Saturn's Hexagon --- ปริศนา 6 เหลี่ยมบนขั้วดาวเสาร์

กระทู้สนทนา

สวัสดีครับ

   วันนี้จะขอเสนอเนื้อหาที่เกี่ยวข้องกับกระทู้ที่แล้ว (Grand finale of Cassini)
ก็คือเรื่องของดาวเสาร์ครับ  โดยจะขอเสนอเรื่อง Saturn's Hexagon หรือ รูป 6 เหลี่ยมที่ขั้วดาวเสาร์
หกเหลี่ยมที่ขั้วดาวเสาร์ นี้  คือ รูปทรงหกเหลี่ยมปรากฏอยู่ที่ขั้วเหนือของดาวเสาร์ครับ  โดยปรากฏเด่นชัดมาก
แม้ว่าจะถ่ายภาพในระยะไกลก็จะยิ่งชัดเจนเหมือนเอาอะไรไปแปะใว้ทีเดียว   การคันพบ Hexagon นี้
ย้อนไปถึงปี 1981 ที่ยานสำรวจอวกาศ Voyager 1 ได้บินผ่านดาวเสาร์และได้ทยอยส่งภาพ (Data) กลับมาจำนวนมาก
ทางทีมงานวิทยาศาสตร์ของ Voyager ก็ได้วิเคราะห์ข้อมูลและพบภาพ 6 เหลี่ยมนี้  ต่อมาอีก 7 ปี  ในปี 1988
ก็ได้ฟังธงว่านี่คือลักษณะทางกายภาพของดาวเสาร์แน่นอน  แต่ในขณะนั้นข้อมูลยังไม่เด่นชัดมากนัก

   เวลาล่วงเลยมาจนถึงปี 2006  ยานสำรวจดาวเสาร์ Cassini ได้ถ่ายภาพ Hexagon ที่ขั้วเหนือดาวเสาร์
มาได้อย่างชัดเจนแบบไร้ข้อกังขา  จากนั้นเป็นต้นมา  ทาง Cassini team ก็ได้วิเคราะห์ Hexagon และได้
ทราบข้อมูล ว่า  แต่ละด้านของ Hexagon มีความยาวประมาณ 13,800 กิโลเมตร (ใหญ่กว่าโลกที่มีขนาด
12,700 กิโลเมตร)  มันหมุนครบ 1 รอบในเวลา 10 ชั่วโมง  39 นาที  24 วินาที  ซึ่งคาบเวลานี้ตรงกับคาบ
การแพร่คลืนวิทยุจากภายในดาวเสาร์ด้วยครับ

   ลักษณะของ Hexagon นี้ ไม่มีการขยายขนาด  ไม่มีการเลื่อนตำแหน่งทาง Longitude ดั่งเช่น
กลุ่มเมฆในชั้นบรรยากาศดาวเสาร์ครับ  ทางขั้วใต้ของดาวเสาร์นั้นไม่มี Hexagon แบบนี้
แต่จากการสำรวจด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Hubble พบว่าที่ขั้วใต้ อาจจะ มีลักษณะของ Vortex
ซึ่งเป็นการหมุนวนของแก้สในชั้นบรรยากาศ  ซึ่งคล้าย vortex ที่อยู่ใน Hexagon นี้ครับ
ในปี 2006 นั้น  ยาน Cassini สามารถถ่ายได้เพียงภาพ Infrared เพราะขณะนั้นดาวเสาร์
ยังไม่มีมุมโดนแสงอาทิตย์  แต่ในเดือนมกราคม 2009  Cassini ก็สามารถถ่ายภาพได้อย่างชัดเจน

นี่ครับ  หกเหลี่ยมดาวเสาร์

Hexagon นี้  กำเนิดมาได้อย่างไร ?
   ทาง Cassini team  ได้คาดว่า hexagon นี้คือกระแสอากาศที่โหมกระหน่ำอย่างเป็นระเบียบ
เกิดมาจากการหมุนรอบตัวเองของดาวเสาร์ส่วนหนึ่งด้วย  หรือพูดง่าย ๆ มันคือพายุเฮอร์ริเคน
ขนาดยักษ์บนขั้วดาวเสาร์  มันมีขนาดใหญ่กว่าเฮอร์ริเคนบนโลกถึง 50 เท่า  ซึ่งเฮอร์ริเคนบนโลก
จะสลายตัวไปภายใน 1 สัปดาห์  แต่เฮอร์ริเคน Hexagon นี้อาจยาวนานนับร้อยปี  เพราะตลอดเวลา
ที่ผ่านมาตั้งแต่ปี 2006  hexagon นี้ไม่ได้ลดขนาดลงเลย

นี่คือ Diagram วิเคราะห์การเกิด "เหลี่ยม" ของ hexagon นี้  ซึ่งเป็นหนึ่งในสิ่งอัศจรรย์ขนาดยักษ์ทีเดียวครับ
จาก diagram นี้  นักวิทยาศาสตร์ได้วิเคราะห์ และทดลองจริงแล้ว  พบว่า Model การเกิด hexagon นั้น
เมื่อทดลองเทียบกับการเคลื่อนที่ของกระแสอากาศ  กระแสน้ำ  ใน model ที่ทดลองพบว่ามันเกิดได้จริงครับ
แต่ของดาวเสาร์มันคือ model การเกิดที่ใหญ่มาก ๆๆๆ   เพราะเหลี่ยมแต่ละด้านยาวกว่าขนาดของโลกเสียอีกครับ

กลไกการเกิดวิเคราะห์กันว่าเกิดจากกลไกการประทุของมวลสารขนาดยักษ์ในดาวเสาร์  ทำให้ส่งคลื่นการสั่นสะเทือน
ความถี่ต่ำมากออกมา  คลื่นนี้จะไปกระตุ้นให้เกิดการพา (Convection) คลื่นออกมาจนถึงบรรยากาศชั้นนอกครับ
ทำให้อนุภาคน้ำแข็ง  เกิดการกำทอนอย่างพอดี และ มีเสถียรภาพ  ทำให้เกิดการ form ตัวเป็นกำแพง .... ซึ่งก็คือ
ขอบด้านทั้ง 6 ของ hexagon นี้เองครับ

ภาพ Hexagon ล่าสุดที่ถ่ายโดยยาน Cassini เมื่อวันที่ 26 กันยายน 2016
เป็นภาพในย่าน Near Infrared 750 nm.

ภาพแบบสีจริง Visible eye ถ่ายโดยยาน Cassini ที่ระยะ 984,000 กิโลเมตร จากดาวเสาร์
ถ่ายภาพเมื่อวันที่ 22 กรกฏาคม 2013

ภาพเปรียบเทียบในปี 2012 - 2016 จะเห็นว่า Hexagon มีการเปลี่ยนสี คาดว่ามันเป็นการเปลี่ยนสี
ตามฤดูกาลของดาวเสาร์ เนื่องจากแสงอาทิตย์ก่อให้เกิดหมอกหนาบริเวณขั้วดาวเสาร์