ดาวเคราะห์น้อย

ดาวเคราะห์น้อย

ดาวเคราะห์น้อย (Asteroid) คือก้อนหินขนาดเล็กซึ่งรวมอยู่ด้วยกันจำนวนหลายพันก้อนในระบบสุริยะ  รายล้อมดวงอาทิตย์และโคจรรอบดวงอาทิตย์คล้ายดาวเคราะห์  อยู่ระหว่างดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี  เรียกบริเวณนี้ว่า “แถบดาวเคราะห์น้อย(Asteroid Belt)”  ซึ่งอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 2.0 –3.3 au.  ดาวเคราะห์น้อยดวงที่ใหญ่ที่สุดคือ  ดารเคราะห์น้อยซีเรส(Ceres)  มีความยาวประมาณ 1,000 กิโลเมตร  ถ่ายภาพไว้ได้โดยยานอวกาศกาลิเลโอ(Galileo Space Probe) 

ดาวเคราะห์น้อยจำแนกออกได้เป็น 3 ประเภท  โดยพิจารณาจากการสะท้อนแสงอาทิตย์  คือ

1. C-type Asteroid (Cabonaceous Asteroid)

เป็นดาวเคราะห์น้อยที่สะท้อนแสงได้น้อยมาก  มองดูมืดที่สุด  องค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นคาร์บอน(ถ่าน) เป็นดาวเคราะห์น้อยกลุ่มนี้มีจำนวนประมาณ 75%ของเป็นดาวเคราะห์น้อยทั้งหมด

2.  S-type Asteroid (Silicaceous Asteroid)

เป็นดาวเคราะห์น้อยที่สะท้อนแสงได้ปานกลาง  มองดูเป็นสีเทา  องค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นซิลิกา(Silica) เป็นดาวเคราะห์น้อยกลุ่มนี้มีจำนวนประมาณ 15%ของเป็นดาวเคราะห์น้อยทั้งหมด

3.   M-type Asteroid (Metaliceous Asteroid)

เป็นดาวเคราะห์น้อยที่สะท้อนแสงได้มากที่สุดมองดูสว่าง  องค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นโลหะ(Metal) เป็นดาวเคราะห์น้อยกลุ่มนี้มีจำนวนประมาณ 10%ของเป็นดาวเคราะห์น้อยทั้งหมด

         

ดาวเคราะห์น้อย (อังกฤษ: Asteroid หรือบางครั้งเรียกว่า Minor Planet / Planetoid) คือวัตถุทางดาราศาสตร์ขนาดเล็กกว่าดาวเคราะห์ แต่ใหญ่กว่าสะเก็ดดาว (ซึ่งโดยปกติมักมีขนาดราว 10 เมตรหรือน้อยกว่า)  และไม่ใช่ดาวหาง การแบ่งแยกประเภทเช่นนี้กำหนดจากภาพปรากฏเมื่อแรกค้นพบ กล่าวคือ ดาวหางจะต้องมีส่วนของโคม่าที่สังเกตเห็นได้ชัด และมีรายชื่ออยู่ในบัญชีรายชื่อของดาวหางเอง ดาวเคราะห์น้อยมีลักษณะปรากฏคล้ายดวงดาว (คำว่า asteroid มาจากคำภาษากรีกว่า αστεροειδής หรือ asteroeidēs ซึ่งหมายถึง "เหมือนดวงดาว" มาจากคำภาษากรีกโบราณว่า Aστήρ หรือ astēr ซึ่งแปลว่า ดวงดาว) และมีการกำหนดเรียกชื่ออย่างคร่าวๆ ตามชื่อปีที่ค้นพบ จากนั้นจึงมีการตั้งชื่อตามระบบ (เป็นหมายเลขเรียงตามลำดับ) และชื่อ ถ้ามีการพิสูจน์ถึงการมีอยู่และรอบการโคจรเรียบร้อยแล้ว สำหรับลักษณะทางกายภาพของดาวเคราะห์น้อยโดยส่วนใหญ่ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด

ดาวเคราะห์น้อยดวงแรกที่มีการตั้งชื่อคือ ซีรีส ค้นพบในปี พ.ศ. 2344 โดย จูเซปเป ปิอาซซี ซึ่งในช่วงแรกคิดว่าได้ค้นพบดาวเคราะห์ดวงใหม่ และกำหนดประเภทให้มันว่าเป็นดาวเคราะห์แคระ ซีรีสนับเป็นดาวเคราะห์น้อยดวงใหญ่ที่สุดเท่าที่เป็นที่รู้จักกันในปัจจุบัน และจัดอยู่ในประเภทดาวเคราะห์แคระ ส่วนดาวเคราะห์น้อยดวงอื่นๆ จัดเป็นวัตถุในระบบสุริยะขนาดเล็ก เซอร์วิลเลียม เฮอร์เชล (พ.ศ. 2281 - 2365 ผู้ค้นพบดาวยูเรนัส เมื่อ พ.ศ. 2324) เป็นผู้ประดิษฐ์คำศัพท์ "asteroid" ให้แก่วัตถุอวกาศชุดแรก ๆ ที่ค้นพบในคริสต์ศตวรรษที่ 19 ซึ่งทั้งหมดมีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์อยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี โดยส่วนใหญ่วงโคจรมักบิดเบี้ยวไม่เป็นวงรี แต่หลังจากนั้นมีการค้นพบดาวเคราะห์น้อยอยู่ระหว่างวงโคจรของดาวเคราะห์ต่างๆ นับตั้งแต่ดาวพุธไปจนถึงดาวเนปจูน และอีกหลายร้อยดวงอยู่พ้นจากดาวเนปจูนออกไป

ดาวเคราะห์น้อยส่วนมากพบอยู่ในแถบดาวเคราะห์น้อย ซึ่งมีวงโคจรเป็นวงรีอยู่ระหว่างดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี เชื่อว่าดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่เป็นซากที่หลงเหลือในจานดาวเคราะห์ก่อนเกิด ซึ่งไม่สามารถรวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ได้ระหว่างการก่อกำเนิดระบบสุริยะเนื่องจากแรงโน้มถ่วงรบกวนจากดาวพฤหัสบดี ดาวเคราะห์น้อยบางดวงมีดาวบริวาร หรือโคจรระหว่างกันเองเป็นคู่ เรียกว่า ระบบดาวเคราะห์น้อยคู่

 

แถบดาวเคราะห์น้อย (อังกฤษ: Asteroid belt) เป็นบริเวณในระบบสุริยะที่อยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี ประกอบไปด้วยวัตถุรูปร่างไม่แน่นอนจำนวนมาก เรียกว่าดาวเคราะห์น้อย (asteroid หรือ minor planet) บางครั้งก็เรียกแถบดาวเคราะห์น้อยว่า "แถบหลัก" เพื่อแยกแยะมันออกจากดาวเคราะห์น้อยกลุ่มอื่น ๆ ที่มีอยู่ในระบบสุริยะ เช่น แถบไคเปอร์

มวลกว่าครึ่งหนึ่งของแถบดาวเคราะห์น้อยอยู่ในดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาดใหญ่ที่สุด 4 ดวง ได้แก่ ซีรีส, เวสตา, พัลลัส และไฮเจีย ทั้งสี่ดวงนี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยมากกว่า 400 กิโลเมตร สำหรับซีรีสซึ่งถือเป็นดาวเคราะห์แคระเพียงดวงเดียวในแถบดาวเคราะห์น้อย มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 950 กิโลเมตร ส่วนที่เหลือมีขนาดลดหลั่นกันไปจนถึงเศษฝุ่น วัตถุในแถบดาวเคราะห์น้อยกระจายอยู่อย่างเบาบางจนกระทั่งยานอวกาศหลายลำสามารถเคลื่อนผ่านไปได้โดยไม่ชนกับอะไรเลย นอกจากนั้น การชนกันระหว่างดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ได้ทำให้เกิดวงศ์ดาวเคราะห์น้อยที่มีองค์ประกอบธาตุและวงโคจรใกล้เคียงกัน การแตกสลายทำให้เกิดเศษฝุ่นละเอียดซึ่งกลายเป็นองค์ประกอบส่วนหนึ่งของแสงในแนวจักรราศี ดาวเคราะห์น้อยแต่ละดวงในแถบดาวเคราะห์น้อยได้รับการจำแนกตามสเปกตรัม โดยหลักมี 3 ชนิด ได้แก่ ชนิดคาร์บอน (C-type) ชนิดซิลิเกต (S-type) และชนิดโลหะ (M-type)

แถบดาวเคราะห์น้อยเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของเนบิวลาสุริยะในยุคเริ่มต้น ซึ่งเตรียมจะก่อตัวขึ้นเป็นดาวเคราะห์ แต่เนื่องจากระหว่างวงโคจรของดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดีมีแรงโน้มถ่วงจากดาวเคราะห์ยักษ์รบกวน ทำให้ชิ้นส่วนกำเนิดดาวเคราะห์มีพลังงานในการโคจรสูงเกินไปจนไม่สามารถรวมตัวกันขึ้นเป็นดาวเคราะห์ได้ นอกจากนี้ยังเกิดการชนกันอย่างรุนแรง ซึ่งแทนที่ชิ้นส่วนเหล่านั้นจะรวมเข้าด้วยกัน กลับยิ่งแตกกระจัดกระจาย ด้วยเหตุนี้มวลส่วนใหญ่ในแถบดาวเคราะห์น้อยจึงมลายหายไปนับแต่ยุคเริ่มต้นของระบบสุริยะ บางส่วนอาจหลุดรอดเข้ามายังระบบสุริยะชั้นในและพุ่งเข้าชนดาวเคราะห์ชั้นใน วงโคจรของดาวเคราะห์น้อยยังคงถูกรบกวนอยู่เสมอ บางครั้งวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ของมันบังเอิญไปสอดคล้องกับวงโคจรของดาวพฤหัสบดี ทำให้เกิดช่องว่างเคิร์กวูด

 

คุณลักษณะ

ลักษณะตามจริงของแถบดาวเคราะห์น้อยไม่ได้เป็นไปอย่างภาพยอดนิยมในจินตนาการ เพราะที่จริงแล้วแถบดาวเคราะห์น้อยแทบจะว่างเปล่า ดาวเคราะห์น้อยจะกระจายตัวกันออกไปในพื้นที่กว้าง จนแทบจะไม่สามารถไปถึงดาวเคราะห์น้อยดวงใดดวงหนึ่งได้ถ้าไม่ตั้งเป้าหมายอย่างระมัดระวัง ถึงกระนั้นก็มีการค้นพบดาวเคราะห์น้อยแล้วกว่าแสนดวง และเชื่อว่ามีจำนวนดาวเคราะห์น้อยอยู่ทั้งหมดเป็นจำนวนหลายล้านดวง ขึ้นกับว่าจะนับวัตถุที่มีขนาดเล็กเพียงไหน มีดาวเคราะห์น้อยมากกว่า 200 ดวงที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 100 กิโลเมตร   ขณะที่การสำรวจด้วยคลื่นอินฟราเรดแสดงให้เห็นว่า มีดาวเคราะห์น้อยในแถบหลักราว 700,000 ถึง 1.7 ล้านดวงที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 1 กิโลเมตร   ความส่องสว่างปรากฏของดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่ที่เป็นที่รู้จักแล้ว มีค่าอยู่ระหว่าง 11-19 โดยมีค่ามัธยฐานที่ประมาณ 16

มวลรวมทั้งหมดของแถบดาวเคราะห์น้อยประมาณว่ามีค่าเท่ากับ 3.0×10²¹–3.6×10²¹ กิโลกรัม เทียบเท่ากับ 4% ของมวลของดวงจันทร์ของโลกเรา   ดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ที่สุดสี่ดวงคือ 1 ซีรีส, 4 เวสต้า, 2 พัลลัส และ 10 ไฮเจีย มีมวลรวมกันประมาณครึ่งหนึ่งของมวลทั้งหมดของแถบหลัก เฉพาะ ซีรีส ดวงเดียว ก็มีมวลนับเป็น 1 ใน 3 ของมวลทั้งหมด    ระยะห่างของวงโคจรของซีรีส ที่ 2.8 หน่วยดาราศาสตร์ ถือเป็นตำแหน่งที่เป็นจุดศูนย์กลางมวลของแถบดาวเคราะห์น้อยด้วย

วงโคจรและการหมุนตัว

              ดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่ในแถบหลักมีค่าความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรต่ำกว่า 0.4 และมีความเอียงของวงโคจรน้อยกว่า 30° โดยที่มีค่าการกระจายตัวสูงสุดของความเยื้องศูนย์กลางประมาณ 0.07 และการกระจายของความเอียงวงโคจรไม่ถึง 4°   ดังนั้น แม้ดาวเคราะห์น้อยโดยทั่วไปจะมีวงโคจรค่อนข้างเป็นวงกลมและอยู่ในระนาบใกล้เคียงกับระนาบของดาวเคราะห์ แต่ก็อาจมีวงโคจรของดาวเคราะห์น้อยบางดวงที่บิดเบี้ยวออกไปมาก หรือเคลื่อนตัวออกไปไกลจากระนาบนี้

ในบางครั้ง คำว่า "แถบหลัก" มักใช้อ้างถึงดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่ที่อยู่บริเวณ "แกนกลาง" ของกลุ่ม ซึ่งมีจำนวนดาวเคราะห์น้อยอยู่รวมกันอย่างหนาแน่น ในกลุ่มของแถบหลักนี้มีค่าความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรประมาณ 0.33 และความเอียงวงโคจรประมาณ 20° "แกนกลาง" ของกลุ่มดาวเคราะห์น้อยนี้เป็นศูนย์รวมของมวลมากกว่า 93.4% ของจำนวนดาวเคราะห์ขนาดเล็กในระบบสุริยะทั้งหมด

การวัดรอบการหมุนของดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ในแถบหลักแสดงให้เห็นว่ามีเขตจำกัดล่างอยู่ ไม่มีดาวเคราะห์น้อยดวงใดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 100 เมตรจะมีคาบการหมุนรอบตัวเองต่ำกว่า 2.2 ชั่วโมงเลย สำหรับดาวเคราะห์น้อยที่มีคาบการหมุนเฉลี่ยเร็วกว่านี้ แรงเหวี่ยงที่พื้นผิวจะมีค่าสูงกว่าแรงโน้มถ่วง ทำให้วัตถุพื้นผิวที่ไม่ติดแน่นสามารถหลุดออกไปได้ อย่างไรก็ดี วัตถุที่เป็นของแข็งจะสามารถหมุนได้อย่างรวดเร็วกว่า จากเหตุผลนี้แสดงว่าดาวเคราะห์น้อยส่วนมากที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 100 เมตรมีองค์ประกอบค่อนข้างยืดหยุ่นอันเกิดจากการสะสมของเศษหินดินทราบที่ถมกันไว้จากการปะทะกันระหว่างดาวเคราะห์น้อย

 

ดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่

มีวัตถุขนาดใหญ่อยู่ 4 ชิ้นในแถบหลัก คือ ซีรีส เวสตา พัลลัส และไฮเจีย ซึ่งทำให้มันถูกแยกออกไปจากสถานะดาวเคราะห์ตามปกติ ทว่าการพิจารณาความเป็นดาวเคราะห์มีขอบเขตส่วนหนึ่งว่าด้วยสมดุลของน้ำบนดาวดวงนั้น และวัตถุทั้งสี่นี้ก็มีปริมาณน้ำอยู่อย่างก้ำกึ่ง ทั้งยังมีคุณลักษณะหลายอย่างที่สอดคล้องกับความเป็นดาวเคราะห์ แต่ก็ยังมีคุณสมบัติอื่นที่ใกล้เคียงก้อนหินดาวเคราะห์น้อยอยู่

ซีรีสเป็นวัตถุเพียงชิ้นเดียวในแถบหลักที่มีขนาดใหญ่พอจะสร้างแรงโน้มถ่วงของตัวเองขึ้นและทำให้มีลักษณะค่อนข้างกลม ดังนั้น เมื่อพิจารณาจากคำนิยามดาวเคราะห์ของสหภาพดาราศาสตร์สากลเมื่อปี ค.ศ. 2006 ปัจจุบันจึงนับว่าซีรีสเป็นดาวเคราะห์แคระ   ส่วนอีกสามดวงก็มีโอกาสจะได้รับการจัดสถานะใหม่เช่นกัน    ซีรีสมีค่าความส่องสว่างสัมบูรณ์ที่ประมาณ 3.32 ซึ่งสูงกว่าดาวเคราะห์น้อยดวงอื่นๆ มาก   เป็นไปได้ว่าอาจมีพื้นผิวที่เป็นน้ำแข็ง    ซีรีสมีองค์ประกอบที่แบ่งแยกได้เช่นเดียวกับลักษณะของดาวเคราะห์ คือมีส่วนพื้นผิว ส่วนเปลือก และส่วนแกน   เวสตาเองก็มีองค์ประกอบภายในที่แบ่งแยกได้เช่นเดียวกัน แม้ว่ามันจะอยู่ภายใน "แนวหิมะ" ของระบบสุริยะและไม่มีองค์ประกอบของน้ำ     แต่มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นหินบะซอลต์    สำหรับพัลลัสเป็นวัตถุที่ผิดปกติ มันหมุนรอบตัวเองในแนวตะแคงคล้ายกับดาวยูเรนัส ขั้วด้านหนึ่งชี้ไปยังดวงอาทิตย์และอีกด้านหนึ่งชี้ออกไปนอกระบบ องค์ประกอบของพัลลัสคล้ายคลึงกับของซีรีส คือมีคาร์บอนและซิลิกอนในปริมาณสูง   ส่วนดวงสุดท้ายคือ ไฮเจีย เป็นดาวเคราะห์น้อยที่มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นคาร์บอน และอยู่ใกล้ระนาบสุริยะมากกว่าดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ดวงอื่นๆ