ถ้าพูดถึงดาวเคราะห์ในระบบสุริยะจักรวาลที่มีดาวบริวารมากที่สุดคือ "ดาวเสาร์" ที่มีลักษณะวงแหวนสวยงามเป็นพิเศษ มีดาวบริวารมากถึง 62 ดวง

เอนเซลาดัส (Enceladus) หรือ Saturn II เป็นดาวบริวารขนาดใหญ่อันดับที่ 6 ของดาวเสาร์ ค้นพบโดยนักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษเชื้อสายเยอรมันนาม วิลเลียม เฮอร์เชล เมื่อ ค.ศ. 1789 (พ.ศ. 2332) นักดาราศาสตร์คาดว่าดวงจันทร์ดวงนี้อาจมีน้ำในสถานะของเหลวใต้แผ่นน้ำแข็งที่ปกคลุมผิวดาว บริเวณขั้วใต้ของดาวยังปรากฏภูเขาไฟน้ำแข็ง (cryovolcano) พ่นอนุภาคน้ำแข็งขนาดเล็กขึ้นสู่ท้องฟ้า ซึ่งอนุภาคบางส่วนตกกลับสู่พื้นผิวดวงจันทร์ในรูปของหิมะ บางส่วนกระจายสู่อวกาศเข้าไปเป็นส่วนหนึ่งของวงแหวนดาวเสาร์ แม้กระทั่งบางส่วนได้กระจายไปถึงดาวเสาร์ เนื่องจากดวงจันทร์เอนเซลาดัสมีหลักฐานการปรากฏอยู่ของน้ำ ดาวดวงนี้จึงเป็นสถานที่น่าสนใจมากที่สุดแห่งหนึ่งในการค้นหารูปแบบของสิ่งมีชีวิตนอกโลก เช่นเดียวกับยูโรปา ดาวบริวารของดาวพฤหัสบดี ซึ่งนักดาราศาสตร์คาดว่าน้ำในดาวดวงนี้ถูกปิดกั้นภายใต้ชั้นน้ำแข็งที่หนามาก เมื่อเดือนพฤษภาคม ค.ศ. 2011 ทีมนักวิทยาศาสตร์จากนาซาได้จัดการประชุม Enceladus Focus Group Conference และประกาศว่าดวงจันทร์เอนเซลาดัสเป็น "สถานที่นอกโลกที่เอื้อต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตมากที่สุดในระบบสุริยะเท่าที่รู้จักมา"

ยานอวกาศที่เคยสำรวจดาวเอนเซลาดัสในระยะใกล้ ได้แก่ ยานในโครงการวอยเอจเจอร์ทั้ง 2 ลำ ได้แก่ วอยเอจเจอร์ 1 และวอยเอจเจอร์ 2 ที่โคจรผ่านเมื่อช่วงทศวรรษที่ 1980 และยานแคสซีนี–ไฮเกนส์ ในปี ค.ศ. 2005

ถ่ายโดยยานแคสซีนี–ไฮเกนส์ เมื่อ พ.ศ. 2548

การค้นพบ

เอนเซลาดัสถูกค้นพบโดยนักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษเชื้อสายเยอรมันนาม วิลเลียม เฮอร์เชล เมื่อวันที่ 28 สิงหาคม ค.ศ. 1789 (พ.ศ. 2332) นับเป็นดวงจันทร์ของดาวเสาร์ดวงที่ 6 ที่ถูกค้นพบ และเป็นดวงจันทร์ในระบบสุริยะดวงที่ 12 ที่ถูกค้นพบ เฮอร์เชลค้นพบโดยการใช้กล้องโทรทรรศน์ตัวใหม่ขนาด 1.2 เมตรของเขา ซึ่งเป็นกล้องที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในสมัยนั้น เนื่องจากเอนเซลาดัสมีค่าโชติมาตรปรากฏสูงถึง +11.7 (ยิ่งค่ามากยิ่งสว่างน้อย) ประกอบกับถูกแสงสว่างกว่าจากดาวเสาร์และวงแหวนบดบัง ทำให้ยากต่อการสังเกตจากภาคพื้นโลก ซึ่งกล้องโทรทรรศน์ที่จะสามารถสังเกตเห็นได้ต้องมีกระจกรัศมีระหว่าง 15–30 เซนติเมตร และยังขึ้นอยู่กับสภาพอากาศและมลภาวะทางแสงในขณะนั้น สิ่งเหล่านี้เป็นปัจจัยสำคัญต่อการสำรวจและค้นพบวัตถุบนท้องฟ้าก่อนยุคอวกาศ อันเป็นยุคที่มีกล้องโทรทรรศน์ลอยอยู่ในอวกาศปราศจากการรบกวนของชั้นบรรยากาศโลก เอนเซลาดัสถูกค้นพบครั้งแรกในขณะที่ดาวเสาร์กำลังอยู่ในช่วงวิษุวัต ซึ่งโลกอยู่ในระนาบเดียวกันกับวงแหวนของดาวเสาร์ ทำให้แสงรบกวนจากวงแหวนลดน้อยลงจนสามารถสังเกตดวงจันทร์ได้ง่ายขึ้น นับตั้งแต่สมัยที่เฮอร์เชลค้นพบเอนเซลาดัสจนถึงก่อนการสำรวจของยานวอยเอจเจอร์ มนุษย์รู้จักดวงจันทร์ดวงนี้เพียงแค่ลักษณะการโคจร ค่าประมาณของมวล ความหนาแน่น และอัตราส่วนสะท้อนของมันเท่านั้น




การตั้งชื่อ

ชื่อของดวงจันทร์ดวงนี้ตั้งตามยักษ์ในเทพปกรณัมกรีกชื่อว่า เอนเซลาดัส (Enceladus หรือ Enkelados, Ἐγκέλαδος) ที่ จอห์น เฮอร์เชล ลูกชายของวิลเลียม ได้เสนอไว้ในหนังสือ Results of Astronomical Observations made at the Cape of Good Hope ซึ่งตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 1847 (พ.ศ. 2390) โดยกำหนดให้ชื่อดวงจันทร์ของดาวเสาร์เกี่ยวข้องกับเทพไททัน เนื่องจากชื่อของดาวเสาร์ (แซทเทิร์น) ในตำนานกรีกเปรียบได้กับเทพโครเนิส ซึ่งเป็นผู้นำสูงสุดของฝ่ายไททัน

ส่วนลักษณะทางกายภาพต่าง ๆ ที่ปรากฏบนดวงจันทร์เอนเซลาดัสถูกตั้งชื่อโดยสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล (IAU) โดยกำหนดให้ใช้ชื่อจากตัวละครและสถานที่ในเรื่อง "อาหรับราตรี" โดยหลุมอุกกาบาตจะถูกตั้งจากชื่อตัวละคร ส่วนลักษณะทางกายภาพอื่น ๆ จะถูกตั้งตามชื่อสถานที่ ปัจจุบัน สหพันธ์ดาราศาสตร์สากลกำหนดชื่อสถานที่อย่างเป็นทางการแล้ว 57 แห่ง โดยตั้งชื่อเมื่อปี ค.ศ. 1982 จำนวน 22 แห่ง ตามผลการสำรวจของยานวอยเอจเจอร์ และเพิ่มเติมอีก 35 แห่งในปี ค.ศ. 2006 จากผลการสำรวจของยานแคสซีนีในปี ค.ศ. 2005

การสำรวจ

ถ่ายโดยยานวอยเอจเจอร์ 2 (1981)

วอยเอจเจอร์

รูปถ่ายระยะใกล้ชุดแรกของเอนเซลาดัสถูกถ่ายจากยานอวกาศในโครงการวอยเอจเจอร์ โดยยานลำแรกที่โคจรผ่านดวงจันทร์เอนเซลาดัสมีชื่อว่า "วอยเอจเจอร์ 1" โดยเข้าใกล้สุดครั้งแรกเมื่อวันที่ 12 พฤศจิกายน ค.ศ. 1980 (พ.ศ. 2523) ที่ระยะห่าง 202,000 กิโลเมตรจากดวงจันทร์ ซึ่งภาพที่ถ่ายได้จากระยะนี้จะมองเห็นอวกาศที่ความละเอียดต่ำมาก แต่ภาพนี้ก็ได้เปิดเผยลักษณะพื้นผิวดวงจันทร์ที่สะท้อนแสงได้ดีมาก ปราศจากหลุมอุกกาบาตใด ๆ เป็นตัวบ่งชี้ว่าพื้นผิวดวงจันทร์ดวงนี้ยังมีอายุไม่มาก ยานวอยเอจเจอร์ 1 ยังยืนยันว่าเอนเซลาดัสโคจรอยู่ในส่วนหนาแน่นสุดของวงแหวนอี (E-ring) อันเบาบางของดาวเสาร์ ด้วยเหตุผลข้างต้นทั้งพื้นผิวที่มีอายุน้อยและที่ตั้งในวงแหวนอี นักวิทยาศาสตร์จึงคาดการณ์ว่าวงแหวนอีน่าจะประกอบไปด้วยอนุภาคที่ถูกขับออกมาจากเอนเซลาดัส

ต่อมาเมื่อยาน "วอยเอจเจอร์ 2" ออกปฏิบัติภารกิจ ยานลำนี้ได้โคจรผ่านเอนเซลาดัสในระยะห่างที่ใกล้กว่าวอยเอจเจอร์ 1 ที่ 87,010 กิโลเมตร เมื่อวันที่ 26 สิงหาคม ค.ศ. 1981 (พ.ศ. 2524) ภาพถ่ายที่ได้จึงมีความละเอียดสูงกว่ามาก ยิ่งเปิดเผยให้เห็นว่าพื้นผิวบนดวงจันทร์หลายแห่งมีอายุน้อยมาก นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นอีกว่า พื้นผิวบริเวณต่าง ๆ บนดวงจันทร์อาจมีอายุแตกต่างกันได้อย่างมาก ภาพถ่ายทำให้เรารู้ว่าพื้นที่ทางตอนบนของดาวมีหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่กระจายอยู่ทั่วไป ในขณะที่พื้นที่บริเวณเส้นศูนย์สูตรมีหลุมอุกกาบาตน้อยกว่ามาก ด้วยลักษณะทางธรณีวิทยาเหล่านี้ ทำให้นักวิทยาศาสตร์งุนงง เนื่องจากในขณะนั้นไม่มีทฤษฎีใดสามารถอธิบายว่าทำไมเทหวัตถุขนาดเล็กถึงมีพื้นผิวที่ใหม่เอี่ยมเช่นนี้ และก็ไม่สามารถอธิบายได้เช่นกันว่าทำไมเทหวัตถุที่เย็นเป็นน้ำแข็งถึงยังเกิดปรากฏการณ์ต่าง ๆ บนพื้นผิวได้ อย่างไรก็ตามยานวอยเอจเจอร์ 2 ก็ไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าเอนเซลาดัสกำลังมีปรากฏการณ์บนพื้นผิวใด ๆ อยู่ในขณะนั้น หรือแม้แต่เรื่องที่เป็นต้นกำเนิดของวงแหวนอี

แคสซีนี-ไฮเกนส์

ข้อสงสัยจากโครงการวอยเอจเจอร์ได้รับการเปิดเผยเมื่อ "ยานแคสซีนี–ไฮเกนส์" เดินทางเข้าสู่วงโคจรรอบดาวเสาร์เมื่อวันที่ 1 กรกฎาคม ค.ศ. 2004 (พ.ศ. 2547) ยานแคสซีนีถูกกำหนดให้เอนเซลาดัสเป็นเป้าหมายสำคัญในการสำรวจ โดยให้ยานแคสซีนีโคจรเข้าใกล้ในระยะเพียง 1,500 กิโลเมตรหลายครั้ง รวมถึงโอกาสในการแล่นเฉียดในระยะ 100,000 กิโลเมตรอีกหลายครั้ง การสำรวจของยานแคสซีนีทำให้เราทราบข้อมูลสำคัญหลายอย่างเกี่ยวกับพื้นผิวของดวงจันทร์ รวมไปถึงการค้นพบไอน้ำและอนุภาคไฮโดรคาร์บอนที่ปะทุออกมาบริเวณขั้วใต้ ปรากฏการณ์เหล่านี้ทำให้ทีมควบคุมยานแคสซีนีเปลี่ยนแปลงเส้นทางการโคจรให้ยิ่งเข้าใกล้เอนเซลาดัสมากขึ้น ซึ่งในเดือนมีนาคม ค.ศ. 2008 (พ.ศ. 2551) ยานแคสซีนีแล่นเฉียดที่ระยะเพียง 52 กิโลเมตรจากพื้นผิวดวงจันทร์ นอกจากนี้ยานอวกาศยังปฏิบัติภารกิจพิเศษเพิ่มเติมในการแล่นเฉียดอีก 7 ครั้งตั้งแต่เดือนกรกฎาคม ค.ศ. 2008 ถึงกรกฎาคม ค.ศ. 2010 ซึ่งมีสองครั้งในเดือนสิงหาคมและตุลาคม ค.ศ. 2008 ยานโคจรเข้าใกล้ในระยะไม่ถึง 50 กิโลเมตร

โครงการสำรวจในอนาคต

การค้นพบสิ่งต่าง ๆ บนดวงจันทร์เอนเซลาดัสของยานแคสซีนีทำให้มีการศึกษาและเสนอโครงการต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องแทบทันที โดยในปี ค.ศ. 2007 นาซาได้เสนอโครงการที่จะนำยานไปโคจรรอบเอนเซลาดัสและศึกษาปรากฏการณ์การปะทุบริเวณขั้วใต้ของดวงจันทร์ แต่ก็ไม่ได้รับการคัดเลือก อย่างไรก็ตาม องค์การอวกาศยุโรป (ESA) ก็มีแผนส่งยานขึ้นไปสำรวจเอนเซลาดัสพร้อม ๆ กับสำรวจไททัน ดวงจันทร์ดวงใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์ ดังนั้นจึงเกิดภารกิจ Titan Saturn System Mission (TSSM) ขึ้นมา ซึ่งเป็นความร่วมมือระหว่างนาซาและอีเอสเอ ที่จะส่งยานขึ้นไปสำรวจดวงจันทร์ของดาวเสาร์ ซึ่งรวมถึงเอนเซลาดัสด้วยอย่างแน่นอน ภารกิจนี้ถูกเสนอ (เข้าชิง) เพื่อขอเงินสนับสนุนพร้อมกับภารกิจ Europa Jupiter System Mission (EJSM) ซึ่งเป็นภารกิจสำรวจดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดี ซึ่งได้ประกาศผลไปเมื่อเดือนกุมภาพันธ์ ค.ศ. 2009 (พ.ศ. 2552) โดยที่ภารกิจสำรวจดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดี (EJSM) ได้รับการคัดเลือกให้จัดตั้งก่อนภารกิจสำรวจดวงจันทร์ของเสาร์ (TSSM)

ลักษณะการโคจร

เอนเซลาดัสเป็นดวงจันทร์ชั้นในขนาดใหญ่ดวงหนึ่งของดาวเสาร์ หากเรียงดวงจันทร์ตามระยะห่างจากดาวเสาร์ เอนเซลาดัสจะอยู่ในลำดับที่ 14 ดวงจันทร์ดวงนี้ยังมีวงโคจรอยู่ในส่วนที่หนาแน่นที่สุดของวงแหวนอี อันเป็นวงแหวนชั้นนอกสุดของดาวเสาร์ ที่มีขนาดกว้างมาก แต่อนุภาคน้ำแข็งและวัสดุคล้ายฝุ่นอันเป็นองค์ประกอบของวงแหวนนี้ก็กระจายมากเช่นกัน อาณาเขตของวงแหวนอีเริ่มต้นประมาณวงโคจรของดวงจันทร์ไมมัส และสิ้นสุดที่ประมาณวงโคจรของเรีย

เอนเซลาดัสตั้งอยู่ระหว่างดวงจันทร์ไมมัสและทีทิส ห่างจากศูนย์กลางดาวเสาร์ (กึ่งแกนเอก) 238,000 กิโลเมตร และห่างจากยอดเมฆ (cloudtop) ของดาวเสาร์ 180,000 กิโลเมตร หมุนรอบดาวเสาร์หนึ่งรอบใช้เวลาประมาณ 32.9 ชั่วโมง เร็วพอที่จะสังเกตได้ตลอดทั้งคืน ปัจจุบันเอนเซลาดัสมีค่าการสั่นพ้องของวงโคจรเฉลี่ย 2:1 เมื่อเทียบกับไดโอนี นั่นหมายถึงเมื่อเอนเซลาดัสโคจรรอบดาวเสาร์ครบ 2 รอบ ไดโอนีจะโคจรรอบดาวเสาร์ได้ครบ 1 รอบพอดี การสั่นพ้องนี้ช่วยรักษาความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรของเอนเซลาดัสให้คงที่ และยังเป็นแหล่งกำเนิดความร้อนให้กับปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยาบนดวงจันทร์ดวงนี้อีกด้วย

เช่นเดียวกับดวงจันทร์ของดาวเสาร์ดวงอื่นที่ใหญ่กว่า เอนเซลาดัสใช้เวลาหมุนรอบตัวเองครบหนึ่งรอบเท่ากับหมุนรอบดาวเสาร์ครบหนึ่งรอบ ทำให้มีเพียงด้านเดียวที่หันเข้าดาวเสาร์ตลอดเวลา คล้ายกับดวงจันทร์ของโลก แต่เอนเซลาดัสต่างกับดวงจันทร์ของโลกที่ เอนเซลาดัสไม่ปรากฏการเกิดไลเบรชัน (การแกว่งของดาว)