ในสมัยโบราณตั้งแต่ยุคอาณาจักร Babylon ผู้คนนิยมกำหนดให้ดาวเคราะห์ทุกดวงมีเทพเจ้าประจำดาว ดังนั้น ชาวบาบิโลนจึงเรียกเทพเจ้าประจำดาวพุธว่า Nabu ผู้ทรงเพียบพร้อมด้วยความเฉลียวฉลาด และทรงเป็นเทพแห่งการเขียน สำหรับชาวโรมันนั้นเรียกเทพเจ้าประจำดาวพุธว่า Mercury ด้านคนกรีกกำหนดให้เทพเจ้าองค์เดียวกันนี้ชื่อ Hermes ผู้ทรงเป็นเทพแห่งการสื่อสารและการแปลความหมาย และนี่จึงเป็นที่มาของคำว่า hermeneutics ซึ่งหมายถึง ศาสตร์ของการตีความ
ในฐานะผู้สื่อข่าว เทพ Hermes ทรงมีชื่อเสียงว่า ทรงงานได้อย่างว่องไวและรวดเร็ว โดยกวี Homer ได้เขียนบรรยายความสามารถด้านนี้ในวรรณกรรมเรื่อง Odyssey ว่าทรงมีรองพระบาทที่มีปีก จึงทำให้สามารถเหาะเหินเดินฟ้าได้ด้วยความเร็วของพายุ
ทั้งๆ ที่ในสมัยโบราณไม่มีใครรู้ว่า ดาวพุธโคจรเร็วที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ทั้ง 5 ดวงที่คนในสมัยนั้นรู้จัก (ซึ่งได้แก่ พุธ ศุกร์ อังคาร พฤหัสบดี และเสาร์) ดังนั้นการได้ชื่อ Hermes จึงเป็นชื่อที่เหมาะสมสำหรับดาวพุธอย่างบังเอิญ
คนโรมันนั้นยกย่องเทพเจ้าประจำดาวพุธว่าเป็นเทพยดาแห่งการพาณิชย์ ผู้มีหน้าที่พิทักษ์นักเดินทาง โดยทรงปฏิบัติหน้าที่คุ้มครองอย่างลับๆ คือไม่ให้ใครเห็น ด้วยการทรงพระมาลาที่ทำให้ทรงล่องหนได้ และทรงให้เจ้าชาย Perseus ทรงยืมพระมาลาไปใช้ในการเดินทางไปสังหารนางกาลี Medusa ในนรก รวมถึงไปปลงชีพยักษ์ Angus ผู้มีตา 100 ตาด้วย
คนปัจจุบันส่วนใหญ่รู้จักดาวพุธ แต่ไม่เคยเห็น เพราะดาวพุธมักปรากฏตัวเหนือขอบฟ้าในเวลาโพล้เพล้ และเวลาฟ้าสาง จากเหตุผลว่าอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ไม่เคยเกิน 28 องศา จึงอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ทั้งหลาย ดังนั้น เวลาเราดูดาวพุธที่อยู่ใกล้ขอบฟ้า เพราะแสงจากดาวต้องเดินทางนานผ่านชั้นบรรยากาศของโลกเป็นระยะทางไกล รังสีแสงที่หักเหจึงทำให้ตาเราเห็นสีของดาวพุธแตกต่างไปจากสีจริง
ในปี 1639 (ตรงกับรัชสมัยพระเจ้าปราสาททอง) Giovanni Battista Zupi เป็นนักบวชชาวโรมันคนแรกที่ได้เห็นข้างขึ้น-ข้างแรมของดาวพุธ การที่เป็นเช่นนี้เพราะในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ ผิวดาวพุธได้รับแสงจากดวงอาทิตย์ในปริมาณไม่เท่ากัน เช่น เวลาดาวพุธอยู่ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ ด้านที่หันสู่โลกจะมืด แล้วผิวดาวก็ปรากฎสว่างขึ้นๆ จากนั้นก็มืดอีกสลับกันไป หลังจากนั้นอีกไม่นาน Johann Hieronymus Schroter ก็ได้รายงานการเห็นบริเวณที่เป็นรอยต่อระหว่างสว่างกับมืดของดาวพุธว่าไม่คมชัด
ถึงปี 1889 Giovanni V. Schiaparelli นักดาราศาสตร์แห่งเมือง Milan ในอิตาลี ผู้อ้างว่า บนดาวอังคารมีมนุษย์ และมีคลองมากมาย ก็ได้รายงานว่า ดาวพุธหมุนรอบตัวเองโดยใช้เวลา 88 วัน และใช้เวลานานเท่ากันในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ ดังนั้น ดาวพุธจึงหันหน้าด้านเดียวสู่ดวงอาทิตย์เหมือนกับที่ดวงจันทร์หันหน้าด้านเดียวสู่โลก
เมื่อถึงกลางคริสต์ศตวรรษที่ 19 นักฟิสิกส์หลายคนได้เริ่มสงสัยในความถูกต้องสมบูรณ์แบบของกฎแรงโน้มถ่วงที่ Newton พบ เพราะ Urbain Le Verrier ได้พบว่า วงโคจรของดาวพุธมิเคยซ้ำรอยเดิม คือ แกนของวงโคจรจะเบี่ยงไปเล็กน้อยประมาณ 1 องศาในทุก 625 ปี ความผิดปกตินี้ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยกฎแรงโน้มถ่วงของ Newton ในเวลาต่อมาผลการวัดก็ได้รับการยืนยันโดย Simon Newcomb
ดังนั้น นักฟิสิกส์จึงพากันเสนอคำอธิบายว่าเกิดจากสาเหตุต่างๆ มากมาย เช่น มีดาวเคราะห์ลึกลับอีกดวงหนึ่งชื่อ Vulcan ที่โคจรอยู่ภายในวงโคจรของดาวพุธ บางคนคิดว่า ดวงอาทิตย์ของเรามิได้กลมดิกดังที่ทุกคนคิดคือป่องตรงกลาง บางคนได้เสนอว่า กฎแรงโน้มถ่วงมิได้แปรผกผันกับระยะทางยกกำลังสอง แต่เป็นระยะทางยกกำลัง 2+E เมื่อ E เป็นทศนิยม
แต่ข้อเสนอแนะเหล่านี้ไม่ได้รับการพิสูจน์ว่าเป็นจริงหรือถูกต้องแม้แต่ข้อเดียว เพราะไม่ว่าจะใช้กล้องโทรทรรศน์ค้นหาเพียงใด ก็ไม่มีนักดาราศาสตร์ใดเห็นดาวเคราะห์ Vulcan ในการวัดขนาดของดวงอาทิตย์ได้พบว่า รัศมีดวงอาทิตย์ในทิศต่างๆ มีค่าเท่ากันโดยตลอด ดังนั้นกฎแรงโน้มถ่วงของ Newton ก็ยังไม่ต้องมีการปรับเปลี่ยน เพราะสามารถอธิบายเหตุการณ์อื่นๆ ได้หมด จะอธิบายไม่ได้ก็เฉพาะกรณีวงโคจรของดาวพุธเท่านั้น
ในที่สุด Albert Einstein ก็ได้ทำให้นักฟิสิกส์ทุกคนยอมรับว่ากฎแรงโน้มถ่วงของ Newton ยังไม่สมบูรณ์ คือ ถูกต้องพอประมาณเท่านั้น โดยได้เสนอทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปแทน ซึ่งเป็นทฤษฎีที่สามารถอธิบายสมบัติการเบี่ยงอย่างผิดปกติของวงโคจรดาวพุธได้
ในวารสาร Physical Review Letters ฉบับที่ 120 ประจำวันที่ 8 พฤษภาคมศกนี้ Clifford Will จากมหาวิทยาลัย Florida ที่ Gainesville ในสหรัฐอเมริกาได้คำนวณผลกระทบที่เกิดจากการใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปศึกษาวิถีโคจรของดาวพุธอย่างละเอียดยิ่งขึ้น โดยได้พิจารณาแรงโน้มถ่วงที่ดาวพฤหัสบดีกระทำต่อดาวพุธด้วย (นอกเหนือจากดวงอาทิตย์เพียงดวงเดียว) และได้พบว่า แรงนี้ทำให้แกนของวงโคจรเบี่ยงเพิ่มขึ้นอีก 1 องศา ในทุก 2,000 ล้านปี ซึ่งค่ามุมเบนที่น้อยนิดนี้เทคโนโลยีปัจจุบัน ไม่สามารถจะวัดได้ แต่ยานอวกาศ BepiColombo ขององค์การอวกาศแห่งยุโรปกับญี่ปุ่นที่จะส่งไปดาวพุธในปี 2024 คืออีก 6 ปีจะสามารถวัดได้
การเป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดเล็กทำให้คนส่วนใหญ่ไม่ได้ให้ความสำคัญแก่ดาวพุธมาก วันเวลาได้ล่วงเลยไปจนถึงกลางคริสต์ศตวรรษที่ 20 เมื่อ Alva Edison และ Seth B. Nicholson ใช้กล้องโทรทรรศน์ที่ Mount Wilson วิเคราะห์แสงที่สะท้อนจากดาวพุธ และพบว่า ผิวดาวพุธด้านที่หันเข้าหาดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิสูงถึง 410 องศาเซลเซียส และด้านมืดมีอุณหภูมิตั้งแต่ -130 ถึง -185 องศาเซลเซียส อุณหภูมิที่สูงมากและต่ำมากนี้ทำให้เรารู้ว่า บนดาวพุธไม่น่าจะมีสิ่งชีวิตใดๆ อาศัยอยู่ได้
ในปี 1965 Gordon H. Pettengell และ Richard B. Dyce ได้ส่งคลื่นวิทยุจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ Arecibo ไปกระทบผิวดาวพุธ แล้ววัดความยาวคลื่นของคลื่นสะท้อนที่เปลี่ยนไป ทำให้รู้ว่าดาวพุธหมุนรอบตัวเองโดยใช้เวลาเพียง 58.6 วัน และเมื่อเปรียบเทียบเวลานี้กับเวลา 88 วันที่ดาวพุธโคจรรอบดวงอาทิตย์อัตราส่วน 58.6/88 เท่ากับ 2/3 โดยประมาณ นั่นแสดงว่าในการโคจรรอบดวงอาทิตย์สองรอบดาวพุธจะหมุนรอบตัวเอง 3 ครั้ง
ลุถึงวันที่ 29 มีนาคม ค.ศ.1974 NASA ก็ได้ส่งยานอวกาศ Mariner 10 ไปสำรวจดาวพุธที่ระยะห่าง 700 กิโลเมตรเหนือดาว ภาพถ่ายจากยานแสดงให้เห็นว่า ผิวมีหลุมอุกกาบาตมากมาย เหมือนผิวดวงจันทร์ โดยหลุมอุกกาบาตที่ใหญ่ที่สุดชื่อ Caloris Basin มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 1,300 กิโลเมตร เพราะขอบหลุมสูงมาก ดังนั้นบริเวณครึ่งหนึ่งของหลุมจะไม่เคยได้รับแสงอาทิตย์ตกกระทบเลย นักดาราศาสตร์จึงสันนิษฐานว่า สถานที่นี่เป็นบริเวณที่อาจมีน้ำ
อีก 39 ปีต่อมาคือในวันที่ 10 มีนาคม ค.ศ.2015 NASA ได้ส่งยาน MESSENGER (จากคำเต็ม MErcury Surface Space ENvironment GEochemistry and Ranging) ไปสำรวจดาวพุธอีก บนยานมีกล้องถ่ายภาพ อุปกรณ์ spectrometer ที่สามารถวิเคราะห์องค์ประกอบของแก๊ส และหินบนดาว ยานได้ผ่านเข้าใกล้ดาวพุธที่ระยะใกล้ 200 กิโลเมตร และไกล 15,191 กิโลเมตร และ MESSENGER ก็ได้รายงานว่า ดาวพุธมีเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 4,878 กิโลเมตร (เส้นผ่านศูนย์กลางของโลกยาว 12,756 กิโลเมตร ของดวงจันทร์ 3,476 กิโลเมตร และของดาวอังคาร 6,787 กิโลเมตร) เพราะ 75% ของปริมาตรดาว 75% ทำด้วยเหล็ก ดังนั้นความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของดาวพุธจึงมีค่าพอๆ กับความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงบนดาวอังคาร ทั้งที่ดาวพุธมีขนาดเล็กกว่า แต่ก็มีความเข้มสนามแม่เหล็กสูงกว่ามาก
หลังจากที่ได้โคจรรอบดาวพุธครบ 4,204 รอบตลอดเวลา 4 ปี 1 เดือน 12 วัน แล้วยานได้ถ่ายภาพผิวดาวพุธอย่างละเอียด ได้สำรวจบรรยากาศที่ผิวดาว รวมถึงได้วิเคราะห์องค์ประกอบของดิน และหินบนดาวด้วย เมื่อหมดสภาพ NASA ได้บังคับให้ MESSENGER ดำดิ่งลงชนดาวพุธเป็นการทำลายตนเองด้วยความเร็ว 14,100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
ในปี 2017 องค์การอวกาศแห่งยุโรป (European Space Agency) กับบริษัท Japan Aerospace Exploration Agency ของญี่ปุ่นได้วางแผนจะส่งยาน BepiColumbo ไปเยือนดาวพุธในปี 2024 ซึ่ง BepiColumbo จะทำการทดลองหลายเรื่องที่ MESSENGER ไม่ได้ทำ โดยมียานลูก 2 ยานช่วยในการสำรวจ คือ
(1) ยาน Mercury Planetary Orbiter (MPO) ที่จะศึกษาปฏิกิริยาเคมีที่ผิวดาว และสำรวจสภาพหินบนดาวเพื่อให้ได้ความรู้ทางธรณีวิทยาของดาวดีขึ้น และมากขึ้น
(2) ยาน Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) ทำหน้าที่วิเคราะห์สนามแม่เหล็กของดาว รวมถึงศึกษาลมสุริยะที่ได้รับจากดวงอาทิตย์ด้วย
โดย ESA ได้กำหนดว่า เมื่อ BepiColombo ใกล้จะถึงดาวพุธ ยานลูกทั้งสองจะแยกตัวออก แล้ว MPO จะเดินทางเข้าใกล้ดาวพุธที่ระยะห่าง 480 กิโลเมตร กับ 1,500 กิโลเมตร ส่วน MMO จะมีวงโคจรที่รีมากกว่า คือ ใกล้ 590 กิโลเมตรและไกล 11,640 กิโลเมตร
ข้อมูลความเข้มสนามแม่เหล็กของดาวพุธ ซึ่งมีค่าประมาณ 1% ของโลก ก็น่าสนใจ เพราะ MESSENGER ได้พบว่า สนามแม่เหล็กที่ขั้วใต้ของดาวพุธมีความเข้มน้อยกว่าที่ขั้วเหนือประมาณ 3 เท่า นอกจากนี้จุดศูนย์กลางของสนามแม่เหล็กก็มิได้อยู่ที่จุดศูนย์กลางของดาว แต่อยู่ห่างจากศูนย์กลางประมาณ 480 กิโลเมตรไปทางทิศเหนือ ด้านแกนของสนามแม่เหล็กก็ทำมุม 4.5 องศากับแกนหมุน (ในขณะที่กรณีของโลกแกนสนามแม่เหล็กทำมุม 11 องศากับแกนหมุน)
ดังนั้นกลไกการสร้างสนามแม่เหล็กของดาวพุธจึงแตกต่างจากของโลก นี่เป็นอีกหนึ่งปริศนาที่ MMO กับ MPO จะต้องหาคำตอบให้ได้
ความแปลกอีกประการหนึ่งของดาวพุธคือ แทนที่จะมีเหล็กในปริมาณมากที่ผิวดาว เพราะธาตุอื่นๆ ที่เบากว่าได้ระเหิดหายไปในอวกาศหมดแล้ว จากการได้รับความร้อนในปริมาณมากจากดวงอาทิตย์ตลอดเวลา กลับเป็นว่าที่ผิวดาวพุธมีเหล็กเพียง 2% และมีธาตุ magnesium, potassium, chlorine กับ sulfur ในปริมาณค่อนข้างมาก แต่แทบไม่มี oxygen ใดๆ เลย ความอุดมสมบูรณ์ของธาตุต่างๆ บนดาวพุธ จึงคล้ายกับของดาวอังคาร และ BepiColombo คาดหวังจะใช้อุปกรณ์ spectrometer ในการอธิบายสาเหตุนี้ด้วยการวัดรังสีอินฟราเรดที่ธาตุต่างๆ ปล่อยออกมา เวลาธาตุนั้นๆ ได้รับรังสีเอ็กซ์จากดวงอาทิตย์
ในอดีตเมื่อ 56 ปีก่อนนี้ เทคโนโลยีอวกาศได้นำดาวเทียม TelstarⅠซึ่งเป็นดาวเทียมสื่อสารพาณิชย์ดวงแรกของโลกขึ้นโคจรรอบโลกที่ระยะสูงตั้งแต่ 954 ถึง 5,635 กิโลเมตรเหนือโลก เพื่อทำหน้าที่ติดต่อสื่อสารและส่งข่าว อันเป็นหน้าที่หลักของเทพ Mercury แต่ TelstarⅠทำงานส่งสัญญาณได้เร็วกว่า เพราะสัญญาณที่ใช้รับและส่งเดินทางด้วยความเร็วแสง จึงเป็นการเปิดยุคสื่อสารใหม่ และถ้าเทพทั้งหลายรู้จัก Telstar เหล่าเทพก็คงไม่ใช้เทพ Mercury ในการสื่อสารอีกต่อไป
อ่านเพิ่มเติมจาก Exploring Mercury: the iron planet โดย Robert G. Strom และ Ann L. Sprague จัดพิมพ์โดย Springer ในปี 2003
เกี่ยวกับผู้เขียน สุทัศน์ ยกส้าน
ประวัติการทำงาน-ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" จาก "ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน" ได้ทุกวันศุกร์
