ทำไม? “ดวงจันทร์ไอแอพิตัส” ถึงมีพื้นผิวที่ซีกหนึ่งสว่างส่วนอีกซีกหนึ่งมืดสนิท

เมื่อ 1671 โจวันนี โดเมนิโก กัสสินี (Giovanni Domenico Cassini) พยายามส่องมองดาวเสาร์เพื่อตามหาดวงจันทร์ดวงใหม่ เขาได้พบกับดวงจันทร์ดวงใหม่ที่อยู่ที่ตะวันออกของดาวเสาร์ แต่เมื่อเวลาผ่านไปดวงจันทร์ดวงนั้นกลับหายไปจากวงโคจรก่อนที่จะปรากฏใหม่อีกครั้งในทิศเดียวกัน ซึ่งขัดกับหลักของฟิสิกส์วงโคจร ดวงจันทร์พฤติกรรมแปลกประหลาดนี้ได้รับการขนานนามว่า “ไอแอพิตัส” (Iapetus) ดวงจันทร์บริวารของดาวเสาร์ที่ห่างไกลและแปลกประหลาดที่สุดดวงหนึ่ง

ในเวลานั้น กัสสินีไม่เชื่อว่าไอแอพิตัสจะหายไปจากวงโคจรของดาวเสาร์ได้ เขาใช้เวลาติดตามไอแอพิตัสเป็นระยะเวลานานมากจนกระทั่งได้ข้อสรุปว่า ไอแอพิตัสเป็นดวงจันทร์ที่มีครึ่งดวงมีพื้นผิวสีเข้มและอีกครึ่งดวงมีพื้นผิวที่สะท้อนแสงได้ดี และการที่เขาพบมันเฉพาะในทางฝั่งตะวันออกของดาวเสาร์ เขาจึงอนุมานว่าดวงจันทร์ดวงนี้น่าจะเกิดถูกตรึงไว้ด้วยแรงไทดัล (Tidal Lock) ดวงจันทร์ดวงนี้จึงหันฝั่งเดียวกับดาวเสาร์ตลอดเวลา เพราะมันเป็นทิศที่พื้นผิวดวงจันทร์ฝั่งสะท้อนแสงสะท้อนกลับมาให้เห็นยังโลก

แม้ว่ากัสสินีจะเป็นผู้ค้นพบดวงจันทร์ดวงนี้ แต่ชื่อไอแอพิตัสนั้นไม่ใช่ชื่อที่เขาตั้งเอง แต่เป็นจอห์น เฮอร์สเชล (John Herschel) ลูกชายของวิลเลียม เฮอร์สเชล (William Herschel) นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษผู้โด่งดัง

ทฤษฎีเกี่ยวกับพื้นผิวที่กัสสินีคิดไว้ ต้องใช้เวลากว่า 300 ปีจึงจะได้รับการตรวจสอบโดยยานอวกาศที่มีชื่อเดียวกันกับเขา ยานกัสสินี ถูกส่งออกสู่ห้วงอวกาศไปสำรวจดาวเสาร์

ไอแอพิตัสเป็นดวงจันทร์ขนาดใหญ่ที่อยู่ห่างจากดาวเสาร์มากที่สุด ยานกัสสินีที่ไปสำรวจดาวเสาร์ได้บินเข้าไปสำรวจครั้งแรกในปี 2004 และสำรวจเรื่อยมาจนถึงปี 2007 ซึ่งในการสำรวจของกัสสินีทำให้นักวิทยาศาสตร์เก็บข้อมูลพื้นผิวของไอแอพิตัสได้มากมาย ตัวยานกัสสินีได้พิสูจน์ทฤษฎีที่กัสสินีได้ตั้งไว้เมื่อกว่า 300 ปีที่แล้วว่า ไอแอพิตัสเป็นดวงจันทร์ที่มีพื้นผิวสีเข้มและสะท้อนแสงสองฝั่งแตกต่างกันอย่างน่าแปลกประหลาด และมันหันหน้าเดียวให้เห็นจากโลกก็เป็นเพราะว่าเกิดภาวะ Tidal Lock กับตัวดาวเสาร์นั่นเอง

ฝั่งพื้นผิวสีอ่อนและสะท้อนแสงได้ดีนั้นเป็นฝั่งที่มีน้ำแข็งและหิมะปกคลุมอยู่บนพื้นผิว ส่วนอีกซีกหนึ่งปกคลุมด้วยฝุ่นละเอียดสีดำ มีส่วนประกอบเป็นคาร์บอน

ในปี 2009 มีการค้นพบแถบวงแหวนขนาดใหญ่ล้อมรอบดาวเสาร์ที่ใหญ่กว่าวงแหวนหลักถึง 200 เท่าโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ (Spitzer Space Telescope) ฝุ่นภายในวงแหวนแห่งนี้มีลักษณะทึบแสง คาดการณ์ว่าน่ามาจากดวงจันทร์โฟบี (Phobe) ดวงจันทร์บริวารของดาวเสาร์ขนาดเล็กอีกดวงหนึ่งที่โคจรสวนทิศทางกับดาวเสาร์และปลดปล่อยฝุ่นเหล่านี้ออกมาระหว่างเคลื่อนที่ผ่าน

เมื่อเราสังเกตวงโคจรของไอแอพิตัส จะพบว่ามีบางช่วงโคจรตัดกับวงแหวนทึบแสงขนาดใหญ่เหล่านี้ด้วย ซึ่งตำแหน่งที่ไอแอพิตัสทับกับวงแหวนเป็นตำแหน่งที่พื้นผิวทึบแสงหันหน้าเข้าหากับวงแหวนพอดี นักวิทยาศาสตร์จึงเชื่อว่าที่ภูมิภาคของไอแอพิตัสครึ่งหนึ่งทึบแสงก็น่าจะมาจากวงแหวนจากดวงจันทร์โฟบี

ความแปลกประหลาดของดวงจันทร์ไอแอพิตัสนั้นเป็นเรื่องฉงนชวนสงสัยแก่เหล่านักดาราศาสตร์มาเกือบ 300 ปี และเพิ่งมาค้นพบหลังจากการเดินทางของยานกัสสินีที่ทำให้ทราบถึงลักษณะทางภูมิประเทศที่แท้จริงของไอแอพิตัส ผสานกับองค์ความรู้ที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ เราจึงได้ทราบถึงต้นกำเนิดลักษณะภูมิประเทศสองซีกได้อย่างแท้จริง

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