ดาราศาสตร์พบ ชั้นบรรยากาศดาวพลูโตบางลง 16% ชี้เป็นวัฏจักรฤดูกาล

งานวิจัยนำโดย อแมนดา ซิกกาฟูส (Amanda A. Sickafoose) จากสถาบันวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ (Planetary Science Institute) และคณะนักวิจัยจากหลายสถาบัน ศึกษาการเปลี่ยนแปลงของชั้นบรรยากาศดาวพลูโตด้วยวิธีที่เรียกว่า การบังแสงดาว (Stellar Occultation) ซึ่งเป็นเทคนิคที่นักดาราศาสตร์เฝ้าสังเกตเมื่อดาวพลูโตเคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลออกไป

เมื่อแสงจากดาวฤกษ์เดินทางผ่านชั้นบรรยากาศของดาวพลูโต แสงจะค่อย ๆ ลดความสว่างลงตามความหนาแน่นของก๊าซและอนุภาคในบรรยากาศ นักวิทยาศาสตร์สามารถนำการเปลี่ยนแปลงของความสว่าง หรือเส้นโค้งแสงมาคำนวณโครงสร้าง อุณหภูมิ และความดันของชั้นบรรยากาศได้ วิธีนี้มีความสำคัญอย่างมาก เพราะปัจจุบันไม่มีภารกิจอวกาศอยู่ใกล้ดาวพลูโตเพื่อเก็บข้อมูลโดยตรงเหมือนในช่วงที่ยานนิวฮอไรซันส์บินผ่านเมื่อปี 2015

ผลการศึกษาการบังแสงดาวทั้ง 10 ครั้ง ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างเดือนสิงหาคม 2017 ถึงกรกฎาคม 2023 พบว่า ชั้นบรรยากาศด้านบนของดาวพลูโตยังคงมีโครงสร้างโดยรวมค่อนข้างสม่ำเสมอ แต่ชั้นบรรยากาศด้านล่างกลับมีการเปลี่ยนแปลงของความชันในเส้นโค้งแสง สอดคล้องกับการที่อนุภาคหมอกควันกำลังตกลงจากชั้นบรรยากาศลงสู่พื้นผิวในช่วงเวลาระดับปีหรือน้อยกว่านั้น

นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้พบว่าชั้นบรรยากาศของดาวพลูโตลดลง 16% ทั้งหมด แต่พบว่าความดันอากาศลดลงแตกต่างกันไปตามระดับความสูงที่ระดับสูงประมาณ 1,275 กิโลเมตร ซึ่งเป็นบริเวณที่ผลกระทบจากหมอกควันน้อย ความดันลดลงประมาณ 7% แต่ตัวเลขนี้ยังมีความคลาดเคลื่อนอยู่พอสมควร ส่วนที่ระดับต่ำลงมาประมาณ 1,215 กิโลเมตร เมื่อรวมผลของหมอกควันที่อยู่ในชั้นบรรยากาศ นักวิจัยวัดได้ว่าความดันลดลงประมาณ 16%

ตัวเลข 16% หมายถึงความดันบรรยากาศที่วัดได้ในระดับความสูงหนึ่งและภายใต้ผลของหมอกควัน ไม่ได้หมายความว่าบรรยากาศของดาวพลูโตหายไป 16% ทั้งหมด หากเปรียบเทียบง่าย ๆ ก็เหมือนการวัดความดันอากาศในตึกหลายชั้น ซึ่งแต่ละชั้นอาจมีค่าความดันเปลี่ยนแปลงไม่เท่ากันนั่นเอง

สาเหตุสำคัญเกี่ยวข้องกับสภาพภูมิอากาศที่แปรปรวนอย่างรุนแรงของดาวพลูโต ซึ่งใช้เวลาประมาณ 248 ปีในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ และมีวงโคจรเป็นวงรีอย่างมาก ทำให้ปริมาณพลังงานจากดวงอาทิตย์ที่ดาวได้รับเปลี่ยนแปลงไปตามตำแหน่งบนวงโคจร เมื่อพื้นผิวได้รับพลังงานมากขึ้น น้ำแข็งไนโตรเจนสามารถระเหิดกลายเป็นก๊าซและช่วยหล่อเลี้ยงชั้นบรรยากาศ แต่เมื่อดาวได้รับพลังงานลดลง กระบวนการกลับกันสามารถเกิดขึ้นได้ โดยก๊าซไนโตรเจนควบแน่นกลับเป็นน้ำแข็งบนพื้นผิว

ชั้นบรรยากาศของดาวพลูโตมีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบหลัก และมีมีเทนรวมถึงสารไฮโดรคาร์บอนอื่น ๆ ในปริมาณน้อย สารเหล่านี้มีส่วนเกี่ยวข้องกับการสร้างหมอกควันในบรรยากาศ ซึ่งยานนิวฮอไรซันส์สามารถสังเกตเห็นเป็นชั้นหมอกบาง ๆ ล้อมรอบดาวพลูโตได้อย่างชัดเจนระหว่างการบินผ่านในปี 2015

การค้นพบครั้งใหม่นี้จึงไม่ได้หมายความว่าบรรยากาศของดาวพลูโตกำลังหายไปในทันที แต่เป็นหลักฐานว่าระบบบรรยากาศกำลังตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลและตำแหน่งของดาวบนวงโคจร โดยเฉพาะการเปลี่ยนสมดุลระหว่างน้ำแข็งบนพื้นผิวกับก๊าซในชั้นบรรยากาศ

นักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถระบุได้อย่างแน่ชัดว่าบรรยากาศของดาวพลูโตจะยุบตัวจนเกือบหมดหรือไม่ในอนาคต แบบจำลองก่อนหน้านี้ให้ผลแตกต่างกัน ตั้งแต่การเกิดภาวะบรรยากาศแข็งตัวในช่วงหลายทศวรรษข้างหน้า ไปจนถึงสถานการณ์ที่บรรยากาศยังคงอยู่ต่อไป ขณะที่งานวิจัยล่าสุดเองก็ระบุชัดว่าจำเป็นต้องมีการสังเกตการณ์เพิ่มเติมเพื่อยืนยันการลดลงของความดันที่เพิ่งตรวจพบ

สิ่งที่ทำให้ดาวพลูโตน่าสนใจจึงไม่ใช่เพียงการเป็นโลกน้ำแข็งที่อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ แต่คือการที่มันมีวัฏจักรบรรยากาศของตัวเอง เมื่อดาวเคลื่อนเข้าสู่บริเวณที่ได้รับพลังงานจากดวงอาทิตย์มากขึ้น น้ำแข็งบนพื้นผิวสามารถระเหิดกลับเป็นก๊าซและทำให้บรรยากาศหนาขึ้นได้อีกครั้ง การติดตามการเปลี่ยนแปลงนี้ในช่วงหลายทศวรรษต่อจากนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจวิวัฒนาการของดาวพลูโต รวมถึงวัตถุน้ำแข็งอื่น ๆ ในบริเวณแถบไคเปอร์ที่อยู่สุดขอบระบบสุริยะได้ดีขึ้น

งานวิจัยล่าสุดโดย อแมนดา ซิกกาฟูส (Amanda A. Sickafoose) จากสถาบันวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ (Planetary Science Institute) และคณะนักวิจัยรวม 17 คน ได้รับการตอบรับตีพิมพ์ใน The Planetary Science Journal เมื่อวันที่ 13 พฤษภาคม 2026 และเผยแพร่ฉบับ Preprint บน arXiv เมื่อวันที่ 24 มิถุนายน 2026 โดยวิเคราะห์ข้อมูลการบังแสงดาวของดาวพลูโต 10 ครั้งระหว่างปี 2017-2023