วิจัยใหม่พบ “ดาวพฤหัสบดี” อาจเป็นสาเหตุที่ทำให้โลกมีดวงจันทร์
วิจัยใหม่พบ “ดาวพฤหัสบดี” อาจเป็นสาเหตุที่ทำให้โลกมีดวงจันทร์
จากกรณีที่ก่อนหน้านี้เคยมีรายงานทฤษฎีการกำเนิดของดวงจันทร์ บริวารเพียงหนึ่งเดียวของโลก ว่าเกิดจากการที่ดาวเคราะห์โบราณขนาดประมาณดาวอังคาร “ธีอา” (Theia) พุ่งชนโลกขณะที่โลกกำลังก่อตัว เกิดเศษซากที่รวมตัวกันเป็นดวงจันทร์ในท้ายที่สุด
ทฤษฎีดังกล่าวยังคงมีช่องว่างและสิ่งที่ต้องอธิบายเพิ่มอีกมากพอสมควร และล่าสุดนักวิทยาศาสตร์พบเบาะแสใหม่เพิ่มเติมว่าทำไมธีอาจึงพุ่งชนโลกจนเกิดเป็นดวงจันทร์ขึ้นมา ซึ่งคำตอบของคำถามนี้คาดว่าน่าจะเป็น “ดาวพฤหัสบดี”
นักวิทยาศาสตร์ระบุว่า หลังระบบสุริยะเกิดขึ้นได้ประมาณ 60-100 ล้านปี มีเหตุการณ์ที่เรียกว่า “ความไม่เสถียรครั้งใหญ่” (Great Instability) ซึ่งสร้างความโกลาหลในหมู่ดาวเคราะห์ต่าง ๆ
เหตุการณ์นี้ส่งผลให้ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ (ดาวพฤหัส ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน) เคลื่อนตัวกระจัดกระจาย จนกระทั่งพวกมันตกลงสู่วงโคจรในปัจจุบัน ซึ่งการเคลื่อนตัวลักษณะดังกล่าวส่งผลกระทบต่อดาวเคราะห์น้อยต่าง ๆ ด้วย
นั่นทำให้นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า ดาวเคราะห์ที่กำลังกระจัดกระจาย โดยเฉพาะดาวพฤหัสบดี อาจเป็นสาเหตุนำไปสู่การก่อตัวของดวงจันทร์ของโลก โดยทำให้วงโคจรของธีอาสั่นคลอน และความไม่เสถียรนี้อาจทำให้ธีอาชนกับโลก
จากการศึกษาที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์พบว่า ในระบบสุริยะช่วงอายุน้อย ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ทั้งสี่ดวง ได้แก่ ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน ตั้งอยู่ใกล้กันมากกว่าในปัจจุบัน
แต่เมื่อเวลาผ่านไป ปฏิกิริยาระหว่างแรงโน้มถ่วงกับดาวเคราะห์ที่อยู่นอกดาวเนปจูนทำให้ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูนเคลื่อนออกไปด้านนอกจากดวงอาทิตย์
ในขณะเดียวกัน ดาวพฤหัสกลับเคลื่อนเข้ามาด้านใน ซึ่งนักวิทยาศาสตร์คิดว่าแรงดึดดูงและวงโคจรของมันสามารถทำลายเสถียรภาพของวัตถุในระบบสุริยะชั้นในได้
คริสซา อาฟเดลลิดู นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์จากมหาวิทยาลัยเลสเตอร์ กล่าวว่า “แนวคิดเรื่องความไม่เสถียรของวงโคจรนี้ได้รับการยอมรับอย่างดีในแวดวงผู้ศึกษาดาวเคราะห์ อย่างไรก็ตาม ช่วงเวลาที่ความไม่เสถียรนี้เกิดขึ้นยังคงเป็นประเด็นที่ต้องถกเถียงกัน”
ในตอนแรก นักวิทยาศาสตร์คิดว่าความไม่เสถียรนี้เกิดขึ้นระหว่าง 500-800 ล้านปีหลังจากการกำเนิดของระบบสุริยะ หากเป็นจริง นั่นคงจะเกิดขึ้นพร้อมกับเหตุการณ์ที่เรียกว่า Late Heavy Bombardment ซึ่งดาวหางที่หลุดออกจากวงโคจรของพวกมันเนื่องจากการอพยพของดาวก๊าซยักษ์พากันพุ่งไปยังดาวเคราะห์ชั้นใน
อย่างไรก็ตาม หลักฐานได้ขัดแย้งกับแนวความคิดดังกล่าว และขณะนี้นักวิทยาศาสตร์คิดว่าความไม่เสถียรนั้นเกิดขึ้นภายใน 100 ล้านปีหลังจากระบบสุริยะก่อตัวขึ้น
เควิน วอลช์ จากสถาบันวิจัยตะวันตกเฉียงใต้ในเมืองโบลเดอร์ รัฐโคโลราโด บอกว่า “ทุกคนดูเหมือนจะเห็นพ้องกันว่าความไม่เสถียรอาจเกิดขึ้นน้อยกว่า 100 ล้านปีหลังจากการเริ่มต้นระบบสุริยะ แต่มี 2 แนวคิดที่แตกต่างกันเกิดขึ้น”
แนวคิดหนึ่งตั้งสมมติฐานว่าความไม่เสถียรเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วภายใน 4 ล้านปีนับจากการกำเนิดของระบบสุริยะ อีกแนวคิดหนึ่งคาดว่ามันเกิดขึ้นช้ากว่านั้น นั่นคือหลังจากผ่านไปประมาณ 60 ล้านปี
ดังนั้นอาฟเดลลิดูซึ่งได้รับความช่วยเหลือจากวอลช์และนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์คนอื่น ๆ จึงเริ่มค้นหาคำตอบ
ทีมวิจัยมุ่งความสนใจไปที่อุกกาบาตหนึ่งที่เรียกว่า “EL enstatite chondrite” ซึ่งมีธาตุเหล็กต่ำและมีองค์ประกอบและอัตราส่วนไอโซโทปคล้ายกันมากกับวัตถุที่ก่อตัวเป็นโลก ข้อมูลนี้บอกนักวิทยาศาสตร์ว่า โลกและ EL-คอนไดรต์น่าจะควบแน่นจากส่วนเดียวกันของดิสก์ที่ก่อตัวดาวเคราะห์
อย่างไรก็ตาม ดูเหมือนว่าวัตถุต้นกำเนิด EL-คอนไดรต์จะไม่ได้อยู่ใกล้โลกอีกต่อไป ในความเป็นจริง การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์จากกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินได้เชื่อมโยงอุกกาบาตเหล่านี้กับดาวเคราะห์น้อยตระกูลอาธอร์ (Athor) ซึ่งพบในแถบดาวเคราะห์น้อยระหว่างดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี
ทั้งนี้ อาธอร์และ EL-คอนไดรต์เคยเป็นส่วนหนึ่งของดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ดวงหนึ่งที่ถูกชนจนแตกเป็นชิ้น ๆ ในการชนกันเมื่อประมาณ 3 พันล้านปีก่อน ซึ่งเป็นเหตุการณ์ที่ไม่เกี่ยวข้องกับความไม่เสถียรครั้งใหญ่
ทีมวิจัยกล่าวว่า บางสิ่งบางอย่างน่าจะทำให้ต้นกำเนิดของอาธอร์กระจัดกระจายไปในแถบดาวเคราะห์น้อย และบางสิ่งบางอย่างนั้นน่าจะเป็นความไม่เสถียรที่ทำให้ดาวพฤหัสบดีเคลื่อนที่กระจัดกระจายไป ดังนั้น EL-คอนไดรต์จึงเป็นตัวกำหนดเวลาที่สมบูรณ์แบบสำหรับเหตุการณ์นี้ เนื่องจากมันน่าจะมีร่องรอยหลักฐานที่ชัดเจนถึงสิ่งที่เกิดขึ้น
“กล่าวโดยเฉพาะเจาะจง ประวัติเชิงความร้อนของอุกกาบาต EL-คอนไดรต์อาจบอกเล่าเรื่องราวได้มากมาย ทั้งขนาดของดาวเคราะห์น้อยต้นกำเนิดและเวลาที่ต้องใช้ให้เย็นลงก่อนจะแตกตัว”
ด้วยการใช้การจำลองแบบไดนามิก ทีมงานของอาฟเดลลิดูสามารถจำลองสถานการณ์ต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับดาวพฤหัสที่เคลื่อนที่กระจัดกระจาย และสรุปได้ว่า ดาวพฤหัสน่าจะทำให้ดาวเคราะห์น้อยต้นกำเนิดอาธอร์กระจายไปเป็นดาวเคราะห์น้อยในช่วง 60 ล้านปีหลังการกำเนิดของระบบสุริยะ
เมื่อรวมกับข้อมูลเกี่ยวกับดาวเคราะห์น้อยโทรจันของดาวพฤหัส นักวิทยาศาสตร์สามารถบอกได้ว่า ความไม่เสถียรครั้งใหญ่เกิดขึ้นระหว่าง 60-100 ล้านปีหลังระบบสุริยะถือกำเนิด
“อาฟเดลลิดูค้นพบว่า ตัวแบบจำลองซึ่งเป็นวงโคจรของดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ที่โคจรอย่างดุเดือดในช่วง 10-20 ล้านปี เป็นเวลาที่ดีที่สุดและอาจเป็นเวลาเดียวเท่านั้นที่จะส่งดาวเคราะห์น้อยเข้าไปในบริเวณของดาวเคราะห์น้อยตระกูลอาธอร์นี้” วอลช์กล่าว
และที่น่าประหลาดใจคือ การชนกันระหว่างโลกกับธีอาซึ่งก่อตัวเป็นดวงจันทร์เกิดขึ้นในช่วงเวลานี้ อาฟเดลลิดูบอกว่า “เราเข้าใจว่ามีการชนกันครั้งใหญ่บนโลกโดยธีอา ซึ่งมีองค์ประกอบคล้ายกันมาก”
เธอเสริมว่า จากการศึกษาตัวอย่างจากดวงจันทร์ มีการประมาณอายุ ในขณะที่เพื่อนร่วมวิจัยคนอื่น ๆ แสดงให้เห็นว่า “การชนนี้อาจเป็นผลมาจากความไม่เสถียรของดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์”
อย่างไรก็ดี เธอยอมรับว่า ยังไม่มีทางพิสูจน์ได้ว่าทฎษฎีเหล่านี้เป็นจริงหรือไม่ “การพิสูจน์เป็นสิ่งที่ยากเมื่อเรารับมือกับเหตุการณ์เมื่อ 4.5 พันล้านปีก่อน” แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะยอมรับว่าการชนกันที่ก่อใก้เกิดดวงจันทร์ของโลกดูเหมือนจะเกิดขึ้นพร้อมกับความไม่เสถียรครั้งใหญ่ก็ตาม
เธอบอกว่า แม้ว่าอาจไม่สามารถพิสูจน์ได้อย่างแน่ชัดว่า ดาวพฤหัสบดีมีส่วนในการก่อตัวของดวงจันทร์จริงหรือไม่ แต่หลักฐาน ณ ขณะนี้ค่อนข้างบ่งชี้ไปในทิศทางนั้น
อ่านงานวิจัยฉบับเต็ม ที่นี่
เรียบเรียงจาก Space.com