การจัดประเภทซีรีส
ซีรีส (อังกฤษ: Ceres) หรือชื่ออย่างเป็นทางการว่า 1 ซีรีส เป็นดาวเคราะห์น้อยดวงใหญ่ที่สุดและเป็นดาวเคราะห์แคระดวงเดียวในระบบสุริยะชั้นใน เป็นดาวเคราะห์น้อยดวงแรกที่ถูกค้นพบ โดยจูเซปเป ปีอาซซีนักดาราศาสตร์ชาวอิตาลี เมื่อวันที่ 1 มกราคม ค.ศ. 1801 ตั้งตามชื่อซีรีส เทพีโรมันแห่งการปลูกพืช เก็บเกี่ยวและความรักอย่างมารดา
ซีรีสมีเส้นผ่าศูนย์กลางราว 950 กิโลเมตรและประกอบด้วยมวลหนึ่งในสามของมวลทั้งหมดในแถบดาวเคราะห์น้อย พื้นผิวซีรีสอาจเป็นส่วนผสมของน้ำแข็งและธาตุที่ถูกไฮเดรต เช่น คาร์บอเนตและดินเหนียว ซีรีสจำแนกเป็นแก่นหินและแมนเทิลน้ำแข็ง และอาจมีมหาสมุทรน้ำในสถานะของเหลวกักเก็บไว้ใต้พื้นผิว
จากโลก โชติมาตรปรากฏของซีรีสอยู่ระหว่าง 6.7 ถึง 9.3 ดังนั้นแม้ในช่วงสว่างที่สุดก็ไม่อาจเห็นได้ด้วยตาเปล่า ยกเว้นท้องฟ้าที่มืดอย่างยิ่ง วันที่ 27 กันยายน ค.ศ. 2007 นาซาส่งยานสำรวจอวกาศดวอ์นไปสำรวจเวสตา (2011-2012) และซีรีส (2015)
การค้นพบ
แนวคิดที่ว่ามีดาวเคราะห์ที่ยังไม่ถูกค้นพบอยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี ได้รับการเสนอโดยโยฮันน์ อีแลร์ต โบเดอใน ค.ศ. 1772 ก่อนหน้าใน ใน ค.ศ. 1596 เคปเลอร์ได้สังเกตช่องว่างระหว่างดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดีแล้ว การพิจารณาของโบเดออิงกฎของทิเทียส-โบเดอ ซึ่งปัจจุบันถูกล้มล้างแล้ว ที่เสนอขึ้นครั้งแรกโดยโยฮัน ดาเนียล ทิเทียสใน ค.ศ. 1766 จากการสังเกตว่ามีรูปแบบสม่ำเสมอในกึ่งแกนเอกของดาวเคราะห์ที่ทราบกัน แต่ใช้ไม่ได้เฉพาะกับช่องว่างใหญ่ระหว่างดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดีเพียงจุดเดียว[14][22] รูปแบบดังกล่าวทำนายว่าดาวเคราะห์ที่หายไปมีกึ่งแกนเอกที่ใกล้กับ 2.8 หน่วยดาราศาสตร์ การค้นพบดาวยูเรนัสของวิลเลียม
เฮอร์เชลใน ค.ศ. 1781 ใกล้กับระยะห่างที่ทำนายไว้จากวัตถุถัดไปจากดาวเสาร์เพิ่มความเชื่อมั่นในกฎของทิเทียสและโบเดอ และใน ค.ศ. 1800 พวกเขาส่งคำร้องไปยังนักดาราศาสตร์ผู้เชี่ยวชาญยี่สิบสี่คน ร้องขอให้พวกเขาประสานงานกันและเริ่มต้นค้นหาดาวเคราะห์ที่คาดคะเนไว้อย่างเป็นระบบ กลุ่มนี้ ซึ่งนำโดยฟรันซ์ ซาแวร์ ฟอน ซัค บรรณาธิการโมนัทลีเชอคอร์เรสปอนเดนซ์ (Monatliche Correspondenz) ขณะที่พวกเขาไม่พบซีรีส ภายหลังได้พบดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่จำนวนมาก[22]
หนึ่งในนักดาราศาสตร์ที่ถูกเลือกมาค้นหานั้นมีจูเซปเป ปีอาซซีจากสถาบันปาเลอร์โม ซิซิลี ก่อนได้รับการเชิญให้เข้าร่วมกลุ่ม จูเซปเป ปีอาซซีค้นพบซีรีสแล้วเมื่อวันที่ 1 มกราคม ค.ศ. 1801 เขากำลังค้นหา “[ดาวฤกษ์]ดวงที่ 87 ในบัญชีรายชื่อดาวฤกษ์จักรราศีของคุณลา ไคลล์” แต่พบว่า “มันตามหลังอีกดวงหนึ่ง”[14] แทนที่จะพบดาวฤกษ์ เขากลับพบวัตถุคล้ายดาวฤกษ์เคลื่อนที่ ซึ่งตอนแรกเขาคิดว่าเป็นดาวหาง ปีอาซซีสังเกตซีรีสรวม 24 ครั้ง ครั้งสุดท้ายเมื่อวันที่ 11 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 1801 เมื่อความเจ็บป่วยรบกวนการเฝ้าสังเกตของเขา เขาประกาศการค้นพบของตัวเมื่อวันที่ 24 มกราคม ค.ศ. 1801 ในจดหมายถึงนักดาราศาสตร์ผู้ติดตามเพียงสองคน บาร์นาบา โอเรียนีแห่งมิลานเพื่อนร่วมชาติ และโบเดอแห่งเบอร์ลิน เขารายงานว่ามันเป็นดาวหางแต่ “เพราะการเคลื่อนที่ของมันช้ามากและค่อนข้างมีแบบแผน มันได้ปรากฏต่อผมหลายครั้งจนมันน่าจะเป็นอะไรที่ดีกว่าดาวหาง” ในเดือนเมษายน ปีอาซซีส่งการสังเกตสมบูรณ์ของเขาไปยังโอเรียนี โบเดอและเจอโรม ลาล็องด์ในกรุงปารีส ข้อมูลนี้ได้รับการตีพิมพ์ในโมนัทลีเชอคอร์เรสปอนเดนซ์ฉบับเดือนกันยายน ค.ศ. 1801
ถึงขณะนี้ ตำแหน่งปรากฏของซีรีสได้เปลี่ยนไปแล้ว (ส่วนใหญ่เนื่องจากการหมุนโคจรของโลก) และใกล้แสงจ้าของดวงอาทิตย์เกินกว่าที่นักดาราศาสตร์คนอื่นจะยืนยันการสังเกตของปีอาซซีได้ ซีรีสควรมองเห็นได้อีกครั้ง แต่หลังจากเวลานานเช่นนั้น เป็นการยากที่จะทำนายตำแหน่งที่แน่ชัด เพื่อหาซีรีสอีกครั้ง คาร์ล ฟรีดริช เกาส์ ซึ่งขณะนั้นอายุ 24 ปี พัฒนาวิธีการตรวจหาวงโคจรที่มีประสิทธิภาพ เขาจัดงานพิจารณาการเคลื่อนที่แบบเคปเลอร์จากการสังเกตสมบูรณ์สามอย่าง (เวลา ไรท์แอสเซนชั่นและเดคลิเนชั่น) ในเวลาเพียงไม่กี่สัปดาห์ เขาทำนายทางเดินของซีรีสและส่งผลการคำนวณให้แก่ฟอน ซัค ในวันที่ 31 ธันวาคม ค.ศ. 1801 ฟอน ซัคและไฮน์ริช เว เอ็ม ออลแบร์สพบซีรีสใกล้กับตำแหน่งที่ทำนายและเป็นการพบอีกครั้งหนึ่ง
การสังเกตช่วงแรกเพียงสามารถคำนวณขนาดของซีรีสได้จากลำดับความสว่างเท่านั้น แฮร์เชลประเมินขนาดมันต่ำกว่าจริงที่ 260 กิโลเมตรใน ค.ศ. 1802 ขณะที่โยฮันน์ ฮีโรนือมุส ชเรอแทร์ประเมินขนาดสูงกว่าจริงที่ 2,613 กิโลเมตร
การจัดประเภทซีรีสนั้นเปลี่ยนแปลงมากกว่าหนึ่งครั้งและยังเป็นหัวข้อถกเถียงกันอยู่ในบางเรื่อง โยฮันน์ อีแลร์ท โบเดอเชื่อว่าซีรีสเป็น “ดาวเคราะห์ที่หายไป” ซึ่งเขาเสนอว่ามีอยู่ระหว่างดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี ที่ระยะห่าง 419 ล้านกิโลเมตร (2.8 หน่วยดาราศาสตร์) จากดวงอาทิตย์[14] ได้มีการกำหนดสัญลักษณ์ดาวเคราะห์ให้ซีรีส และยังขึ้นทะเบียนเป็นดาวเคราะห์ในหนังสือและตารางดาราศาสตร์หลายแหล่ง (ร่วมกับ 2 พัลลัส, 3 จูโน และ 4 เวสตา) เป็นเวลาราวครึ่งศตวรรษ[14][24][32]
เมื่อวัตถุอื่นถูกค้นพบในบริเวณนั้น จึงเป็นที่ทราบว่าซีรีสเป็นตัวแทนวัตถุชิ้นแรกของชั้นวัตถุคล้ายกันจำนวนมาก[14] ใน ค.ศ. 1802 เซอร์วิลเลียม เฮอร์เชลได้ประดิษฐ์คำว่า asteroid (ดาวเคราะห์น้อย, ความหมายตามตัวอักษรว่า “คล้ายดาวฤกษ์”) สำหรับวัตถุเหล่านี้[32] โดยเขียนว่า “พวกมันดูคล้ายดาวฤกษ์ขนาดเล็กมากเสียจนยากที่จะแยกแยะจากมันได้ แม้แต่กล้องโทรทรรศน์ที่ดีมากก็ตาม”[33] เนื่องจากเป็นวัตถุประเภทนี้ชิ้นแรกที่ถูกค้นพบ จึงได้หมายเลข 1 ซีรีสภายใต้ระบบการกำหนดหมายเลขดาวเคราะห์น้อยสมัยใหม่[32]
การโต้วาทีเกี่ยวกับดาวพลูโตและองค์ประกอบของ “ดาวเคราะห์” ใน ค.ศ. 2006 ทำให้ซีรีสถูกนำไปพิจารณาจัดประเภทใหม่ในฐานะดาวเคราะห์ด้วย[34][35] การเสนอนิยามดาวเคราะห์ต่อสหภาพดาราศาสตร์สากล ได้นิยามว่าดาวเคราะห์เป็น “เทหวัตถุซึ่ง (ก) มีมวลมากพอที่แรงโน้มถ่วงของตัวเองจะเอาชนะแรงวัตถุแข็งเกร็ง เพื่อที่จะยังคงรูปร่างสมดุลอุทกสถิต (เกือบกลม) ได้, และ (ข) อยู่ในวงโคจรรอบดาวฤกษ์ และต้องไม่ใช่ดาวฤกษ์หรือดาวบริวารของดาวเคราะห์”[36] หากมตินี้ผ่าน จะทำให้ซีรีสเป็นดาวเคราะห์ดวงที่ห้านับจากดวงอาทิตย์[37] แต่มตินี้ไม่ได้รับการยอมรับ และในประเด็นนิยามทางเลือกมีผลบังคับจนถึงวันที่ 24 สิงหาคม ค.ศ. 2006 กำหนดเงื่อนไขเพิ่มอีกว่า “ดาวเคราะห์” ต้องมี “ย่านโล่งรอบวงโคจรของมัน” ด้วยนิยามนี้ ซีรีสจึงมิใช่ดาวเคราะห์ เพราะมันไม่ได้ครองวงโคจรของมัน แต่ต้องแบ่งกับดาวเคราะห์น้อยอีกหลายพันดวงในแถบดาวเคราะห์น้อยและประกอบด้วยมวลเพียงหนึ่งในสามของมวลทั้งหมด ปัจจุบัน ซีรีสจึงถูกจัดเป็นดาวเคราะห์แคระ
บางครั้งมีการสันนิษฐานว่าซีรีสได้ถูกจัดประเภทเป็นดาวเคราะห์แคระอีกครั้ง และดังนั้น จึงไม่ถูกจัดเป็นดาวเคราะห์น้อยอีกต่อไป ตัวอย่างเช่น ข่าวอัปเดตที่สเปซ.คอม พูดถึง “พัลลัส ดาวเคราะห์น้อยดวงใหญ่ที่สุด และซีรีส ดาวเคราะห์แคระซึ่งอดีตจัดเป็นดาวเคราะห์น้อยดวงใหญ่ที่สุด” ขณะที่โพสต์ถามและตอบของสหภาพดาราศาสตร์สากลแถลงว่า “ซีรีสเป็น (หรือปัจจุบันเราสามารถพูดได้ว่าเคยเป็น) ดาวเคราะห์น้อยดวงใหญ่สุด”[38] แม้ในหน้านั้นพูดถึง “ดาวเคราะห์น้อยดวงอื่น” ข้ามทางเดินของซีรีสและจึงแสดงนัยว่าซีรีสเองยังเป็นหนึ่งในดาวเคราะห์น้อย[39] ศูนย์ดาวเคราะห์น้อยบันทึกว่า วัตถุเหล่านี้อาจมีการกำหนดคู่[40] มติสหภาพดาราศาสตร์สากล ค.ศ. 2006 ซึ่งจัดซีรีสเป็นดาวเคราะห์แคระไม่เคยระบุว่ามันเป็นหรือไม่เป็นดาวเคราะห์น้อย และที่จริงแล้ว สหภาพดาราศาสตร์สากลไม่เคยนิยามคำว่า “ดาวเคราะห์น้อย” (asteroid) แต่อย่างใด โดยใช้คำว่า “ดาวเคราะห์น้อย” (minor planet) แทน กระทั่ง ค.ศ. 2006 และ “วัตถุระบบสุริยะขนาดเล็ก” และ “ดาวเคราะห์แคระ” หลัง ค.ศ. 2006 นาซายังเรียกซีรีสว่าเป็นดาวเคราะห์น้อยต่อไป โดยกล่าวในการแถลงข่าวเมื่อ ค.ศ. 2011 ว่า “ดอว์นจะโคจรรอบดาวเคราะห์น้อยใหญ่ที่สุดในแถบหลังสองดวง” เช่นเดียวกับหนังสือเรียนวิชาการหลายสำนัก
