โครงการ JUICE ยานสำรวจดวงจันทร์น้ำแข็งของ “ดาวพฤหัสบดี” กำลังออกเดินทางไปยังดาวพฤหัสบดี “ดวงจันทร์แกนีมีด” คือเป้าหมายของการเดินทางสำรวจในครั้งนี้ ดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดใน “ระบบสุริยะ” นี้มีจุดน่าสนใจและโดดเด่นต่างกับดวงจันทร์พี่น้องของมันรอบดาวพฤหัสบดีอย่างไรบ้าง

ภาพถ่ายดวงจันทร์แกนีมีด

ดวงจันทร์แกนีมีด (Ganymede) เป็นหนึ่งในสมาชิกของดวงจันทร์ในกลุ่มกาลิเลียน (Galilean Moons) กล่าวคือ เป็นกลุ่มดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุด 4 ดวงของดาวพฤหัสบดี และถูกค้นพบโดยกาลิเลโอ กาลิเลอี (Galileo Galilei) เมื่อกว่า 400 ปีที่แล้ว นอกเหนือจากแกนีมีด ยังประกอบไปด้วยไอโอ (Io) ยูโรปา (Europa) และคัลลิสโต (Callisto)

ดวงจันทร์แกนีมีดคือดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ ขนาดของมันนั้นใหญ่กว่าดาวพุธเสียอีก แต่มวลของดวงจันทร์แกนีมีดกลับน้อยกว่าดาวพุธถึง 45% ที่เป็นเช่นนั้นเพราะว่าพื้นผิวของดวงจันทร์ดวงนี้มีน้ำแข็งและแอมโมเนียเป็นส่วนประกอบหลัก แตกต่างจากพื้นผิวของดาวพุธที่เป็นหินซิลิกาที่มีความหนาแน่นสูง

ภาพวาดปรากฏการณ์แสงออโรราบนดวงจันทร์แกนีมีด

ดวงจันทร์แกนีมีดนี้ยังเป็นดวงจันทร์เพียงดวงเดียวในระบบสุริยะที่มีสนามแม่เหล็กภายในตัวมันเอง อีกทั้งเรายังสามารถพบแสงออโรราเหนือพื้นผิวอีกด้วย ถึงแม้แกนิมีดจะมีสนามแม่เหล็กด้วยตัวของมันเอง แต่กระนั้นก็ยังคงอยู่ภายในชั้นสนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสบดีอีกชั้นหนึ่งด้วยเช่นกัน เมื่อดวงจันทร์แกนีมีดโคจรรอบดาวพฤหัสบดี สนามแม่เหล็กของทั้งดาวเคราะห์หลักและดาวบริวารจึงส่งอิทธิพลถึงกัน เกิดเป็นการ “โยก” ไปมาของตำแหน่งแสงออโรราบนดวงจันทร์แกนิมีดอีกด้วย

ในช่วงทศวรรษที่ 1970 เริ่มมีการเสนอทฤษฎีถึงการมีอยู่ของมหาสมุทรใต้พื้นน้ำแข็งและการมีอยู่ชั้นน้ำแข็งสองชั้นภายในเนื้อของดวงจันทร์แกนีมีด น้ำแข็งชั้นแรกคือที่พื้นผิวของดวงจันทร์ ส่วนชั้นน้ำแข็งอีกชั้นหนึ่งอยู่ลึกลงไปใต้มหาสมุทร เป็นน้ำแข็งที่เกาะติดกับชั้นหินแข็งที่เป็นแก่นของดวงจันทร์ ซึ่งทฤษฎีนี้มีความเป็นไปได้เนื่องจากว่า ตัวมหาสมุทรของแกนีมิดอาจจะมีชั้นมหาสมุทรที่แยกจากกันเนื่องมาจากความเข้มข้นของเกลือที่ละลายในน้ำ ซึ่งในปี 2015 กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้ยืนยันการมีอยู่ของน้ำใต้พื้นผิวของดวงจันทร์แกนีมีดจากการสังเกตการณ์แสงออโรราของดวงจันทร์ หลักฐานนี้ทำให้เกิดการคาดการณ์ว่าแกนีมีดน่าจะเป็นแหล่งกักเก็บน้ำที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะของเรา อีกทั้งจากการสำรวจพื้นผิวน้ำแข็งของยานจูโนยังทำให้พบองค์ประกอบของเกลือชนิดต่าง ๆ ทั้ง โซเดียมคลอไรด์ แอมโมเนียมคลอไรด์ โซเดียมไบคาร์บอเนต และอัลดีไฮด์อะลิฟาติก ทำให้มีการคาดเดากันมากขึ้นเกี่ยวกับศักยภาพของดวงจันทร์ดวงนี้ว่าอาจจะเหมาะสมสำหรับการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิต

โครงสร้างภายในของดวงจันทร์แกนีมีด ภาพวาดโดย Kelvinsong

นักวิทยาศาสตร์คาดว่าชั้นมหาสมุทรของดวงจันทร์แกนีมีดนั้นมีความหนาอยู่ที่ 100 กิโลเมตร ลึกกว่ามหาสมุทรบนโลกถึง 10 เท่า การที่มีมหาสมุทรขนาดใหญ่ใต้เปลือกน้ำแข็งได้นั้น ย่อมมาจากการที่แก่นของดวงจันทร์นี้ยังคงมีความร้อนและมีพลังมากพอที่จะทำให้น้ำเหล่านี้รักษาสภาพในสภาวะของเหลวเอาไว้ได้ นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าชั้นหินเหล่านี้น่าจะได้พลังงานมาตั้งแต่ช่วงต้นการกำเนิด ที่ตัวดวงจันทร์แกนีมีดสามารถเก็บรักษาความร้อนได้ดีอีกทั้งยังมีพลังงานเสริมจากทั้งแรงไทดัลระหว่างตัวดวงจันทร์กับดาวพฤหัสบดี และพลังงานความร้อนจากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสีภายในชั้นหินของดวงจันทร์

นอกจากนี้ จากการค้นพบสนามแม่เหล็กของดวงจันทร์แกนีมีดทำให้เราคาดว่ามันน่าจะมีแก่นที่เกิดจากเหล็กและนิกเกิลเหมือนกับโลก มีองค์ประกอบของชั้นหินที่คล้ายกับโลก และปริมาณรังสีบนพื้นผิวของดวงจันทร์ดวงนี้อยู่ที่ประมาณ 50–80 มิลลิซีเวิร์ต (mSv) ต่อวัน ซึ่งเป็นปริมาณที่น้อยกว่าดวงจันทร์ยูโรปา แต่ถึงกระนั้น ด้วยปริมาณรังสีระดับนี้ มนุษย์สามารถเสียชีวิตได้หากสัมผัสเป็นระยะเวลา 2 เดือน

ขนาดของแกนีมีดเทียบกับดวงจันทร์ของโลกและโลกของเรา

จากที่กล่าวมา นักวิทยาศาสตร์มีความสนใจในการศึกษาดวงจันทร์แกนีมีดเป็นอย่างมาก อีกทั้งมันยังมีศักยภาพสูงที่เอื้อต่อการมีอยู่ของชีวิต ยานอวกาศ JUICE ซึ่งอยู่ภายใต้การบริหารจัดการโดยองค์การบริหารอวกาศยุโรปหรือ ESA ได้เดินทางออกไปศึกษาดวงจันทร์แกนีมีดและดวงจันทร์คัลลิสโตเพื่อศึกษาลักษณะของมหาสมุทรใต้ชั้นน้ำแข็งและแผนที่มหาสมุทรขึ้นมา นอกจากนี้ยังศึกษาลักษณะการกระจายมวลของดวงจันทร์และองค์ประกอบทางเคมีใต้พื้นผิวน้ำแข็งเพื่อวิเคราะห์หาความเป็นไปได้ในการมีสิ่งมีชีวิตอยู่ใต้พื้นผิวน้ำแข็งของดวงจันทร์ดวงนี้ ก่อนที่จะนำข้อมูลสภาพของดวงจันทร์แกนีมีด คัลลิสโต และยูโรปาที่จะได้จากยาน Europa Clipper ของ NASA มาร่วมกันวิเคราะห์ด้านวิวัฒนาการของดวงจันทร์ทั้งสามว่ามีความแตกต่างกันอย่างไร ดวงจันทร์ทั้งสามมีศักยภาพมากพอสำหรับการมีชีวิตจริงหรือไม่ และเหตุใดดวงจันทร์ขนาดใหญ่ทั้งสี่ของดาวพฤหัสบดีมีเพียงไอโอดวงเดียวที่ไม่มีการสะสมของชั้นน้ำแข็งเหนือพื้นผิวของมัน

ยานอวกาศ JUICE ได้ออกเดินทางสู่ห้วงอวกาศลึกตั้งแต่เดือนเมษายน 2023 ตามแผน ยานจะเดินทางไปถึงวงโคจรของดาวพฤหัสบดีราว ๆ เดือนมิถุนายน 2031 ซึ่งมันจะเป็นการเดินทางที่ยาวนานมาก แต่ถือว่าเป็นความเร็วที่สมเหตุสมผลสำหรับยาน JUICE เพราะมันเป็นยานอวกาศขนาดใหญ่มาก มีน้ำหนักรวมตอนปล่อยอยู่ที่ 6 ตัน เนื่องจากขนาดของแผงโซลาร์เซลล์ที่ใหญ่โตของมันและอุปกรณ์วิทยาศาสตร์จำนวนมากที่ถูกบรรทุกขึ้นไปพร้อมกับตัวยานอวกาศ ซึ่งคาดว่าเมื่อยานอวกาศทั้ง JUICE และ Europa Clipper เดินทางไปถึงดวงจันทร์น้ำแข็งเหล่านี้ พวกมันจะสร้างองค์ความรู้ใหม่ให้แก่มนุษยชาติ รวมถึงตอบคำถามว่า เราอยู่เพียงคนเดียวในเอกภพหรือไม่

เรียบเรียงโดย : จิรสิน อัศวกุล

🎧 อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

ที่มาข้อมูล: NASA, Wikipedia

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

“ดวงจันทร์แกนีมีด” ดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ