ทำไม ? “ดาวพุธ” ถึงมีแกนกลางขนาดใหญ่มาก

ดาวพุธคือหนึ่งในดาวเคราะห์ที่เต็มไปด้วยปริศนามากมาย หนึ่งในนั้นคือการที่เราค้นพบว่าแกนกลางของมันมีขนาดในอัตราส่วนที่ใหญ่กว่าดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ แกนกลางที่ใหญ่โตเกิดขึ้นได้อย่างไร แล้วเราทราบได้อย่างไรว่าดาวเคราะห์ดวงนี้มีแกนกลางที่ใหญ่โตมากขนาดนี้

ดาวพุธคืออีกหนึ่งดาวเคราะห์ที่ได้รับการสำรวจน้อยที่สุด ในปัจจุบันมียานอวกาศเพียงสองลำที่เดินทางไปถึงดาวพุธเท่านั้น คือ ยานมาริเนอร์ 10 (Mariner 10) และยานเมสเซนเจอร์ (MESSENGER) ซึ่งในระหว่างนั้นยานอวกาศทั้งสองลำได้สำรวจดาวพุธและได้รับข้อมูลต่าง ๆ ของดาวพุธกลับมาอย่างมากมาย แต่ถึงอย่างนั้นก็ไม่เคยมียานอวกาศลำใดลงไปสำรวจบนพื้นผิวดาวพุธเลย ดังนั้นข้อมูลส่วนมากของดาวพุธจึงมาจากการคาดการณ์จากยานสำรวจในวงโคจรสองลำและการสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์จากโลก

ดาวพุธเป็นดาวเคราะห์หินที่ยังมีสนามแม่เหล็กคงเหลืออยู่ แต่ว่าความเข้มของสนามแม่เหล็กดาวพุธมีพลังเพียง 1.1% ของสนามแม่เหล็กโลกเท่านั้น และการสำรวจด้วยความหนาแน่นและโมเมนต์ความเฉื่อยของดาวพุธพบว่าดาวพุธต้องมีแกนกลางที่มีขนาดใหญ่มาก คิดเป็น 57% ของเนื้อในดาวเคราะห์ทั้งหมด ส่วนเปลือกของดาวพุธน่าจะมีความหนาอยู่ที่ 26 กิโลเมตร และความหนาของเปลือกรวมกับแมนเทิลหรือเนื้อในดาวจะอยู่ที่ 420 กิโลเมตร ซึ่งทั้งหมดรวมกันแล้วน้อยมากเมื่อเทียบกับแกนกลางที่มีรัศมีมากถึง 2,020 กิโลเมตร จากการคำนวณโมเมนต์ความเฉื่อยทำให้เราคาดการณ์ว่าดาวพุธน่าจะมีแกนกลางที่มีองค์ประกอบเป็นเหล็กที่อัตราส่วนมากกว่าดาวเคราะห์ดวงใดในระบบสุริยะ

การที่ดาวพุธมีแกนกลางที่ใหญ่โตมากขนาดนี้ทำให้เกิดความสงสัยว่าเมื่อเทียบกับดาวเคราะห์หินดวงอื่น ๆ ไม่ว่าจะเป็นดาวศุกร์ โลก หรือดาวอังคาร ก็ไม่มีดาวเคราะห์ดวงไหนที่มีแกนกลางที่มีขนาดใหญ่ใกล้เคียงกับดาวพุธเลย แปลว่าดาวพุธนั้นอาจสูญเสียมวลบางส่วนไป ซึ่งนั่นทำให้เกิดสมมติฐานในวิวัฒนาการของดาวพุธมาทั้งหมดหลากหลายความเป็นไปได้

วิวัฒนาการของดาวพุธนั้นอาจเกิดได้จาก

     1. ดาวพุธอาจจะมีขนาดใกล้เคียงกับดาวเคราะห์หินดวงอื่น ๆ ในระบบสุริยะ เพียงแต่ว่าเมื่อหลายพันล้านปีก่อน ดาวพุธถูกดาวเคราะห์น้อยที่มีรัศมีหลายพันกิโลเมตรพุ่งชนจนทำให้เปลือกและแมนเทิลส่วนมากหลุดออกจากพื้นผิวไป เหลือเพียงแมนเทิลส่วนน้อยและแกนกลางขนาดใหญ่ที่คงเหลือมาจนถึงทุกวันนี้

     2. ดาวพุธอาจจะมีขนาดใกล้เคียงกับดาวเคราะห์หินดวงอื่น ๆ เพียงแต่ว่าในช่วงที่ดาวพุธก่อตัวเสร็จแล้วนั้นคือช่วงเวลาที่ดวงอาทิตย์ของเรายังไม่เสถียรเหมือนกับปัจจุบัน เมื่อดวงอาทิตย์ก่อตัวและปลดปล่อยพลังงานเสถียรแล้ว มันจึงสร้างความร้อนที่อาจจะมีอุณหภูมิสูงถึง 10,000 เคลวินและทำให้เปลือกและแมนเทิลส่วนใหญ่ของดาวพุธหลอมละลาย ปลิวหลุดออกไปสู่นอกอวกาศ เหลือไว้เพียงส่วนที่แข็งที่สุดไว้บนดาวพุธ

     3. การที่ดาวพุธมีขนาดเล็กเกิดจากช่วงที่ดาวพุธก่อตัวดวงอาทิตย์นั้นไม่เสถียรทำให้เกิดความไม่คงที่ของการปลดปล่อยพลังงานและมวลสาร ทำให้ดาวพุธก่อตัวได้ไม่สมบูรณ์ อนุภาคหนักจึงถูกแรงดึงดูดของดาวพุธดึงไว้ได้ ส่วนอนุภาคที่เบากว่าก็จะลอยออกไปนอกอวกาศ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมดาวพุธจึงมีแต่ธาตุที่หนักอย่างโลหะในอัตราส่วนที่สูง

สมมติฐานทั้งสามข้อนั้นถือว่ามีความน่าเชื่อถือแต่จากข้อมูลที่ได้จากยาน MESSENGER พบว่าดาวพุธมีปริมาณโพแทสเซียมและกำมะถันสูงเกินคาดบนพื้นผิวที่แสดงให้เห็นถึงกิจกรรมทางธรณี หลักฐานนี้ตัดความเป็นไปได้ของสมมติฐานข้อที่หนึ่งและข้อที่สองออกไป เหลือเพียงสมมติฐานที่สามที่สามารถอธิบายการเกิดขึ้นของปริมาณโพแทสเซียมและกำมะถันที่สูงได้เท่านั้น ซึ่งต้องรอการยืนยันจากยานอวกาศ BepiColombo ที่จะเดินทางมาถึงดาวพุธในปี 2025 เพื่อสำรวจและตรวจสอบสมมติฐานนี้และทำการศึกษาเพิ่มเติม

การสำรวจดาวพุธนั้นยากลำบากกว่าการสำรวจดาวเคราะห์ทุกดวงในระบบสุริยะเนื่องจากว่าการเดินทางไปยังดาวพุธนั้นต้องใช้พลังงานในการส่งยานอวกาศไปมากกว่าการส่งยานออกนอกระบบสุริยะเสียอีก นั่นคือเหตุผลว่าทำไมดาวพุธจึงเป็นดาวเคราะห์ที่แทบไม่ได้รับการสำรวจเท่าไรนักทั้งที่อยู่ใกล้โลกมากกว่าดาวเคราะห์ชั้นนอกดวงอื่น ๆ และการที่เราทราบถึงเหตุผลการมีสนามแม่เหล็กและแกนกลางขนาดใหญ่ของดาวพุธนั้นจะช่วยทำให้เราเข้าใจถึงวิวัฒนาการของระบบสุริยะและเพิ่มองค์ความรู้เกี่ยวกับวิวัฒนาการโลกของเรามากขึ้นอีกด้วย

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล
พิสูจน์อักษร ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์

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

ที่มาข้อมูล : en.wikipedia, en.wikipedia, en.wikipedia

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech