างของตัวมันเอง ตามจริงแล้ว ดาวพฤหัสคายรังสีทั้งหมดจากภายในมากกว่าที่สะท้อนจากดวงอาทิตย์ แต่รังสีภายในของมันส่วนใหญ่เป็นรังสีใต้แดง แต่ละกรณียังไม่มีข้อมูลเบื้องต้น ขึ้นกับระยะทางของดาวพฤหัสจากดวงอาทิตย์ด้วย และจริงอย่างแน่นอนที่ว่าดวงอาทิตย์สุกสว่างกว่าดาวเคราะห์มากมาย ปัญหาต่อมาบอกว่าดาวเคราะห์ต้องโคจรรอบดวงอาทิตย์ ไม่มีปัญหาจนกระทั่งเริ่มพบว่าดาวเคราะห์โคจรรอบดาวดวงอื่น (ในค.ศ. 1995) ตอนนี้พบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะราว 100 แห่ง และจะเพิ่มจำนวนอย่างรวดเร็วในอนาคตใกล้ๆนี้ดู http://exoplanets.org โดยทั่วไปเป็นการโคจรรอบดาวอื่น ไม่ใช่มีเพียงดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์เท่านั้น นิยามของดาวเคราะห์น่าจะเป็น ''วัตถุที่ความสุกสว่างของมันจางกว่าดาวที่มันโคจรรอบ'' นี่ดูคล้ายได้ปรับปรุงคำจำกัดความในพจนานุกรมตามวิทยาศาสตร์สมัยปัจจุบัน แต่ยังไม่เพียงพอ มีปัญหากับพลูโต ''การโต้แย้งของดาวพลูโต'' เป็นการถกปัญหาที่ร้อนแรงของมหาชนในไม่กี่ปีที่ผ่านมาเกี่ยวกับดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ว่าสมควรมีตำแหน่งเป็นดาวเคราะห์หรือไม่ เนื่องจากดาวพลูโตโคจรรอบดาว และความสุกสว่างมีน้อยกว่ามาก มันควรจะเป็นดาวเคราะห์ตามคำจำกัดความที่เราได้กล่าวมา ปัญหาจริงๆไม่ใช่กับดาวพลูโต แต่เป็นปัญหากับวัตถุอื่นจำนวนมากในระบบสุริยะของเราที่ไปได้ดีกับคำจำกัดความนี้ แต่ยังไม่เรียกว่าดาวเคราะห์ ดวงน่าสังเกตที่สุดอาจเป็น เซเรส นี่เป็นดาวเคราะห์น้อยใหญ่ที่สุด เซเรสถูกค้นพบจากการค้นหาอย่างรอบคอบตามกฏของทิเทียส-โบด ที่ช่องว่างระหว่างดาวเคราะห์ ควรมีดาวเคราะห์อยู่ถัดจากดาวอังคาร (เรายังไม่เข้าใจกฏนี้กัน และมันใช้ไม่ได้กับการค้นพบดาวเคราะห์ดวงใหม่ๆแล้ว) ดาวเคราะห์ที่รู้จักกันดีในศตวรรษที่ 18 สอดคล้องกับกฏนี้ แต่ดวงที่ 4 ระหว่างดาวอังคารและดาวพฤหัสดูเหมือนหายไป เมื่อปิอาสสิ (Piazzi) ค้นพบว่า มีวัตถุเกือบอยู่ในวงโคจรที่ถูกต้องตามกฏทิเทียส-โบด ต่างพากันดีใจว่าเป็นดาวเคราะห์ดวงที่ 4 แต่มันมีขนาดเล็กมาก อย่างไรก็ดี ดาวพุธก็ไม่ได้ใหญ่โตไปกว่าดวงจันทร์ของเรามากนัก และดาวพุธยังเล็กกว่าดวงจันทร์ดวงใหญ่ที่สุดของดาวพฤหัสและดาวเสาร์ ดาวพลูโตเมื่อเทียบขนาดกับโลกและดวงจันทร์ สถานภาพของเซเรสที่เป็นดาวเคราะห์ดวงที่ 4 ถูกโจมตีอีก 2 ปีต่อมา เมื่อพบเวสตาและจูโน (ดาวเคราะห์น้อยดวงที่เล็กกว่า) ในวงโคจรที่คล้ายกัน เฮอร์เชล (ผู้ค้นพบดาวยูเรนัสโดยบังเอิญ ยังคงเป็นเพียงคนเดียวที่ค้นพบดาวเคราะห์จากการสังเกตการณ์โดยบังเอิญ) เริ่มสงสัยว่า ดวงไหนเป็นดาวเคราะห์ที่แท้จริง เนื่องจากดาวเคราะห์ที่เหมาะสมทั้งหมด มีวงโคจรของมันเอง ข้อคิดเห็นเหล่านี้ไม่เคยเป็นส่วนหนึ่งในความพยายามเข้าใจดาวเคราะห์ (และไม่เห็นในนิยามดังกล่าวมา) ทุกวันนี้เขาชนะแล้ว เพราะยังคงค้นพบดาวเคราะห์น้อยต่อไปอีก เราสงสัยกันว่าคงเป็นเพราะระบบสุริยะของเราไม่เหมาะที่จะมีดาวเคราะห์หลายร้อยดวง (ลองถามนักเรียนว่าทำไมไม่ต้อง) ยิ่งกว่านั้นดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ไม่กลม แต่เหมือนหินก้อนใหญ่ ดาวเคราะห์กลมเพราะความโน้มถ่วงตัวเองมากพอที่จะชนะแรงของมวลทั้งหมด วัตถุต้องมีรูปร่างที่มีประสิทธิภาพดีที่สุดคือกลม เซเรสอยู่เลยขีดจำกัดนี้ดังนั้นมันจึงกลม ดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่มวลไม่มากพอที่จะทำให้เกิดความกลม ดาวหาง (ที่สอดคล้องกับนิยามดังกล่าวมา) เหมือนดาวเคราะห์น้อยน้ำแข็ง ดาวหางมีวงโคจรวงรีไม่กลมเหมือนดาวเคราะห์ และมักมีระนาบวงโคจรที่อยู่นอก หรือเอียงมากกับระนาบสุริยะวิถีที่ถือเป็นระนาบระบบสุริยะ ดาวเคราะห์น้อย อีรอส(ซ้าย) ไอดา (ขวา) มีดาวบริวารชื่อแดคทิล และกาสปรา ที่ถ่ายรูปด้วยยานอวกาศ เห็นว่าดาวเคราะห์น้อยไม่กลม การค้นพบพลูโตเหมือนการค้นพบเซเรส มาจากการค้นหาที่ละเอียดละออ ความพยายามค้นหาพลูโตทำให้เนปจูนปรากฏตัว จากการสังเกตการณ์ที่ว่า ดาวเคราะห์วงนอกเดินคดเคี้ยว หรือมีการส่ายในวงโคจร ที่ดูคล้ายเกิดจากแรงรบกวนของวัตถุที่ยังไม่ได้ค้นพบในตำแหน่งหนึ่งที่ไกลออกไป การคำนวณการส่ายของดาวยูเรนัส ได้นำทางไปพบตำแหน่งของเนปจูนโดยตรง ดาวเนปจูนดูเหมือนเดินคดเคี้ยวไปมาจนต้องค้นหาวัตถุที่ส่งแรงมารบกวน และในที่สุดก็ได้ค้นพบตำแหน่งของดาวพลูโต มันเป็นการประมาณค่าและทอมบอห์ (จากหอดูดาวโลเวลล์) จำต้องค้นหาพื้นที่กว้างใหญ่ก่อนจะค้นพบ ตอนนี้เราทราบแล้วว่าพลูโตเล็กเกินไปที่จะทำให้เนปจูนเดินส่ายได้ การค้นพบพลูโตคล้ายการค้นพบเซเรสมากกว่าเนปจูน พลูโตคล้ายเซเรสอีกเรื่องที่ขนาดเล็กอย่างน่าประหลาด เมื่อเทียบกับดาวเคราะห์ดวงอื่น มันเล็กกว่าที่เคยคิดครั้งแรก พลูโตใหญ่กว่าเซเรส แต่เล็กกว่าดวงจันทร์หลายดวง วงโคจรและส่วนประกอบของพลูโตมีอะไรบางอย่างที่เหมือนดาวหาง เพราะทางเดินของมันไม่เป็นวงกลม และไม่ได้อยู่ในระนาบสุริยะวิถี อย่างไรก็ดีมันได้รับการยอมรับว่าเป็นดาวเคราะห์ดวงที่ 9 นานนับหลายทศวรรษ เสียงบ่นเรื่องสภาพดาวเคราะห์พลูโตได้เริ่มมานานพอสมควร และก็ดังขึ้นเรื่อยๆ ไม่ผิดอะไรกับเมื่อครั้งกระโน้นที่เห็นเซเรสครั้งแรก วัตถุอื่นเริ่มปรากฏตัวในวงโคจรตามพลูโตมากขึ้นๆ วัตถุทั้งหมดอยู่ในแถบคูเปอร์ มันเป็นส่วนที่หลงเหลือจากจานภายนอกตอนกำเนิดระบบสุริยะ มีผู้เดาความเป็นอยู่ของมันมาก่อน แต่เพราะวัตถุคูเปอร์เล็กกว่าและไกลกว่าดาวเคราะห์น้อย มีช่วงเวลา 60 ปี ในเรื่องวัตถุคูเปอร์ (ไม่ใช่ 2 ปี เหมือนกรณีเรื่องดาวเคราะห์น้อย ในการค้นพบดวงที่ใหญ่สุดและเล็กกว่าตามมา) อย่างไรก็ตามตอนนี้ เราค้นพบวัตถุคูเปอร์มากกว่า 600 แห่ง และดวงใหญ่ที่สุดก็ใหญ่กว่าครึ่งของพลูโต เราอาจพบวัตถุคูเปอร์ที่ใหญ่กว่านี้ในอนาคตใกล้ๆนี้ นักดาราศาสตร์รู้สึกว่า ถ้าเราไม่เรียกเซเรสว่าดาวเคราะห์ ก็ไม่ควรเรียกพลูโตว่าดาวเคราะห์ด้วย ความแตกต่างที่แท้จริงเรื่องเดียวระหว่างเซเรสและพลูโตคือ ดาวพลูโตมีช่วงงามสง่า ในตำแหน่งดาวเคราะห์ยาวนานมากกว่า ก่อนที่จะเริ่มพบเพื่อนในวงโคจรของมันด้วย หรือเราควรรักษาสภาพดาวเคราะห์ไว้กับเซเรสด้วย ทุกคนเห็นพร้องกันว่าไม่ควรเรียกวัตถุที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ว่า ''ดาวเคราะห์'' ต้องมีเหตุผลที่จะเอาวัตถุที่เล็กหรือมีมวลเล็กน้อยออกไป ตามความคิดของกอดซิลลา ขนาดเป็นเรื่องสำคัญ แต่ตรงไหนล่ะที่ควรจะให้เป็นเส้นแบ่งแยกออกจากกัน? ความกลมเป็นบรรทัดฐานที่ดีหรือไม่? (การค้นหาวัตถุในแถบคูเปอร์ดูในเวบไซต์ http://www.ifa.hawaii.edu/faculty/jewitt/kb.html ) ดาวเคราะห์และแคระน้ำตาล ปัญหาพื้นฐานอื่นๆมาจากการค้นพบภายนอกระบบสุริยะของเรา ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะทั้งหมดพบว่ามีวิธีการเคลื่อนที่ส่าย (wobble method) ตามที่สังเกตการณ์ความเร็วตามแนวสายตา (มีดอปเปลอร์ชิฟท์) ของดาวใจกลางที่เกิดจากดาวเคราะห์โคจรรอบ วิธีนี้เห็นได้ชัดในดาวเคราะห์มวลมากที่โคจรใกล้ดาว ความลำบากอย่างหนึ่งคือ มันขึ้นกับการวางตัวของวงโคจร ถ้าระนาบวงโคจรหันหน้าเข้าหาโลก วิธีการก็ใช้ไม่ได้ (ไม่มีความเร็วเข้าหาหรือออกจากโลก) อาจอ้างว่าเป็นเพราะมวลน้อย ดาวเคราะห์ภายนอกระบบสุริยะที่มวลมากกว่า มักจะเป็นแคระน้ำตาล (brown dwarf) ดาวพฤหัส ถ้าหากมีมวลมากกว่านี้ 13 เท่า แกนกลางดาวพฤหัสก็จะเกิดนิวเคลียร์ฟิวชั่นได้ แคระน้ำตาลเป็นดาวล้มเหลว (มากกว่าจะเป็นดาวเคราะห์) หมายความว่าอย่างไร? เราจะลากเส้นแบ่งระหว่างความเป็นแคระน้ำตาล และดาวได้อย่างไร? ตอนนี้นักดาราศาสตร์มีความคิดเห็นต่างกันไป ดาวเป็นวัตถุส่องแสงด้วยขบวนการนิวเคลียร์แบบฟิวชัน ที่นิวเคลียสของไฮโดรเจนหลอมรวมกลายเป็นนิวเคลียสฮีเลียม ปล่อยพลังงานและส่องสว่าง จะทำเช่นนั้นได้ ดาวต้องมีมวลมากพอ ที่จะให้แรงดึงดูดอัดใจกลางดาวจนหนาแน่นและร้อน ปัญหาของแคระน้ำตาลคือมันสะสมมวลมากพอที่จะเริ่มฟิวชันได้ แต่ก็มีไม่พอที่ฟิวชันจะอยู่ได้นานๆ ช่วงชีวิตส่วนใหญ่ พลังงานของแคระน้ำตาลจึงมาจากการหดตัวช้าๆ(ปล่อยพลังงานศักย์โน้มถ่วง) งานนี้เป็นแบบเดียวกับที่หย่อนน้ำหนักไปบนเท้า งานที่ทำให้เจ็บเท้า (มวลปล่อยพลังงานเมื่อมันตกลงไป) แหล่งพลังงานเดียวกันนี้มีในดาวเคราะห์มวลมาก (อย่างดาวพฤหัส) ด้วย วัตถุเหล่านี้ไม่สามารถกำเนิดพลังงานเองได้อย่างดวงอาทิตย์ เมื่อมันอัดแน่นกันมากขึ้น และอัตราการหดตัวลดลง เมื่อคายความร้อนออกเรื่อยๆจะจางลง มีเส้นแบ่งระหว่างวัตถุมวลมากพอทำให้มีฟิวชัน และวัตถุตัวเล็กเกินไปจนให้ฟิวชันไม่ได้ เส้นแบ่งนี้อยู่ราว 13 เท่าของมวลดาวพฤหัส นักดาราศาสตร์ส่วนใหญ่เต็มใจที่จะแบ่งแยกความเป็นแคระน้ำตาล และดาวเคราะห์ด้วย (ข้อมูลของแคระน้ำตาลมากขึ้นดูที่ http://oposite.stsci.edu/pubinfo/PR/2000/29/index.html ) เกิดเป็นชนิดที่ถูกต้อง? ความแตกต่างที่เป็นไปได้อื่นๆ ระหว่างแคระน้ำตาลและดาวเคราะห์มวลมากคือ มันเกิดได้อย่างไร? ภาพมาตรฐานของการเกิดดาวเคราะห์ยักษ์กาซมวลมาก คือตอนแรกดาวเคราะห์เล็กดวงแรกเกิดขึ้นจากการรวมหินและน้ำแข็งชิ้นเล็กๆ (''planetesimal'') ดาวเคราะห์ที่ร้อนสว่างต้องมีมวลมากกว่าของโลก 10 เท่า ถ้าจานดาวเคราะห์แรกเริ่ม (protoplanetary disk) (จะกำเนิดดาวและดาวเคราะห์ต่อมา) ยังคงมีกาซเริ่มแรก (ไฮโดรเจนและฮีเลียม) ดาวเคราะห์สามารถดึงดูดกาซนี้ และเติบโตอย่างเร็วเป็นก้อนกาซยักษ์ ไม่ชัดเจนว่า การเติบโตจะถึงขีดจำกัดมากน้อยแค่ใด ถ้ามันรวมมวลได้มากกว่า 13 เท่าของดาวพฤหัส มันจะเริ่มฟิวชันได้ และอาจกลายเป็นเพื่อนแคระน้ำตาลของดาว แต่บางคนบอกว่ามันยังคงเป็นดาวเคราะห์ เพราะวิธีการที่เกิด เขาวางรากฐานคำจำกัดความเรื่องโมด หรือวิธีการกำเนิดว่าดาวเคราะห์ จะเกิดจากชิ้นส่วนเล็กๆมารวมกัน (planetesimals) ถ้าคิดว่าเพื่อนแคระน้ำตาลเกิดวิธีการเดียวกับเพื่อนดาว (และนี่เป็นเรื่องธรรมดา) มันไม่ได้ก่อร่างสร้างตัวจากการรวมวัตถุขนาดเล็กเข้าด้วยกัน เหมือนวิธีการที่กล่าวมา แต่วิธีการเริ่มจากบริเวณกว้างใหญ่หนาแน่นของกาซยุบตัวภายใต้น้ำหนักของมันเองสร้างตัวดาวโดยตรง เพื่อนดาว (ที่เราคิดรูปแบบวิธีนี้) มักมีวงโคจรไม่กลม ขณะที่วงโคจรกลมของดาวเคราะห์มีอยู่ทั่วไปในระบบสุริยะของเรา เป็นผลจากการรวมตัวของวัตถุเล็ก ในระบบดาวเคราะห์เข้าด้วยกันดังกล่าว น่าประหลาดใจที่พบว่าดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะของเราส่วนใหญ่มีวงโคจรไม่เป็นวงกลม อย่างไรก็ดีวงโคจรที่เราเห็นทุกวันนี้อาจไม่ใช่วงที่เหมือนสภาพตอนเกิด จานที่เหลือและดาวเคราะห์มวลมากอื่นใดๆในระบบ สามารถเปลี่ยนแปลงวงโคจรได้ระหว่างช่วงแรกเกิด โดดเดี่ยวหลุดจากพวกพร้อง วงโคจรที่น่าเลือกอีกวิธีการหนึ่งคือการพุ่งของมวลดาวเคราะห์ออกมา เมื่อดาวเคราะห์ใหญ่หลายดวงโคจรรอบดาวภายใต้อิทธิพลซึ่งกันและกัน ระบบไม่เสถียรภาพ สิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ส่วนใหญ่ คือวัตถุขนาดเล็กสุดจะพุ่งออกจากระบบ จะเห็นมันเป็นวัตถุโดดเดี่ยวที่มวลน้อยกว่าแคระน้ำตาล วัตถุเช่นนั้นพบได้ในกระจุกดาวอายุน้อยบางแห่ง ปัญหาคือว่า เราไม่แน่ใจว่าวัตถุขนาดเล็กสามารถเกิดได้ด้วยตัวเองโดยไม่เคยโคจรรอบดาวได้หรือไม่ นักทฤษฎีดั้งเดิมอ้างว่าเป็นไปไม่ได้ แต่เมื่อมีรายละเอียดมากขึ้นมาเสริมก็เลิกแย้ง มีการโต้แย้งเพิ่มขึ้นเมื่อผู้ค้นพบบางคนตั้งชื่อ ''ดาวเคราะห์ลอยอิสระ'' (free-floating planets'') คำถามมีว่า ถ้าวัตถุไม่เคยโคจรรอบดาวเลย มันจะเป็นดาวเคราะห์ได้หรือไม่? บางคนกล่าวว่าถ้ามันไม่เคยมีฟิวชันก็ไม่น่าเป็นดาว เนื่องจากวัตถุที่ลอยอิสระมีมวลเท่ากับดาวเคราะห์ของระบบสุริยะอื่น ควรจะเรียกว่าดาวเคราะห์ด้วย อาจมีคนว่าดาวเคราะห์เกิดและพบได้รอบๆดาวเท่านั้น (ตัดเอาปัญหาของการพุ่งออกมา) ดังนั้นถ้าวัตถุใหม่เกิดอย่างโดดเดี่ยว ควรเรียกว่า แคระน้ำตาลเล็ก (sub-brown dwarfs) หรือแคระเทา (grey dwarfs) ไม่ใช่ดาวเคราะห์ การจำลองภาพล่าสุดของการเกิดดาวในกระจุกดาวสับสนต่อไป วัตถุตอนเริ่มเกิดมักชนกัน เกิดมวลเพื่อนหลวมๆ พุ่งออกจากกลุ่ม ขณะการเกิดยังคงดำเนินต่อไป แคระน้ำตาลบางทีเกิดได้ด้วยตัวเอง บางทีก็เป็นส่วนของระบบดาวหลายดวงในขบวนการเกิด กาซถูกเหวี่ยงทันที ขบวนการแบบเดียวกันนี้เป็นไปได้ในวัตถุมวลดาวเคราะห์ด้วย ยากที่จะกล่าวว่ามันเกิดในวงโคจรรอบดาวหรือไม่ (ข้อมูลมากกว่านี้ในแบบจำลองคอมพิวเตอร์เหล่านี้ ดูที่ http:// www.astro.ex.ac.uk/people/mbate/Research/pr.html) นิยามที่น่าจะทำต่อไป มาถึงตอนนี้อย่างน้อยคุณก็สับสนเหมือนนักดาราศาสตร์อาชีพแล้วสิ อะไรที่ดูคล้ายเป็นคำถามง่ายๆ (อย่างเช่น ดาวเคราะห์คืออะไร?) กลายเป็นเรื่องซับซ้อนไปเสียแล้ว คำนี้ยังคงใช้กันทั่วไปมันดีที่ทราบว่าเรากำลังพูดถึงอะไรกันอยู่ นิยามสุดท้ายควรยอมรับทั้งนักวิทยาศาสตร์และมหาชนทั่วไป มีงานที่อยากให้คุณทำ คุณจะเลือกการยอมรับหรือการคิดนิยามใหม่ หากไม่ยอมรับก็น่าจะคิดนิยามเอง มี 3 เรื่องที่ซึ่งจะให้นิยามได้ อาจจากเรื่องใดเรื่องหนึ่งหรือมากกว่านี้ 1) คุณลักษณะ (characteristic) ของวัตถุเอง 2) สถานภาพ (circumstances) ที่พบ ิ 3) การกำเนิด (cosmogany) ขอเสนอคุณสมบัติ 2-3 ข้อที่อาจเหมาะกับนิยามที่ดีๆ แต่คุณก็มีอิสรภาพในความคิด อาจเพิ่มหรือเอาออกจากรายการนี้ได้ วิธีดีที่สุด ที่เริ่มอาจเป็นการจัดการรายชื่อด้วยตัวคุณเอง ข้อแนะนำ (ไม่มีระเบียบการใดๆ) คือว่าคำนิยามควรมี 1) ทางกายภาพ (physical) ให้คุณสมบัติพื้นฐานของวัตถุ 2) สังเกตการณ์ได้ ขึ้นอยู่กับการวัดที่กำลังกระทำสำเร็จ 3) สั้นและชัดเจน มีความคลุมเครือน้อยที่สุด 4) เรื่องทั่วๆไปมากกว่าการสังเกตการณ์ในปัจจุบัน มีที่ว่างที่จะใส่การค้นพบสิ่งใหม่ๆได้ 5) ขีดจำกัดที่มีนิยามดี ขีดจำกัดให้สามารถวางวัตถุไว้ข้างในหรือข้างนอกของการจัดจำแนกประเภท 6) ให้มหาชนเข้าใจง่ายและนักวิทยาศาสตร์พอใจ ไอเอยู (IAU:International Astronomical Unit) เป็นเพียงหน่วยงานเดียวที่จะให้นิยามอย่างเป็น ''ทางการ'' ได้พบปัญหานี้มานาน ธรรมชาติไม่ได้สนใจการแยกจำแนกชนชั้น,ประเภท,ชนิด ธรรมชาติมีความต่อเนื่องของลักษณะ สถานภาพ และกำเนิดของวัตถุ บทความนี้บอกการเริ่มต้นของเรื่องที่เกี่ยวข้องหลายเรื่อง พวกคุณจะสกัดความคิดได้ไหม? (พยายามเข้าใจหรือถกปัญหากันจากงานวิจัย) และจะรวบรวมความคิด เพื่อช่วยทำให้งานนี้สำเร็จได้หรือไม่? คุณจะสามารถทำให้การจัดจำแนกชัดเจนขึ้น ซึ่งได้ผ่านขั้นตอนของความขัดแย้งแล้วได้หรือไม่? คุณจะสามารถให้นิยามของดาวเคราะห์ที่นักเรียนหรือใครๆจะชื่นชอบและเข้าใจได้ไหม? บรรดาคุณครูและนักดาราศาสตร์จะพบกฏเกณท์ด้วยได้หรือไม่? อย่างน้อยที่สุดมันน่าสนุกและท้าทายความพยายามที่จะค้นหาข้อมูลมาให้ได้ ผมไม่คิดว่าวิธีการนี้จะเป็นไปไม่ได้ และผมจะแนะนิยามในบทความต่อไปใน วารสารเมอร์คูรี (Mercury) หรือคุณอาจดูก่อนได้ที่เวบไซต์ของผม (http://astro.berkeley.edu/~basri/whatsaplanet.htm) หลังจากที่ใช้ความคิดของคุณหมดแล้ว เอกสารนี้ทำลายตัวเองไม่ได้ คุณมีอิสระในการเผยแพร่ ขอให้โชคดี! ผู้แปลและเรียบเรียง : ยุพา วานิชชัย ([email protected]) นักเขียน : Gibor Basri, UC Berkeley, นักวิจัยดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ เรื่อง : A Good Defination of the Word ''Planet'': Mission Impossible? จากเอกสาร : Universe in The Classroom. ของสมาคม: Astronomical Society of the Pacific (ที่ให้พิมพ์เผยแพร่ในหลายภาษาเพื่อการศึกษาในโรงเรียนต่างๆทั่วโลก) ติดต่อชมรมนักดูดาวสมัครเล่น : > [email protected] ติดต่อเว็บมาสเตอร์ : > [email protected] หากจะถามคนตามท้องถนนขอให้ยกตัวอย่างของดาวเคราะห์มาดูกันซักหน่อย พวกเขาก็คงจะเห็นคุณค่อนข้างทึ่มหรือเชยจัง พวกเขาอาจตอบว่า “โลก” หรือดาวเคราะห์อื่นๆที่เห็นกันง่ายๆอย่างดาวศุกร์หรือไม่ก็ดาวพฤหัส ถ้าถามต่อไปว่าแล้วพลูโตจะว่ายังไง? มันเป็นอะไร? เขาก็อาจจะหยุดชะงัก เพราะเคยได้ยินว่ามีข้อโต้แย้งเกี่ยวกับมัน ถ้าจะถามว่าดาวเคราะห์ต่างจากดาวอย่างไร? คนที่จะสามารถตอบได้ดีจะลดจำนวนลงอย่างน่าใจหาย ถึงที่สุดถ้าจะถามว่า คำจำกัดความทางวิทยาศาสตร์ของดาวเคราะห์ที่แท้จริงคืออะไร กลับพบว่าไม่มีใครตอบได้เพราะยังไม่เห็นมีนิยามจริงๆสักแห่งเดียว มองหาความหมาย นิโคลาส โคเปอร์นิคัส (ค.ศ.1473- 1543) เขียนหนังสือ ''On the Revolutions of the Heavenly Sphere'' ที่พิมพ์เสร็จในปี ที่เขาสิ้นชีวิต เขาเสนอว่าโลกไม่ได้เป็นศูนย์กลาง ของเอกภพ แต่โคจรรอบดวงอาทิตย์เหมือน ดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ คุณอาจลองมองหาความหมายของ ''ดาวเคราะห์'' ในพจนานุกรม นักเรียนบอกว่า ''ดาวเคราะห์'' เป็นวัตถุท้องฟ้าที่สว่างด้วยแสงสะท้อนของแสงอาทิตย์ และเป็นวัตถุโคจรรอบดวงอาทิตย์ ความหมายของดาวเคราะห์แต่แรกเริ่มคือ วัตถุท้องฟ้าใดๆ เคลื่อนที่เทียบกับดาวคงที่ ที่หมายถึงเป็น ''ผู้ท่องเที่ยว'' หรือ ''ผู้พเนจร'' (wanderer) ในกรีก และวัฒนธรรมอื่นที่คำว่า ''ดาวเคราะห์'' (planet) มีความหมายเหมือนกัน แต่ทำไมทุกวันนี้มันยังดีไม่พอสำหรับเรา? เราจะประนามโคเปอร์นิคัสและกาลิเลโอหรือ? โคเปอร์นิคัสสอนเราว่าทุกสิ่งที่เรามองเห็นจากตำแหน่งโลกผิดพลาด และกาลิเลโอแสดงให้ดูว่า การใช้กล้องดูดาวทำให้เรามีข้อมูลวัตถุในเอกภพมากกว่าที่เห็นด้วยตาเปล่า การค้นพบตั้งแต่กาลิเลโอจนถึงทุกวันนี้ (โดยเฉพาะจากการค้นพบในทศวรรษสุดท้าย) ทำให้คำจำกัดความเก่าแก่ของ ''ดาวเคราะห์'' ไม่พอ มันยังไม่สมบูรณ์ ปัญหาคืออะไร? แรกสุด เราทราบตอนนี้ว่าวัตถุท้องฟ้าทั้งหมดฉายแสง มันสว่างได้อย่างไร? ด้วยแสงชนิดไหน? อะไรก็ตามที่อุณหภูมิเหนือศูนย์องศาสมบูรณ์จะคายแสงหรือรังสี (เทอมเทคนิคคือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า) แม้แต่คุณก็คายรังสีได้เช่นกัน วัตถุที่อุณหภูมิของคน หรือดาวเคราะห์ในระบบสุริยะคายคลื่นใต้แดง (ที่เรียกว่ารังสีความร้อน) กาลิเลโอ กาลิเลอี (ค.ศ.1564-1642) ใช้กล้องโทรทรรศน์อันแรกของโลก สังเกตการณ์ดาวเคราะห์ที่สนับสนุน ทฤษฎีของการโคจรรอบดวงอาทิตย์ ตามความคิดของโคเปอร์นิคัส แสงสว่างของดาวเคราะห์มาจากแสงแดดสะท้อนที่ผิวมากกว่าจากความสุกสว่างของตัวมันเอง ตามจริงแล้ว ดาวพฤหัสคายรังสีทั้งหมดจากภายในมากกว่าที่สะท้อนจากดวงอาทิตย์ แต่รังสีภายในของมันส่วนใหญ่เป็นรังสีใต้แดง แต่ละกรณียังไม่มีข้อมูลเบื้องต้น ขึ้นกับระยะทางของดาวพฤหัสจากดวงอาทิตย์ด้วย และจริงอย่างแน่นอนที่ว่าดวงอาทิตย์สุกสว่างกว่าดาวเคราะห์มากมาย ปัญหาต่อมาบอกว่าดาวเคราะห์ต้องโคจรรอบดวงอาทิตย์ ไม่มีปัญหาจนกระทั่งเริ่มพบว่าดาวเคราะห์โคจรรอบดาวดวงอื่น (ในค.ศ. 1995) ตอนนี้พบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะราว 100 แห่ง และจะเพิ่มจำนวนอย่างรวดเร็วในอนาคตใกล้ๆนี้ดู http://exoplanets.org โดยทั่วไปเป็นการโคจรรอบดาวอื่น ไม่ใช่มีเพียงดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์เท่านั้น นิยามของดาวเคราะห์น่าจะเป็น ''วัตถุที่ความสุกสว่างของมันจางกว่าดาวที่มันโคจรรอบ'' นี่ดูคล้ายได้ปรับปรุงคำจำกัดความในพจนานุกรมตามวิทยาศาสตร์สมัยปัจจุบัน แต่ยังไม่เพียงพอ มีปัญหากับพลูโต ''การโต้แย้งของดาวพลูโต'' เป็นการถกปัญหาที่ร้อนแรงของมหาชนในไม่กี่ปีที่ผ่านมาเกี่ยวกับดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ว่าสมควรมีตำแหน่งเป็นดาวเคราะห์หรือไม่ เนื่องจากดาวพลูโตโคจรรอบดาว และความสุกสว่างมีน้อยกว่ามาก มันควรจะเป็นดาวเคราะห์ตามคำจำกัดความที่เราได้กล่าวมา ปัญหาจริงๆไม่ใช่กับดาวพลูโต แต่เป็นปัญหากับวัตถุอื่นจำนวนมากในระบบสุริยะของเราที่ไปได้ดีกับคำจำกัดความนี้ แต่ยังไม่เรียกว่าดาวเคราะห์ ดวงน่าสังเกตที่สุดอาจเป็น เซเรส นี่เป็นดาวเคราะห์น้อยใหญ่ที่สุด เซเรสถูกค้นพบจากการค้นหาอย่างรอบคอบตามกฏของทิเทียส-โบด ที่ช่องว่างระหว่างดาวเคราะห์ ควรมีดาวเคราะห์อยู่ถัดจากดาวอังคาร (เรายังไม่เข้าใจกฏนี้กัน และมันใช้ไม่ได้กับการค้นพบดาวเคราะห์ดวงใหม่ๆแล้ว) ดาวเคราะห์ที่รู้จักกันดีในศตวรรษที่ 18 สอดคล้องกับกฏนี้ แต่ดวงที่ 4 ระหว่างดาวอังคารและดาวพฤหัสดูเหมือนหายไป เมื่อปิอาสสิ (Piazzi) ค้นพบว่า มีวัตถุเกือบอยู่ในวงโคจรที่ถูกต้องตามกฏทิเทียส-โบด ต่างพากันดีใจว่าเป็นดาวเคราะห์ดวงที่ 4 แต่มันมีขนาดเล็กมาก อย่างไรก็ดี ดาวพุธก็ไม่ได้ใหญ่โตไปกว่าดวงจันทร์ของเรามากนัก และดาวพุธยังเล็กกว่าดวงจันทร์ดวงใหญ่ที่สุดของดาวพฤหัสและดาวเสาร์ ดาวพลูโตเมื่อเทียบขนาดกับโลกและดวงจันทร์ สถานภาพของเซเรสที่เป็นดาวเคราะห์ดวงที่ 4 ถูกโจมตีอีก 2 ปีต่อมา เมื่อพบเวสตาและจูโน (ดาวเคราะห์น้อยดวงที่เล็กกว่า) ในวงโคจรที่คล้ายกัน เฮอร์เชล (ผู้ค้นพบดาวยูเรนัสโดยบังเอิญ ยังคงเป็นเพียงคนเดียวที่ค้นพบดาวเคราะห์จากการสังเกตการณ์โดยบังเอิญ) เริ่มสงสัยว่า ดวงไหนเป็นดาวเคราะห์ที่แท้จริง เนื่องจากดาวเคราะห์ที่เหมาะสมทั้งหมด มีวงโคจรของมันเอง ข้อคิดเห็นเหล่านี้ไม่เคยเป็นส่วนหนึ่งในความพยายามเข้าใจดาวเคราะห์ (และไม่เห็นในนิยามดังกล่าวมา) ทุกวันนี้เขาชนะแล้ว เพราะยังคงค้นพบดาวเคราะห์น้อยต่อไปอีก เราสงสัยกันว่าคงเป็นเพราะระบบสุริยะของเราไม่เหมาะที่จะมีดาวเคราะห์หลายร้อยดวง (ลองถามนักเรียนว่าทำไมไม่ต้อง) ยิ่งกว่านั้นดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ไม่กลม แต่เหมือนหินก้อนใหญ่ ดาวเคราะห์กลมเพราะความโน้มถ่วงตัวเองมากพอที่จะชนะแรงของมวลทั้งหมด วัตถุต้องมีรูปร่างที่มีประสิทธิภาพดีที่สุดคือกลม เซเรสอยู่เลยขีดจำกัดนี้ดังนั้นมันจึงกลม ดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่มวลไม่มากพอที่จะทำให้เกิดความกลม ดาวหาง (ที่สอดคล้องกับนิยามดังกล่าวมา) เหมือนดาวเคราะห์น้อยน้ำแข็ง ดาวหางมีวงโคจรวงรีไม่กลมเหมือนดาวเคราะห์ และมักมีระนาบวงโคจรที่อยู่นอก หรือเอียงมากกับระนาบสุริยะวิถีที่ถือเป็นระนาบระบบสุริยะ ดาวเคราะห์น้อย อีรอส(ซ้าย) ไอดา (ขวา) มีดาวบริวารชื่อแดคทิล และกาสปรา ที่ถ่ายรูปด้วยยานอวกาศ เห็นว่าดาวเคราะห์น้อยไม่กลม การค้นพบพลูโตเหมือนการค้นพบเซเรส มาจากการค้นหาที่ละเอียดละออ ความพยายามค้นหาพลูโตทำให้เนปจูนปรากฏตัว จากการสังเกตการณ์ที่ว่า ดาวเคราะห์วงนอกเดินคดเคี้ยว หรือมีการส่ายในวง |
http://webstory.netfirms.com/story/planet/main.html |
|
โดย: งาน: งานห้องสมุด อ้างอิงแผนงาน : - อ้างอิงโครงการ : - แหล่งที่มา: www.darasart.com |
| Vote | |
| เป็นประโยชน์ต่อผู้โพสต์เอง | ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ |
| เป็นประโยชน์ต่อฉัน | ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ |
| เป็นประโยชน์ต่อผู้ปกครอง | ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ |
| เป็นประโยชน์ต่อนักเรียน | ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ |
| มีประโยชน์ต่อทุกคน | ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ |
 |
 |
