ดาวพฤหัสบดีมีดวงจันทร์บริวารดวงใหม่อีก 2 ดวง

ดาวพฤหัสบดีมีดวงจันทร์บริวารดวงใหม่อีก 2 ดวง

          นักดาราศาสตร์ค้นพบคู่ดวงจันทร์ขนาดเล็กขนาดไม่กี่กิโลเมตรโคจรอยู่รอบดาวพฤหัสบดี ทำให้ดาวเคราะห์ดวงนี้มีจำนวนดวงจันทร์บริวารรวม 69 ดวงแล้ว

          การกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ร่วมกับอุปกรณ์ถ่ายภาพที่มีความไวแสงสูงและพื้นที่มุมมองกว้างมีประโยชน์อย่างมากทางดาราศาสตร์ เช่น ในปี ค.ศ. 2000 – 2003 มีการค้นพบดวงจันทร์ 46 ดวงรอบดาวพฤหัสบดี (เป็นจำนวนมากกว่า 2 ใน 3 ของจำนวนดวงจันทร์ของดาวเคราะห์ดวงนี้)

          Scott Sheppard นักดาราศาสตร์จากสถาบันวิทยาศาสตร์คาร์เนกี ได้ค้นพบดวงจันทร์บริวารของดาวพฤหัสบดีเพิ่มเติมอีก 2 ดวง ทำให้จำนวนดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีทั้งหมดอยู่ที่ 69 ดวง โดยมีประกาศการค้นพบดวงจันทร์ S/2016 J 1 และ S/2017 J 1 ในหนังสือเกี่ยวกับฐานข้อมูลดาวเคราะห์น้อย ในวันที่ 2 และ 5 มิถุนายน ตามลำดับ ชื่อของดวงจันทร์เหล่านี้จะมีตัวอักษร S และ J ในชื่อดวงจันทร์ มาจากคำว่า Satellite (ดวงจันทร์บริวาร) และ Jupiter (ดาวพฤหัสบดี)

          กลุ่มวิจัยของ Sheppard ได้สำรวจท้องฟ้าเพื่อตรวจหาวัตถุที่อยู่ห่างไกลบริเวณระบบสุริยะชั้นนอก เช่น การค้นหาดาวเคราะห์ดวงใหม่ ฯลฯ ในขณะที่ดาวพฤหัสบดีมีตำแหน่งปรากฏในบริเวณที่ทำการสำรวจท้องฟ้าพอดีในช่วง ค.ศ.2016-2017 นักวิทยาศาสตร์กลุ่มนี้จึงใช้โอกาสนี้ถ่ายภาพบริเวณดาวพฤหัสบดี 

          นักวิทยาศาสตร์ประเมินว่าดวงจันทร์ 2 ดวงนี้มีขนาดความกว้างราว 1-2 กิโลเมตร จากแมกนิจูดปรากฏ (อันดับความสว่างปรากฏ) ของดวงจันทร์เหล่านี้ประมาณ 24 นอกจากขนาดของดวงจันทร์ นักวิทยาศาสตร์ยังศึกษาคุณสมบัติเกี่ยวกับวงโคจรของดวงจันทร์แต่ละดวงไว้ดังนี้

          ดวงจันทร์ S/2016 J 1: Sheppard ค้นพบดวงจันทร์ดวงนี้ระหว่างการสังเกตการณ์ เมื่อวันที่ 8 มีนาคม ค.ศ.2016 ด้วยกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสง Magellan-Baade ขนาดความกว้างหน้ากล้อง 6.5 เมตร ที่หอดูดาว Las Campanas ในชิลี ดวงจันทร์ดวงนี้ระยะห่างเฉลี่ยจากดาวพฤหัสบดีราว 20.6 ล้านกิโลเมตร วงโคจรมีระนาบทำมุมเอียงจากระนาบเส้นศูนย์สูตรของดาวพฤหัสบดีราว 140 องศา และค่าความรีของวงโคจรราว 0.14 ดวงจันทร์ใช้เวลาโคจรรอบดาวพฤหัสบดีครบรอบนาน 1.65 ปี

          ในช่วงแรกที่ Sheppard ตรวจพบดวงจันทร์ S/2016 J 1 ครั้งแรกเมื่อปีที่แล้ว เขายังไม่ทราบลักษณะวงโคจรของดวงจันทร์ดวงนี้แน่ชัดนัก จนกระทั่ง Sheppard ได้ร่วมกลุ่มกับ David Tholen จากมหาวิทยาลัยฮาวายและ Chadwick Trujillo จากหอดูดาวเจมิไน ที่ได้กวาดสำรวจท้องฟ้าเมื่อ 6 สัปดาห์ก่อนด้วยกล้องโทรทรรศน์สึบารุ ขนาดหน้ากล้อง 8.2 เมตร บนภูเขาเมานาเคีย

รูปที่ 1 แสดงดวงจันทร์ S/2016 J 1 ถ่ายไว้เมื่อวันที่ 3 มีนาคม ค.ศ.2016 จากกล้องโทรทรรศน์ Magellan-Baade [Credit ภาพ: Scott Sheppard]

          ดวงจันทร์ S/2017 J 1: Sheppard และ Trujillo ตรวจพบดวงจันทร์ดวงนี้ ในวันที่ 23 มีนาคม ค.ศ.2017 โดยกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสง Victor Blanco ขนาดหน้ากล้อง 4 เมตร ที่หอดูดาว Cerro Tololo Inter-American Observatory ในชิลี ภายหลังพบว่าดวงจันทร์ดวงนี้ปรากฏในภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์สึบารุ ในปี ค.ศ.2016 และต้นปีนี้ ดวงจันทร์ S/2017 J 1 มีระยะห่างเฉลี่ยจากดาวพฤหัสบดีราว 23.5 ล้านกิโลเมตร  วงโคจรมีระนาบทำมุมเอียงจากระนาบเส้นศูนย์สูตรของดาวพฤหัสบดีราว 149 องศา และค่าความรีของวงโคจรราว 0.40 ดวงจันทร์ใช้เวลาโคจรรอบดาวพฤหัสบดีครบรอบนาน 2.01 ปี

รูปที่ 2  แสดงดวงจันทร์ S/2017 J 1 ถ่ายเมื่อวันที่ 23 มีนาคม ค.ศ.2017 จากกล้องโทรทรรศน์ขนาดหน้ากล้อง 4 เมตร ที่ Cerro Tololo ในชิลี [Credit ภาพ: Scott Sheppard]

          ดวงจันทร์ที่ถูกค้นพบใหม่ 2 ดวงนี้ มีลักษณะเช่นเดียวกับดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีส่วนใหญ่ตรงที่มีการโคจรแบบถอยหลัง (Retrograde orbit) ซึ่งเป็นการโคจรในกรณีที่ระนาบวงโคจรของดวงจันทร์มีมุมเอียงเกิน 90 องศาจากระนาบเส้นศูนย์สูตรของดาวเคราะห์ดวงแม่ จนทำให้ดวงจันทร์ดวงนั้นโคจรในทิศสวนทางกับการหมุนรอบตัวเองของดาวเคราะห์ 

          การที่ดวงจันทร์ที่โคจรแบบถอยหลังจะอยู่ห่างจากดาวเคราะห์ค่อนข้างมาก และวงโคจรของดวงจันทร์เหล่านี้ค่อนข้างแปลก (มีความรี และระนาบวงโคจรทำมุมเอียงค่อนข้างมาก) ทำให้นักวิทยาศาสตร์คิดว่าดวงจันทร์พวกนี้ก่อตัวขึ้นในบริเวณระบบสุริยะชั้นนอก ก่อนถูกแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์จับไว้ เมื่อดวงจันทร์โคจรเข้ามาใกล้ดาวเคราะห์

รูปที่ 3 แผนภาพแสดงดวงจันทร์เกือบทั้งหมดของดาวพฤหัสบดี มีการโคจรแบบถอยหลัง (Retrograde) โดยมีทิศการโคจรตรงข้ามกับทิศการหมุนรอบตัวเองของดาวเคราะห์ ดวงจันทร์เหล่านี้จะแสดงด้วยวงโคจรสีแดงในแผนภาพ [Credit ภาพ: Scott Sheppard]

          จากรายงานเกี่ยวกับวงโคจรของดวงจันทร์ที่โคจรแบบถอยหลังของดาวพฤหัสบดี โดย Marina Brozović และ Robert A. Jacobsan จากห้องปฏิบัติการเครื่องยนต์ขับเคลื่อนไอพ่น (JPL) พบว่าวงโคจรของดวงจันทร์ที่โคจรแบบถอยหลังของดาวพฤหัสบดี 11 ดวงมีข้อมูลอยู่น้อยมาก จนถือว่าเป็น “ดวงจันทร์ที่หายสาบสูญ” กลุ่มนักวิจัยของ Sheppard ได้ค้นพบ “ดวงจันทร์ที่หายสาบสูญ” ถึง 10 ดวง ในปี ค.ศ.2003 แต่ก็ไม่มีใครตรวจพบดวงจันทร์เหล่านี้ในภายหลัง 

          จนกระทั่ง Sheppard และ Trujillo ตรวจสอบพื้นที่บริเวณโดยรอบดาวพฤหัสบดีอย่างละเอียด จนตรวจเจอดวงจันทร์ S/2003 J 5, S/2003 J 15 และ S/2003 J 18 รวมถึงวัดลักษณะวงโคจรของดวงจันทร์ S/2011 J 2 ได้ดีขึ้น 

          Sheppard กล่าวว่ากลุ่มของตนได้ค้นเจอ “ดวงจันทร์ที่หายสาบสูญ” ของดาวพฤหัสบดีกลับมาแล้ว 5 ดวง ตรวจพบดวงจันทร์ดวงใหม่ และน่าจะค้นเจอ “ดาวจันทร์ที่หายสาบสูญ” ส่วนที่เหลือด้วยการสังเกตการณ์ครั้งใหม่นี้ แต่ก็ต้องการใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่สังเกตการณ์พื้นที่บริเวณดาวพฤหัสบดี ในช่วงต้นปี ค.ศ.2018 เพื่อยืนยันดวงจันทร์เหล่านี้ให้แน่ชัด