ใน “อวกาศ” เต็มไปด้วยก้อนหินและก้อนน้ำแข็ง มองไปทางไหนก็ดูน่าเบื่อ แต่เมื่อลองมองเข้าไปใกล้อีกนิด สิ่งต่าง ๆ ในอวกาศนั้นล้วนแตกต่างไปจากภาพจินตนาการที่เราคิด ดวงจันทร์น้ำแข็ง Mimas ดวงจันทร์บริวารอีกดวงหนึ่งของดาวเสาร์ มันคือดวงจันทร์ที่มีขนาดที่เล็ก ปกคลุมไปด้วยน้ำแข็ง และหน้าตาเหมือน Death Star แต่เร็ว ๆ นี้เราเพิ่งพบว่ามันมีมหาสมุทรอยู่ใต้เปลือกของน้ำแข็งหนา ๆ ของมันเหมือนกับดวงจันทร์น้ำแข็งหลาย ๆ ดวงที่เราทราบกัน

ไมมัส (Mimas) ดวงจันทร์น้ำแข็งบริวารของดาวเสาร์อีกดวงหนึ่ง ดวงจันทร์ดวงนี้มีขนาดที่เล็กมาก เส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 400 กิโลเมตร หน้าตาอันโดดเด่นของมันคือการมีหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่ปรากฏเด่นชัดอยู่บนพื้นผิว ทำให้ดวงจันทร์ดวงนี้มีรูปลักษณ์เหมือนกับ Death Star จากภาพยนตร์ Star Wars

ภาพถ่ายดวงจันทร์ไมมัส โดยมีพื้นหลังของภาพคือดาวเสาร์

ดวงจันทร์ดวงนี้ถูกค้นพบโดยวิลเลียม เฮอร์เชล (William Herschel) ผู้ค้นพบดาวยูเรนัส และด้วยขนาดที่เล็กกว่าโลกของเราถึง 300 เท่า พื้นผิวปกคลุมด้วยน้ำแข็ง มันจึงเป็นดวงจันทร์ที่ไม่มีอะไรเลยให้น่าสนใจ หรืออย่างที่หลายคนเรียก “ก็แค่ก้อนหินที่น่าเบื่ออีกก้อน”

แต่จากการคำนวณข้อมูลภาพถ่ายของไมมัสที่ถ่ายโดยยานแคสซินีตั้งแต่ปี 2004 ดูเหมือนดวงจันทร์ดวงนี้จะไม่ได้น่าเบื่อขนาดนั้น

ภาพถ่ายระยะใกล้ของดวงจันทร์ไมมัส ซึ่งมีหลุมอุกกายาตขนาดใหญ่คล้ายกับ Death Star จากภาพยนตร์ Star Wars

ในช่วงปี 2014 ไมมัส ดวงจันทร์น้ำแข็งถูกหยิบขึ้นมาศึกษาความเป็นไปได้ในการพบมหาสมุทรใต้ชั้นน้ำแข็งของดวงจันทร์ดวงนี้ ซึ่งทีมนักดาราศาสตร์จาก Paris Observatory ณ เวลานั้น ได้นำข้อมูลภาพถ่ายของดวงจันทร์ Mimas ตั้งแต่ช่วงปี 2004 ถึง 2014 มาทำการวิเคราะห์พฤติกรรมการโคจรและการหมุนรอบตัวเองของดวงจันทร์ดวงนี้ ซึ่งคาบการหมุนรอบตัวเองและวงโคจรขัดกับข้อสันนิษฐานที่ว่ามันเป็นเพียงก้อนน้ำแข็งเล็ก ๆ ทีมวิจัย ณ เวลานั้นให้ข้อสรุปได้เพียงว่า ดวงจันทร์ดวงนี้น่าจะมีน้ำที่เป็นของเหลวอยู่ใต้เปลือกน้ำแข็งหนาเหมือนกับดวงจันทร์น้ำแข็งดวงอื่น เช่น เอนเซลาดัสและยูโรปา

จากนั้นได้มีการศึกษาดวงจันทร์ดวงนี้มากขึ้นไปเรื่อย ๆ การจะอธิบายวิวัฒนาการของดวงจันทร์ดวงนี้ ปัจจัยทางธรณี รวมถึงวัฏจักรการโคจรของมัน ล้วนเป็นไปไม่ได้ที่จะตัดตัวแปรที่อธิบายเกี่ยวกับน้ำในมหาสมุทรใต้ผืนน้ำแข็งของดวงจันทร์ดวงนี้ออกไป

ดวงจันทร์ไมมัสของดาวเสาร์

ในปี 2024 นี้มีการตีพิมพ์ถึงงานวิจัยที่ทำการศึกษาวัฏจักรของดวงจันทร์ ไมมัสต่อยอดจากงานของปี 2014 งานครั้งนี้ไม่ได้เพียงแค่ศึกษาเรื่องวัฏจักรการโคจรรอบดาวเสาร์เหมือนงานเมื่อปี 2014 เพียงอย่างเดียว แต่ยังศึกษาการเปลี่ยนแปลงการหมุนรอบดาวเสาร์ของไมมัสเมื่อเวลาผ่านไปช่วงระยะเวลาหนึ่งด้วย อันเป็นรูปแบบของการหมุนส่ายไปมาคล้ายลูกข่างนั่นเอง

ทีมวิจัยได้รวมข้อมูลการสำรวจไมมัสของยานแคสซินีร่วมกับข้อมูลการจำลองรูปแบบของมหาสมุทรภายในเปลือกพื้นผิวน้ำแข็งของดวงจันทร์และคาบวงโคจร จนพวกเขาได้ข้อสรุปว่า ดวงจันทร์ไมมัสมีมหาสมุทรอยู่ใต้เปลือกน้ำแข็งของดวงจันทร์ดวงนี้อยู่จริง

ผลของการศึกษาพบว่าดวงจันทร์ไมมัสนั้นต้องมีน้ำที่เป็นของเหลวเป็นมหาสมุทรขนาดใหญ่อยู่ใต้ผิวเปลือกของมันลงไปลึก 20-30 กิโลเมตร และดูเหมือนว่า มหาสมุทรที่อยู่ภายในดวงจันทร์ดวงนี้จะเป็นมหาสมุทรที่ใหม่มาก เพิ่งถือกำเนิดได้เพียง 25 ล้านปีเท่านั้น เนื่องจากการศึกษาภาพถ่ายพื้นผิวของดวงจันทร์ไมมัสโดยอาศัยข้อมูลของยานแคสซินี ดวงจันทร์ดวงนี้ยังไม่พบร่องรอยแตกร้าวบนพื้นผิวของเปลือกน้ำแข็งของมันหรือกิจกรรมทางธรณีอื่น ๆ ที่เกิดจากกิจกรรมของน้ำที่เป็นของเหลวที่ส่งผลกระทบต่อเปลือกน้ำแข็ง

ภาพถ่ายพื้นผิวของดวงจันทร์ไมมัสจากยานแคสซินี

มหาสมุทรของดวงจันทร์ดวงนี้ที่มีอายุ 25 ล้านปีนับว่าใหม่มากเมื่อเทียบกับโลกซึ่งมีอายุ 4,000 ล้านปี หมายความว่าในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่งเมื่อ 25 ล้านปีที่แล้วมีเหตุการณ์ที่ทำให้แกนกลางภายในของดวงจันทร์ไมมัสร้อนขึ้น อาจจะมาเนื่องมาจากปฏิสัมพันธ์ของแรงโน้มถ่วงระหว่างดวงจันทร์ดวงนี้กับดวงจันทร์ดวงอื่นที่เป็นบริวารของดาวเสาร์ หรือแม้แต่กับตัวของดาวเสาร์เอง ซึ่งนั่นทำให้เกิดการเสียดสีจนเกิดความร้อนและละลายน้ำแข็งเหล่านั้นจนเกิดเป็นมหาสมุทรขึ้นมา

นอกจากนี้ งานวิจัยในปี 2024 ยังพบอีกว่า ดวงจันทร์ไมมัสมีร่องรอยของความหนาของเปลือกน้ำแข็งอยู่ ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับร่องรอยของน้ำพุร้อนบนดวงจันทร์เอนเซลาดัส หมายความว่าในอนาคตดวงจันทร์ไมมัสนั้นหากสะสมความร้อนและน้ำในรูปแบบของของเหลวใต้มหาสมุทรไปเรื่อย ๆ น้ำอาจจะพวยพุ่งออกมาเป็นน้ำพุจากใต้เปลือกน้ำแข็งหนานี้ก็เป็นไปได้

การศึกษานี้เป็นอีกหนึ่งความก้าวหน้าในความเข้าใจของวิวัฒนาการระบบสุริยะที่สำคัญอีกประการหนึ่ง ข้อมูลจากการศึกษาดวงจันทร์ไมมัสทำให้นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าดวงจันทร์น้ำแข็งบริวารของดาวยูเรนัสอาจจะมีมหาสมุทรใต้เปลือกของดวงจันทร์คล้ายกับดวงจันทร์น้ำแข็งหลาย ๆ ดวงในระบบสุริยะของเราก็เป็นไปได้ แม้ว่าดวงจันทร์เหล่านั้นจะอยู่ในสภาพสงบนิ่งอยู่ก็ตาม

ดังนั้นมันดูน่าน้อยใจไปเสียหน่อยหากบอกว่าดวงจันทร์ก้อนหินในระบบสุริยะของเรานั้นน่าเบื่อ

เรียบเรียงโดย : จิรสิน อัศวกุล
พิสูจน์อักษร : ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์

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

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

ที่มาข้อมูล: nature, nature, nature

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

การค้นพบ “มหาสมุทร” ใต้ดวงจันทร์ Mimas ดวงจันทร์น้ำแข็งบริวารของ “ดาวเสาร์”