อีรีส

อีริส (Eris) เป็นดาวเคราะห์แคระที่มีมวลมากที่สุดเท่าที่รู้จัก และเป็นวัตถุที่ยุติการครองสถานะดาวเคราะห์ดวงที่เก้าของดาวพลูโตหลังจาก 76 ปี มันโคจรรอบดวงอาทิตย์ไกลพ้นดาวเนปจูนออกไปในบริเวณที่เรียกว่าจานกระจาย (scattered disc) มีมวลมากกว่าดาวพลูโตประมาณ 27% ในวัตถุที่มีขนาด 2,326 กิโลเมตร — เล็กกว่าดาวพลูโตเล็กน้อยในด้านความกว้าง แต่หนักกว่าอย่างเห็นได้ชัด และมีความหนาแน่นสูงพอ (ประมาณ 2.4 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร) ที่จะเป็นหินเป็นส่วนใหญ่ใต้เปลือกน้ำแข็งของมัน เมื่อพบมันครั้งแรก นักดาราศาสตร์ตระหนักว่าพวกเขาพบดาวเคราะห์ดวงที่สิบ หรือไม่ก็เหตุผลอันน่าเชื่อถือที่จะเลิกเรียกดาวพลูโตว่าดาวเคราะห์ วงการวิทยาศาสตร์เลือกเส้นทางที่สอง

นั่นคือเหตุผลที่โลกใบนี้ใช้ชื่อของเทพีแห่งความบาดหมางและการวิวาทของกรีก มันบังคับให้เกิดการทบทวนความหมายที่แท้จริงของคำว่า 'ดาวเคราะห์' ทุกวันนี้ อีริสยึดขอบนอกสุดของระบบสุริยะที่จัดทำรายการไว้ เป็นทรงกลมเยือกแข็งสว่างวาวราวกระจกที่ห่างไกลมากจนตลอดวงโคจร 558 ปีของมัน ชั้นบรรยากาศบางๆ ของมันแข็งตัวอยู่บนพื้นเป็นหิมะเป็นส่วนใหญ่

การค้นพบที่วาดแผนที่ใหม่

อีริสถูกพบในภาพถ่ายที่ถ่ายเมื่อวันที่ 21 ตุลาคม ค.ศ. 2003 ด้วยกล้องโทรทรรศน์ชมิดต์ Samuel Oschin ขนาด 1.2 เมตรที่หอดูดาวพาโลมาร์ แต่มันหลุดรอดจากการค้นหาอัตโนมัติในตอนนั้น เนื่องจากวัตถุเคลื่อนที่ผ่านท้องฟ้าช้ามากจนซอฟต์แวร์ตัดทิ้งไป การวิเคราะห์ซ้ำด้วยพารามิเตอร์ที่ปรับใหม่ตรวจพบมันในวันที่ 5 มกราคม ค.ศ. 2005 และทีมของไมค์ บราวน์ (Caltech) ชาด ทรูฮีลโย (หอดูดาวเจมินี) และเดวิด ราบิโนวิทซ์ (เยล) ประกาศการค้นพบในปีนั้นด้วยฉายาไม่เป็นทางการว่า 'ซีนา' (Xena)

เนื่องจากอีริสดูเหมือนจะใหญ่กว่าดาวพลูโตและชัดเจนว่าเป็นวัตถุประเภทเดียวกัน การปรากฏตัวของมันทำให้นิยามของคำว่า 'ดาวเคราะห์' ที่ใช้อยู่ในตอนนั้นไม่อาจยืนหยัดได้อีกต่อไป ในเดือนสิงหาคม ค.ศ. 2006 สหพันธ์ดาราศาสตร์สากลขีดเส้นแบ่งใหม่ โดยสร้างหมวดหมู่ 'ดาวเคราะห์แคระ' และย้ายทั้งดาวพลูโตและอีริสเข้าไปอยู่ในนั้น เดือนถัดมาวัตถุนี้ได้รับชื่อถาวรว่าอีริส — ป้ายชื่อที่เหมาะเจาะสำหรับโลกที่ก่อความวุ่นวายไว้มากมาย

ในจานกระจาย

อีริสไม่ได้โคจรตามเส้นทางเกือบกลมและเกือบแบนของดาวเคราะห์หลัก วงโคจรของมันเอียงชันมาก — เอียงประมาณ 44 องศาจากระนาบของระบบสุริยะ — และยืดยาวมาก พาให้มันเคลื่อนที่จากระยะประมาณ 38 หน่วยดาราศาสตร์ที่ใกล้ที่สุดไปจนถึงเกือบ 97 หน่วยดาราศาสตร์ที่ไกลที่สุดจากดวงอาทิตย์ นั่นทำให้มันอยู่ในจานกระจาย ซึ่งเป็นกลุ่มประชากรของวัตถุน้ำแข็งที่เชื่อกันว่าถูกเหวี่ยงออกไปสู่วงโคจรที่เอียงและรีด้วยการเผชิญหน้าทางแรงโน้มถ่วงกับดาวเนปจูนในยุคแรกเริ่มของประวัติศาสตร์ระบบสุริยะ

การโคจรครบหนึ่งรอบใช้เวลาประมาณ 558 ปีโลก ปัจจุบันอีริสอยู่ใกล้ปลายด้านไกลของวงโคจรนั้น ใกล้ระยะ 96 หน่วยดาราศาสตร์ — เป็นหนึ่งในวัตถุที่จัดทำรายการไว้ที่ห่างไกลที่สุดในระบบสุริยะ ห่างไกลกว่าระยะห่างเฉลี่ยของดาวพลูโตที่ประมาณ 40 หน่วยดาราศาสตร์มาก มันจะไม่ถึงจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดครั้งถัดไปจนกว่าจะถึงกลางศตวรรษที่ 23

น้ำค้างแข็งที่สว่างที่สุดในระบบสุริยะ

อีริสสะท้อนแสงได้ดีอย่างเหลือเชื่อ ค่าสะท้อนแสงเชิงเรขาคณิตของมันอยู่ที่ประมาณ 0.96 หมายความว่าพื้นผิวของมันสะท้อนแสงอาทิตย์ที่ส่องมาถึงกลับไปประมาณ 96% — ทำให้มันเป็นพื้นผิวที่เจิดจ้าเป็นอันดับสองเท่าที่รู้จักในระบบสุริยะ รองจากเอนเซลาดัส ดวงจันทร์ของดาวเสาร์เท่านั้น และสว่างกว่าดาวพลูโตมาก เหตุผลคือชั้นน้ำแข็งใหม่เอี่ยมที่ประกอบด้วยไนโตรเจนแช่แข็งเป็นหลักผสมกับมีเทน

ชั้นเคลือบนี้เกี่ยวพันกับระยะห่างอันมหาศาลของอีริส เมื่อดาวเคราะห์แคระดวงนี้เคลื่อนเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้น ชั้นบรรยากาศเบาบางของไนโตรเจนและมีเทนสามารถระเหิดออกจากพื้นผิวได้ เมื่อมันถอยห่างกลับไปยังจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดและอุณหภูมิลดลงเหลือระหว่างประมาณ −243°C ถึง −217°C ชั้นบรรยากาศนั้นจะแข็งตัวและตกลงมาเป็นชั้นหิมะที่สว่างและบริสุทธิ์ วัฏจักรนี้ปูพื้นผิวอีริสใหม่ซ้ำแล้วซ้ำเล่า ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมมันจึงดูสม่ำเสมอและสะอาดตา

ดิสโนเมียและน้ำหนักที่แม่นยำ

อีริสมีดวงจันทร์บริวารที่รู้จักหนึ่งดวงคือดิสโนเมีย (Dysnomia) พบในปี 2005 และตั้งชื่อตามธิดาของอีริส ผู้เป็นวิญญาณแห่งความไร้กฎหมาย มีขนาดประมาณ 600 กิโลเมตร มันโคจรรอบอีริสทุก 15.8 วันที่ระยะห่างประมาณ 37,000 กิโลเมตร ทั้งคู่ดูเหมือนจะถูกล็อกด้วยแรงไทดัลซึ่งกันและกัน หันหน้าด้านเดียวกันเข้าหากันขณะโคจร

ดิสโนเมียเป็นมากกว่าความน่าสนใจธรรมดา มันคือตาชั่งของจักรวาล ด้วยการติดตามวงโคจรของดวงจันทร์ นักดาราศาสตร์ใช้กฎของเคปเลอร์ในการชั่งน้ำหนักระบบอีริสโดยตรง ได้มวลของอีริสเองอยู่ที่ประมาณ 1.66 x 10²² กิโลกรัม การวัดนั้นเองที่ยืนยันว่าอีริสมีน้ำหนักมากกว่าดาวพลูโตประมาณหนึ่งในสี่ ยุติคำถามว่าโลกใดหนักกว่ากัน แม้ข้อมูลจากการบดบังดาวฤกษ์จะแสดงว่าดาวพลูโตกว้างกว่าเล็กน้อยก็ตาม

ใหญ่แค่ไหนกันแน่

การระบุขนาดที่แน่ชัดของอีริสต้องอาศัยการเรียงตัวที่หาได้ยาก ในเดือนพฤศจิกายน ค.ศ. 2010 ดาวเคราะห์แคระดวงนี้เคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์เบื้องหลังที่จางมาก ซึ่งเป็นการบดบังดาวฤกษ์ และการจับเวลาที่แม่นยำของการหายไปและปรากฏขึ้นอีกครั้งของดาวฤกษ์จากหลายจุดสังเกตการณ์ให้ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2,326 กิโลเมตร โดยมีรัศมีใกล้เคียง 1,163 กิโลเมตร ผลลัพธ์นั้นเป็นความประหลาดใจเล็กน้อย มันทำให้อีริสมีขนาดเล็กกว่าดาวพลูโตเล็กน้อยแทนที่จะใหญ่กว่า ล้มล้างสมมติฐานแรกเริ่มที่เคยช่วยลดสถานะของดาวพลูโตลง

เมื่อรวมกับมวลจากดิสโนเมีย ขนาดจากการบดบังให้ค่าความหนาแน่นของอีริสประมาณ 2.4 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร — สูงกว่าของดาวพลูโต — บ่งบอกถึงแกนหินที่มีนัยสำคัญห่อหุ้มด้วยเปลือกน้ำแข็ง ในแง่นี้ อีริสและดาวพลูโตเป็นญาติใกล้ชิดกัน มีขนาดใกล้เคียงกัน อุดมด้วยหินและน้ำแข็งระเหยง่ายทั้งคู่ และถูกหล่อหลอมด้วยความหนาวเย็นลึกของระบบสุริยะชั้นนอกทั้งคู่

การสังเกตอีริส

อีริสเป็นเป้าหมายสำหรับนักดูดาวสมัครเล่นที่อดทนและมีอุปกรณ์พร้อม มากกว่าจะเป็นวัตถุที่มองเห็นด้วยตาเปล่าหรือกล้องโทรทรรศน์ทั่วไป ที่ความสว่างราวโชติมาตร 18.7 มันจางเกินกว่าจะมองเห็นด้วยตาประมาณ 100 เท่า และต้องอาศัยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ที่บ้านคู่กับกล้อง CCD หรือ CMOS ที่ไวต่อแสง บวกกับท้องฟ้ามืดสนิทและแผนที่ที่แม่นยำ เพื่อบันทึกมันเป็นจุดจางๆ เพียงจุดเดียวที่เคลื่อนที่แทบไม่สังเกตเห็นได้เทียบกับดวงดาวจากคืนหนึ่งไปอีกคืนหนึ่ง

ยังไม่มียานอวกาศลำใดไปเยือนอีริส และไม่มีแผนจะไปด้วย ทุกสิ่งที่เรารู้มาจากกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินและในอวกาศ การบดบังดาวฤกษ์ในปี 2010 และการบันทึกวงโคจรของดิสโนเมียอย่างพิถีพิถัน สำหรับผู้สังเกตส่วนใหญ่ อีริสเหมาะจะสำรวจผ่านข้อมูลมากกว่าผ่านช่องมองภาพ ซึ่งเป็นเครื่องเตือนใจว่าระบบสุริยะยังมีส่วนอีกมากเพียงใดที่อยู่ ณ ขอบจางเยือกแข็งของสิ่งที่เราสามารถเข้าถึงได้