สอนพิกัดทางดาราศาสตร์อย่างง่าย ยกระดับการดูดาวให้ล้ำกว่าเดิม



เคยไหมเวลาดูดาวกับเพื่อนแล้วเพื่อนก็บอกว่า “เห้ย ๆ ดาวทางซ้าย” “ซ้ายไหนของมึงวะ” “ซ้ายนิดนึงตรงที่สว่าง ๆ”  “เชื่ยไหนของมึงเนี่ย” “มึงดูนิ้วกูนะ” “พอไอ้สัส ไม่ดูแล้ว” วันนี้เราจะมาแก้ปัญหานี้กัน

จากความที่เคยมองท้องฟ้าเป็นแค่ท้องฟ้า มองดาวเป็นแค่ดาว มองดวงจันทร์เป็นแค่ดวงจันทร์ ไม่รู้ว่าทิศเหนือใต้อยู่ทางไหน ไม่เคยสังเกตว่าดาวเคลื่อนที่อย่างไร คนทั่วโลกมองเห็นดาวแบบเดียวกันกับที่เราเห็นไหม การศึกษาเรื่องระบบพิกัดทางดาราศาสตร์จะทำให้เรามองท้องฟ้าแปลกออกไปจากเดิม รวมทั้งรู้เหตุผลของการเกิดปรากฎการณ์ต่าง ๆ บนโลกที่แต่ก่อนอาจมองว่าเป็นความบังเอิญชวนตื่นตาตื่นใจแต่ในความเป็นจริงแล้วโลกแค่โคจรรอบดวงอาทิตย์ตามแรงโน้มถ่วงของกันและกันเท่านั้น

แล้วระบบพิกัดทางดาราศาสตร์คืออะไร สำคัญด้วยไหม

ถ้าเราจริงจังกับการดูดาวแน่นอนเลยว่าสำคัญ เนื่องจากดาวบนฟ้านั้นมีมากมายมหาศาล ให้นั่งนับนอนนับตลอดทั้งคืนก็นับได้ไม่หมดเพราะมันจะให้เราปวดหัวเปล่า ๆ นักดาราศาสตร์จึงกำหนดวิธีดูดาวที่ศึกษาได้ง่าย เกิดความเข้าใจตรงกัน คนหนึ่งมองเห็นดาวดวงไหน อีกคนก็จะเห็นเช่นกัน โดยไม่เกิดความสับสนว่าดาวที่เรากับเพื่อนมองอยู่นั้นใช่ดาวดวงเดียวกันหรือเปล่า

เราจะพาผู้อ่านทำความรู้จักกับระบบพิกัดทางดาราศาสตร์ที่เล็กที่สุด ซึ่งเราเรียกระบบนี้ว่า ระบบพิกัดเส้นขอบฟ้า (Horizontal Coordinate System) เมื่อพูดถึงเส้นขอบฟ้าเราคงนึกถึงทะเลที่เมื่อมองออกไปให้ไกลสุดลูกหูลูกตา เราก็จะเห็นจุดที่เรียกว่าขอบฟ้า (Horizon) ในยุคสมัยก่อนผู้คนต่างเชื่อกันว่าถ้าเดินเรือไปถึงเส้นขอบฟ้าแล้วอาจตกโลกได้ เพราะพวกเขาเชื่อว่าโลกนั้นแบน ทำให้ชาวประมงกลัวและไม่กล้าขี่เรือออกไปหาปลาไกลจากฝั่ง

แต่ก็ต้องขอขอบคุณอริสโตเติลที่ได้หักล้างความคิดนั้นลง เพราะเขาได้ค้นพบว่าจริง ๆ แล้วโลกไม่ได้แบน แต่โลกนั้นกลมต่างหาก โดยเขารู้ได้จากการสังเกตดาวนั้นเอง แต่ไม่ว่าโลกจะกลมหรือแบนหรือยังไงก็ตาม เราจะมองเห็นเส้นขอบฟ้าจริง ๆ ได้ก็ต่อเมื่อท้องฟ้าต่อเป็นเส้นขนานกันกับพื้นผิวโลกที่มีผิวเป็นของเหลวเท่านั้น คือต่อให้ไปยืนอยู่กลางทะเลทรายซาฮาร่าเราก็มองไม่เห็นเส้นขอบฟ้าที่แน่นอนได้เพราะทะเลทรายก็ยังมีเนินเล็ก ๆ โผล่ขึ้นมาบังเส้นขอบฟ้าที่แท้จริงอยู่ดี

เมื่อรู้ดังนี้แล้ว สิ่งที่เราจะได้รู้ต่อไปก็คือ จุดเหนือศีรษะ (Zenith) และจุดใต้เท้า (Nadir) ความหมายก็ตรงตามชื่อเลย ทุกคนนั้นจะมีจุดเหนือศีรษะและจุดใต้เท้าเป็นของตนเองเสมอ ถ้านึกภาพไม่ออกให้คุณนึกถึงตัวละครในเกม The Sims ที่แต่ละตัวละครจะมีแท่งสีเขียว ๆ บนหัวประจำการเป็นของตัวมันเองทุก ๆ ตัว เหมือนที่เรามีจุดเหนือศีรษะเป็นของตนเองพร้อมติดตามตัวไปด้วยเสมอ

มุมอะซิมุท และ มุมอัลติจูด

ต่อมาสิ่งสำคัญที่สุดที่ขาดไปไม่ได้นั้นก็คือ มุมอะซิมุท (Azimuth) และมุมอัลติจูด (Altitude) สองมุมนี้ใช้บอกตำแหน่งของดาวในชั่วขณะหนึ่งได้ โดยมุมอะซิมุทแปลเป็นภาษาไทยเลยก็คือ มุมทิศ วัดได้โดยเริ่มต้นวัดจากทิศเหนือลากไปตามเส้นขอบฟ้าลักษณะตามเข็มนาฬิกาจนถึงทิศตะวันออกจะได้มุมทิศเท่ากับ 90 องศา และถ้าลากยาวต่อไปถึงทิศใต้ จะได้มุมทิศเท่ากับ 180 องศา ลากต่อไปเรื่อย ๆ จนถึงทิศตะวันตก ก็จะได้มุมทิศเท่ากับ 270 องศา ลากยาวไปอีกจนถึงทิศเหนือที่จุดเดิมจะได้มุมทิศเท่ากับ 360 องศาหรือ 0 องศานั้นเอง

ส่วนมุมอัลติจูด คนไทยเรียกมุมนี้ว่า มุมเงย มีทิศจากเส้นขอบฟ้าลากขึ้นไปจนถึงจุดเหนือศีรษะของเรา โดยองศาของมุมเงยจะอยู่ระหว่าง 0 – 90 องศาเท่านั้น ถ้าวัดแล้วได้ค่ามากกว่าที่กำหนดมาแสดงว่าได้มีการหลังแอ่นกันเกิดขึ้นแน่ (ฮา)

แล้วจะวัดมุมได้ยังไง

เวลาออกไปดูดาวนอกสถานที่จริงนั้น การวัดมุมเงยให้เป๊ะก็ต้องพึ่งอุปกรณ์แพง ๆ ในการวัด แต่ไม่ใช่กับทุกคนที่จะมีเงินมากพอที่จะซื้อได้ เราจึงขอแนะนำการวัดมุมเงยแบบพื้นฐานแต่ไม่ค่อยมาตรฐานนี้ไปก่อน นั้นก็คือการวัดโดยใช้มือ สามารถทำได้ 5 รูปแบบ 5 ขนาดด้วยกัน ดังนี้

  • ชูนิ้วก้อย = 1 องศา
  • ชูนิ้วชี้ นิ้วกลาง และนิ้วนาง = 5 องศา
  • กำปั้น = 10 องศา
  • กางนิ้วชี้ และนิ้วก้อยให้ห่างกันมากที่สุด = 15 องศา
  • กางนิ้วหัวแม่มือ และนิ้วก้อยให้ห่างกันมากที่สุด = 22 องศา

ระบบพิกัดเส้นขอบฟ้านี้จะยึดตำแหน่งของผู้สังเกต (Observer) บนโลกไม่ใช่ดาวฤกษ์หรือวัตถุท้องฟ้าใด ๆ เป็นสำคัญ ดังนั้น ดาวหรือวัตถุท้องฟ้าจะเคลื่อนที่ตลอด (ยกเว้นกรณีของดาวเทียมค้างฟ้า) ค่าอะซิมุทและค่าอัลติจูดของดาวจึงเปลี่ยนแปลงตามเวลา นอกจากนี้ ผู้สังเกตที่อยู่คนละที่กัน เช่นผู้สังเกตที่ประเทศไทยกับผู้สังเกตที่ประเทศไอซ์แลนด์กำลังมองไปที่ดาวดวงเดียวกันในเวลาเดียวกัน ค่าอะซิมุทและค่าอัลติจูดของดาวจะแตกต่างกันด้วย ดังนั้น ตำแหน่งของผู้สังเกตจึงเป็นสิ่งสำคัญต่อการสังเกตดาว

ภาพจำลองการมองเห็นของผู้สังเกตที่ประเทศไทย ประเทศตุรกี และประเทศไอซ์แลนด์ตามลำดับเมื่อมองไปที่ดาวเหนือ ซึ่งมีมุมเงยต่างกันเพราะละติจูดของผู้สังเกตที่ต่างกันนั้นเอง ที่มา – Aplication Star Chart

นอกจากนี้ ระบบพิกัดทางดาราศาสตร์ไม่ได้มีแค่ระบบพิกัดเส้นขอบฟ้าแค่อย่างเดียว แต่ยังมีระบบพิกัดอื่น ๆ อีก ได้แก่ ระบบพิกัดเส้นศูนย์สูตรฟ้า (Celestial Equatorial Coordinate System) ระบบพิกัดเส้นสุริยะวิถี (Ecliptic Coordinate System) และ ระบบพิกัดกาแลกติก (Galactic Coordinate System) ระบบที่พูดมาทั้งหมดนั้นต้องใช้จินตนาการเข้าช่วยเวลาออกไปดูดาวนอกสถานที่จริง ซึ่งเป็นเรื่องที่ต้องใช้เวลาทำความเข้าใจและค่อย ๆ เรียนรู้ จึงไม่สามารถจะสรุปให้เข้าใจในแบบสั้น ๆ ได้

อย่างไรก็ตาม การใช้ระบบพิกัดทางดาราศาสตร์เข้าช่วยจะทำให้เราเห็นดาวฤกษ์หรือวัตถุท้องฟ้าที่เราตามหาอยู่ได้อย่างรวดเร็ว ช่วยให้เราและเพื่อนร่วมสังเกตการณ์ของเรามองจุดสว่าง ๆ เล็ก ๆ บนท้องฟ้าเป็นจุดเดียวกันได้ ถึงแม้จะเป็นจุดที่ริบหรี่มากก็ตาม