ทำไมดาวพฤหัสบดีถึงไม่มีวงแหวนที่ใหญ่โตสว่างสวยเหมือนดาวเสาร์

ภาพอินฟราเรดของดาวพฤหัสบดีล่าสุดที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ให้ความรู้สึกแปลกใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการได้เห็นวงแหวนที่บางเบาคล้ายเงาสลัวของวิญญาณ หลายคนที่แทบจะลืมไปแล้วว่าดาวพฤหัสบดีก็มีวงแหวนเหมือนกับดาวเคราะห์แก๊สดวงอื่นๆต้องกลับมาคิดถึงคำถามที่อยู่ในใจมานานว่าทำไมดาวพฤหัสบดีถึงไม่มีวงแหวนที่ใหญ่โตสว่างสวยเหมือนดาวเสาร์ ปริศนาเรื่องนี้นักวิทยาศาสตร์มีคำตอบให้แล้ว

ดาวเสาร์เป็นเสมือนอัญมณีประดับระบบสุริยะของเราอันเนื่องจากมีวงแหวนที่วิจิตรงดงาม วงแหวนของดาวเสาร์มีขนาดใหญ่โตสว่างสวยงามโดดเด่นที่สุด แต่ดาวพฤหัสบดีเป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดของระบบสุริยะ และเป็นดาวเคราะห์แก๊สเหมือนดาวเสาร์แต่มีขนาดใหญ่และมีมวลมากกว่า ไฉนถึงไม่มีวงแหวนที่ใหญ่โตแบบดาวเสาร์ ทั้งๆที่มันน่าที่จะมีวงแหวนใหญ่กว่าวงแหวนของดาวเสาร์ด้วยซ้ำ แต่ในความเป็นจริงวงแหวนของดาวพฤหัสบดีกลับบางซีดจนแทบมองไม่เห็น ทำไมถึงเป็นอย่างนั้น อะไรคือสาเหตุสำคัญ เมื่อไม่กี่วันที่ผ่านมานักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์ ประกาศว่าพวกเขาไขปริศนาดังกล่าวได้แล้ว ตัวการสำคัญในเรื่องนี้คือดวงจันทร์ใหญ่ที่สุด 4 ดวงของดาวพฤหัสบดีนั่นเอง

นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Stephen Kane ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์หัวหน้าทีมวิจัยในเรื่องนี้ รู้สึกฉงนเช่นเดียวกับนักดาราศาสตร์คนอื่นๆว่าทำไมวงแหวนของดาวเสาร์จึงงดงามมาก ในขณะที่วงแหวนของดาวพฤหัสบดีแทบจะมองไม่เห็นด้วยซ้ำ ทั้งๆที่มันควรมีวงแหวนใหญ่โตและสว่างสวยงามอย่างในรูปข้างล่าง เพื่อไขปริศนาเรื่องนี้และตรวจสอบแนวคิดของระบบวงแหวนขนาดยักษ์ที่ก่อตัวขึ้นรอบดาวพฤหัสบดีในบางช่วงของประวัติศาสตร์ เขาและทีมวิจัยได้ทำแบบจำลองคอมพิวเตอร์ของวัตถุต่างๆที่โคจรรอบดาวพฤหัส

การจำลองนี้ได้พิจารณาการโคจรของดาวพฤหัสบดี และการเคลื่อนที่ของดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุด 4 ดวง หรือที่เรียกว่าดวงจันทร์ของกาลิเลโอซึ่งประกอบด้วย แกนีมีด (ซึ่งใหญ่กว่าดาวพุธและเป็นดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ), คัลลิสโต, ไอโอ และยูโรปา ในแบบจำลองนี้ทีมวิจัยได้พิจารณาด้วยว่าจะใช้ระยะเวลานานเท่าใดที่ระบบวงแหวนจะก่อตัวขึ้น ภายใต้แบบจำลองนี้ทีมวิจัยพบว่าดาวพฤหัสบดีไม่สามารถมีวงแหวนแบบดาวเสาร์ได้ และไม่น่าจะเป็นไปได้ที่มันจะเคยมีด้วย

“ดวงจันทร์ขนาดมหึมาของดาวพฤหัสบดีเป็นตัวการที่ทำให้มันไม่มีวงแหวนขนาดใหญ่” Stephen Kane อธิบาย “เราพบว่าดวงจันทร์กาลิเลโอ 4 ดวงของดาวพฤหัสบดีซึ่งหนึ่งในนั้นเป็นดวงจันทร์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะจะทำลายวงแหวนขนาดใหญ่ที่อาจก่อตัวขึ้นอย่างรวดเร็ว”

วงแหวนที่บางเบาของดาวพฤหัสบดีในปัจจุบันส่วนใหญ่ทำมาจากฝุ่นที่ปล่อยออกมาจากดวงจันทร์ ซึ่งอาจรวมถึงวัสดุที่พุ่งออกไปในอวกาศจากเหตุการณ์วัตถุตกกระทบผิวดาว ส่วนวงแหวนของดาวเสาร์ส่วนใหญ่ทำจากน้ำแข็ง อาจเป็นเศษชิ้นส่วนจากดาวหางหรือดาวเคราะห์น้อย หรือพวกดวงจันทร์น้ำแข็งที่แตกออกจากกันเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของดาวเสาร์หรือการพุ่งชนกัน ดวงจันทร์ของดาวเสาร์มีบทบาทสำคัญในการสร้างและรักษาวงแหวนของมัน แต่ดวงจันทร์ที่มีขนาดใหญ่พอยังสามารถทำลายวงแหวนด้วยแรงโน้มถ่วง

ดาวเสาร์ไม่ใช่ดาวเคราะห์ดวงเดียวที่มีวงแหวน อันที่จริงวงแหวนรอบดาวเคราะห์นั้นมีอยู่ทั่วไป นอกจากดาวเสาร์กับดาวพฤหัสบดีแล้ว ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนต่างก็มีวงแหวนฝุ่นบางๆเช่นกัน และวงแหวนก็ไม่ได้จำกัดอยู่แค่ดาวเคราะห์ วัตถุขนาดเล็กประมาณ 230 กิโลเมตรเรียกว่า Chariklo ซึ่งโคจรรอบระหว่างดาวพฤหัสบดีและดาวยูเรนัสก็มีวงแหวน ดาวเคราะห์แคระ Haumea ที่อยู่ในแถบไคเปอร์ก็มีด้วย

นอกจากความสวยงามแล้ว วงแหวนยังช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจประวัติศาสตร์ของดาวเคราะห์ เพราะวงแหวนให้หลักฐานการชนกับดวงจันทร์หรือดาวหางที่อาจเกิดขึ้นในอดีต รูปร่างและขนาดของวงแหวนตลอดจนองค์ประกอบของวัสดุสามารถบ่งบอกถึงประเภทของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น

“สำหรับนักดาราศาสตร์วงแหวนคือเลือดที่กระเซ็นใส่ผนังของสถานที่เกิดเหตุ เมื่อเราดูวงแหวนของดาวเคราะห์ยักษ์ มันคือหลักฐานที่บ่งบอกว่าเกิดภัยพิบัติขึ้นซึ่งได้นำวัสดุเหล่านั้นไปไว้ที่นั่น” Kane กล่าว

 

ข้อมูลและภาพจาก earthsky, sciencealert