ทำไมถึงเป็นข่าวดีที่ดาวพลูโตไม่มีวงแหวน

จุดหมายต่อไปของ New Horizons อาจไม่มีเสียงกริ่ง สัญญาว่าจะปลอดภัยสำหรับยานอวกาศดาวพลูโตไม่มีวงแหวน — นิวฮอริซอนส์ตรวจสอบสามครั้ง การค้นหาวงแหวนและฝุ่นละอองรอบๆ ดาวเคราะห์แคระอย่างละเอียดก่อน ระหว่าง และหลังยานอวกาศที่บินผ่านดาวพลูโตในปี 2558 นั้นว่างเปล่า

“เป็นบทความที่ยาวมากที่จะบอกว่าเราไม่พบอะไรเลย” 

สมาชิกทีม Tod Lauer แห่งการวิเคราะห์กล่าว ซึ่งโพสต์ออนไลน์เมื่อวันที่ 23 กันยายนที่ arXiv.org แต่ผลที่ตามมาสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจเนื้อหาของระบบสุริยะชั้นนอกและช่วยวางแผนการเผชิญหน้าครั้งต่อไปของ New Horizons ยานอวกาศกำลังอยู่ในเส้นทางสู่หินอวกาศในแถบไคเปอร์ ซึ่งอยู่ห่างจากดาวพลูโตไปอีก 1.5 พันล้านกิโลเมตร

ก่อนที่ยานนิวฮอริซอนส์จะมาถึงดาวพลูโต การมีอยู่ของวงแหวนอาจเป็นเรื่องเร่งด่วนเรื่องความปลอดภัย การชนกับอนุภาคที่มีขนาดเล็กเท่าเม็ดทรายอาจทำให้ยานอวกาศเสียหายได้

การค้นหาด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลในปี 2554 และ 2555 ได้ค้นพบดวงจันทร์สองดวงก่อนหน้านี้ที่โคจรรอบดาวพลูโต — Kerberos และ Styx ( SN: 11/28/15, หน้า 14 ) — และวงแหวนเป็นศูนย์ ถึงกระนั้นก็ตาม นักวิจัยหลายคนคาดว่าจะพบวงแหวนหรืออย่างน้อยก็มีเศษซากบางส่วน ดาวเคราะห์ชั้นนอกสี่ดวงในระบบสุริยะมีวงแหวน เช่นเดียวกับวัตถุขนาดเล็กอื่นๆ ในระบบสุริยะ เช่นดาวเคราะห์น้อย 10199 Chariklo ( SN: 5/3/14, p. 10 ) และผลการศึกษาบางชิ้นแนะนำว่าดาวพลูโตอาจมีวงแหวนอยู่ ณ จุดหนึ่งในอดีต ที่หลงเหลือจากการชนกันที่ก่อตัวดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดคือชารอน

เก้าสัปดาห์ก่อนการเข้าใกล้ดาวพลูโตที่ใกล้ที่สุดของ New Horizons ทีมที่เรียกติดตลกว่า “รังอีกา” ทำตัวเหมือนเรือมองหาอันตรายที่อาจเกิดขึ้น Lauer นักดาราศาสตร์จาก National Optical Astronomy Observatory ในเมือง Tucson รัฐแอริโซนากล่าว ถ่ายด้วยกล้อง Long Range Reconnaissance Imager ของยานอวกาศ โดยมองหาอนุภาควงแหวนที่สะท้อนแสงอาทิตย์หรือจุดที่เคลื่อนบนพื้นหลังที่เต็มไปด้วยดวงดาวจากชุดภาพหนึ่งไปยังอีกภาพหนึ่ง ไม่มีอะไรเปิดขึ้น

ทีมงานประกาศวิถีโคจรของยานอวกาศอย่างปลอดภัย และยานนิวฮอริซอนส์ก็แล่นผ่านดาวพลูโตได้อย่างปลอดภัยเมื่อวันที่ 14 กรกฎาคม 2015 ( SN Online: 7/15/15 ) หลังจากบินผ่านไป ทีมได้หัน New Horizons ไปรอบๆ เพื่อมองย้อนกลับไปที่ดาวพลูโต และหันเข้าหาดวงอาทิตย์ นี่เป็นตำแหน่งที่ดีกว่ามากในการมองหาวงแหวน เนื่องจากอนุภาคฝุ่นจะโผล่เข้ามาในมุมมองเมื่อย้อนแสงจากดวงอาทิตย์ราวกับฝุ่นผงในแสงจากหน้าต่าง

Matthew Tiscareno แห่งสถาบัน SETI ใน Mountain View กล่าวว่า “ถ้าคุณอยากรู้ว่ามีฝุ่นอยู่หรือไม่ รูปทรงการดูที่คุณมองข้ามฝุ่นที่มีดวงอาทิตย์เป็นแบ็คกราวด์นั้นเป็นมาตรฐานทองคำ แคลิฟอร์เนีย ผู้ศึกษาวงแหวนของดาวเสาร์ด้วยยานอวกาศแคสสินี แต่ไม่ได้เกี่ยวข้องกับยานนิวฮอริซอนส์

ต้องใช้เวลาหนึ่งปีที่ดีกว่าสำหรับข้อมูลทั้งหมดจาก New Horizons 

เพื่อกลับสู่โลก และหลายเดือนหลังจากนั้นเพื่อวิเคราะห์ แต่ตอนนี้ทีมพร้อมที่จะเรียกมันว่า: วงแหวนไม่มีอยู่จริง – หรืออย่างน้อย พวกมันกระจัดกระจายเกินกว่าจะมองเห็น

นั่นค่อนข้างน่าประหลาดใจ ลอเออร์กล่าว แต่แรงโน้มถ่วงที่วุ่นวายของตระกูลดวงจันทร์ของดาวพลูโตอาจทำให้วงแหวนหาวงโคจรที่มั่นคงยากเกินไป หรือแรงกดเล็กน้อยที่เกิดจากอนุภาคแสงที่พุ่งออกมาจากดวงอาทิตย์สามารถพัดอนุภาคที่เป็นวงแหวนออกไปได้อย่างต่อเนื่อง

อาจเป็นไปได้ว่าไม่มีฝุ่นมากขนาดนั้นตั้งแต่แรก New Horizons เห็นหลุมอุกกาบาตบนดาวพลูโตและชารอนน้อยกว่าที่คาดไว้ ซึ่งอาจหมายความว่ามีวัตถุขนาดเล็กน้อยกว่าในระยะนั้นจากดวงอาทิตย์ที่พุ่งเข้าหาดาวพลูโตและดวงจันทร์และพ่นฝุ่น

นั่นอาจเป็นข่าวดีสำหรับการแสดงครั้งต่อไปของ New Horizons หลังจากอยู่ในโหมดไฮเบอร์เนตได้ห้าเดือน ยานอวกาศก็ตื่นขึ้นเมื่อวันที่ 11 กันยายน และได้ เล็ง ไปที่วัตถุที่เล็กกว่า แปลกประหลาดกว่า และอยู่ห่างไกลกว่า นั่นคือหินอวกาศที่มีความยาวประมาณ 30 กิโลเมตรที่เรียกว่า 2014 MU69 ( SN Online: 7/20/17 ) การสังเกตเบื้องต้นบ่งชี้ว่าอาจเป็นวัตถุคู่ โดยวัตถุสองชิ้นโคจรใกล้หรือสัมผัสเบา ๆ

New Horizons จะบินผ่าน MU69 ในวันที่ 1 มกราคม 2019 ในระหว่างนี้ ทีมงานกำลังมองหาอันตรายตลอดเส้นทาง ลอเออร์กล่าวว่า “เรากำลังจะทำแบบเดียวกันกับที่เราทำกับดาวพลูโต “เราจะเข้าไปในรังกาและเอากล้องส่องทางไกลออกไป ดูว่าเราจะโอเคไหม”

“ในที่สุดการค้นพบนี้ได้สร้างความสัมพันธ์ที่แน่นแฟ้นระหว่างพัลซาร์เอ็กซ์เรย์ที่ผิดปกติและตัวทำซ้ำแกมมาแบบอ่อน” โดยทั้งคู่เป็นสนามแม่เหล็ก ช กุลการ์นีแห่งสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียในพาซาดีนากล่าว

นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้จังหวะเวลาของสัญญาณพัลซาร์เพื่ออนุมานวงโคจรของมันได้ ตัวอย่างเช่น เมื่อพัลซาร์เคลื่อนตัวออกจากโลก ชีพจรของพัลซาร์จะลดลงตามจังหวะปกติเล็กน้อย ดังนั้น ถ้าวงโคจรของ J0337+1715 หมุนไป สัญญาณที่ได้รับบนโลกก็จะมีการเปลี่ยนแปลงเวลาอย่างสม่ำเสมอ อาร์ชิบอลด์และเพื่อนร่วมงานไม่เห็นการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว นั่นหมายความว่าพัลซาร์และดาวแคระขาวต้องมีอัตราเร่งที่เท่ากันภายใน 0.16 ในพันเปอร์เซ็นต์