ฝนดาวตกลีโอนิดส์

ภาพถ่ายดาวตกลีโอนิดส์ จากปี ค.ศ. ๑๙๙๘ โดยนักถ่ายภาพดาราศาสตร์ชาวอิตาเลียน Lorenzo Lovato

คืนไหนที่ฟ้าเปิด และไฟปิด คือต้องมืดพอ ถ้าเราไปนั่งดูดาวตลอดคืน ก็มีโอกาสเห็นดาวตกได้สักสองสามดวงต่อชั่วโมง แต่โอกาสเช่นนั้นคงหาได้ยากสำหรับคนธรรมดา ยากเสียจนคนโบราณว่ากันว่า หากใครได้เห็นแสงสว่างกรีดฟ้าลงมาเป็นดาวตก ก็จะได้สมหวังในพรที่ขอไว้จากทวยเทพ บ้างก็ว่า ดาวตกเป็นเทวดาที่จุติจากสรวงสวรรค์ ลงมาเกิดเป็นมนุษย์ ผู้เฒ่าผู้แก่บ้านเราบ้างก็ห้ามลูกเล็กเด็กแดงไม่ให้ชี้ดาวตก เกรงว่าท่านจะไปเกิดในท้องหมา เปลืองเชื้อเทวดาไปเปล่าๆปลี้ๆ

ดาวตกที่เทลงมาเป็นห่าใหญ่ จนเรียงระดับได้เป็น ฝนดาวตก หรือที่ลงมาจนหูตาพร่าพราย ซึ่งนานๆครั้งจะมีขึ้นทีดังในประวัติศาสตร์ ก็เรียกว่า พายุดาวตก ฝนดาวตกที่มีประจำให้ดูกันได้ตลอดปี ที่นับว่ามีชื่อที่สุดคือ ฝนดาวตกลีโอนิดส์ ซึ่งเคยตกลงมานับแสนๆดวงต่อชั่วโมงมาแล้ว ในปี ค.ศ. ๑๘๓๓ และ ปี ค.ศ. ๑๙๖๖ ครั้งแรกใน ปี ๑๘๓๓ นั้น คนจำนวนมากเชื่อกันว่า เป็นวันตัดสินชะตามนุษย์ตามความเชื่อในศาสนาคริสต์ว่า เป็นวันสิ้นสุดของโลก พาให้เกิดลัทธินิกายต่างๆผุดกันขึ้นมาเป็นดอกเห็ด เพราะผู้คนเกิดพากันตกใจกลัวในบาปกรรมของตัวเองขึ้นมาอย่างกระทันหัน

แต่นักดาราศาสตร์ ทราบกันดีแล้วว่า ดาวหางต่างๆ เมื่อโคจรเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์นานๆครั้งนั้น ความร้อนจากดวงอาทิตย์ ก็จะละลายน้ำแข็งและก๊าซแข็งที่ยึดของแข็งเข้ากันไว้อย่างหลวมๆ พอถูกละลายไม่มีอะไรยึด เศษก้อนหินก้อนกรวดและฝุ่นที่รวมกันเป็นดาวหางส่วนนอกๆ ก็หลุดกระจัดพลัดกระจาย เรี่ยร่ายไปตามแนวโคจรของดาวหางนั้นเป็นกลุ่มๆ วันดีคืนดี โลกของเราโคจรเข้ามาตัดกลุ่มสะเก็ดดาวเหล่านั้นบางกลุ่ม คนบนโลกก็ได้เห็นดาวตกมากเป็นพิเศษ จากการที่สะเก็ดดาวหางพุ่งผ่านบรรยากาศ เกิดความร้อนลุกไหม้เป็นทางสว่าง หรือบ้างก็ปะทุตัวไหม้เป็นลูกไฟ เป็นที่น่าตื่นตาตื่นใจของชาวโลกโชคดีที่บังเอิญได้พบเห็น

ฝนดาวตกลีโอนิดส์ เป็นเศษสะเก็ดจากดาวหาง Temple Tuttle ที่เกาะกลุ่มกันอย่างใกล้ชิด เป็นทางแคบๆสั้นๆ ความที่มีความหนาแน่นมาก และดาวหางดวงนี้โคจรในทิศตรงข้ามกับโลก เมื่อพุ่งเข้ามาในบรรยากาศพร้อมๆกันทีละมากๆ ในราวกลางเดือนพฤษจิกายนของทุกปี ต่างก็มีพลังงานสูงกว่าสะเก็ดจากดาวหางดวงอื่นๆ จึงลุกไหม้เจิดจ้าตื่นตาตื่นใจกว่าฝนดาวตกทั้งมวล

โอกาสที่จะเห็นได้ดีก็มักจะเป็นเวลาหลังจากที่ดาวหางเพิ่งจะโคจรผ่านดวงอาทิตย์ไปไม่นาน ดาวหางดวงนี้มีคาบการโคจรทุกๆ ๓๓.๒ ปี นอกจากสะเก็ดดาวชุดใหม่ที่มาทิ้งไว้ให้ดูต่างหน้าแล้ว ยังมีเศษหลงเหลือจากปีก่อนๆตกค้างที่ยังเกาะตัวเป็นกลุ่มก้อนอยู่ ที่โลกเรายังมีโอกาสโคจรตัดผ่านได้ แต่กลุ่มสะเก็ดดาวที่เก่าหน่อย นานไปก็เริ่มกระจายตัวแผ่ออกไปไม่หนาแน่นเหมือนกลุ่มใหม่ๆ แต่ก็จะเอาแน่เอานอนไม่ได้ เพราะแต่ละครั้ง ก็มีโอกาสทิ้งสะเก็ดได้ไม่เหมือนกัน

เวลานักวิทยาศาสตร์คำนวณโอกาสที่จะได้เห็นดาวตก เขาก็หาคาบการโคจรของโลกและดาวหาง หาที่วงโคจรตัดกันกับเฉพาะกลุ่มสะเก็ดดาวเหล่านี้ ที่ยังคงเกาะตัวกันเป็นทางแคบๆ จนไม่แน่เสมอไปว่าจะมาตัดกับโลกทุกปี ในปีหนึ่งๆ จึงมีช่วงที่มีดาวตกจำนวนสูงอยู่หลายช่วง เช่นในปีนี้ ช่วงแรกที่จะเห็นยอดดาวตกสูงๆ ก็เป็นคืนวันที่ ๑๘ ในฝั่งตะวันตกของอเมริกา แต่จะมีอีกช่วงที่คนในเอเชียตะวันตกเฉียงใต้จะได้เห็นจำนวนมาก เพราะมีสองกลุ่มประกบกัน เพิ่มจำนวนสะเก็ดดาวเข้ามาในบรรยากาศ



ผลการทำนายอัตราฝนดาวตกโดย David Archer(Armagh Observatory) และ Robert H. McNaught( Research School of Astronomy and Astrophysics, Australian National University) แสดงให้เห็นถึงทางโคจรของโลก(เส้นสีน้ำเงิน จุดน้ำเงินแสดงวันที่โลกจะผ่าน) ตัดผ่านกลุ่มสะเก็ดดาวหางกลุ่มต่างๆที่ เทมเปิ้ล-ทัตเติ้ล สลัดทิ้งไว้จากการโคจรเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์ในปีต่างๆตามที่ระบุไว้ สีแก่ของวงรี เป็นกลุ่มใหม่ สีจางลงไปก็จะเป็นกลุ่มเก่าหน่อย จะเห็นได้ว่า ในวันที่ ๑๘ ประมาณตีสองในฝั่งตะวันตกของสหรัฐ เราผ่านเฉียดขอบนอกของกลุ่มสะเก็ดดาวจากปี ๑๗๗๖ แต่ในวันที่ ๑๙ ประมาณตีหนึ่งในเมืองไทย(อ่านรายละเอียดการทำนายเวลาดูฝนดาวตกได้ที่ สมาคมดาราศาสตร์) เราจะฝ่าเข้าปะทะอย่างจังๆกับกลุ่มสะเก็ดสองกลุ่มที่รวมตัวกันจากปี ๑๖๙๙ และ ปี ๑๘๖๖ คนที่โชคดีโลกหันเข้ามาหาตอนนั้นก็คือคนแถวบ้านเราเองแหละค่ะ

นอกจากนี้ก็ยังต้องใช้ตัวแปรอีกมากในการคำนวณ เช่น แรงดึงดูดจากดาวต่างๆและดวงอาทิตย์ แรงกดดันต่ออนุภาคโดยการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ พลศาสตร์ของอนุภาค ที่เดินทางด้วยพลังงานเดิมจากพลังงานดาวหางแม่ การเปลี่ยนแปรของวงโคจรของแต่ละกลุ่มสะเก็ดดาวหางที่ต่างคนต่างไป ด้วยแรงดึงจากดาวใหญ่ๆ เช่น ดาวพฤหัส ฯลฯ อีกมากมาย ข้อมูลจากการบันทึกวัดความเร็วอนุภาค จากเครื่องบินสูงๆ ที่ให้ความแม่นยำของความเร็วสะเก็ดดาวเหล่านี้มีมากขึ้น นาซ่าเพิ่งเริ่มทำการบินเป็นครั้งแรกในปี ค.ศ. ๑๙๙๘ และอีกสองปีที่ผ่านมา ข้อมูลใหม่ๆเหล่านี้ ก็ช่วยให้กระชับสูตรสมการให้ผลการคำนวณได้แม่นยำขึ้นทุกปี ในปี ๑๙๙๙ และ ปี ๒๐๐๐ ก็ได้พบว่าแบบจำลองนี้ให้ผลทำนายได้แม่นยำทีเดียว จึงเชื่อว่า ยิ่งได้ข้อมูลเพิ่มมากเท่าไหร่ ก็จะช่วยกระชับความแม่นยำของการทำนายได้ดีขึ้นมากเท่านั้น

สำหรับนักวิทยาศาสตร์แล้ว ฝนดาวตก มิได้เป็นเพียงขวัญตาจากฟ้าไกลเท่านั้น เพิ่งไม่นานมานี้เอง ที่เริ่มมีการศึกษาฝนดาวตกกันอย่างจริงจัง โดย ใช้เครื่องบินสองลำ บินห่างกัน ๑๒๐ กิโลเมตรอย่างคงที่ (เพื่อช่วยให้วัดระยะทางได้แม่นยำ) บันทึกถ่ายภาพ วัดรังสีต่างๆ เพราะนี่เป็นโอกาสดีราคาไม่แพง(เมื่อเทียบกับยานอวกาศ) ที่เราจะได้ศึกษาส่วนหนึ่งของดาวหาง ที่เข้ามาหาเราเองโดยไม่ต้องส่งยานอวกาศราคาเป็นร้อยๆล้านเหรียญไปหา เรายังห่างไกลกับความเข้าใจที่แท้จริงเกี่ยวกับดาวหางเป็นอย่างมาก เพราะเรายังต้องการเรียนรู้เกี่ยวกับปรากฏการณ์ฝนดาวตกเอง และยังต้องการเรียนรู้เป็นอย่างยิ่ง เกี่ยวกับตัวดาวหางต้นกำเนิด เพราะมันจะเกี่ยวโยงถึงการเรียนรู้ที่มาของตัวเราเอง และสิ่งมีชีวิตทั้งหลายบนโลก



การบินประสานของโครงการ Leonid Multi-instrument Aircraft Campaign - Leonid MAC โดยศูนย์นาซ่าเอมส์


สะเก็ดดาวหางส่วนมาก เป็นของแข็งที่รวมตัวกันอย่างหลวมๆ เหมือนหินทรายพรุนๆที่มีน้ำหนักอย่างมากก็ประมาณเพียง ๑ กรัม ยังไม่เคยมีใครเก็บเศษดาวตกเป็นก้อนๆได้ ก็คงเป็นเพราะไม่มีที่เป็นก้อนใหญ่มากพอให้เหลือรอดลงมายังโลกได้ แต่ก็ยังมีคนอุตส่าห์ไปเก็บตัวอย่างจากบรรยากาศชั้นบนๆ(โดยเครื่องบิน U-2)มาศึกษา ยิ่งสะเก็ดไหนที่พรุนมากเบาบางมาก ก็มีโอกาสรอดได้มาก คงเป็นเพราะมีพื้นที่หน้าตัดให้ช่วยระบายความร้อนได้มาก จึงไม่ไหม้ไปหมดเสียก่อน

โดยทั่วไป ตัวอย่างสะเก็ดดาว จะเป็นเกล็ดหรือผงละเอียดมากสีดำ ประกอบด้วยแร่ธาตุหลายๆอย่าง และธาตุที่ volatile มาก คือแปรสภาพทางเคมีได้ง่าย เช่น คาร์บอน ซิลิก้า โซเดียม และ สังกะสี และสารประกอบอื่นๆ จากคุณสมบัติทั้งทางกายภาพและเคมีบ่งว่า สารประกอบเหล่านี้ ยังไม่เคยผ่านกระบวนการที่ถูกแปรสภาพด้วยความร้อนหรือหลอมเหลว ดังเช่นหินดินบนโลกและดาวเคราะห์ต่างๆเลย อันเป็นการชี้ให้เห็นว่ากระบวนการก่อกำเนิดดาวหางนั้น ต่างไปกับกระบวนการกำเนิดดาวเคราะห์หรือดวงจันทร์ที่เป็นของแข็ง ตรงที่ดาวหางยังคงคุณสมบัติดั้งเดิมของสารประกอบที่สร้างระบบสุริยะขึ้นมา ยังไม่ได้สูญสลายหายไปด้วยกระบวนการทางกายภาพและเคมีแต่อย่างใด เราจะศึกษาเข้าใจที่มาของระบบสุริยะ รวมไปทั้งตัวเราเองด้วยได้ดีขึ้นมาก หากได้ตัวอย่างจากดาวหางมาศึกษามากพอ ก็นับว่าจะได้โคมส่องทางให้เห็นได้ไกลขึ้นไปอีก เพื่อหาหนทางไปสู่การไขปริศนาที่เราอยากรู้มานาน

สะเก็ดดาวเปล่งแสงออกมาได้ ก็เนื่องจากการเดินทางด้วยความเร็วสูงผ่านบรรยากาศ เกิดการปะทะอย่างรุนแรงกับโมเลกุลของก๊าซในบรรยากาศโลก แล้วกลายเป็นไออย่างฉับพลัน เรียกว่า การเกิด ablation นักดาราศาสตร์ต่างเชื่อกันมาว่า สะเก็ดดาวเหล่านี้ หลอมละลายอย่างรวดเร็วด้วยความร้อนจากแรงปะทะ ทำให้แร่ธาตุที่ไวต่อการแปรสภาพ ระเหิดออกไปก่อน แต่ความเชื่อนั้นเปลี่ยนไปอย่างสิ้นเชิง เมื่อ Ian Murray แห่งมหาวิทยาลัย Regina ในแคนาดาซึ่งติดไปสังเกตการณ์บนเครื่องบินนาซ่า ร่วมกับผู้ร่วมทีมที่สังเกตการณ์ประกอบกันจากภาคพื้นดิน Alan Le Blanc แห่งมหาวิทยาลัย Mount Allison ในแคนาดาเช่นกัน ไปสังเกตการณ์ ฝนดาวตก ในปี ค.ศ. ๑๙๙๘ ที่ประเทศมองโกเลีย ได้พบว่า สะเก็ดดาวขนาดก้อนกรวด จะมีลำเจ็ทพุ่งออกมาเป็นทางยาวถึงสองกิโลเมตร

Murray เองเชื่อว่า อาจจะมีฟ้าผ่าสะเก็ดดาว ทำให้เกิดลำเจ็ทอย่างนั้น แต่ Mike Taylor แห่งมหาวิทยาลัยยูท่าห์ ซึ่งได้ร่วมสำรวจในโครงการเดียวกันในปีต่อมา พบปรากฎการณ์ที่ สะเก็ดดาวบางชิ้น หมุนตัวอย่างรวดเร็ว สาดโยนมวลสารของตัวเองออกมาจากด้านข้าง ในระหว่างที่สะเก็ดดาวพุ่งตัวสู่โลกด้วยความเร็วสูงถึง ๗๑-๗๒ ไมล์ต่อวินาที Taylor ปรับอุปกรณ์ของเขาให้บันทึกแสงที่เปล่ง(emission)จากอะตอมของแมกนีเซียมในสารประกอบ Olivine ในสะเก็ดชิ้นนั้น ที่ความยาวคลื่น ๕๑๗ นาโนเมตร(สีเขียว) มวลชิ้นเล็กๆที่ถูกสาดออกข้างๆ ก็ระเหิดทำให้ควันก๊าซที่ห่อหุ้มสะเก็ดดาว มีขนาดใหญ่กว่าสะเก็ดนั้นอีก



ภาพถ่ายโดย Mike Taylor ที่แสดงมวลถูกสาดออกมาจากด้านข้างของส่วนหัวสะเก็ดดาวขณะลุกไหม้ไปในบรรยากาศ


การค้นพบนี้สำคัญมาก เพราะมันอธิบายได้ว่า ส่วนที่ถูกความร้อนจัดๆจากการผ่านเข้ามาในบรรยากาศ คือกลุ่มก๊าซที่ห่อหุ้มสะเก็ดดาวอยู่ บรรยากาศรอบๆก็ถูกเปลี่ยนไปทางเคมี ตัวสะเก็ดดาวก็ได้รับการปกป้องจากความร้อน จึงมีบางส่วนรอดตกลงมายังพื้นโลกได้ แม้เราจะมองไม่เห็นหาไม่เจอ

นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่า ในระยะแรกเกิดของระบบสุริยะ พายุสุริยะจากดวงอาทิตย์วัยเยาว์นั้น ปั่นป่วนรุนแรงมาก ดาวเคราะห์วงใน ซึ่งรวมทั้ง โลก ด้วย ก็ถูกอิทธิพลจากพายุสุริยะอันรุนแรงนี้ ปัดเป่าบรรยากาศสูญหายไปหมด น้ำที่มีมาแต่เดิมก็ระเหยหายไปหมดสิ้น กลายเป็นพื้นโลกว่างเปล่าที่ปลอดเชื้อหรือสารอินทรีย์ใดๆที่จะพัฒนามาเป็นสิ่งมีชีวิตได้ ต่อมาภายหลัง จากดาวหางที่ยังมีสารอินทรย์ที่ยังไม่ได้ถูกทำลายไป ผ่านมาทิ้งสะเก็ดดาวให้ตกลงมาเป็นเชื้อชีวิตให้ชาวโลกได้ถือกำเนิดขึ้นมากัน

แต่ทฤษฎีนี้มีปัญหาอยู่หน่อยหนึ่งว่า แล้วสารอินทรีย์จากดาวหางเหล่านี้ จะรอดการเผาผลาญด้วยความร้อนในบรรยากาศโลกมาได้อย่างไร

หากยืนยันได้แน่ชัดว่า มีโอกาสที่สะเก็ดดาวได้รับการปกป้องจากอุณหภูมิสูงๆพอที่จะรักษาสารอินทรีย์เหล่านี้ได้ มีหลงเหลือตกมายังโลก ก็จะช่วยทำความกระจ่างในปัญหาที่ว่า ชีวิตกำเนิดมาบนโลกได้อย่างไรได้ด้วย

แต่เรายังต้องศึกษากันอีกมาก กว่าจะพิสูจน์ทฤษฏีนี้ได้ ในปีนี้ นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก ก็ตั้งตารอโอกาสขึ้นไปหาตัวอย่าง และเก็บข้อมูลมาศึกษากันอีกอย่างใจจดใจจ่อ หากได้ข้อมูลมากพอที่จะยืนยันกันได้เมื่อไร เราก็จะได้ยืดอกบอกได้ว่า ตัวเรานั้นมีที่มาจากต่างดาวนั่นเอง

ในปีหน้า จะเป็นปีสุดท้ายที่โลกจะตัดผ่านกลุ่มที่ค่อนข้างหนาแน่นของสะเก็ดดาวก็จริง แต่พระจันทร์เกือบเต็มดวงจะบังดาวตกส่วนใหญ่ ทำให้เห็นได้ไม่ชัด หลังจากปีหน้า ก็คงจะเป็นโอกาสสุดท้ายที่โลกจะผ่านกลุ่มสะเก็ดดาวชุกๆอย่างนี้ เพราะทางโคจรของกลุ่มสะเก็ดดาวจะถูกดึงดันไปโดยดาวเคราะห์ใหญ่ๆ เช่น ดาวพฤหัส ที่จะมาเข้ารบกวน กว่าจะได้มีโอกาสตัดทางโคจรของกลุ่มสะเก็ดดาวที่จับตัวกันหนาแน่นเป็นกลุ่มเป็นก้อนอย่างนี้อีก ก็ต้องรอไปถึงปี ค.ศ. ๒๐๙๙ โน่นแน่ะ ใครยังไม่คิดจะไปดู ก็พยายามไปเถอะค่ะ ยังไงเหลนหลานในอีกร้อยปีข้างหน้า จะได้อวดเพื่อนๆว่า ปู่ย่าตายายก็ได้เห็นฝนดาวตกเมื่อร่วมศตวรรษมาแล้ว


กรุณาเลือก วิธีแสดงกระทู้ Default ให้แสดงทุกความเห็น เพื่อสามารถเห็นข้อความต่อเนื่องของข่าว จากความเห็นแรกๆ ที่ถูกดันตกไปเมื่อมีการแสดงความเห็นเกิน ๑๐ ความเห็น



อ่านเพิ่มเติม

The Leonids โดย Gary Kronk

NAMN Notes: November 2001

The October Leonid Forecast for 2001 โดยโครงการสิ่งแวดล้อมในอวกาศและผลกระทบ แห่งศูนย์นาซ่า Marshall Space Flight Center

The Leonid Meteors 2001: a chance to see a meteor storm โดย Armagh Observatory

Ready for the Storm โดย Peter Jenniskens แห่ง ศูนย์วิจัยนาซ่าเอมส์

Animations เมื่อโลกโคจรผ่านสายธารสะเก็ดดาว

ประมวลคลิปวีดีโอ และภาพนิ่ง ที่ถ่ายจากเครื่องบินศึกษาฝนดาวตกจากบรรยากาศชั้นสูง

มาดูฝนสะเก็ดดาวกันเถอะ โดย พวงร้อย คำเรียง(๑๙๙๘)

พายุสะเก็ดดาวจะเป็นภัยต่อดาวเทียมอย่างไร? โดย พวงร้อย คำเรียง