นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าดาวเคราะห์น้อยขนาดยักษ์อย่าง "พลูโต" น่าจะมีมหาสมุทรถูกฝังอยู่ภายใต้พื้นน้ำแข็ง

นับตั้งแต่ยานนิวฮอไรซันขององค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐฯ หรือนาซ่า ได้สำรวจดาวพลูโตมาตั้งแต่ปลายปีก่อน ก็มีหลักฐานมาอย่างต่อเนื่องว่าดาวดวงนี้อาจจะมีมหาสมุทรอยู่ภายใต้เปลือกน้ำแข็งของมัน ล่าสุด ทีมนักวิทยาศาสตร์ได้สร้างแบบจำลองเพื่อประมาณว่าชั้นของน้ำที่เป็นของเหลวที่อยู่ภายใต้นั้นควรจะมีความหนาเท่าใด

งานวิจัยนี้นำโดย ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.แบรนดอน จอห์นสัน นักธรณีวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยบราวน์ ได้รับการเผยแพร่ในวารสารวิชาการ Geophysical Research Letters โดยเผยว่า มีความเป็นไปได้ที่ชั้นมหาสมุทรใต้เปลือกของดาวพลูโตอาจจะมีความหนาถึง 100 กิโลเมตร โดยอาจจะมีความเค็มในระดับเดียวกับทะเลสาบเดดซีของโลก

"แบบจำลองอุณหภูมิภายในดาวพลูโตและหลักฐานทางธรณีวิทยาแปรสัณฐานชี้ว่า มหาสมุทรอาจจะมีอยู่จริง แต่เราก็ไม่สามารถทราบขนาดกันได้ง่าย ๆ " ดร.จอห์นสัน ชี้

"แต่ตอนนี้ เราเริ่มได้ข้อมูลเกี่ยวกับความหนาและองค์ประกอบของดาวพลูโตแล้ว"

ในการวิจัยครั้งนี้ นักวิจัยมุ่งไปที่การศึกษาบริเวณที่ชื่อ Sputnik Planum ของดาวพลูโต อันเป็นแอ่งขนาด 900 กิโลเมตรทางตะวันตกของดาวที่มองเห็นเป็นรูปหัวใจในช่วงที่ยานนิวฮอไรซันโคจรผ่าน แอ่งนี้ถูกสร้างขึ้นมาจากการชนของวัตถุขนาด 200 กิโลเมตรหรือใหญ่กว่า

เหตุผลที่สนใจบริเวณนี้ เพราะบริเวณนี้มีความเกี่ยวข้องกับตำแหน่งของดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวพลูโต คือ ดวงจันทร์ชารอน ดวงจันทร์บริวารดวงนี้ถูกล็อกเข้ากับดาวพลูโตด้วยแรงไทดัล จึงหันหน้าเข้าหากันด้านเดียวตลอดเวลาในช่วงที่โคจรรอบกัน และบริเวณ Sputnik Planum นี้ก็ถือว่าเป็นใจกลางที่เชื่อมทั้งสองโลกเข้าด้วยกัน

บริเวณนี้เกิดสิ่งที่เรียกว่า ความผิดปกติของมวลในเชิงบวก หมายถึง การที่บริเวณดังกล่าวมีมวลมากกว่าเปลือกแข็งทั่วไปของดาวพลูโต และในขณะที่แรงดึงดูดของดวงจันทร์ชารอนดึงดาวพลูโตนั้น แรงตรงบริเวณที่มีมวลมากก็จะมีมากกว่า จนทำให้ดาวพลูโตเอียงไปเอียงมา จนกระทั่งเริ่มปรับเข้าสู่แกนแรงดึงดูดได้

ซึ่งความผิดปกติของมวลในเชิงบวกนี้ นับว่าเป็นจุดที่แปลกของบริเวณ Sputnik Planum นี้เลย

"ปกติแล้ว การชนกันกับวัตถุยักษ์มักจะทำให้เกิดหลุมที่พื้น นั่นหมายถึงว่ามีการกระจายตัวของมวลสารออกไป และมวลก็น่าจะลดน้อยลงไป แต่สิ่งที่เกิดขึ้นกับ Sputnik Planum นั้นไม่ใช่เลย จึงทำให้นักวิทยาศาสตร์เริ่มสงสัยว่า ความผิดปกติของมวลเชิงบวก หรือการได้มวลเพิ่มมานี้ เป็นไปได้อย่างไร"

ดร.จอห์นสัน ให้คำตอบว่า หลังจากที่เกิดการชนจนเกิดเป็นแอ่ง แอ่งนี้ถูกปกคลุมไปด้วยไนโตรเจนแข็ง ไนโตรเจนเหล่านี้ช่วยเติมมวลให้กับแอ่ง แต่ก็ยังไม่หนามากพอที่จะทำให้บริเวณ Sputnik Planum มีมวลมากกว่าที่อื่น"

ดังนั้น มวลที่เหลืออาจจะเกี่ยวข้องกับ น้ำที่ไหลอยู่ข้างใต้พื้นผิว ที่นักวิทยาศาสตร์สงสัยกันอยู่

เปรียบเทียบคือ เมื่อลูกโบลลิ่งตกลงไปที่เตียงผ้าใบ แรงกระแทกทำให้เกิดแอ่งที่พื้นผิวของดาว ตามมาด้วยการกระดอนขึ้นมา การกระดอนขึ้นจะดึงเอามวลสารที่อยู่ใต้ผิวของดาวขึ้นมา หากมวลสารที่อยู่ใต้ผิวดาวนั้นมีความหนาแน่นมากกว่าสิ่งที่หลุดออกไปเนื่องจากการกระแทก สุดท้ายแล้ว บริเวณที่โดนกระแทกก็จะมีมวลเท่าเดิม ซึ่งเป็นสิ่งที่นักธรณีวิทยาเรียกว่า isostatic compensation

และแน่นอนว่าน้ำย่อมมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำแข็ง ดังนั้น ถ้ามีน้ำอยู่ใต้พื้นผิวน้ำแข็งของดาวพลูโต น้ำก็อาจจะไหลขึ้นมาหลังจากการกระแทกที่บริเวณ Sputnik Planum แต่เนื่องจากว่า เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นที่ดาวพลูโต เมื่อบริเวณแอ่งนั้นเริ่มต้นจากการมีมวลปกติ ไนโตรเจนที่ปกคลุมดาวพลูโตอยู่จะไปจับกับน้ำที่ไหลขึ้นมา จนทำให้บริเวณนี้มีมวลมากขึ้นได้

"ต้องบอกว่าเหตุการณ์นี้จะเกิดขึ้นได้เมื่อมีมหาสมุทรแบบเหลวเท่านั้น ในการศึกษาครั้งนี้ เราอยากจะสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อดูว่าเกิดอะไรขึ้นกันแน่ เราได้ทราบว่าความผิดปกติของมวลเชิงบวกนี้ค่อยข้างแปรไปตามความหนาของชั้นมหาสมุทรและความเค็มของมหาสมุทร เนื่องจากปริมาณเกลือนั้นมีผลกับความหนาแน่นของน้ำ"

ในแบบจำลองนั้น ได้มีการจำลองบริเวณ Sputnik Planum ในช่วงที่เกิดวัตถุขนาดยักษ์ชนดาวความเร็วสูง จากแบบจำลองทำให้ทราบว่าชั้นของน้ำที่อยู่ใต้ผิวดาวนั้นมีความหลากหลาย ตั้งแต่ไม่มีน้ำเลยจนไปถึงหนา 200 กิโลเมตร

"สิ่งที่บอกเราคือ ถ้า Sputnik Planum มีมวลมากกว่าปกติจริง ซึ่งที่จริงก็เป็นเช่นนั้น บริเวณนี้ก็น่าจะมีมหาสมุทรหนาสัก 100 กิโลเมตรอยู่ ซึ่งถือว่าน่าทึ่งทีเดียวเพราะในบริเวณที่ไกลจากดวงอาทิตย์ระดับนี้ยังมีน้ำที่เป็นของเหลวอยู่"

อ้างอิง: Brown University. (2016, September 24). Pluto's 'heart' sheds light on possible buried ocean. ScienceDaily. Retrieved September 30, 2016 from www.sciencedaily.com/releases/2016/09/160924222428.htm

งานวิจัย: Brandon C. Johnson, Timothy J. Bowling, Alexander J. Trowbridge, Andrew M. Freed. Formation of the Sputnik Planum basin and the thickness of Pluto's subsurface ocean.. Geophysical Research Letters, 2016; DOI:10.1002/2016GL070694