เฮาเมอา

ฮาวเมอา (Haumea) เป็นหนึ่งในโลกขนาดใหญ่ที่แปลกประหลาดที่สุดในระบบสุริยะ เป็นดาวเคราะห์แคระในแถบไคเปอร์ พ้นดาวเนปจูนออกไป ที่ถูกทำให้หมุนเร็วจนไม่เป็นทรงกลมอีกต่อไป แทนที่จะเป็นทรงกลม มันกลับเป็นทรงรีสามแกน (triaxial ellipsoid) ที่ยืดออก — มีรูปร่างคล้ายลูกรักบี้หรือลูกฟุตบอลอเมริกัน — มีความยาวตามแกนที่ยาวที่สุดประมาณ 2,100 กิโลเมตร แต่มีความสูงจากบนลงล่างเพียงประมาณครึ่งหนึ่งของนั้น รัศมีเฉลี่ยประมาณ 780 กิโลเมตรทำให้มันเป็นหนึ่งในวัตถุที่ใหญ่ที่สุดที่พ้นดาวเนปจูนออกไป แต่ลักษณะเด่นที่สุดของมันคือการเคลื่อนที่มากกว่าขนาด

ฮาวเมอาหมุนรอบตัวเองครบหนึ่งรอบในเวลาไม่ถึงสี่ชั่วโมง เร็วกว่าวัตถุขนาดใหญ่อื่นใดที่รู้จักในระบบสุริยะ การหมุนที่รวดเร็วเช่นนี้ ประวัติการชนที่กระจายกลุ่มเศษน้ำแข็งทั้งครอบครัวไปทั่วระบบสุริยะชั้นนอก ดวงจันทร์ขนาดเล็กสองดวง และวงแหวนบางๆ ทำให้ฮาวเมอาเป็นวัตถุที่แปลกประหลาดอย่างแท้จริง เป็นดาวเคราะห์แคระที่มีพฤติกรรมไม่เหมือนก้อนหินแช่แข็งเงียบสงบ แต่เหมือนซากที่หลงเหลือจากการปะทะกันในจักรวาลมากกว่า

โลกที่หมุนจนกลายเป็นรูปไข่

วัตถุขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ในระบบสุริยะถูกแรงโน้มถ่วงของตัวเองดึงให้เป็นทรงกลม ฮาวเมอาเป็นข้อยกเว้นที่โดดเด่น มันหมุนรอบแกนของมันประมาณหนึ่งครั้งทุก 3.9 ชั่วโมง — สั้นกว่าหนึ่งกะทำงานบนโลก — และการหมุนที่รวดเร็วนี้เหวี่ยงเส้นศูนย์สูตรของมันออกไปด้านนอก ทำให้วัตถุทั้งหมดยืดออกเป็นรูปทรงยาวรี การวัดจากการบดบังดาวฤกษ์ (stellar occultation) ซึ่งฮาวเมอาเคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลออกไปและบดบังแสงของมันชั่วครู่ ให้ขนาดประมาณ 2,100 x 1,700 x 1,000 กิโลเมตรตามแกนทั้งสามของมัน

เชื่อกันว่านี่คือรูปทรงสมดุล ฮาวเมอาหมุนเร็วมากจนรูปทรงคล้ายไข่นี้คือจุดสมดุลระหว่างแรงโน้มถ่วงที่พยายามทำให้มันกลม กับผลของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่พยายามฉีกมันออกจากกัน ความหนาแน่นที่ค่อนข้างสูงของมัน ใกล้เคียงกับหินแข็ง บ่งบอกถึงแกนในที่เป็นหินห่อหุ้มด้วยเปลือกน้ำแข็งสว่างใส แทนที่จะเป็นวัตถุที่เป็นน้ำแข็งตลอดทั้งดวง

ญาติที่เกิดจากการชนกัน

การหมุนที่รวดเร็วของฮาวเมอาแทบจะแน่นอนว่าเป็นแผลเป็นจากอดีตของมัน นักดาราศาสตร์เชื่อว่าอย่างน้อยหนึ่งพันล้านปีก่อน ฮาวเมอาได้รับผลกระทบจากการชนครั้งใหญ่ที่ลอกเปลือกน้ำแข็งส่วนใหญ่ของมันออก ทำให้มันหมุน และเหวี่ยงเศษซากออกสู่อวกาศโดยรอบ เศษซากเหล่านั้นประกอบกันเป็นตระกูลการชนของฮาวเมอา (Haumea collisional family) ซึ่งเป็นตระกูลลักษณะนี้เพียงตระกูลเดียวที่ระบุได้ในแถบไคเปอร์จนถึงปัจจุบัน

สมาชิกในตระกูลนี้มีลายเซ็นเฉพาะเหมือนกับฮาวเมอา คือพื้นผิวเคลือบด้วยน้ำแข็งผลึกที่เกือบบริสุทธิ์ สว่างและมีสีขาวอมฟ้าผิดปกติเมื่อเทียบกับสีแดงเรื่อของวัตถุห่างไกลส่วนใหญ่ เศษซากขนาดใหญ่กว่า เช่น 2002 TX300 มีขนาดหลายร้อยกิโลเมตร พื้นผิวของฮาวเมอาเองประกอบด้วยน้ำแข็งผลึก 66 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ และรอยด่างสีเข้มกว่าสีแดงกว่าที่พบในปี 2009 บ่งบอกถึงบริเวณที่อุดมด้วยแร่ธาตุและสารประกอบที่มีคาร์บอนมากกว่า

ดวงจันทร์สองดวงและวงแหวนหนึ่งวง

ฮาวเมอามีดวงจันทร์บริวารสองดวง ทั้งคู่ถูกค้นพบในปี 2005 และตั้งชื่อ — เช่นเดียวกับดาวเคราะห์แคระเอง — จากตำนานเทพปกรณัมฮาวาย ฮิอิอากา (Hiʻiaka) ดวงนอกและใหญ่กว่า มีขนาดประมาณ 310 กิโลเมตรและโคจรรอบฮาวเมอาทุก 49 วัน นามากา (Namaka) ดวงในมีขนาดเล็กกว่าที่ประมาณ 150 กิโลเมตร และโคจรเป็นวงรีที่มีคาบ 18 วัน ซึ่งถูกดึงและบิดเบือนอย่างเห็นได้ชัดจากดวงพี่ที่ใหญ่กว่า ทั้งสองดวงตั้งชื่อตามธิดาของเทพี ฮาวเมอา

ในปี 2017 นักดาราศาสตร์ที่เฝ้าดูฮาวเมอาเคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์เบื้องหลัง พบสิ่งที่ไม่มีใครเคยเห็นมาก่อนบนวัตถุที่ห่างไกลขนาดนี้ นั่นคือวงแหวน วงแหวนนี้อยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางของฮาวเมอาประมาณ 2,287 กิโลเมตร กว้างประมาณ 70 กิโลเมตร และโคจรในการสั่นพ้องแบบ 3:1 กับการหมุนของดาวเคราะห์แคระ — อนุภาคในวงแหวนโคจรครบหนึ่งรอบทุกๆ สามรอบการหมุนของฮาวเมอา นี่เป็นระบบวงแหวนแรกที่ค้นพบรอบวัตถุพ้นดาวเนปจูน และมันได้ล้มล้างสมมติฐานที่ว่าวงแหวนเป็นของดาวเคราะห์ยักษ์เท่านั้น

วงโคจรที่ห่างไกลและเอียง

ฮาวเมอาโคจรรอบดวงอาทิตย์ที่ระยะห่างเฉลี่ยประมาณ 43 หน่วยดาราศาสตร์ — ห่างจากดวงอาทิตย์ราว 43 เท่าของระยะห่างโลก — ลึกเข้าไปในแถบไคเปอร์ การโคจรหนึ่งรอบใช้เวลาประมาณ 283 ปีโลก ดังนั้นฮาวเมอายังโคจรไม่ครบแม้แต่หนึ่งรอบนับตั้งแต่มีกล้องโทรทรรศน์ที่ทรงพลังพอจะค้นพบมันได้ แสงอาทิตย์ซึ่งเดินทางมาถึงโลกในเวลาประมาณแปดนาที ใช้เวลาราวหกชั่วโมงในการเดินทางไปถึงฮาวเมอา

วงโคจรของมันทั้งรีและเอียงชันมาก เอียงประมาณ 28 องศาจากระนาบของดาวเคราะห์ต่างๆ พาให้มันเคลื่อนที่จากระยะประมาณ 35 หน่วยดาราศาสตร์ที่ใกล้ที่สุดไปจนถึงกว่า 51 หน่วยดาราศาสตร์ที่ไกลที่สุด ที่นั่น อุณหภูมิแทบไม่เคยสูงเกิน 50 เคลวิน — ราว 220 องศาต่ำกว่าศูนย์องศาเซลเซียส — หนาวเย็นพอที่จะรักษาน้ำแข็งของมันให้แข็งดุจหินไว้ได้

การค้นพบที่มีข้อโต้แย้ง

การค้นพบฮาวเมอาเป็นหนึ่งในเหตุการณ์ที่มีข้อโต้แย้งมากที่สุดในดาราศาสตร์ยุคใหม่ ทีมที่นำโดยไมค์ บราวน์ (Mike Brown) จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย (Caltech) ระบุพบมันในภาพถ่ายเมื่อเดือนธันวาคม ค.ศ. 2004 และตั้งฉายาไม่เป็นทางการว่า 'ซานตา' (Santa) ก่อนที่พวกเขาจะตีพิมพ์ผลงาน ทีมชาวสเปนที่นำโดยโฆเซ หลุยส์ ออร์ติซ (José Luis Ortiz) จากหอดูดาวเซียร์ราเนวาดาได้ประกาศการค้นพบวัตถุนี้ในเดือนกรกฎาคม ค.ศ. 2005 โดยพบมันในภาพถ่ายเก่าจากปี 2003 ข้อโต้แย้งยิ่งลึกซึ้งขึ้นเมื่อพบว่าคอมพิวเตอร์ที่สถาบันของทีมสเปนได้เข้าถึงบันทึกการสังเกตการณ์กล้องโทรทรรศน์ของบราวน์ไม่นานก่อนการประกาศของพวกเขา

สหพันธ์ดาราศาสตร์สากลยุติข้อพิพาทด้วยการประนีประนอม โดยให้เครดิตหอดูดาวเซียร์ราเนวาดาในฐานะสถานที่ค้นพบ แต่รับรองชื่อที่ทีม Caltech เสนอ คือฮาวเมอา ตามชื่อเทพีแห่งการคลอดบุตรและความอุดมสมบูรณ์ของฮาวาย ฮาวเมอาได้รับการรับรองอย่างเป็นทางการให้เป็นดาวเคราะห์แคระเมื่อวันที่ 17 กันยายน ค.ศ. 2008 — เป็นดวงที่ห้าที่ได้รับการจัดประเภทนี้ และเป็นหนึ่งในไม่กี่ดวงที่มีดวงจันทร์บริวารด้วย

การสังเกตฮาวเมอา

ฮาวเมอาอยู่ไกลเกินกว่าที่ตาเปล่าจะมองเห็นได้มาก ที่ความสว่างราวโชติมาตร 17 มันจางกว่าดาวที่จางที่สุดที่มนุษย์มองเห็นได้โดยไม่ใช้อุปกรณ์ช่วยประมาณหนึ่งล้านเท่า ดังนั้นการมองเห็นมันต้องอาศัยกล้องโทรทรรศน์สมัครเล่นขนาดใหญ่ ท้องฟ้ามืดสนิท พิกัดที่แม่นยำจากตารางเอเฟเมอริส และการไล่ตามดาวอย่างอดทนเพื่อจับจุดแสงจางๆ ที่เคลื่อนที่ช้าๆ — ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามันเคลื่อนผ่านกลุ่มดาวผมเบเรนิซทางเหนือ ยังไม่มียานอวกาศลำใดไปเยือนมันเลย ทุกสิ่งที่เรารู้มาจากกล้องโทรทรรศน์บนและใกล้โลก โดยเฉพาะการบดบังดาวฤกษ์ที่เผยให้เห็นรูปทรงและวงแหวนของมัน มีการเสนอภารกิจสำรวจฮาวเมอาโดยเฉพาะแต่ยังไม่ได้ปล่อยขึ้นสู่อวกาศ ทำให้ไข่หมุนดวงนี้ยังคงเป็นหนึ่งในโลกขนาดใหญ่ที่ได้รับการสำรวจน้อยที่สุดในระบบสุริยะ