10 สิ่งต้องรู้เกี่ยวกับ ดาวเสาร์ ราชาวงแหวนแห่งระบบสุริยะ

ดาวเสาร์ เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลที่สุดที่มนุษย์สามารถเห็นได้ด้วยตาเปล่า ปรากฏเป็นดาวสีค่อนข้างเหลือง โดดเด่นด้วยวงแหวนรอบดวงดาว ความใหญ่ของดาวเสาร์นั้นสามารถบรรจุดาวโลกไว้ได้ถึง 750 ดวงเลยทีเดียว Sarakadee Lite ชวนไปทำความรู้จักกับดาวเสาร์อย่างละเอียดอีกครั้งตั้งแต่ประวัติศาสตร์การค้นพบไปจนถึงความลับของวงแหวนดาวเสาร์

01 ผู้ค้นพบ : ประวัติศาสตร์การศึกษาเกี่ยวกับดาวเสาร์เริ่มต้นขึ้นใน ค.ศ.1610  เมื่อ กาลิเลโอ กาลิเลอี (Galileo Galilei) นักดาราศาสตร์ชาวอิตาลีได้เริ่มใช้กล้องโทรทรรศน์ที่เขาประดิษฐ์ขึ้นส่องสำรวจวัตถุบนท้องฟ้า และเริ่มสังเกตเห็นดวงดาวที่มีจุดสองจุดอยู่ด้านตรงข้ามกับดวงดาว ซึ่งนั่นมาจากเทคโนโลยีกล้องโทรทรรศน์ในยุคนั้นที่มีคุณภาพไม่ดีพอ ทำให้กาลิเลโอคิดว่าวงแหวนของดาวเสาร์เป็น “หูจับของดาวเสาร์” หรือ “คู่ของดาวที่อยู่ติดกับดาวเสาร์” รวมทั้งยังตั้งทฤษฎีว่าแท้จริงแล้วดาวเสาร์ก็คือดาวเคราะห์ 3 ดวงโคจรรอบกัน

แต่อย่างไรก็ดีชื่อของกาลิเลโอ กาลิเลอี ก็ได้รับการบันทึกว่าเป็นคนแรกที่ค้นพบวงแหวนของดาวเสาร์ กระทั่ง ค.ศ.1655 คริสเตียน ฮอยเกนส์ นักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ เป็นคนแรกที่ อธิบายได้ว่าสิ่งที่กาลิเลโอเห็นเป็นโครงสร้างคล้ายแผนซีดีที่อยู่รอบดาวเสาร์นั่นก็คือวงแหวนดาวเสาร์นั่นเอง แต่ก็มีนักดาราศาสตร์ในยุคนั้นอีกไม่น้อยที่ไม่เชื่อว่าดาวเสาร์มีวงแหวน

02 องค์ประกอบ : ดาวเสาร์มีองค์ประกอบหลักเป็นไฮโดรเจน รองลงมาเป็นฮีเลียมซึ่งอยู่ในสถานะของเหลว (มีแก๊ส เป็นส่วนน้อยมาก) ส่วนวงแหวนของดาวเสาร์ประกอบไปด้วยวัตถุเล็กๆ นับล้านโคจรไปรอบๆ

03 ราชาแห่งวงแหวน : ในระบบสุริยะ มีดาวเคราะห์ 4 ดวงที่มีระบบวงแหวน ได้แก่ ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน แต่แม้ในระบบสุริยะจะมีดาวที่มีระบบวงแหวน แต่ดาวเสาร์กลับได้รับการยกย่องให้เป็น ราชาวงแหวนแห่งระบบสุริยะ ที่สามารถมองเห็นส่วนของวงแหวนได้ชัดเจนและโดดเด่น สาเหตุก็มาจากวงแหวนของดาวเสาร์นั้นมีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นน้ำแข็งซึ่งสะท้อนแสงได้ดีต่างจากวงแหวนของดาวเคราะห์อื่นๆ ที่มีสัดส่วนฝุ่นของหินหรือสารประกอบคาร์บอน มากกว่าทำให้สะท้อนแสงได้ไม่ดีเท่าวงแหวนดาวเสาร์ อีกทั้งระบบวงแหวนของดาวเสาร์ยังมีมวล 3 หมื่นล้านล้านตัน ซึ่งถือว่ามากเมื่อเทียบกับมวลวงแหวนของดาวเคราะห์อื่นๆ เปรียบเทียบง่ายๆ วงแหวนของดาวเสาร์กว้างถึง 4 หมื่นล้านตารางกิโลเมตรเทียบเท่าพื้นผิวโลกถึง 80 เท่า ทว่าในส่วนของความหนาวงแหวนกลับมีเพียงแค่ 10 กิโลเมตรเท่านั้น

04 วงแหวนดาวเสาร์ไม่ได้มีวงเดียว : ในปี ค.ศ.1675 จิโอวันนี แคสสินี (Giovanni Cassini) นักดาราศาสตร์ชาวอิตาลี-ฝรั่งเศส ได้ค้นพบความลับของดาวเสาร์เพิ่มเติมว่าไม่ได้เป็นผืนเดียวกัน แต่ยังมี ช่องแบ่งแคสสินี (Cassini division) ซึ่งเป็นช่องแบ่งขนาดใหญ่ระหว่างวงแหวน B กับวงแหวน A ที่หากมองด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กจากบนโลกจะสังเกตเห็นเป็นช่องแบ่งสีดำ แต่ยานวอยเอเจอร์ฝาแฝดพบ ว่าในช่องแบ่งนี้เต็มไปด้วยอนุภาคฝุ่นที่มีความหนาแน่น

05 ระบบวงแหวนดาวเสาร์:  นักดาราศาสตร์แบ่งระบบวงแหวนของดาวเสาร์ออกเป็น 2 ส่วน ได้แก่ วงแหวนหลักของดาวเสาร์ (Main rings) เป็นกลุ่มของวงแหวนที่อยู่ใกล้กับตัวดาวเสาร์ สามารถสังเกตเห็นได้ง่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์จากโลก ซึ่งในกลุ่มวงแหวนหลักก็มีวงแหวนย่อยๆ เช่น วงแหวน D วงแหวน C วงแหวน B วงแหวน F เป็นต้น ซึ่งแต่ละวงแหวนก็มีพื้นที่ ความสว่าง และความจางแตกต่างกันไป อีกส่วนของระบบวงแหวน คือ วงแหวนรอบนอกของดาวเสาร์ (Outer rings) เป็นวงแหวนจางๆ มีความหนาแน่นน้อย อยู่ห่างจากตัวดาวเสาร์ ซึ่งในวงแหวนรอบนอกก็มีวงแหวนย่อยๆ ประกอบอยู่เช่นกัน  เช่น วงแหวนดวงจันทร์เจนัส-เอพิมีเทียส (Janus/Epimetheus ring) วงแหวนดวงจันทร์พัลลีนี (Pallene ring) วงแหวนดวงจันทร์ฟีบี (Phoebe ring) เป็นต้น

06 ดวงจันทร์ของดาวเสาร์ : ดวงจันทร์ของดาวเสาร์มีทั้งหมด 82 ดวง (ในปีค.ศ. 2019) ซึ่งในจำนวนนี้มี 53 ดวง ที่ได้รับการตั้งชื่อแล้ว ดวงจันทร์แต่ละดวงมีขนาดแตกต่างกันไป ตั้งแต่ขนาดเล็กกว่า 1 กิโลเมตรไปจนถึงดวงจันทร์ไททัน ที่มีขนาดใหญ่กว่าดาวพุธ สำหรับนักดาราศาสตร์ พวกเขาสนใจดวงจันทร์ของดาวเสาร์อยู่ 2 ดวง เนื่องจากมีสภาพแวดล้อมที่อาจเอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต ได้แก่ ดวงจันทร์ไททัน (Titan) เป็นดวงจันทร์ที่มีขนาดใหญ่เป็นอันดับ 2 ในระบบสุริยะรองจากดวงจันทร์แกนีมีดของดาวพฤหัสบดี ความพิเศษของดวงจันทร์ไททัน คือ เป็นดวงจันทร์ในระบบสุริยะเพียงดวงเดียวที่มีบรรยากาศหนาแน่นปกคลุมคล้ายกับบรรยากาศโลก ดวงจันทร์อีกดวงที่น่าสนใจคือ ดวงจันทร์เอนเซลาดัส (Enceladus) เป็นดวงจันทร์ที่มีองค์ประกอบหลักเป็นวัตถุน้ำแข็งคล้ายกับดาวหาง ทั้งยังมีละอองน้ำแข็งและไอน้ำพวยพุ่งขึ้นสู่อวกาศ และนั่นอาจบ่งชี้ได้ว่าอาจจะมีมหาสมุทรใต้พื้นผิวดวงจันทร์ดวงนี้ และที่น่าสนใจคือบริเวณวงแหวนดาวเสาร์ยังมีดวงจันทร์ขนาดเล็กฝังตัวอยู่มากกว่า 150 ดวง

07 แก่นของดาวเสาร์ : ใจกลางของดาวเสาร์คือ แก่น (Core) องค์ประกอบของแก่นมีความใกล้เคียงกับโลก คือ เหล็ก นิเกิล และหิน แต่แก่นของดาวเสาร์มีความหนาแน่นมากกว่าแก่นโลก

08 ดาวเสาร์ใกล้โลก : แม้ดาวเสาร์เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลที่สุดที่มนุษย์สามารถเห็นได้ด้วยตาเปล่า แต่ในทุกๆ 378 วัน จะมีปรากฏการณ์ดาวเสาร์ใกล้โลกเกิดขึ้น เป็นวันที่ดาวเสาร์จะโคจรมาอยู่ในตำแหน่งตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ เป็นปรากฏการณ์ที่ดวงอาทิตย์ โลก และดาวเสาร์ เรียงอยู่ในเส้นตรงเดียวกันโดยมีโลกอยู่ตรงกลาง ส่งผลให้ดาวเสาร์อยู่ในตำแหน่งใกล้โลกที่สุดในรอบปี

09 ขั้วแม่เหล็ก : ขั้วแม่เหล็กของดาวเสาร์ทำมุมเอียงจากแกนหมุนของดาวเสาร์ประมาณ 1 องศา โดยเส้นแรงแม่เหล็กมีทิศทางพุ่งออกจากขั้วเหนือและวกกลับเข้ามายังขั้วใต้ของดาวเสาร์แตกต่างกับทิศทางของสนามแม่เหล็กโลก สำหรับสนามแม่เหล็กของดาวเสาร์มีลักษณะคล้ายโดนัทที่แผ่ออกมารอบๆ ดาวเสาร์ แต่ด้วยลมสุริยะที่พัดแรงและรั้งสนามแม่เหล็กไปยังทิศตรงกันข้ามกับดวงอาทิตย์จึงทำให้สนามแม่เหล็กของดาวเสาร์ถูกดึงออกจนมีรูปร่างคล้ายกับหยดน้ำและยืดไกลออกไปได้กว่า 1.2 ล้านกิโลเมตร หรือ 20 เท่าของรัศมีดาวเสาร์

10 ยานอวกาศพิชิตดาวเสาร์ : ยานไพโอเนียร์ 11 เป็นยานอวกาศลำแรกที่เดินทางจากโลกไปพิชิตดาวเสาร์ใน ค.ศ1973 ใช้เวลาเดินทาง 6 ปี นับเป็นครั้งแรกที่มนุษยชาติได้เห็นภาพดาวเสาร์ ในระยะใกล้

อ้างอิง

• นิตยสารสารคดี กรกฎาคม 2539
• ดาวเสาร์ ราชาวงแหวนแห่งระบบสุริยะ โดย สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ