ดาวพฤหัสบดี เป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่ยุคก่อนประวัติศาสตร์ ดาวพฤหัสบดีถูกสำรวจเป็นครั้งแรกโดยยานไพโอเนียร์ 10 ในปี พ.ศ.2516 ติดตามด้วยยาน ไพโอเนียร์ 11, วอยเอเจอร์ 1, วอยเอเจอร์ 2, ยูลิซิส และ กาลิเลโอ
สำหรับดาวพฤหัสบดีอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์โดยเฉลี่ย 778 ล้านกิโลเมตร มีขนาดใหญ่โตมโหฬาร เทียบขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าโลก 11 เท่า หนักกว่าโลก 317 เท่า และหากนำโลกไปบรรจุให้เต็มดวงดาวพฤหัสบดี ต้องใช้โลกประมาณ 1,400 ดวงทีเดียว แต่เนื้อในส่วนใหญ่เป็นก๊าซ ต่างจากโลกที่เป็นดาวเคราะห์หิน ซึ่งทำให้ดาวพฤหัสบดีมีความหนาแน่นน้อยเมื่อเทียบกับโลก
ดาวพฤหัสบดี สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่าเป็นสีเหลืองสว่างสุกใสมานานหลายพันปี โดยในยุคของการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ กาลิเลโอเป็นคนแรก ที่ริเริ่มใช้กล้องโทรทรรศน์อันเล็กส่องสังเกตดาวพฤหัสบดีเมื่อ พ.ศ. 2153 และพบว่า ดาวพฤหัสบดีมีดาวบริวาร 4 ดวง คือ ไอโอ ยูโรปา แกนิมีด และคัลลิสโต เห็นเป็นจุดสว่างเล็กเท่าปลายเข็มหมุดในกล้องโทรทรรศน์ ผู้คนนิยมเรียกรวมๆว่า ดวงจันทร์กาลิเลียน (Galilean moons) หรือ ดวงจันทร์ของกาลิเลโอ (Galilean satellites) เนื่องจากเป็นดวงจันทร์ที่ค้นพบโดยกาลิเลโอ กาลิเลอี นักดาราศาสตร์ชาวอิตาลี เป็นคนแรกที่ค้นพบดวงจันทร์เหล่านี้ เมื่อปี ค.ศ. 1610 (และเป็นหลักฐานครั้งแรก ๆ ที่ยืนยันว่า โลกไม่ใช่ศูนย์กลางของจักรวาล) จนอีก 385 ปีต่อมา มนุษย์จึงสามารถส่ง ยานอวกาศกาลิเลโอ เดินทางสำรวจรอบดาวพฤหัสบดี และเฉียดใกล้ดาวบริวาร 4 ดวงใหญ่ ในช่วง พ.ศ. 2538 – 2546
ทั้งนี้ ดาวพฤหัสบดีเป็นจัดเป็นดาวเคราะห์แก๊สที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ บรรยากาศหนาแน่น ไม่มีพื้นผิวแข็งให้เหยียบ เพราะเป็นแก๊สเกือบทั้งดวง มีองค์ประกอบหลักเป็นไฮโดรเจน 90% และฮีเลียม 10% ปะปนด้วยมีเทน น้ำ และแอมโมเนียจำนวนเล็กน้อย ลึกลงไปด้านล่างเป็นแมนเทิลชั้นนอกซึ่งประกอบไปด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมเหลว และแมนเทิลชั้นในที่ประกอบไปด้วยไฮโดรเจนซึ่งมีสมบัติเป็นโลหะ โดยแก่นกลางที่เป็นหินแข็งมีขนาดเป็น 2 เท่าของโลก
ดาวพฤหัสบดีมีขนาดใหญ่กว่าโลกมาก แต่หมุนรอบตัวเองหนึ่งรอบใช้เวลาไม่ถึง 10 ชั่วโมง แรงหนีศูนย์กลางเหวี่ยงให้ดาวมีสัณฐานเป็นทรงแป้น และทำให้การหมุนเวียนของชั้นบรรยากาศแบ่งเป็นแถบสีสลับกัน แถบเหล่านี้เป็นเซลล์การพาความร้อน แถบสีอ่อนคืออากาศร้อนยกตัว แถบสีเข้มคืออากาศเย็นจมตัวลง นอกจากนั้นยังมีจุดแดงใหญ่ เป็นรูปวงรีขนาดใหญ่ซึ่งมีอาณาบริเวณกว้าง 25,000 กิโลเมตร สามารถบรรจุโลกได้สองดวง จุดแดงใหญ่เป็นพายุหมุนซึ่งมีอายุมากกว่า 300 ปี
ต่อมาปี พ.ศ.2552 ยานวอยเอเจอร์พบว่า ดาวพฤหัสบดีมีวงแหวนเช่นเดียวกับดาวเสาร์ แต่มีขนาดเล็กและบางกว่ามาก วงแหวนเหล่านี้ประกอบไปด้วยเศษหินและฝุ่นที่มีขนาดเล็ก แต่ไม่มีน้ำแข็งเป็นองค์ประกอบ จึงทำให้วงแหวนไม่สว่างมาก (หินและฝุ่นสะท้อนแสงอาทิตย์ได้ไม่ดีเท่ากับน้ำแข็ง) ปัจจุบันพบว่า ดาวพฤหัสมีดวงจันทร์อย่างน้อย 62 ดวง แต่ก็มีเพียง 4 ดวงที่เป็นดวงจันทร์ขนาดใหญ่และมีรูปร่างเป็นทรงกลม คือ ไอโอ ยุโรปา แกนีมีด และ คัลลิสโต
ล่าสุดเมื่อวันที่ 31 มกราคม ค.ศ. 2023 Minor Planet Center ชื่อย่อ MPC หรือ ศูนย์ดาวเคราะห์น้อย หน่วยงานหนึ่งในสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล หรือไอเอยู เป็นหน่วยงานรับผิดชอบเกี่ยวกับการรวบรวมข้อมูลดาวเคราะห์น้อยรวมถึงวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะทั้งหมด เปิดเผยข้อมูลการค้นพบดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีเพิ่มอีก 12 ดวง ทำให้ตอนนี้ดาวพฤหัสบดีมีดวงจันทร์บริวารรวมทั้งสิ้น 92 ดวง แซงหน้าดาวเสาร์ที่มีดวงจันทร์บริวาร 83 ดวง ทวงตำแหน่งดาวเคราะห์ที่มีจำนวนดวงจันทร์เยอะที่สุดในระบบสุริยะกลับคืนอีกครั้ง
ดาวพฤหัสบดี คือดาวเคราะห์ลำดับที่ 5 ในระบบสุริยะจักรวาล โดยเมื่อเทคโนโลยีทางดาราศาสตร์พัฒนามากขึ้น กล้องโทรทรรศน์ที่ใช้ศึกษาวัตถุท้องฟ้าก็มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ทำให้นักดาราศาสตร์ค้นพบดวงจันทร์ขนาดเล็กที่อยู่รอบ ๆ ดาวพฤหัสบดีอีกมากมาย ซึ่งการค้นพบในครั้งนี้นำทีมโดย Scott Sheppard นักดาราศาสตร์จาก Carnegie Institute for Science สหรัฐอเมริกา หนึ่งในนักดาราศาสตร์ที่ค้นพบวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะได้เยอะที่สุด สามารถค้นพบดวงจันทร์บริวารขนาดเล็กของดาวพฤหัสบดีได้เพิ่มเติมอีก 12 ดวง
การค้นพบครั้งใหม่นี้ส่งผลให้ดาวพฤหัสบดีมีดวงจันทร์บริวารรวมทั้งสิ้น 92 ดวง แซงหน้าดาวเสาร์ที่มีดวงจันทร์บริวาร 83 ดวง และสามารถตำแหน่งดาวเคราะห์ที่มีจำนวนดวงจันทร์เยอะที่สุดในระบบสุริยะกลับคืนมาอีกครั้ง
อย่างไรก็ตาม ดวงจันทร์จำนวน 9 ดวงจาก 12 ดวงที่ค้นพบในครั้งนี้ อยู่ในวงโคจรบริเวณไกลสุดของกลุ่มดวงจันทร์ทั้งหมด มีคาบการโคจรรอบดาวพฤหัสบดีมากกว่า 550 วัน มีทิศทางการโคจรแบบ Retrograde ซึ่งเป็นทิศทางตรงกันข้ามกับการหมุนรอบตัวเองของดาวพฤหัสบดี และตรงข้ามกับดวงจันทร์กลุ่มหลัก นักดาราศาสตร์คาดว่ากลุ่มดวงจันทร์เหล่านี้ อาจเกิดจากวัตถุขนาดเล็กในอวกาศ ที่ถูกแรงโน้มถ่วงอันมหาศาลของดาวพฤหัสบดีดึงดูดเอาไว้ให้กลายเป็นดาวบริวาร ส่วนใหญ่เป็นวัตถุขนาดความกว้างไม่เกิน 8 กิโลเมตร
ส่วนดวงจันทร์อีก 3 ดวงที่ค้นพบเพิ่มในครั้งนี้ อยู่ในวงโคจรถัดไปจากกลุ่มดวงจันทร์ของกาลิเลโอเล็กน้อย มีทิศทางการโคจรแบบ Prograde หรือทิศทางเดียวกันกับการหมุนรอบตัวเองของดาวพฤหัสบดี ดวงจันทร์กลุ่มนี้คาดว่าจะก่อตัวขึ้นมาพร้อม ๆ กันทั้งหมด และเป็นกลุ่มที่ค้นพบได้ยากกว่า เนื่องจากมีวงโคจรที่ใกล้กับดาวพฤหัสบดี แสงสว่างจากดาวพฤหัสบดีจะกระเจิงออกมาจนบดบังแสงของวัตถุขนาดเล็กเหล่านี้ไปจนหมด ทำให้ดาวบริวารขนาดเล็กส่วนใหญ่จะค้นพบที่ระยะห่างไกลออกมาจากดาวพฤหัสบดีค่อนข้างมาก
อนึ่ง การค้นพบดวงจันทร์ใหม่ของดาวพฤหัสบดี 12 ดวงนี้ มีรายงานครั้งแรกตั้งแต่ปี 2018 โดย สก็อตต์ เชพเพิร์ด นักดาราศาสตร์จากสถาบันวิทยาศาสตร์คาร์เนอจีในสหรัฐอเมริกา ที่ค้นพบดวงจันทร์บริวารของดาวเคราะห์มากมาย ซึ่งการค้นพบ 12 ดวงจันทร์ใหม่ของดาวพฤหัสเพิ่งมีข้อมูลยืนยันชัดเจนเมื่อปลายปีที่ผ่านมาว่าทั้ง 12 ดวงจันทร์มีวงโคจรรอบดาวพฤหัสบดี
4 ดวงจันทร์บริวารดวงใหญ่ของดาวพฤหัสบดี
1. ยูโรปา
ยูโรปา (Europa) ดวงจันทร์แห่งน้ำแข็ง เป็ดดาวที่มีพื้นผิวราบเรียบ ปกคลุมด้วยน้ำแข็งซึ่งแตกเป็นชิ้นใหญ่ๆ เลื่อนไหลต่อๆ กัน คล้ายแพน้ำแข็งบนโลก ไม่มีภูเขา หุบเหว หรือภูเขาไฟ มีหลุมอุกกาบาตน้อยมาก แสดงว่ายูโรปามีอายุน้อย อาจเพียงประมาณ 30 ล้านปี ยานกาลิเลโอพบว่า ใต้ผิวเปลือกน้ำแข็งเป็นมหาสมุทรเหลว อาจเป็นสมาชิกดวงเดียวในระบบสุริยะ นอกจากโลกของเรา ที่รู้ว่ามีน้ำเหลวอยู่อย่างชัดเจน
ดังนั้น ยูโรปา จึงกลายเป็นเป้าหมายสำคัญในการค้นหาชีวิตอื่นนอกโลกถัดไปจากดาวอังคาร เพราะภายใต้ผิวน้ำแข็งอันหนาทึบ คือ มหาสมุทรน้ำเค็ม ที่มีสภาวะอันเอื้อต่อการใช้ชีวิตของสิ่งมีชีวิต และยังพบด้วยว่าน้ำในมหาสมุทรนี้ยังได้แทรกซึมผ่านขึ้นมาอยู่ที่พื้นผิวเปลือก แต่ ยูโรปา กลับโคจรใกล้กับดาวพฤหัสบดีมาก จึงต้องรับมือกับเศษวัสดุและเศษซากต่างๆ ที่ลอยอยู่ในอวกาส และรังสีอิเล็กตรอนเข้มข้นที่แผ่กระจายออกมาจากดาวพฤหัสบดีด้วย
2. คัลลิสโต
คัลลิสโต (Callisto) ดวงจันทร์เก่าแก่ที่สุดในระบบสุริยะ มีลักษณะพื้นผิวที่เก่าแก่ อายุมากกว่า 4,000 ล้านปี เต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตขนาดเล็กใหญ่ทั่วทั้งดวง เนื่องจากถูกเศษดาวเคราะห์พุ่งชนในอดีตกาล หลักฐานการชนรุนแรงครั้งล่าสุดปรากฏเป็นระลอกคลื่นแผ่กว้างบนผิวดวง ไม่มีพื้นที่ราบ การมีหลุมอุกกาบาตทั่วดวงแสดงว่าคัลลิสโตสงบนิ่งมานาน และมีบรรยากาศเบาบางมาก
ความน่าสนใจของ คัลลิสโต อยู่ทีพื้นผิวเป็นผงละเอียด มีสีคล้ำ ตรวจพบธาตุคาร์บอน ไนโตรเจน และสารประกอบ จำพวกกำมะถัน ธาตุเหล่านี้มีอยู่มากในอุกกาบาต และดาวหาง โดยเป็นสมาชิกดั้งเดิม ของระบบสุริยะ และเป็นองค์ประกอบสำคัญ ของสิ่งมีชีวิต และมีสนามแม่เหล็ก รวมถึงร่องรอยที่แสดงว่าอาจมีมหาสมุทรลึกลงไปใต้พิภพ เช่นเดียวกับ ยูโรปา
3. แกนิมีด
แกนิมีด (Ganymede) ดวงจันทร์แห่งสนามแม่เหล็ก คือดาวบริวารดวงใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ และมีสนาม แม่เหล็กสูง พื้นผิวหลายลักษณะ แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงทางธรณีที่ชั้นผิวเปลือกอย่างซับซ้อนยาวนาน มีลักษณะสำคัญ ๒ แบบ คือ พื้นที่เก่าแก่เป็นบริเวณมืดคล้ำ เต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาต ขรุขระ เป็นแอ่งลึก กับพื้นที่ใหม่ เป็นบริเวณราบเรียบ สว่างกว่า มีน้ำแข็งปะปนกับดินหิน บางแห่งมีพื้นผิวเป็นรอยแยกยาวเหยียด
4. ไอโอ
ไอโอ (Io) ดวงจันทร์แห่งภูเขาไฟ มีพื้นผิวสีส้มแดง เต็มไปด้วยรอยด่างขาวของภูเขาไฟและซากจากการ ระเบิดกระจายทั่วดวง ไม่พบหลุมอุกกาบาตแสดงว่า พื้นผิวยังใหม่ และอายุน้อย พบภูเขาไฟหลายแห่งกำลังระเบิด ปะทุพ่นมวลสาร จำพวกกำมะถันออกมาจากปล่องภูเขาไฟ เป็นลาวาสูงเหนือพื้นผิวมากกว่า ๓๐๐ กิโลเมตร ไหลปกคลุมพื้นผิว แสดงให้เห็นว่าใจกลางดวงมีอุณหภูมิสูงจัดจนหินหลอมละลาย จึงเป็นดินแดนแห่งภูเขาไฟ รุนแรงที่สุดในระบบสุริยะ
สืบค้นและเรียบเรียง สิทธิโชติ สุภาวรรณ์
Photo by NASA/JPL-CALTECH/SETI INSTITUTE
ที่มา
https://skyandtelescope.org/astronomy-news/astronomers-find-a-dozen-more-moons -for-jupiter/
https://www.space.com/jupiter-moon-discoveries-total-92
https://www.saranukromthai.or.th/sub/book/book.php?book=31&chap=8&page=t31-8-infodetail06.html
บทความที่เกี่ยวข้อง