ฝนดาวตกคืออะไรกันแน่ ทำไมถึงเกิดขึ้นเป็นฤดูกาล ลองเล่นแบบจำลองการเกิด



เคยฟังข่าวที่นักประกาศข่าวพูดเกี่ยวกับปรากฎการณ์ฝนดาวตกที่จะมาถึงเร็ว ๆ นี้ พร้อมกับรูปประกอบโชว์ขึ้นที่หน้าจอทีวีของหรือเปล่า ถ้าคุณเคย คุณอาจคิดว่าฝนดาวตกน่าจะเป็นลักษณะที่มีดาวตกตกลงมาเหมือนกับสายฝน แล้วเห็นอยู่เต็มท้องฟ้าทุกทิศทุกทาง เสมือนกับว่าคุณยืนอยู่ท่ามกลางดอกไม้ไฟที่สวยงามตระการตา แต่ภาพที่ปรากฏมันอาจจะไม่ได้เป็นเช่นนั้นก็ได้

ความจริงแล้วฝนดาวตกไม่ใช่ดาวตกที่ตกมารัว ๆ เหมือนห่าฝนแต่อย่างใด แต่มีอัตราการตกเป็นจำนวนดวงต่อชั่วโมง  และถ้ายิ่งอัตราการตกเยอะเราก็มีโอกาสที่จะเห็นดาวตกในช่วงเวลานั้นเยอะขึ้น เว้นแต่เราจะอาศัยอยู่ในเมืองที่มีแสงไฟจากตึกรามบ้านช่องหรือแสงไฟจากถนนที่เปล่งแสงสู้กับแสงของการลุกไหม้ของหินอวกาศ จนเรามองไม่เห็นดาวตกเลย 

แล้วฝนดาวตกเกิดขึ้นได้อย่างไร

ก่อนอื่นเลยสิ่งที่เราจะต้องรู้คือ วัตถุท้องฟ้าที่โคจรรอบดวงอาทิตย์นั้นไม่ได้มีแค่ดาวเคราะห์ที่เรารู้จักกัน แต่ยังมีวัตถุท้องฟ้าอื่น ๆ อีกมากมายที่เราอาจจะยังไม่รู้ว่ามันก็โคจรรอบดวงอาทิตย์ของเราอีกด้วย สิ่งหนึ่งที่จะพูดถึงนั้นก็คือ ดาวหาง (Comet)

ดาวหาง คือวัตถุชนิดหนึ่งในระบบสุริยะที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ มีคาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์ทั้งคาบสั้นและคาบยาว โดยดาวหางที่มีคาบการโคจรสั้นที่สุดคือ ดาวหางเองเคอ (Comet Encke) ใช้เวลาโคจรรอบดวงอาทิตย์เพียงแค่ 3.3 ปี ส่วนดาวหางที่มีคาบการโคจรคาบยาวอาจจะใช้เวลาโคจรตั้งแต่พันปีถึงหลายล้านปี แต่ก็มีดาวหางบางดวงที่แวะเข้ามาเยือนดวงอาทิตย์แค่เพียงครั้งเดียวจากนั้นก็ไปแล้วไปลับไม่กลับมาอีกเลย

ภาพจำลองดาวหาง ที่มา – NASA/JPL-Caltech

ดาวหางนั้นจะมีส่วนที่เรียกว่า นิวเคลียส ซึ่งมีขนาดตั้งแต่ 0.5 กิโลเมตรจนถึง 50 กิโลเมตร ประกอบไปด้วยหินแข็ง ฝุ่น น้ำแข็ง และแก๊สแข็ง เรานิยมเรียกองค์ประกอบรวม ๆ นี้ได้ว่า “ก้อนหิมะสกปรก” แต่เมื่อดาวหางเคลื่อนที่เข้ามาในระบบสุริยะชั้นในเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้น ความร้อนจากดวงอาทิตย์จะทำให้น้ำแข็งและแก๊สแข็งระเหิดกลายเป็นไอ และขณะเดียวกันนั่นก็มีเศษชิ้นส่วนขนาดเล็กของดาวหางถูกสลัดทิ้งไว้ตามทางโคจร เรียกว่า “ธารสะเก็ดดาว”

การเกิดของฝนดาวตกก็คือการที่โลกของเราเคลื่อนที่เข้าตัดหรือเคลื่อนที่เข้าใกล้กับเส้นทางของธารสะเก็ดดาวที่มีทั้งเศษฝุ่น เศษชิ้นส่วนขนาดเล็ก จนถึงเศษชิ้นส่วนขนาดใหญ่ของดาวหางที่ได้ทิ้งเอาไว้ขณะโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ซึ่งเศษชิ้นส่วนเหล่านี้จะถูกแรงดึงดูดของโลกดึงเข้ามาเผาไหม้ในชั้นบรรยากาศเกิดเป็นลำแสงวาบขึ้นให้เห็นตอนกลางคืน เราจึงเห็นดาวตกตกมากเป็นพิเศษ

ฤดูกาลของฝนดาวตก

ถ้าเราติดตามปรากฎการณ์ฝนดาวตกทุก ๆ ปี เราจะจำได้ว่าในเดือนนี้จะมีฝนดาวตกของกลุ่มดาวนี้ เดือนหน้าก็จะมีฝนดาวตกของกลุ่มดาวนี้ ซึ่งเหมือนกับเป็นคาบการเกิดฝนดาวตกที่ใช้ระยะเวลาประมาณ 1 ปีในการที่จะเกิดปรากฎการณ์นี้ขึ้นอีกครั้ง คำถามก็คือ ทำไมในแต่ละฤดูกาลถึงได้เกิดฝนดาวตกเหมือนแบบที่เคยเกิดขึ้นเมื่อปีก่อนเป๊ะ ๆ

ดวงสว่างตรงกลางคือดวงอาทิตย์ ส่วนดาวสี ๆ คือดาวเคราะห์ต่าง ๆ และสีขาวที่วนรอบแทนธารสะเก็ดดาว ที่มา – meteorshowers.org

เรื่องแบบนี้อธิบายได้ไม่ยาก โดยเราอยากให้ลองจินตนาการว่าเรากำลังเดินเป็นวงกลมทวนเข็มนาฬิกาอ้อมกะละมังอันใหญ่อันหนึ่ง แล้วตรงพื้นรอบนอกทางด้านขวามือของคุณมีก้อนหินโปรยเป็นทางมีทั้งแบบโปรยเฉียดเส้นทางการเดินของคุณ และแบบที่โปรยตัดกับเส้นทางการเดินของคุณเข้าไปยังข้างในด้านซ้ายมือคุณ เราจะเปรียบตัวเราเป็นโลก กะละมังใหญ่ที่คุณเดินอ้อมอยู่คือดวงอาทิตย์ การเดินอ้อมกะละมังครบ 1 รอบของคุณเท่ากับ 1 ปีของโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ ส่วนก้อนหินที่คุณเจอในระยะที่เฉียดนิด ๆ หรือก้อนหินที่คุณเหยียบคือ ธารสะเก็ดดาว ที่บอกว่าเป็นธารสะเก็ดดาวเพราะมันไม่ได้แค่อยู่รวมกันเป็นกลุ่ม แต่อยู่เป็นกลุ่มและสายธารวงกลมทิ้งไว้ตามทางที่ดาวหางดวงนั้นเคยผ่าน

ธารสะเก็ดดาวนั้นไม่จำเป็นต้องอยู่ในระนาบเดียวกับที่โลกโคตรรอบดวงอาทิตย์เช่นกัน ที่มา – meteorshowers.org

เมื่อถึงเวลาที่เราเดินทางมาถึงก้อนหินพวกนั้น เราที่เปรียบเป็นโลกก็จะใช้แรงดึงดูดดึงเอาก้อนหินพุ่งเข้าใส่ตัวเรา เป็นฝนดาวตก แต่เมื่อคุณเดินต่อไปแล้วเดินวนกลับมาที่เดิมอีกครั้ง มันก็จะเกิดปรากฎการณ์ฝนดาวตกเหมือนเดิม พอคุณเดินต่อไปอีกแล้ววนกลับมาที่เดิม ก็ยังเกิดปรากฎการณ์ฝนดาวตกอีกครั้งเหมือนเดิมอย่างนี้ต่อไปเรื่อย ๆ ซึ่งเป็นเหตุผลที่ฝนดาวตกของกลุ่มดาวใดกลุ่มดาวหนึ่งเกิดขึ้นทุก ๆ ปี วันที่เกิดปรากฎการณ์อาจจะไม่ตรงกันเสมอไปแต่จะอยู่ในช่วงเดือนเดียวกันของทุก ๆ ปี

ถ้ายังไม่เห็นภาพแนะนำให้ไปลองเล่นเว็บไซต์ meteorshowers.org ซึ่งจะแสดงเป็นโมเดล 3 มิติและจำลองการเกิดฝนดาวตกในมุมมองของระบบสุริยะให้เรา

ก่อนสิ้นปี 2018 นี้ยังเหลือปรากฎการณ์ฝนดาวตกให้ชมอีก 2 เหตุการณ์คือ ฝนดาวตกเจมินิดส์ (Geminids meteor shower) มีอัตราการตกเยอะมากโดยอยู่ที่ 120 ดวงต่อชั่วโมงของคืนวันที่ 14 จนถึงเช้าวันที่ 15 ธันวาคม 2561 จุด Radiant อยู่ที่กลุ่มดาวคนคู่ ทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือ และมีฝนดาวตกเออซิด (Ursids meteor shower) อัตราการตกอยู่ที่ 10 ดวงต่อชั่วโมง ในคืนวันที่ 21 ถึงเช้าวันที่ 22 ธันวาคม 2561 จุด Radiant อยู่ที่กลุ่มดาวหมีเล็ก ทางทิศเหนือ ซึ่งในวันที่ 21 ธันวาคมตรงกับวันเหมายัน (Winter Solstice) พอดี เส้นสุริยะวิถีจะอยู่ที่ละติจูด 23.5 องศาใต้ ลงต่ำมากที่สุดของปี จึงทำให้ทางซีกโลกใต้เป็นฤดูร้อน แล้วทางซีกโลกเหนือเป็นฤดูหนาว (ซึ่งก็ไม่ทำให้ประเทศไทยหนาวขึ้นแต่อย่างใด) นอกจากนี้ยังทำให้เป็นวันที่กลางคืนยาวนานมากที่สุดของปีอีกด้วย

สำหรับการเตรียมความพร้อมสำหรับดูฝนดาวตกนั้น เราขอแนะนำให้คุณหาที่มืด ๆ สำหรับนอนดูดาว เพราะยิ่งมืดยิ่งมองเห็นฝนดาวตกได้ชัด และอยากให้ดูในช่วงที่ไม่มีแสงจันทร์รบกวน