::
ทำไม ดาวพลูโตจึงไม่เป็นดาวเคราะห์
ทำไมดาวพลูโตจึงเป็นดาวเคราะห์แคระ ทำไมถึงถูกลดชั้นจากดาวเคราะห์ลงมา ครูแชมป์มีคำตอบ
กฎของการเป็นดาวเคราะห์คือ
1. โคจรรอบดวงอาทิตย์ (ไม่ได้โคจรรอบดาวเคราะห์ดวงอื่น)
2. มีมวลมากพอที่จะเป็นทรงกลมด้วยแรงโน้มถ่วงของตัวเอง
3. จะต้องกวาดล้างวงโคจรของตนเอง คือต้องไม่มีวัตถุที่ใหญ่จนมีนัยยะสำคัญในวงโคจรนั้นๆ อย่างโลกเนี่ย มีมวลเป็น 1.7 ล้านเท่าของวัตถุอื่นๆ ทั้งหมดในวงโคจรเดียวกัน ขณะที่พลูโตมีมวลเป็น 0.07 เท่าของวัตถุอื่นๆ ในวงโคจรเดียวกันรวมกัน เพราะข้อนี้แหละ พลูโตถึงได้ถูกจัดว่าเป็นดาวเคราะห์แคระ
กรณีที่นักดาราศาสตร์ราว 2,500 คน เข้าร่วมการประชุมสมัชชาใหญ่แห่งสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล ( IAU General Assembly) ณ กรุงปราก เมืองหลวงของสาธารณรัฐเช็ก ระหว่างวันที่ 14-25 สิงหาคม 2549 หนึ่งในหัวข้อประชุมที่เป็นที่สนใจและมีผลกระทบในวงกว้างคือการหาข้อสรุปนิยามคำว่า ” ดาวเคราะห์” โดยในวันแรก ๆ ของการประชุม มีการเสนอนิยามที่อาจทำให้ดาวเคราะห์มีจำนวนเพิ่มขึ้นเป็นอย่างน้อย 12 ดวง อย่างไรก็ตาม บทสรุปที่ออกมาในวันที่ 24 สิงหาคม กลับทำให้ดาวพลูโตสูญเสียสถานภาพการเป็นดาวเคราะห์ที่ดำเนินมา 76 ปี ขณะนี้ระบบสุริยะของเราจึงมีดาวเคราะห์เพียง 8 ดวง
ในอดีตกาลนับพันปีล่วงมา เรารู้จักดาวเคราะห์ดั้งเดิมในฐานะดาวที่ไม่อยู่นิ่ง เคลื่อนที่ไปท่ามกลางดาวฤกษ์บนท้องฟ้า เราไม่รู้แม้กระทั่งว่ามันมีขนาดเล็กใหญ่เพียงใด รู้แต่เพียงว่าดาวเคราะห์แต่ละดวงมีความสว่างต่างกัน สีต่างกัน เคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วไม่เท่ากัน เดิมเรารู้จักดาวเคราะห์ที่ปรากฏบนท้องฟ้าเพียงแค่ 5 ดวง (ไม่นับโลก) คือ ดาวพุธ ดาวศุกร์ ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี และดาวเสาร์ แต่ด้วยประสิทธิภาพของกล้องโทรทรรศน์ที่พัฒนาขึ้นเรื่อยมาเป็นลำดับ ทำให้นักดาราศาสตร์ค้นพบดาวเคราะห์เพิ่มขึ้น เมื่อมีการส่งยานอวกาศจำนวนมากเดินทางไปสำรวจอย่างใกล้ชิดก็ยิ่งทำให้เราเข้าใจในธรรมชาติของดาวเคราะห์แต่ละดวง
ไม่เพียงเท่านั้น ประสิทธิภาพของทัศนูปกรณ์และเทคโนโลยีใหม่ ๆ ยังนำไปสู่การค้นพบวัตถุอีกหลายดวงที่อยู่ไกลมากเสียจนส่องแสงจางกว่าดวงตามนุษย์จะมองเห็นได้หลายเท่า ปัญหาเกิดขึ้นเมื่อวัตถุบางดวงในจำนวนนั้นมีขนาดใหญ่ใกล้เคียงหรือใหญ่กว่าดาวพลูโตซึ่งเป็นวัตถุที่เรารู้จักในฐานะดาวเคราะห์มาตั้งแต่ถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1930 แล้วเหตุผลอันใดที่เราจึงไม่เรียกวัตถุเหล่านั้นว่าดาวเคราะห์ด้วย ? หรือว่าดาวพลูโตอาจมีขนาดเล็กเกินกว่าจะเป็นดาวเคราะห์กันแน่ ? นั่นเป็นจุดเริ่มต้นของความท้าทายใหม่ที่นักดาราศาสตร์ในปัจจุบันกำลังประสบ
บรรทัดฐานสำหรับการเรียกสมาชิกของระบบสุริยะว่าดาวเคราะห์หรือไม่ อาจจำแนกตามลักษณะทางกายภาพของวัตถุนั้น เช่น ขนาดหรือความกลมของตัวดวง แต่ปัญหาคือเส้นแบ่งที่ว่านี้อยู่ตรงไหน ? สหพันธ์ดาราศาสตร์สากลหรือไอเอยู เป็นองค์กรนานาชาติที่ทำหน้าที่ประสานงานด้านดาราศาสตร์และกำหนดมาตรฐานต่าง ๆ ทางดาราศาสตร์ ก่อตั้งมาตั้งแต่ปี 2462 มีการประชุมสมัชชาใหญ่ทุก ๆ 3 ปี ประเทศไทยเป็นสมาชิกเฉพาะกาลเมื่อปี 2548 โดยมติคณะรัฐมนตรีเมื่อวันที่ 26 เมษายน 2548 ได้อนุมัติให้ไทยเสนอตัวเข้าเป็นสมาชิก และได้รับเสียงสนับสนุนเข้าเป็นสมาชิกอย่างเป็นทางการมาตั้งแต่วันที่ 15 สิงหาคม 2549
กรรมการบริหารของไอเอยูได้เริ่มจัดตั้งคณะกรรมการนิยามดาวเคราะห์ ( Planet Definition Committee — PDC) เพื่อพิจารณาปัญหาความคลุมเครือนี้มานานเกือบสองปีแล้ว ซึ่งประกอบด้วยนักดาราศาสตร์ นักเขียน และนักประวัติศาสตร์ ทั้งหมด 7 คน เป็นแกนนำหารือร่วมกับตัวแทนนานาชาติที่กรุงปารีสในปลายเดือนมิถุนายนและต้นเดือนกรกฎาคมที่ผ่านมา เมื่อกระบวนการหารือในวงกว้างเสร็จสิ้น คณะกรรมการได้บรรลุข้อสรุปและมีมติเห็นชอบเป็นเอกฉันท์ในนิยามคำว่า “ดาวเคราะห์” โดยนำเสนอต่อที่ประชุมสมัชชาใหญ่ในคราวนี้เพื่อให้สมาชิกได้พิจารณา
หลักใหญ่ข้อแรกของข้อเสนอที่คณะกรรมการได้นำเข้าที่ประชุมกำหนดนิยามว่า
” ดาวเคราะห์” คือ วัตถุท้องฟ้าที่มีมวลมากพอที่แรงโน้มถ่วงจะทำให้มันอยู่ในภาวะสมดุลอุทกสถิต (hydrostatic equilibrium) โคจรรอบดาวฤกษ์โดยที่ตัวมันเองไม่เป็นทั้งดาวฤกษ์และดวงจันทร์บริวารของดาวเคราะห์ดวงอื่น
สาเหตุที่คณะกรรมการกำหนดนิยามเช่นนี้เนื่องจากต้องการใช้ธรรมชาติในแง่ของความโน้มถ่วงเป็นแกนหลัก จากนิยามนี้แปลความหมายได้ว่าวัตถุนั้นต้องไม่ใช่ดาวฤกษ์ , โคจรรอบดาวฤกษ์ , และมีรูปร่างเกือบเป็นทรงกลม
ข้อสอง แยกแยะความต่างกันระหว่างวัตถุอื่นที่เข้าข่ายข้อแรกออกจากดาวเคราะห์ 8 ดวง (ไม่รวมดาวพลูโต) ซึ่งมีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์เกือบเป็นวงกลมและโคจรอยู่ในระนาบใกล้เคียงกัน อันจะทำให้ซีรีสซึ่งถือเป็น “ดาวเคราะห์น้อย” ในขณะนี้ ถูกยกขึ้นเป็นดาวเคราะห์ด้วย แต่อาจเรียกให้ต่างไปว่าดาวเคราะห์แคระ ( dwarf planet) ด้วยเหตุผลทางประวัติศาสตร์
ข้อสาม นอกจากกำหนดนิยามดาวเคราะห์แล้ว คณะกรรมการยังได้เสนอร่างมติกำหนดประเภทของวัตถุชนิดใหม่ในระบบสุริยะให้ที่ประชุมพิจารณาใช้อย่างเป็นทางการต่อไปโดยเรียกวัตถุประเภทใหม่นี้ว่าพลูตอน (pluton) มีดาวพลูโตเป็นวัตถุต้นแบบ ใช้กับวัตถุที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยคาบยาวนานกว่า 200 ปี
ข้อสี่ กำหนดให้วัตถุอื่นนอกเหนือจากข้อ 1-3 ถูกเรียกว่า ” วัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะ” ( Small Solar System Bodies) โดยยกเลิกศัพท์คำว่าดาวเคราะห์น้อย ( minor planet)
ผลปรากฏว่าการหยั่งเสียงรอบแรก เสียงส่วนใหญ่ไม่เห็นด้วยกับข้อเสนอข้างต้นนี้ อันจะทำให้ระบบสุริยะมีดาวเคราะห์เพิ่มเป็นอย่างน้อย 12 ดวง โดยวัตถุที่เข้ามาใหม่เพื่อชิงตำแหน่งดาวเคราะห์ ได้แก่ ซีรีส คารอน และ 2003 ยูบี 313
ซีรีส ( Ceres) เป็นดาวเคราะห์น้อยที่ค้นพบเป็นดวงแรกและมีขนาดใหญ่ที่สุด เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 952 กิโลเมตร โคจรอยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี
คารอน ( Charon) มีขนาด 1,205 กิโลเมตร เป็นวัตถุที่อยู่ในฐานะทั้งดวงจันทร์บริวารของดาวพลูโตและดาวเคราะห์สหายกับดาวพลูโต แม้ว่าดาวพลูโตจะใหญ่กว่าคารอนแต่นักดาราศาสตร์เรียกระบบพลูโต-คารอนว่าดาวเคราะห์คู่ (double planet) เนื่องจากมันดูเหมือนโคจรรอบกันและกันมากกว่าที่คารอนจะเป็นแค่ดาวบริวาร
2003 ยูบี 313 (2003 UB 313 ) เป็นวัตถุที่เพิ่งค้นพบเมื่อปี 2546 แต่ประกาศการค้นพบอย่างเป็นทางการในปี 2548 มีขนาด 2,300-2,500 กิโลเมตรซึ่งใกล้เคียงหรือใหญ่กว่าดาวพลูโต
หนึ่งในนักดาราศาสตร์ที่ออกมาแสดงความคิดเห็นต่อข้อเสนอนี้ในทันทีคือไมค์ บราวน์ ซึ่งอยู่ในทีมผู้ค้นพบ 2003 ยูบี 313 ด้วยข้อเสนอดังกล่าวบราวน์คาดคะเนว่าจะมีวัตถุเข้าข่ายเป็นดาวเคราะห์เพิ่มขึ้นเป็นอย่างน้อย 53 ดวง ซึ่งออกจะดูมากเกินกว่าที่คนทั่วไปจะจดจำได้ นอกเหนือจากข้อเสนอในที่ประชุมของไอเอยู บราวน์เห็นว่ามีทางออกอยู่อีก 3 ทาง คือ ลดสถานภาพของดาวพลูโตลงเนื่องจากมันมีขนาดเล็กทำให้มีดาวเคราะห์เหลือ 8 ดวง , คงสภาพดาวเคราะห์ทุกดวงไว้ดังเดิม หรือกำหนดให้เฉพาะวัตถุที่ใหญ่กว่าพลูโตเท่านั้นที่นับเป็นดาวเคราะห์ ซึ่งจะทำให้ระบบสุริยะมีดาวเคราะห์ 10 ดวง
การประชุมในวันต่อ ๆ มาทำให้เกิดข้อเสนอใหม่โดยพุ่งประเด็นไปที่สถานภาพการเป็นดาวเคราะห์ของพลูโต ผลการโหวตในวันพฤหัสบดีที่ 24 สิงหาคม 2549 ทำให้ ดาวพลูโตถูกปลดออกจากการเป็นดาวเคราะห์ โดยถูกจัดให้อยู่ในกลุ่มของดาวเคราะห์แคระ ( dwarf planet) เช่นเดียวกับซีรีส
นิยามดาวเคราะห์ ตามข้อสรุปท้ายสุดแปลความหมายได้ว่า
“ดาวเคราะห์” ในระบบสุริยะหมายถึงวัตถุที่
( 1) โคจรรอบดวงอาทิตย์
( 2) มีมวลมากพอที่ทำให้รูปร่างใกล้เคียงทรงกลม
( 3) ไม่มีวัตถุอื่นที่มีขนาดใกล้เคียงกันและลักษณะทางกายภาพคล้ายคลึงกันอยู่ใกล้วงโคจร ส่วน
“ดาวเคราะห์แคระ” หมายถึงวัตถุที่
( 1) โคจรรอบดวงอาทิตย์
( 2) มีมวลมากพอที่ทำให้รูปร่างใกล้เคียงทรงกลม
( 3) มีวัตถุอื่นที่มีขนาดใกล้เคียงกันและลักษณะทางกายภาพคล้ายคลึงกันอยู่ใกล้วงโคจร
(4) ไม่ใช่ดวงจันทร์บริวารของดาวเคราะห์
ความเป็นมาของพลูโต – อดีตดาวเคราะห์
หลังการค้นพบดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน เพอร์ซิวาล โลเวลล์ นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันพบว่าการเคลื่อนที่ของดาวเนปจูนแตกต่างจากค่าที่คำนวณได้ จึงคาดว่ามีดาวเคราะห์ขนาดใหญ่อีกดวงหนึ่งที่อยู่ไกลออกไป คอยส่งแรงโน้มถ่วงมารบกวนวงโคจรของดาวเนปจูน และได้คำนวณตำแหน่งที่เป็นไปได้เพื่อหาดาวเคราะห์ต้องสงสัยดังกล่าว
การค้นหาดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ของระบบสุริยะดำเนินอย่างต่อเนื่องที่หอดูดาวโลเวลล์ในแฟลกสตาฟฟ์ แอริโซนา โลเวลล์อุทิศเวลาราวหนึ่งทศวรรษในการค้นหาดาวเคราะห์ลึกลับนี้บนหอดูดาวของเขาจนกระทั่งเขาเสียชีวิตในปี พ.ศ. 2459 หลังจากนั้นก็มีการสร้างกล้องโทรทรรศน์ขนาด 13 นิ้วบนหอดูดาวแห่งนี้โดยมีไคลด์ ทอมบอก์ นักดาราศาสตร์สมัครเล่นวัยหนุ่มที่รับหน้าที่สานต่อเจตนารมณ์ของโลเวลล์ในช่วงเวลาต่อมา
หลังจากทอมบอก์เข้ารับหน้าที่ไม่ถึงปี เขาก็ค้นพบพลูโตในวันที่ 18 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 1930 ในภาพถ่ายบริเวณใกล้กับดาวฤกษ์สว่างดวงหนึ่งในกลุ่มดาวคนคู่ ดาวพลูโตมีแสงจางเพียงโชติมาตร 15 จางกว่าดาวฤกษ์ที่จางที่สุดที่ตาคนเราจะมองเห็นได้นับพันเท่า การคำนวณวงโคจรในช่วงเวลาต่อมาพบว่าพลูโตโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบหนึ่งรอบในเวลา 248 ปี
แท้จริงการค้นพบพลูโตเป็นเรื่องบังเอิญอย่างยิ่ง เพราะพลูโตมีขนาดและแรงโน้มถ่วงน้อยมาก ไม่เพียงพอที่จะรบกวนวงโคจรของเนปจูนได้ ปัจจุบันเราทราบแล้วว่าการเคลื่อนที่ๆ ผิดปกติของเนปจูนในครั้งนั้นไม่ได้เกิดจากการรบกวนวงโคจรจากดาวเคราะห์อีกดวงแต่อย่างใด แต่เกิดจากข้อมูลการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ดวงนี้ที่ยังมีไม่เพียงพอ
มนุษย์ส่งยานอวกาศไปสำรวจดาวเคราะห์มาแล้วแทบจะทุกดวง ยกเว้นอยู่เพียงดวงเดียวนั่นคือพลูโต วัตถุขนาดเล็กที่อยู่ไกลแสนไกล ภาพถ่ายที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์ไม่ว่าจะเป็นกล้องที่ตั้งอยู่บนพื้นโลกและกล้องโทรทรรศน์ในอวกาศ สามารถส่องเห็นและวัดขนาดของพลูโตได้ว่ามีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2,300 กิโลเมตร นับว่าเล็กกว่าดวงจันทร์ของโลกเสียอีก
พลูโตโคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยวงโคจรที่ทำมุมเอียง 17 องศากับระนาบที่โลกและดาวเคราะห์ส่วนใหญ่โคจรรอบดวงอาทิตย์ นักดาราศาสตร์แบ่งกลุ่มของดาวเคราะห์ออกเป็นสองกลุ่มตามลักษณะทางกายภาพ คือ ดาวเคราะห์ที่มีพื้นผิวเป็นดินแข็งแบบโลก ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก และดาวอังคาร ส่วนอีกกลุ่มหนึ่งเป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่มีใจกลางเป็นหินแต่ห่อหุ้มด้วยแก๊สหนาทึบ ได้แก่ ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน ดาวเคราะห์กลุ่มหลังนี้อยู่ห่างไกลออกไป บรรยากาศส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจน ฮีเลียม และมีเทน แต่ดาวพลูโตมีความผิดแผกแตกต่างจากดาวเคราะห์สองกลุ่มนี้ ข้อมูลที่ได้จากการศึกษาด้วยกล้องโทรทรรศน์และอุปกรณ์อื่นๆ ทางดาราศาสตร์แสดงว่า พลูโตมีองค์ประกอบเป็นน้ำแข็งและมีเทนในสถานะของแข็งที่ห่อหุ้มอยู่รอบ ๆ ใจกลางที่เป็นหิน นอกจากขนาดที่เล็กแล้วนี่เป็นเหตุผลอีกอย่างหนึ่งที่ทำให้นักดาราศาสตร์จำนวนมากต่างตั้งข้อสังเกตและสงสัยเกี่ยวกับสถานภาพที่แท้จริงของพลูโต หลายคนบอกว่าพลูโตควรหลุดจากการเป็นดาวเคราะห์ได้แล้ว
ความจริงข้อสงสัยดังกล่าวไม่ได้เพิ่งจะเกิดขึ้น แต่มันเริ่มขึ้นและดำเนินมานานกว่าสิบปีแล้ว พ.ศ. 2535 นักดาราศาสตร์ค้นพบวัตถุดวงหนึ่ง ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ด้วยระยะทางเฉลี่ยใกล้เคียงกับพลูโต ซึ่งเป็นวงโคจรที่มีความสัมพันธ์กับดาวเนปจูน คือ เมื่อดาวเนปจูนโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบ 3 รอบ พลูโตและวัตถุดังกล่าวจะโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบ 2 รอบ
หลังจากนั้นเป็นต้นมาก็มีการค้นพบวัตถุที่มีวงโคจรเลยวงโคจรของดาวเนปจูนออกไปอีกหลายดวง นักดาราศาสตร์เรียกวัตถุเหล่านั้นว่าวัตถุแถบไคเปอร์ ตามชื่อเจอราร์ด ไคเปอร์ นักดาราศาสตร์ชาวดัตช์-อเมริกันซึ่งเป็นนักดาราศาสตร์คนแรก ๆ ที่เสนอทฤษฎีในปี พ.ศ. 2492 ว่ามีแถบของวัตถุขนาดเล็กแบบดาวหางโคจรอยู่รอบนอก กำเนิดขึ้นในช่วงต้นๆ ของระบบสุริยะ และพลูโตก็อาจเป็นหนึ่งในวัตถุในแถบไคเปอร์นี้ก็ได้ นอกจากนั้น ปฏิเสธไม่ได้ว่าแรงกดดันในการตัดชื่อพลูโตออกจากรายชื่อดาวเคราะห์ดูจะรุนแรงขึ้นเมื่อไคลด์ ทอมบอก์ ผู้ค้นพบพลูโตเสียชีวิตลงในปี พ.ศ. 2540