การกลับมาของฝนดาวตกสิงโต
เมื่อบทความนี้ออกสู่สายตาผู้อ่าน ผมเชื่อว่าข่าวคราวของฝนดาวตกสิงโตหรือที่เรียกกันติดปากว่าลีโอนิดส์ เริ่มปรากฏในหน้าหนังสือพิมพ์และสื่อต่างประเทศแล้ว และเป็นไปได้ที่สื่อของไทยจะต้องหยิบยกมากล่าวถึง เพราะปรากฏการณ์ในปีนี้คาดว่าจะมองเห็นได้ดีในประเทศแถบเอเชียแปซิฟิกรวมทั้งอเมริกา ประชาชนคนไทยจำนวนมากที่เคยไปดูฝนดาวตกสิงโตเมื่อปี 2541 คงมีคำถามเกิดขึ้นในใจว่าการทำนายครั้งนี้เชื่อถือได้เพียงใด และมีโอกาสจะมองเห็นดาวตกในประเทศไทยได้มากน้อยแค่ไหน นั่นเป็นประเด็นสำคัญที่บทความนี้คงจะช่วยตอบคำถามและคลายข้อข้องใจบางอย่างลงได้
ท้องฟ้าในคืนเดือนมืดที่ไร้เมฆหมอก มีดาวตกให้เห็นอยู่เสมอตามปกติ แต่คืนวันที่ 12 พฤศจิกายน ค.ศ. 1833 มีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้นเหนือท้องฟ้าด้านตะวันออกของสหรัฐอเมริกา ดาวตกสว่างไสวจำนวนมากพาดผ่านท้องฟ้าดวงแล้วดวงเล่า ดูราวกับสายฝนที่โปรยปรายลงมาจากสรวงสวรรค์ นี่ไม่ใช่เหตุการณ์ครั้งแรกที่โลกประสบ เราสามารถพบบันทึกเหตุการณ์ทำนองนี้ได้จากเอกสารทางประวัติศาสตร์ของหลายชนชาติ ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นครั้งนี้นำมาสู่การศึกษาฝนดาวตกอย่างเป็นวิทยาศาสตร์ ไม่กี่สัปดาห์ต่อมาหลังจากปรากฏการณ์ในคืนนั้น เดนิสัน โอล์มสเตด ศาสตราจารย์ด้านคณิตศาสตร์และปรัชญาธรรมชาติแห่งมหาวิทยาลัยเยลได้รวบรวมข้อมูลของเหตุการณ์ และชี้ว่าดาวตกที่เห็นนั้นเกิดจากอนุภาคในอวกาศที่เข้ามาในบรรยากาศโลกด้วยความเร็วสูง รวมทั้งพบว่าดาวตกเหล่านี้มีทิศทางที่พุ่งออกมาจากจุดหนึ่งบนท้องฟ้าบริเวณกลุ่มดาวสิงโต ซึ่งแท้จริงเป็นภาพที่เกิดจากมุมมอง กล่าวคือ ความจริงแล้วอนุภาคเหล่านั้นเคลื่อนที่ในทิศทางที่ขนานกัน แต่ที่เราเห็นว่าดูคล้ายพุ่งกระจายออกมาจากจุด ๆ หนึ่งเป็นเพราะเหตุผลลักษณะเดียวกันกับที่เรามองเห็นรางรถไฟที่ดูเหมือนออกมาจากจุด ๆ หนึ่งที่ขอบฟ้าในเวลาที่เราไปยืนอยู่ตรงกลางของรางรถไฟ
พายุดาวตกสิงโตในปี 1833 ทำให้มีการค้นพบและเข้าใจถึงบันทึกเหตุการณ์แบบเดียวกันนี้ในเอกสารทางประวัติศาสตร์ย้อนกลับไปถึง ค.ศ. 902 และยังพบว่ามีดาวตกเกิดขึ้นในเดือนพฤศจิกายนในอัตราที่สูงทุก ๆ ประมาณ 33 ปี จากนั้นในปี 1866 ก็เกิดฝนดาวตกสิงโตในอัตราที่สูงเช่นกัน ช่วงเวลานี้เองที่มีการค้นพบดาวหางสองดวง คือ สวิฟต์-ทัตเทิล และเทมเพล-ทัตเทิล ซึ่งปรากฏว่าวงโคจรของดาวหางสวิฟต์-ทัตเทิลสอดคล้องกับวงโคจรของดาวตกในกลุ่มฝนดาวตกเปอร์เซอุสที่มองเห็นได้ในเดือนสิงหาคม ส่วนดาวหางเทมเพล-ทัตเทิลมีวงโคจรสอดคล้องกับฝนดาวตกสิงโต นักดาราศาสตร์จึงทราบที่มาของอุกกาบาตที่ก่อให้เกิดฝนดาวตก ปัจจุบันนี้เรารู้จักกลุ่มฝนดาวตกที่เกิดขึ้นในรอบปีอยู่หลายกลุ่ม ในแต่ละปีมีกลุ่มฝนดาวตกที่เราสามารถทำการสังเกตการณ์และนำมาวิเคราะห์ได้มากกว่า 10 กลุ่ม
เมื่อคืนวันที่ 17 พฤศจิกายน 2541 ผู้คนทั่วโลกเฝ้อรอชมฝนดาวตกสิงโตกันอย่างเอิกเกริก สื่อทั้งไทยและเทศเกาะติดความเคลื่อนไหวในเรื่องนี้ นับเป็นข่าวในแวดวงดาราศาสตร์ที่ได้รับความสนใจจากประชาชนทั่วไปมากที่สุดข่าวหนึ่ง แต่ปรากฏการณ์ในคืนนั้นสร้างความผิดหวังให้กับผู้คนเหล่านั้น แต่ก็ยังมีประชาชนอีกจำนวนหนึ่งในประเทศไทยและยุโรปที่มีโอกาสมองเห็นดาวตกดวงสว่างจำนวนมากที่เกิดขึ้นในคืนวันที่ 16 พฤศจิกายน เกิดขึ้นอะไรขึ้นกับฝนดาวตกกลุ่มนี้? เหตุใดเวลาที่เกิดดาวตกในอัตราสูงสุดจึงไม่เป็นไปตามความคาดหมาย? การศึกษาพฤติกรรมความเปลี่ยนแปลงของธารสะเก็ดดาวที่ก่อให้เกิดฝนดาวตกสิงโตอย่างละเอียดในเวลาต่อมา ช่วยคลี่คลายปัญหาเหล่านี้ และนำไปสู่การทำนายเวลาการเกิดฝนดาวตกที่แม่นยำมากยิ่งขึ้น คำอธิบายการเกิดฝนดาวตกสิงโตในปี 2541 ปรากฏอยู่ในวารสาร Monthly Notices of Royal Astronomical Society โดย เดวิด แอชเชอร์ มาร์ค เบลีย์ และ วาเชสลาฟ เอเมลยาเนนโก ด้วยข้อสังเกตจากปรากฏการณ์ในปีนั้นที่เกิดไฟร์บอลจำนวนมาก ซึ่งแสดงว่าดาวตกที่เกิดขึ้นมีขนาดใหญ่หลายเซนติเมตร และมีความหนาแน่นของกลุ่มอนุภาคที่สูง สิ่งนี้ทำให้นักวิจัยเชื่อว่าอุกกาบาตที่เป็นต้นกำเนิด หลุดออกจากดาวหางเทมเพล-ทัตเทิลหลายร้อยปีมาแล้ว
คำถามที่เกิดขึ้นคือเหตุใดสายธารนี้จึงยังคงรักษาความหนาแน่นเอาไว้ได้ พวกเขาจึงทำการศึกษาธารสะเก็ดดาวที่เกิดจากดาวหางเทมเพล-ทัตเทิล ย้อนไปในอดีต พบว่ามีสายธารหนึ่งตรงกันกับตำแหน่งของโลก ณ เวลาที่เกิดดาวตกในอัตราสูงสุด ซึ่งเป็นสายธารที่ดาวหางทิ้งไว้ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1333 และสาเหตุของการที่อนุภาคภายในธารสะเก็ดดาวยังคงรักษาความหนาแน่นไว้ได้แทนที่จะกระจายห่างกันก็เนื่องมาจากกระบวนการที่เรียกว่า "เรโซแนนซ์" ที่มีกับดาวพฤหัสบดี คล้ายกับวงแหวนของดาวเสาร์ที่สามารถคงรูปร่างอยู่ได้ภายใต้อิทธิพลแรงโน้มถ่วงมหาศาลจากดาวเสาร์ งานวิจัยครั้งนี้นอกจากจะสามารถอธิบายปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในปี 2541 แล้ว ยังทำให้นักดาราศาสตร์ทั้งหลายให้ความสนใจกับแบบจำลองนี้มากยิ่งขึ้น
ในปี 2542 เดวิด แอชเชอร์ นักดาราศาสตร์ในไอร์แลนด์ที่เป็นหนึ่งในคณะนักวิจัยที่อธิบายที่มาของฝนดาวตกสิงโตในปีที่ผ่านมา ได้ร่วมกับ โรเบิร์ต แมกนอต ซึ่งทำงานอยู่ที่ออสเตรเลีย ตีพิมพ์ผลงานวิจัยในการสร้างแบบจำลองธารสะเก็ดดาวของฝนดาวตกสิงโตในวารสาร WGN ขององค์การอุกกาบาตสากล (International Meteor Organization) พวกเขาคำนวณได้ว่าจะเกิดฝนดาวตกสิงโตในอัตราที่สูงหลายพันดวงต่อชั่วโมงในปี พ.ศ. 2542, 2544 และ 2545 จากนั้นเมื่อฝนดาวตกสิงโตในเดือนพฤศจิกายน 2542 ผ่านพ้นไป แอชเชอร์และแมกนอต กลายเป็นสองนักดาราศาสตร์ที่ได้รับการกล่าวถึงไปทั่ว เพราะเวลาที่เขาทำนายไว้คลาดเคลื่อนจากเวลาจริงไปเพียง 8 นาทีเท่านั้น ในปีถัดมาคือปี 2543 ฝนดาวตกสิงโตมีอัตราการเกิดสูงสุดสองครั้ง มองเห็นได้ในยุโรปและอเมริกา ครั้งแรกเกิดขึ้นเมื่อเวลา 3.44 น. ตามเวลาสากล ด้วยอัตรา 230 ดวงต่อชั่วโมง จากนั้นอัตราการเกิดต่ำลงจนสูงสุดอีกครั้งในเวลา 7.15 น ด้วยอัตราประมาณ 390 ดวงต่อชั่วโมง ปรากฏการณ์ในปีนี้เร็วกว่าผลคำนวณของแอชเชอร์และแมกนอต ประมาณ 30 นาที
ก่อนปี พ.ศ. 2542 การคาดหมายเวลาและจำนวนฝนดาวตกอาศัยข้อมูลจากวงโคจรของดาวหางเทมเพล-ทัตเทิล ภายใต้สมมุติฐานที่ว่าธารสะเก็ดดาวที่ก่อให้เกิดฝนดาวตกมีวงโคจรเดียวกันกับดาวหาง แล้วคำนวณโดยยึดถือเวลาที่โลกเดินทางตัดกับระนาบวงโคจรของดาวหางเป็นเวลาที่คาดว่าจะมีดาวตกในอัตราสูงสุด แต่จากเหตุการณ์ในปี 2541 ทำให้นักดาราศาสตร์ที่ศึกษาด้านดาวตกต้องกลับมาคิดใหม่ว่ามีปัจจัยใดหรือกระบวนการใดที่ทำให้ปรากฏการณ์ในปีนั้นไม่เป็นไปตามความคาดหมาย เดวิด แอชเชอร์ และ โรเบิร์ต แมกนอต ได้สร้างทฤษฎีเพื่อศึกษาพฤติกรรมการเปลี่ยนแปลงของธารสะเก็ดดาวโดยอาศัยข้อมูลการเกิดฝนดาวตกในอดีต จนสามารถสร้างแบบจำลองที่สอดคล้องกับการมาปรากฏของดาวตกในอดีต รวมไปถึงสามารถอธิบายได้ว่าไฟร์บอลจำนวนมากที่มองเห็นในปี 2541 เกิดจากอุกกาบาตที่หลุดออกมาจากดาวหางในปี ค.ศ. 1333
ความสำเร็จของแบบจำลองนี้ได้รับการยืนยันในปี 2542 ดังที่กล่าวมาแล้ว นอกเหนือจากแบบจำลองนี้ ยังมีนักดาราศาสตร์ชาวฟินแลนด์อีกกลุ่มหนึ่ง คือ เอสโค ลือทิเนน และ ทอม แวน ฟลานเดิร์น ที่ใช้แนวคิดเดียวกันในการทำนายเวลาที่จะเกิดฝนดาวตกมากที่สุด ซึ่งปรากฏว่าได้ผลใกล้เคียงกันมากกับผลการคำนวณของแอชเชอร์และแมกนอต ยิ่งไปกว่านั้น ก่อนที่แอชเชอร์และแมกนอต จะตีพิมพ์ผลงานวิจัย เข้าได้พบผลงานวิจัยทำนองเดียวกันนี้ที่เผยแพร่ออกมาในรัสเซียตั้งแต่สิบกว่าปีก่อนโดย คนดราทเยวา และ เรสนิคอฟ ซึ่งได้ผลว่าปี 2544 และ 2545 จะมีฝนดาวตกสิงโตในอัตราสูง แต่งานวิจัยนี้ไม่ได้ถูกเผยแพร่ไปสู่โลกตะวันตก
หมายเหตุ
●ตัวเลขในวงเล็บเป็นเวลาและอัตราการเกิดจริงที่เกิดขึ้นในปี 2542-43
●* แอชเชอร์และแมกนอตได้เปลี่ยนแปลงผลการคำนวณ โดยให้อัตราสูงสุดที่เดิมกำหนดไว้ 15,000 ดวงต่อชั่วโมง เป็น 8,000 ดวงต่อชั่วโมง และเปลี่ยนแปลงเวลาที่คาดว่าจะมองเห็นดาวตก ในอัตราสูงสุดเล็กน้อย ตัวเลขเดิมแสดงด้วยสีเทา (ตัวเลขนี้ทำให้มีการเปลี่ยนแปลงเนื้อหาบางส่วนของบทความนี้ด้วย)
●** ลือทิเนนและฟลานเดิร์นปรับตัวเลขต่างๆ หลังจากที่คิดผลอันเนื่องมาจากแรงผลักดันจากการระเหิดของดาวหาง โดยให้อัตราสูงสุดที่เดิมกำหนดไว้ 6,100 ดวงต่อชั่วโมง เป็น 8,500 ดวงต่อชั่วโมง และเปลี่ยนแปลงเวลาที่คาดว่าจะมองเห็นดาวตกในอัตราสูงสุดเล็กน้อย ตัวเลขเดิมแสดงด้วยสีเทา
จากตารางทั้งสองนี้ สรุปได้ว่าในปี 2544 ฝนดาวตกสิงโตจะมีอัตราสูงสุดสองครั้ง ครั้งแรกเกิดขึ้นในเวลาประมาณ 17.00 น. ตามเวลาในประเทศไทย มองเห็นได้ในอเมริกาเหนือ อเมริกากลาง และอเมริกาใต้ อัตราสูงสุดอยู่ที่ประมาณ 800-2,000 ดวงต่อชั่วโมง ครั้งที่สองเกิดขึ้นเวลา 1.10-1.30 น. ของคืนวันที่ 18 พฤศจิกายน หรือเช้ามืดของวันที่ 19 พฤศจิกายน อัตราสูงสุดที่คาดหมายคือ 6,000-8,000 ดวงต่อชั่วโมง แม้ว่าจะมีความเชื่อว่าเวลาที่คำนวณนี้จะคลาดเคลื่อนไม่มากนัก แต่นักดาราศาสตร์ทั้งสองกลุ่มก็ไม่สามารถยืนยันได้ว่าอัตราการเกิดดาวตกสูงสุดที่คาดหมายนี้จะใกล้เคียงกับปรากฏการณ์จริงที่จะเกิดขึ้นหรือไม่
นอกเหนือจากทฤษฎีเหล่านี้ ยังมีทฤษฎีของนักดาราศาสตร์ท่านอื่นหรือกลุ่มอื่นที่ได้ผลขัดแย้งกันมากกับผลคำนวณที่กล่าวมาข้างต้น วิลเลียม คุก นักดาราศาสตร์ของศูนย์การบินอวกาศมาร์แชล ร่วมกันกับ ปีเตอร์ บราวน์ ใช้ผลการสังเกตการณ์ในปีที่ผ่านมาในการคาดหมายปรากฏการณ์ในปีนี้ คุกและบราวน์ทำนายว่าฝนดาวตกสิงโตจะมีอัตราสูงสุด 1,300 ดวงต่อชั่วโมง ในเวลาประมาณ 20.00 น. ของวันที่ 18 พฤศจิกายน ซึ่งแม้จะเป็นเวลากลางคืนของไทยแต่จะไม่สามารถมองเห็นได้เนื่องจากกลุ่มดาวสิงโตยังไม่ขึ้นจากขอบฟ้า แบบจำลองที่เสนอโดย ปีเตอร์ เจนนิสเคนส์ นักดาราศาสตร์อีกคนหนึ่งของนาซาที่ทำงานอยู่ที่สถาบันเซติ ได้ผลเวลาใกล้เคียงกับแอชเชอร์และแมกนอต แต่เขาคาดว่าอัตราการเกิดครั้งแรกที่เห็นในอเมริกาน่าจะสูงกว่าครั้งที่สองที่เห็นในเอเชียและออสเตรเลีย เจนนิสเคนส์คาดหมายว่าอัตราการเกิดดาวตกสูงสุดครั้งแรกที่เห็นในอเมริกามีค่า 4,200 ดวงต่อชั่วโมง ซึ่งใกล้เคียงกับที่เกิดในปี 2542 ส่วนครั้งที่สองเขาคาดว่าจะมีอัตรา 3,700 ดวงต่อชั่วโมง เจนนิสเคนส์ชี้ว่ามีกระบวนที่ทำให้ธารสะเก็ดดาวที่ก่อให้เกิดฝนดาวตกในปี 2542-43 ถูกดึงให้เข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากยิ่งขึ้น ซึ่งตรงกันข้ามกับคุกและบราวน์ที่ใช้ผลการสังเกตการณ์ในปี 2542-43 ได้ว่าธารสะเก็ดดาวถูกดึงห่างออกจากดวงอาทิตย์
เหตุใดจึงมีความแตกต่างของผลการคำนวณเหล่านี้? เหตุผลสำคัญคือโลกยังไม่เคยผ่านเข้าไปใกล้ใจกลางของสายธารที่ก่อให้เกิดฝนดาวตกสิงโตในปีนี้มาก่อน จึงยังไม่มีข้อมูลของความหนาแน่นภายในของธารสะเก็ดดาวนี้ นอกจากนี้ธารสะเก็ดดาวที่โลกจะเดินทางฝ่าเข้าไปในเดือนพฤศจิกายนนี้ ยังเป็นสายธารที่มีอายุมาก คือ หลุดออกมาจากดาวหางหลายร้อยปีแล้ว ดังนั้นอุกกาบาตภายในสายธารอาจกระจายตัวจนความหนาแน่นลดลงได้ และผลการสังเกตการณ์การเกิดฝนดาวตกในปีที่ผ่านมาก็ไม่ช่วยให้การคาดหมายปรากฏการณ์ในปีนี้ง่ายยิ่งขึ้นเท่าใดนัก
ในอวกาศรอบโลกไม่มีบรรยากาศช่วยเป็นเกราะกำบัง แม้อุกกาบาตที่เข้ามาจะมีขนาดเล็กแต่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง ผู้เชี่ยวชาญบางคนเชื่อว่าดาวเทียมเหล่านั้นเสี่ยงต่อความเสียหายที่อาจจะเกิดขึ้นจากดาวตก อุกกาบาตจากฝนดาวตกสิงโตมีอัตราเร็วประมาณ 72 กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งเป็นความเร็วที่สูงมาก สิ่งที่ผู้เชี่ยวชาญกำลังหวั่นเกรงไม่ใช่ขนาดของอุกกาบาต หรือการพุ่งชน แต่เป็นผลอันเกิดจากอุกกาบาตที่ก่อให้เกิดพลาสมาของไอออนซึ่งจะมีผลต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์ของดาวเทียม แม้ว่ามีโอกาสน้อยมากที่ดาวเทียมจะได้รับผลจากเหตุการณ์นี้ ทว่าในปี 2536 ดาวเทียมโอลิมปัสขององค์การอวกาศยุโรปเคยเสียหายหลังจากเกิดฝนดาวตกเปอร์เซอุสมาแล้ว ในปีที่ผ่านมาวิศวกรที่ควบคุมดาวเทียมได้ป้องกันปัญหาด้วยการบังคับให้แผงเซลล์สุริยะหันด้านข้างเข้าหาทิศทางที่อุกกาบาตจะพุ่งเข้ามา และปิดระบบการทำงานบางส่วนที่ไม่จำเป็น
จากผลการคำนวณเพื่อหาเวลาและอัตราการเกิดฝนดาวตก และการเปรียบเทียบระหว่างสิ่งที่ทำนายไว้กับปรากฏการณ์จริงดังที่กล่าวมาทั้งหมดนี้ มีสิ่งยืนยันว่าเวลาที่จะเกิดฝนดาวตกมากที่สุดนั้นน่าจะใกล้เคียงกับความเป็นจริงหรืออย่างน้อยก็น่าจะมีความคลาดเคลื่อนไม่มากนัก แต่สิ่งที่ยังคลุมเครือและไม่แน่นอนอยู่คืออัตราการเกิดดาวตก ซึ่งมีตั้งแต่ในระดับหลายร้อยดวงไปจนถึง 10,000-20,000 ดวงต่อชั่วโมง ดังนั้นหากเราตั้งสมมุติฐานในเชิงลบไว้ก่อนว่าอัตราการเกิดดาวตกน่าจะอยู่ในระดับประมาณ 3,000 ดวงต่อชั่วโมง เราก็สามารถที่จะคำนวณได้ว่า คนไทยจะเห็นดาวตกในอัตราสูงสุดที่ประมาณ 11 ดวงต่อนาทีในเวลา 1.00-2.00 น. ของคืนวันอาทิตย์ที่ 18 พฤศจิกายน 2544 (ซึ่งเป็นเช้ามืดของวันที่ 19 พฤศจิกายน) หรือหากอัตราการเกิดดาวตกสูงสุดมีค่าต่ำกว่าหรือสูงกว่านี้ การเห็นฝนดาวตกสิงโตในประเทศไทย จะเป็นไปตามตารางนี้
อัตราสูงสุดที่ปรากฏอยู่ในคอลัมน์ซ้ายคืออัตราที่เรียกว่า Zenithal Hourly Rate หรืออัตราการเกิดดาวตกต่อชั่วโมงโดยอยู่ภายใต้เงื่อนไขว่า เรเดียนท์ซึ่งอยู่ในกลุ่มดาวสิงโตอยู่ที่จุดเหนือศีรษะ และอันดับความสว่างต่ำสุดของดาวฤกษ์ที่ตามองเห็น ณ สถานที่สังเกตการณ์มีค่า 6.5 แต่ในช่วงเวลาที่คาดว่าจะมีดาวตกมากที่สุดนั้น เรเดียนท์อยู่ที่มุมเงยจากขอบฟ้าประมาณ 13 องศา ซึ่งจะทำให้อัตราที่เห็นจริงลดลงเหลือราว 1 ใน 4 ของค่า ZHR ผลลัพธ์หลังจากแก้ไขแล้วจึงแสดงอยู่ในคอลัมน์ทางขวา โดยสรุปแล้วผู้เขียนเชื่อว่า อัตราที่น่าจะเป็นไปได้ในการสังเกตการณ์ในประเทศไทยอยู่ระหว่าง 10-30 ดวงต่อนาที โดยเวลาที่เห็นดาวตกมากที่สุดน่าจะอยู่ในช่วงเวลา 1.00-2.00 น. หรือคลาดเคลื่อนจากนี้ไม่เกิน 1 ชั่วโมง ที่สำคัญอีกสิ่งหนึ่งคือ หากว่าดูดาวตกจากสถานที่ๆ ท้องฟ้าไม่มืดพอหรือมีเมฆบดบังบางส่วนของท้องฟ้าจะทำให้อัตราที่เห็นลดลงได้อีก
จากกราฟแสดงอัตราการเกิดดาวตก ที่ได้จากผลการคำนวณของ เดวิด แอชเชอร์/โรเบิร์ต แมกนอต และ เอสโค ลือทิเนน/ทอม แวน ฟลานเดิร์น ผู้เขียนได้คำนวณหาจำนวนดาวตกที่คาดว่าจะมองเห็นได้ในช่วงเวลาต่างๆ ตั้งแต่เวลา 0.30-4.30 น. ของวันที่ 19 พฤศจิกายน 2544 ได้ผลดังนี้
หมายเหตุ - ผลคำนวณนี้คำนวณสำหรับประเทศไทย โดยยึดถือตามเวลาและอัตราการเกิดดาวตกสูงสุดตามผลคำนวณของนักดาราศาสตร์ทั้งสองกลุ่ม ภายใต้เงื่อนไขว่าท้องฟ้าไม่มีเมฆบดบัง ดังนั้นหากเวลาและอัตราการเกิดจริงคลาดเคลื่อนจากนี้หรือสภาพทัศนวิสัยไม่ดี จะทำให้ตัวเลขในตารางนี้คลาดเคลื่อนตามไปด้วย จึงขอให้ดูพอเป็นแนวทางว่ามีโอกาสจะมองเห็นดาวตกได้มากน้อยเพียงใด
ดาวตกคืออะไร?
ดาวตก หรือ ผีพุ่งไต้ หมายถึงปรากฏการณ์บนท้องฟ้าที่มีแสงสว่างวาบคล้ายดาวฤกษ์ที่พุ่งผ่านไปอย่างรวดเร็ว เกิดจากชิ้นส่วนอุกกาบาตขนาดเล็กขนาดไม่กี่มิลลิเมตรในอวกาศ ฝุ่นอุกกาบาตเหล่านี้เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ในรูปแบบที่เรียกว่าสายธารอุกกาบาต เมื่อโลกเดินทางผ่านเข้าไปในสายธารนี้ ฝุ่นอุกกาบาตจะเคลื่อนที่เข้ามาในบรรยากาศ เกิดความร้อนจากการเสียดสีกับบรรยากาศและชนกับอะตอมและโมเลกุล สเปกตรัมที่วัดได้บ่งบอกว่าอนุภาคเหล่านี้ประกอบด้วยโซเดียม เหล็ก และแมกนีเซียม ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นทำให้เกิดแสงสว่างตามแนวที่อุกกาบาตเคลื่อนที่ เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่าดาวตก กระบวนการนี้ส่วนใหญ่อยู่ในระดับความสูง 90 กิโลเมตรขึ้นไปจากพื้นโลก ซึ่งอยู่ในบรรยากาศชั้นนอกสุดที่เรียกว่าไอโอโนสเฟียร์ หากอุกกาบาตนั้นมีขนาดใหญ่มากพออาจเผ้าไหม้ไม่หมดและตกลงสู่พื้นดินเรียกว่าลูกอุกกาบาต
ดาวตกมีสีอะไร?
สีของดาวตกบ่งบอกถึงองค์ประกอบทางเคมีของอนุภาคและอุณหภูมิที่เกิดในบริเวณโดยรอบ ดาวตกส่วนใหญ่มีสีส้มเหลืองของอะตอมโซเดียม สีเหลืองของเหล็ก และสีน้ำเงินเขียวของแมกนีเซียม บางครั้งอะตอมของแคลเซียมอาจทำให้ดาวตกมีสีม่วง และบางส่วนอาจมีสีแดงอันเนื่องมาจากอะตอมของซิลิกอนและไนโตรเจนที่อยู่ในบรรยากาศ
ฝนดาวตกและพายุดาวตกคืออะไร?
ในเวลากลางคืนจะสามารถมองเห็นดาวตกบนท้องฟ้าได้ราว 5-10 ดวงต่อชั่วโมง แต่ในบางช่วงของปีจะมีดาวตกในอัตราที่สูงมากขึ้นกว่าปกติเรียกว่า ฝนดาวตก ในปีหนึ่งๆ มีฝนดาวตกอยู่หลายกลุ่ม เรียกชื่อแตกต่างกันตามกลุ่มดาวที่ดูเสมือนดาวตกจะพุ่งออกมา บริเวณดังกล่าวเรียกว่าจุดเรเดียนท์ หรือบางทีก็เรียกชื่อตามดาวหางต้นกำเนิด ฝนดาวตกสิงโตจึงมีตำแหน่งเรเดียนท์อยู่ในกลุ่มดาวสิงโต ส่วนพายุดาวตก (meteor storm) ใช้เรียกปรากฏการณ์ที่เห็นดาวตกในอัตราที่สูงมากอาจเป็นเรือนพันหรือเรือนหมื่นดวงต่อชั่วโมง เกิดขึ้นเมื่อโลกเดินทางผ่านส่วนที่หนาแน่นของสายธารอุกกาบาต เราสามารถพบบันทึกการเกิดพายุดาวตกในอดีตได้จากทั่วโลก
ดาวตกที่สว่างมากขนาดไหนจึงเรียกว่าไฟร์บอล?
ไฟร์บอลเกิดจากอุกกาบาตเช่นเดียวกันกับดาวตก แต่มีความสว่างมากกว่า ซึ่งอาจเกิดจากการที่อุกกาบาตมีขนาดใหญ่กว่า หรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่ำ ข้อกำหนดของศูนย์ข้อมูลไฟร์บอล (FIDAC) กำหนดให้ดาวตกที่สว่างมากกว่าอันดับความสว่าง -3.0 อยู่ในประเภทของไฟร์บอล คือสว่างมากกว่าดาวพฤหัสบดีหรือดาวศุกร์ขึ้นไป ไฟร์บอลมักจะทิ้งควันไว้บนท้องฟ้าหลายวินาทีหรือหลายนาที ในปี 2541 เกิดไฟร์บอลให้เห็นจำนวนมากในคืนวันที่ 16/17 พฤศจิกายน แต่สำหรับปีนี้คาดว่าจะมีดาวตกที่สว่างมากในระดับนี้ไม่มากนัก
ดูฝนดาวตกสิงโตได้ดีที่สุดที่ไหน?
เราสามารถดูดาวตกที่ไหนก็ได้ ตราบใดที่ท้องฟ้าที่นั่นไม่ถูกรบกวนจากแสงไฟ ฝุ่นละออง หากอยู่ในเมืองใหญ่ก็ควรเดินทางไปดูในต่างจังหวัด หรือห่างจากตัวเมืองมากพอที่จะหนีจากแสงสว่างและมลภาวะในอากาศ จากนั้นลองหาสถานที่ๆ ห่างจากท้องถนนเพื่อหลีกเลี่ยงแสงไฟที่เกิดจากยานพาหนะ และสิ่งสุดท้ายที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งคือต้องมีความปลอดภัย
ควรหันหน้าไปในทิศทางใด?
แม้ว่าดาวตกที่เป็นสมาชิกของฝนดาวตกสิงโตจะดูเหมือนเคลื่อนที่มาจากกลุ่มดาวสิงโตในบริเวณที่เรียกว่าเรเดียนท์ แต่ดาวตกสามารถเกิดขึ้นได้ทุกทิศทาง ที่สำคัญคือไม่ควรจ้องมองไปที่กลุ่มดาวสิงโต แต่ควรมองห่างจากกลุ่มดาวสิงโตออกไปประมาณ 40 องศาหรือมากกว่า เช่น อาจมองไปในบริเวณกลุ่มดาวนายพราน คนคู่ หรือสุนัขใหญ่เป็นต้น
เวลาที่ดูฝนดาวตกสิงโตได้ดีที่สุดคือเวลาใด?
เราสามารถมองเห็นดาวตกในกลุ่มนี้ได้ดีตั้งแต่หลังเที่ยงคืนเป็นต้นไป ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่กลุ่มดาวสิงโตเริ่มปรากฏขึ้นเหนือขอบฟ้าทิศตะวันออก อย่างไรก็ตามก็มีโอกาสที่จะมองเห็นดาวตกได้ก่อนเที่ยงคืน เพียงแต่ดาวตกนั้นไม่ได้เป็นสมาชิกของฝนดาวตกสิงโต
หมายเหตุ : บทความนี้ตีพิมพ์ลงในวารสาร "ทางช้างเผือก" วารสารรายเดือนของสมาคมดาราศาสตร์ไทย ผู้ที่สนใจสามารถติดตามอ่านรายละเอียดอื่นๆ เช่น วิธีการถ่ายภาพดาวตก การบันทึกปรากฏการณ์ วิธีใช้แผนที่ฟ้า เป็นต้น
ท้องฟ้าในคืนเดือนมืดที่ไร้เมฆหมอก มีดาวตกให้เห็นอยู่เสมอตามปกติ แต่คืนวันที่ 12 พฤศจิกายน ค.ศ. 1833 มีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้นเหนือท้องฟ้าด้านตะวันออกของสหรัฐอเมริกา ดาวตกสว่างไสวจำนวนมากพาดผ่านท้องฟ้าดวงแล้วดวงเล่า ดูราวกับสายฝนที่โปรยปรายลงมาจากสรวงสวรรค์ นี่ไม่ใช่เหตุการณ์ครั้งแรกที่โลกประสบ เราสามารถพบบันทึกเหตุการณ์ทำนองนี้ได้จากเอกสารทางประวัติศาสตร์ของหลายชนชาติ ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นครั้งนี้นำมาสู่การศึกษาฝนดาวตกอย่างเป็นวิทยาศาสตร์ ไม่กี่สัปดาห์ต่อมาหลังจากปรากฏการณ์ในคืนนั้น เดนิสัน โอล์มสเตด ศาสตราจารย์ด้านคณิตศาสตร์และปรัชญาธรรมชาติแห่งมหาวิทยาลัยเยลได้รวบรวมข้อมูลของเหตุการณ์ และชี้ว่าดาวตกที่เห็นนั้นเกิดจากอนุภาคในอวกาศที่เข้ามาในบรรยากาศโลกด้วยความเร็วสูง รวมทั้งพบว่าดาวตกเหล่านี้มีทิศทางที่พุ่งออกมาจากจุดหนึ่งบนท้องฟ้าบริเวณกลุ่มดาวสิงโต ซึ่งแท้จริงเป็นภาพที่เกิดจากมุมมอง กล่าวคือ ความจริงแล้วอนุภาคเหล่านั้นเคลื่อนที่ในทิศทางที่ขนานกัน แต่ที่เราเห็นว่าดูคล้ายพุ่งกระจายออกมาจากจุด ๆ หนึ่งเป็นเพราะเหตุผลลักษณะเดียวกันกับที่เรามองเห็นรางรถไฟที่ดูเหมือนออกมาจากจุด ๆ หนึ่งที่ขอบฟ้าในเวลาที่เราไปยืนอยู่ตรงกลางของรางรถไฟ
พายุดาวตกสิงโตในปี 1833 ทำให้มีการค้นพบและเข้าใจถึงบันทึกเหตุการณ์แบบเดียวกันนี้ในเอกสารทางประวัติศาสตร์ย้อนกลับไปถึง ค.ศ. 902 และยังพบว่ามีดาวตกเกิดขึ้นในเดือนพฤศจิกายนในอัตราที่สูงทุก ๆ ประมาณ 33 ปี จากนั้นในปี 1866 ก็เกิดฝนดาวตกสิงโตในอัตราที่สูงเช่นกัน ช่วงเวลานี้เองที่มีการค้นพบดาวหางสองดวง คือ สวิฟต์-ทัตเทิล และเทมเพล-ทัตเทิล ซึ่งปรากฏว่าวงโคจรของดาวหางสวิฟต์-ทัตเทิลสอดคล้องกับวงโคจรของดาวตกในกลุ่มฝนดาวตกเปอร์เซอุสที่มองเห็นได้ในเดือนสิงหาคม ส่วนดาวหางเทมเพล-ทัตเทิลมีวงโคจรสอดคล้องกับฝนดาวตกสิงโต นักดาราศาสตร์จึงทราบที่มาของอุกกาบาตที่ก่อให้เกิดฝนดาวตก ปัจจุบันนี้เรารู้จักกลุ่มฝนดาวตกที่เกิดขึ้นในรอบปีอยู่หลายกลุ่ม ในแต่ละปีมีกลุ่มฝนดาวตกที่เราสามารถทำการสังเกตการณ์และนำมาวิเคราะห์ได้มากกว่า 10 กลุ่ม
ฝนดาวตกสิงโตในปี 2541-2543
เมื่อคืนวันที่ 17 พฤศจิกายน 2541 ผู้คนทั่วโลกเฝ้อรอชมฝนดาวตกสิงโตกันอย่างเอิกเกริก สื่อทั้งไทยและเทศเกาะติดความเคลื่อนไหวในเรื่องนี้ นับเป็นข่าวในแวดวงดาราศาสตร์ที่ได้รับความสนใจจากประชาชนทั่วไปมากที่สุดข่าวหนึ่ง แต่ปรากฏการณ์ในคืนนั้นสร้างความผิดหวังให้กับผู้คนเหล่านั้น แต่ก็ยังมีประชาชนอีกจำนวนหนึ่งในประเทศไทยและยุโรปที่มีโอกาสมองเห็นดาวตกดวงสว่างจำนวนมากที่เกิดขึ้นในคืนวันที่ 16 พฤศจิกายน เกิดขึ้นอะไรขึ้นกับฝนดาวตกกลุ่มนี้? เหตุใดเวลาที่เกิดดาวตกในอัตราสูงสุดจึงไม่เป็นไปตามความคาดหมาย? การศึกษาพฤติกรรมความเปลี่ยนแปลงของธารสะเก็ดดาวที่ก่อให้เกิดฝนดาวตกสิงโตอย่างละเอียดในเวลาต่อมา ช่วยคลี่คลายปัญหาเหล่านี้ และนำไปสู่การทำนายเวลาการเกิดฝนดาวตกที่แม่นยำมากยิ่งขึ้น คำอธิบายการเกิดฝนดาวตกสิงโตในปี 2541 ปรากฏอยู่ในวารสาร Monthly Notices of Royal Astronomical Society โดย เดวิด แอชเชอร์ มาร์ค เบลีย์ และ วาเชสลาฟ เอเมลยาเนนโก ด้วยข้อสังเกตจากปรากฏการณ์ในปีนั้นที่เกิดไฟร์บอลจำนวนมาก ซึ่งแสดงว่าดาวตกที่เกิดขึ้นมีขนาดใหญ่หลายเซนติเมตร และมีความหนาแน่นของกลุ่มอนุภาคที่สูง สิ่งนี้ทำให้นักวิจัยเชื่อว่าอุกกาบาตที่เป็นต้นกำเนิด หลุดออกจากดาวหางเทมเพล-ทัตเทิลหลายร้อยปีมาแล้ว
ภาพถ่ายจากหอดูดาว Astronomical and Geophysical Observatory ในสโลวาเกีย ได้จากกล้องถ่ายภาพที่มีเลนส์แบบ fisheye ที่สามารถจับภาพดาวตกและลูกไฟที่มาจากฝนดาวตกสิงโตได้ทั่วท้องฟ้า ภาพนี้ใช้เวลาเปิดหน้ากล้องนาน 4 ชั่วโมง ดาวตกดวงสว่างที่สุดที่ปรากฏในภาพมีโชติมาตร -8 ดาวตกดวงอื่น ๆ มีโชติมาตรประมาณ -2
ส่วนของโลกด้านที่หันเข้าหากลุ่มดาวสิงโตในวันที่ 18 พฤศจิกายน 2544 เวลา 18.13 น. ตามเวลาสากล ซึ่งตรงกับเวลา 1.13 น. ของวันที่ 19 พฤศจิกายน ตามเวลาในไทย เส้นคั่นในแนวเฉียงแบ่งเขตส่วนที่เป็นกลางวันและกลางคืน ส่วนที่อยู่ใกล้ศูนย์กลางของซีกโลกด้านนี้ จะมีโอกาสมองเห็นดาวตกในอัตราสูงกว่าประเทศที่อยู่ห่างออกไป หมายความว่าพื้นที่ของโลกด้านซ้ายมีโอกาสจะมองเห็นฝนดาวตกขณะมีอัตราการเกิดดาวตกสูงสุด ตามผลคำนวณของแอชเชอร์และแมกนอต
คำถามที่เกิดขึ้นคือเหตุใดสายธารนี้จึงยังคงรักษาความหนาแน่นเอาไว้ได้ พวกเขาจึงทำการศึกษาธารสะเก็ดดาวที่เกิดจากดาวหางเทมเพล-ทัตเทิล ย้อนไปในอดีต พบว่ามีสายธารหนึ่งตรงกันกับตำแหน่งของโลก ณ เวลาที่เกิดดาวตกในอัตราสูงสุด ซึ่งเป็นสายธารที่ดาวหางทิ้งไว้ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1333 และสาเหตุของการที่อนุภาคภายในธารสะเก็ดดาวยังคงรักษาความหนาแน่นไว้ได้แทนที่จะกระจายห่างกันก็เนื่องมาจากกระบวนการที่เรียกว่า "เรโซแนนซ์" ที่มีกับดาวพฤหัสบดี คล้ายกับวงแหวนของดาวเสาร์ที่สามารถคงรูปร่างอยู่ได้ภายใต้อิทธิพลแรงโน้มถ่วงมหาศาลจากดาวเสาร์ งานวิจัยครั้งนี้นอกจากจะสามารถอธิบายปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในปี 2541 แล้ว ยังทำให้นักดาราศาสตร์ทั้งหลายให้ความสนใจกับแบบจำลองนี้มากยิ่งขึ้น
ในปี 2542 เดวิด แอชเชอร์ นักดาราศาสตร์ในไอร์แลนด์ที่เป็นหนึ่งในคณะนักวิจัยที่อธิบายที่มาของฝนดาวตกสิงโตในปีที่ผ่านมา ได้ร่วมกับ โรเบิร์ต แมกนอต ซึ่งทำงานอยู่ที่ออสเตรเลีย ตีพิมพ์ผลงานวิจัยในการสร้างแบบจำลองธารสะเก็ดดาวของฝนดาวตกสิงโตในวารสาร WGN ขององค์การอุกกาบาตสากล (International Meteor Organization) พวกเขาคำนวณได้ว่าจะเกิดฝนดาวตกสิงโตในอัตราที่สูงหลายพันดวงต่อชั่วโมงในปี พ.ศ. 2542, 2544 และ 2545 จากนั้นเมื่อฝนดาวตกสิงโตในเดือนพฤศจิกายน 2542 ผ่านพ้นไป แอชเชอร์และแมกนอต กลายเป็นสองนักดาราศาสตร์ที่ได้รับการกล่าวถึงไปทั่ว เพราะเวลาที่เขาทำนายไว้คลาดเคลื่อนจากเวลาจริงไปเพียง 8 นาทีเท่านั้น ในปีถัดมาคือปี 2543 ฝนดาวตกสิงโตมีอัตราการเกิดสูงสุดสองครั้ง มองเห็นได้ในยุโรปและอเมริกา ครั้งแรกเกิดขึ้นเมื่อเวลา 3.44 น. ตามเวลาสากล ด้วยอัตรา 230 ดวงต่อชั่วโมง จากนั้นอัตราการเกิดต่ำลงจนสูงสุดอีกครั้งในเวลา 7.15 น ด้วยอัตราประมาณ 390 ดวงต่อชั่วโมง ปรากฏการณ์ในปีนี้เร็วกว่าผลคำนวณของแอชเชอร์และแมกนอต ประมาณ 30 นาที
ตำแหน่งของธารสะเก็ดดาวที่ตัดกับระนาบวงโคจรของโลกในปี 2544-45 กำกับไว้ด้วยตัวเลขแสดงปี ค.ศ. ที่ฝุ่นอุกกาบาตหลุดออกจากดาวหาง เส้นทางในแนวเฉียงแสดงตำแหน่งและเส้นทางการเคลื่อนที่ของโลก ณ เวลา 0.00 น. ตามเวลาสากล ของวันที่ 18-19 พฤศจิกายน 2544 กากบาทที่กำกับด้วยตัวเลข 1998 หมายถึง ตำแหน่งที่วงโคจรของดาวหางเทมเพล-ทัตเทิลที่กลับมาในปี ค.ศ. 1998 ตัดกับระนาบวงโคจรโลก
การคาดหมายที่แม่นยำยิ่งขึ้น
ก่อนปี พ.ศ. 2542 การคาดหมายเวลาและจำนวนฝนดาวตกอาศัยข้อมูลจากวงโคจรของดาวหางเทมเพล-ทัตเทิล ภายใต้สมมุติฐานที่ว่าธารสะเก็ดดาวที่ก่อให้เกิดฝนดาวตกมีวงโคจรเดียวกันกับดาวหาง แล้วคำนวณโดยยึดถือเวลาที่โลกเดินทางตัดกับระนาบวงโคจรของดาวหางเป็นเวลาที่คาดว่าจะมีดาวตกในอัตราสูงสุด แต่จากเหตุการณ์ในปี 2541 ทำให้นักดาราศาสตร์ที่ศึกษาด้านดาวตกต้องกลับมาคิดใหม่ว่ามีปัจจัยใดหรือกระบวนการใดที่ทำให้ปรากฏการณ์ในปีนั้นไม่เป็นไปตามความคาดหมาย เดวิด แอชเชอร์ และ โรเบิร์ต แมกนอต ได้สร้างทฤษฎีเพื่อศึกษาพฤติกรรมการเปลี่ยนแปลงของธารสะเก็ดดาวโดยอาศัยข้อมูลการเกิดฝนดาวตกในอดีต จนสามารถสร้างแบบจำลองที่สอดคล้องกับการมาปรากฏของดาวตกในอดีต รวมไปถึงสามารถอธิบายได้ว่าไฟร์บอลจำนวนมากที่มองเห็นในปี 2541 เกิดจากอุกกาบาตที่หลุดออกมาจากดาวหางในปี ค.ศ. 1333
ความสำเร็จของแบบจำลองนี้ได้รับการยืนยันในปี 2542 ดังที่กล่าวมาแล้ว นอกเหนือจากแบบจำลองนี้ ยังมีนักดาราศาสตร์ชาวฟินแลนด์อีกกลุ่มหนึ่ง คือ เอสโค ลือทิเนน และ ทอม แวน ฟลานเดิร์น ที่ใช้แนวคิดเดียวกันในการทำนายเวลาที่จะเกิดฝนดาวตกมากที่สุด ซึ่งปรากฏว่าได้ผลใกล้เคียงกันมากกับผลการคำนวณของแอชเชอร์และแมกนอต ยิ่งไปกว่านั้น ก่อนที่แอชเชอร์และแมกนอต จะตีพิมพ์ผลงานวิจัย เข้าได้พบผลงานวิจัยทำนองเดียวกันนี้ที่เผยแพร่ออกมาในรัสเซียตั้งแต่สิบกว่าปีก่อนโดย คนดราทเยวา และ เรสนิคอฟ ซึ่งได้ผลว่าปี 2544 และ 2545 จะมีฝนดาวตกสิงโตในอัตราสูง แต่งานวิจัยนี้ไม่ได้ถูกเผยแพร่ไปสู่โลกตะวันตก
| วัน เดือน ปี | เวลา (ไทย) | อัตราสูงสุด (ต่อชั่วโมง) | บริเวณที่มองเห็น |
|---|---|---|---|
| 18 พ.ย. 2542 | 09.08 น. (09.00 น.) | 500 (4,600) | แอฟริกาและยุโรป |
| 18 พ.ย. 2543 | 10.44 น. (10.12 น.) | 100 (230) | ตะวันตกของแอฟริกาและยุโรป |
| 18 พ.ย. 2543 | 14.51 น. (14.27 น.) | 100 (390) | อเมริกาเหนือ อเมริกากลาง |
| 18 พ.ย. 2544 | 16.55 น.* 17.01 น. | 800* 2,500? | อเมริกาเหนือ อเมริกากลาง |
| 19 พ.ย. 2544 | 00.24 น.* 00.31 น. | 2,000* 9,000 | เอเชียตะวันออกและออสเตรเลีย |
| 19 พ.ย. 2544 | 01.13 น.* 01.19 น. | 8,000* 15,000 | เอเชียตะวันออก เอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ตอนกลางของเอเชีย และออสเตรเลีย |
| 19 พ.ย. 2545 | 10.53 น.* 11.00 น. | 3,000* 15,000 | ตะวันตกของแอฟริกาและยุโรป |
| 19 พ.ย. 2545 | 17.29 น.* 17.36 น. | 10,000* 30,000 | อเมริกาเหนือ |
| วัน เดือน ปี | เวลา (ไทย) | อัตราสูงสุด (ต่อชั่วโมง) | บริเวณที่มองเห็น |
|---|---|---|---|
| 18 พ.ย. 2542 | 09.08 น. (09.00 น.) | 500 (4,600) | แอฟริกาและยุโรป |
| 18 พ.ย. 2543 | 10.44 น. (10.12 น.) | 100 (230) | ตะวันตกของแอฟริกาและยุโรป |
| 18 พ.ย. 2543 | 14.51 น. (14.27 น.) | 100 (390) | อเมริกาเหนือ อเมริกากลาง |
| 18 พ.ย. 2544 | 16.55 น.* 17.01 น. | 800* 2,500? | อเมริกาเหนือ อเมริกากลาง |
| 19 พ.ย. 2544 | 00.24 น.* 00.31 น. | 2,000* 9,000 | เอเชียตะวันออกและออสเตรเลีย |
| 19 พ.ย. 2544 | 01.13 น.* 01.19 น. | 8,000* 15,000 | เอเชียตะวันออก เอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ตอนกลางของเอเชีย และออสเตรเลีย |
| 19 พ.ย. 2545 | 10.53 น.* 11.00 น. | 3,000* 15,000 | ตะวันตกของแอฟริกาและยุโรป |
| 19 พ.ย. 2545 | 17.29 น.* 17.36 น. | 10,000* 30,000 | อเมริกาเหนือ |
| 18 พ.ย. 2542 | 09.10 น. (09.00 น.) | 3,200 (4,600) | แอฟริกาและยุโรป |
| 17 พ.ย. 2543 | 14.50 น. (15.01 น.) | 215 (255) | อเมริกาเหนือ อเมริกากลาง |
| 18 พ.ย. 2543 | 10.40 น. (10.12 น.) | 700 (230) | ตะวันตกของแอฟริกาและยุโรป |
| 18 พ.ย. 2543 | 14.50 น. (14.27 น.) | 700 (390) | อเมริกาเหนือ อเมริกากลาง |
| 18 พ.ย. 2544 | 17.28 น.** 16.58 น. | 2,000** 2,000? | อเมริกาเหนือ อเมริกากลาง |
| 19 พ.ย. 2544 | 01.15 น.** 01.22 น. | 8,500** 6,100 | เอเชียตะวันออก เอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ตอนกลางของเอเชีย และออสเตรเลีย |
| 19 พ.ย. 2545 | 11.02 น. | 4,500 | ตะวันตกของแอฟริกาและยุโรป |
| 19 พ.ย. 2545 | 17.44 น. | 7,400 | อเมริกาเหนือ |
หมายเหตุ
●ตัวเลขในวงเล็บเป็นเวลาและอัตราการเกิดจริงที่เกิดขึ้นในปี 2542-43
●* แอชเชอร์และแมกนอตได้เปลี่ยนแปลงผลการคำนวณ โดยให้อัตราสูงสุดที่เดิมกำหนดไว้ 15,000 ดวงต่อชั่วโมง เป็น 8,000 ดวงต่อชั่วโมง และเปลี่ยนแปลงเวลาที่คาดว่าจะมองเห็นดาวตก ในอัตราสูงสุดเล็กน้อย ตัวเลขเดิมแสดงด้วยสีเทา (ตัวเลขนี้ทำให้มีการเปลี่ยนแปลงเนื้อหาบางส่วนของบทความนี้ด้วย)
●** ลือทิเนนและฟลานเดิร์นปรับตัวเลขต่างๆ หลังจากที่คิดผลอันเนื่องมาจากแรงผลักดันจากการระเหิดของดาวหาง โดยให้อัตราสูงสุดที่เดิมกำหนดไว้ 6,100 ดวงต่อชั่วโมง เป็น 8,500 ดวงต่อชั่วโมง และเปลี่ยนแปลงเวลาที่คาดว่าจะมองเห็นดาวตกในอัตราสูงสุดเล็กน้อย ตัวเลขเดิมแสดงด้วยสีเทา
จากตารางทั้งสองนี้ สรุปได้ว่าในปี 2544 ฝนดาวตกสิงโตจะมีอัตราสูงสุดสองครั้ง ครั้งแรกเกิดขึ้นในเวลาประมาณ 17.00 น. ตามเวลาในประเทศไทย มองเห็นได้ในอเมริกาเหนือ อเมริกากลาง และอเมริกาใต้ อัตราสูงสุดอยู่ที่ประมาณ 800-2,000 ดวงต่อชั่วโมง ครั้งที่สองเกิดขึ้นเวลา 1.10-1.30 น. ของคืนวันที่ 18 พฤศจิกายน หรือเช้ามืดของวันที่ 19 พฤศจิกายน อัตราสูงสุดที่คาดหมายคือ 6,000-8,000 ดวงต่อชั่วโมง แม้ว่าจะมีความเชื่อว่าเวลาที่คำนวณนี้จะคลาดเคลื่อนไม่มากนัก แต่นักดาราศาสตร์ทั้งสองกลุ่มก็ไม่สามารถยืนยันได้ว่าอัตราการเกิดดาวตกสูงสุดที่คาดหมายนี้จะใกล้เคียงกับปรากฏการณ์จริงที่จะเกิดขึ้นหรือไม่
นอกเหนือจากทฤษฎีเหล่านี้ ยังมีทฤษฎีของนักดาราศาสตร์ท่านอื่นหรือกลุ่มอื่นที่ได้ผลขัดแย้งกันมากกับผลคำนวณที่กล่าวมาข้างต้น วิลเลียม คุก นักดาราศาสตร์ของศูนย์การบินอวกาศมาร์แชล ร่วมกันกับ ปีเตอร์ บราวน์ ใช้ผลการสังเกตการณ์ในปีที่ผ่านมาในการคาดหมายปรากฏการณ์ในปีนี้ คุกและบราวน์ทำนายว่าฝนดาวตกสิงโตจะมีอัตราสูงสุด 1,300 ดวงต่อชั่วโมง ในเวลาประมาณ 20.00 น. ของวันที่ 18 พฤศจิกายน ซึ่งแม้จะเป็นเวลากลางคืนของไทยแต่จะไม่สามารถมองเห็นได้เนื่องจากกลุ่มดาวสิงโตยังไม่ขึ้นจากขอบฟ้า แบบจำลองที่เสนอโดย ปีเตอร์ เจนนิสเคนส์ นักดาราศาสตร์อีกคนหนึ่งของนาซาที่ทำงานอยู่ที่สถาบันเซติ ได้ผลเวลาใกล้เคียงกับแอชเชอร์และแมกนอต แต่เขาคาดว่าอัตราการเกิดครั้งแรกที่เห็นในอเมริกาน่าจะสูงกว่าครั้งที่สองที่เห็นในเอเชียและออสเตรเลีย เจนนิสเคนส์คาดหมายว่าอัตราการเกิดดาวตกสูงสุดครั้งแรกที่เห็นในอเมริกามีค่า 4,200 ดวงต่อชั่วโมง ซึ่งใกล้เคียงกับที่เกิดในปี 2542 ส่วนครั้งที่สองเขาคาดว่าจะมีอัตรา 3,700 ดวงต่อชั่วโมง เจนนิสเคนส์ชี้ว่ามีกระบวนที่ทำให้ธารสะเก็ดดาวที่ก่อให้เกิดฝนดาวตกในปี 2542-43 ถูกดึงให้เข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากยิ่งขึ้น ซึ่งตรงกันข้ามกับคุกและบราวน์ที่ใช้ผลการสังเกตการณ์ในปี 2542-43 ได้ว่าธารสะเก็ดดาวถูกดึงห่างออกจากดวงอาทิตย์
เหตุใดจึงมีความแตกต่างของผลการคำนวณเหล่านี้? เหตุผลสำคัญคือโลกยังไม่เคยผ่านเข้าไปใกล้ใจกลางของสายธารที่ก่อให้เกิดฝนดาวตกสิงโตในปีนี้มาก่อน จึงยังไม่มีข้อมูลของความหนาแน่นภายในของธารสะเก็ดดาวนี้ นอกจากนี้ธารสะเก็ดดาวที่โลกจะเดินทางฝ่าเข้าไปในเดือนพฤศจิกายนนี้ ยังเป็นสายธารที่มีอายุมาก คือ หลุดออกมาจากดาวหางหลายร้อยปีแล้ว ดังนั้นอุกกาบาตภายในสายธารอาจกระจายตัวจนความหนาแน่นลดลงได้ และผลการสังเกตการณ์การเกิดฝนดาวตกในปีที่ผ่านมาก็ไม่ช่วยให้การคาดหมายปรากฏการณ์ในปีนี้ง่ายยิ่งขึ้นเท่าใดนัก
อันตรายต่อดาวเทียม
ในอวกาศรอบโลกไม่มีบรรยากาศช่วยเป็นเกราะกำบัง แม้อุกกาบาตที่เข้ามาจะมีขนาดเล็กแต่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง ผู้เชี่ยวชาญบางคนเชื่อว่าดาวเทียมเหล่านั้นเสี่ยงต่อความเสียหายที่อาจจะเกิดขึ้นจากดาวตก อุกกาบาตจากฝนดาวตกสิงโตมีอัตราเร็วประมาณ 72 กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งเป็นความเร็วที่สูงมาก สิ่งที่ผู้เชี่ยวชาญกำลังหวั่นเกรงไม่ใช่ขนาดของอุกกาบาต หรือการพุ่งชน แต่เป็นผลอันเกิดจากอุกกาบาตที่ก่อให้เกิดพลาสมาของไอออนซึ่งจะมีผลต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์ของดาวเทียม แม้ว่ามีโอกาสน้อยมากที่ดาวเทียมจะได้รับผลจากเหตุการณ์นี้ ทว่าในปี 2536 ดาวเทียมโอลิมปัสขององค์การอวกาศยุโรปเคยเสียหายหลังจากเกิดฝนดาวตกเปอร์เซอุสมาแล้ว ในปีที่ผ่านมาวิศวกรที่ควบคุมดาวเทียมได้ป้องกันปัญหาด้วยการบังคับให้แผงเซลล์สุริยะหันด้านข้างเข้าหาทิศทางที่อุกกาบาตจะพุ่งเข้ามา และปิดระบบการทำงานบางส่วนที่ไม่จำเป็น
ความคาดหมายเกี่ยวกับฝนดาวตกสิงโตในประเทศไทย
จากผลการคำนวณเพื่อหาเวลาและอัตราการเกิดฝนดาวตก และการเปรียบเทียบระหว่างสิ่งที่ทำนายไว้กับปรากฏการณ์จริงดังที่กล่าวมาทั้งหมดนี้ มีสิ่งยืนยันว่าเวลาที่จะเกิดฝนดาวตกมากที่สุดนั้นน่าจะใกล้เคียงกับความเป็นจริงหรืออย่างน้อยก็น่าจะมีความคลาดเคลื่อนไม่มากนัก แต่สิ่งที่ยังคลุมเครือและไม่แน่นอนอยู่คืออัตราการเกิดดาวตก ซึ่งมีตั้งแต่ในระดับหลายร้อยดวงไปจนถึง 10,000-20,000 ดวงต่อชั่วโมง ดังนั้นหากเราตั้งสมมุติฐานในเชิงลบไว้ก่อนว่าอัตราการเกิดดาวตกน่าจะอยู่ในระดับประมาณ 3,000 ดวงต่อชั่วโมง เราก็สามารถที่จะคำนวณได้ว่า คนไทยจะเห็นดาวตกในอัตราสูงสุดที่ประมาณ 11 ดวงต่อนาทีในเวลา 1.00-2.00 น. ของคืนวันอาทิตย์ที่ 18 พฤศจิกายน 2544 (ซึ่งเป็นเช้ามืดของวันที่ 19 พฤศจิกายน) หรือหากอัตราการเกิดดาวตกสูงสุดมีค่าต่ำกว่าหรือสูงกว่านี้ การเห็นฝนดาวตกสิงโตในประเทศไทย จะเป็นไปตามตารางนี้
| อัตราสูงสุด (ดวงต่อชั่วโมง) | อัตราที่เห็นในประเทศไทย (ดวงต่อนาที) |
|---|---|
| 8,000 | 30 |
| 3,000 | 11 |
| 1,000 | 4 |
| 500 | 2 |
อัตราสูงสุดที่ปรากฏอยู่ในคอลัมน์ซ้ายคืออัตราที่เรียกว่า Zenithal Hourly Rate หรืออัตราการเกิดดาวตกต่อชั่วโมงโดยอยู่ภายใต้เงื่อนไขว่า เรเดียนท์ซึ่งอยู่ในกลุ่มดาวสิงโตอยู่ที่จุดเหนือศีรษะ และอันดับความสว่างต่ำสุดของดาวฤกษ์ที่ตามองเห็น ณ สถานที่สังเกตการณ์มีค่า 6.5 แต่ในช่วงเวลาที่คาดว่าจะมีดาวตกมากที่สุดนั้น เรเดียนท์อยู่ที่มุมเงยจากขอบฟ้าประมาณ 13 องศา ซึ่งจะทำให้อัตราที่เห็นจริงลดลงเหลือราว 1 ใน 4 ของค่า ZHR ผลลัพธ์หลังจากแก้ไขแล้วจึงแสดงอยู่ในคอลัมน์ทางขวา โดยสรุปแล้วผู้เขียนเชื่อว่า อัตราที่น่าจะเป็นไปได้ในการสังเกตการณ์ในประเทศไทยอยู่ระหว่าง 10-30 ดวงต่อนาที โดยเวลาที่เห็นดาวตกมากที่สุดน่าจะอยู่ในช่วงเวลา 1.00-2.00 น. หรือคลาดเคลื่อนจากนี้ไม่เกิน 1 ชั่วโมง ที่สำคัญอีกสิ่งหนึ่งคือ หากว่าดูดาวตกจากสถานที่ๆ ท้องฟ้าไม่มืดพอหรือมีเมฆบดบังบางส่วนของท้องฟ้าจะทำให้อัตราที่เห็นลดลงได้อีก
คาดหมายจำนวนดาวตกที่นับได้ในประเทศไทย
จากกราฟแสดงอัตราการเกิดดาวตก ที่ได้จากผลการคำนวณของ เดวิด แอชเชอร์/โรเบิร์ต แมกนอต และ เอสโค ลือทิเนน/ทอม แวน ฟลานเดิร์น ผู้เขียนได้คำนวณหาจำนวนดาวตกที่คาดว่าจะมองเห็นได้ในช่วงเวลาต่างๆ ตั้งแต่เวลา 0.30-4.30 น. ของวันที่ 19 พฤศจิกายน 2544 ได้ผลดังนี้
| ช่วงเวลาระหว่าง | ชนบท ไม่มีมลภาวะทางแสง | มลภาวะทางแสงปานกลาง | เมืองใหญ่ มลภาวะทางแสงมาก |
|---|---|---|---|
| 00.30-00.45 น. | 60-90 | 30-40 | 5 |
| 00.45-01.00 น. | 160-210 | 80-100 | 10 |
| 01.00-01.15 น. | 340-360 | 160-170 | 20 |
| 01.15-01.30 น. | 470-480 | 210-220 | 30 |
| 01.30-01.45 น. | 420-510 | 200-240 | 30 |
| 01.45-02.00 น. | 230-420 | 110-200 | 15-25 |
| 02.00-02.15 น. | 80-280 | 40-130 | 5-20 |
| 02.15-02.30 น. | 30-150 | 15-70 | น้อยกว่า 10 |
| 02.30-02.45 น. | 20-70 | 10-30 | น้อยกว่า 5 |
| 02.45-03.00 น. | 20-35 | 10-15 | น้อยกว่า 2 |
| 03.00-03.15 น. | 0-10 | 0-5 | - |
| 03.15-03.30 น. | 0-10 | 0-5 | - |
| 03.30-03.45 น. | 0-10 | 0-5 | - |
| 03.45-04.00 น. | 0-10 | 0-5 | - |
| 04.00-04.15 น. | 0-10 | 0-5 | - |
| 04.15-04.30 น. | 0-10 | 0-5 | - |
หมายเหตุ - ผลคำนวณนี้คำนวณสำหรับประเทศไทย โดยยึดถือตามเวลาและอัตราการเกิดดาวตกสูงสุดตามผลคำนวณของนักดาราศาสตร์ทั้งสองกลุ่ม ภายใต้เงื่อนไขว่าท้องฟ้าไม่มีเมฆบดบัง ดังนั้นหากเวลาและอัตราการเกิดจริงคลาดเคลื่อนจากนี้หรือสภาพทัศนวิสัยไม่ดี จะทำให้ตัวเลขในตารางนี้คลาดเคลื่อนตามไปด้วย จึงขอให้ดูพอเป็นแนวทางว่ามีโอกาสจะมองเห็นดาวตกได้มากน้อยเพียงใด
คำถาม-คำตอบเกี่ยวกับฝนดาวตกสิงโต
ดาวตกคืออะไร?
ดาวตก หรือ ผีพุ่งไต้ หมายถึงปรากฏการณ์บนท้องฟ้าที่มีแสงสว่างวาบคล้ายดาวฤกษ์ที่พุ่งผ่านไปอย่างรวดเร็ว เกิดจากชิ้นส่วนอุกกาบาตขนาดเล็กขนาดไม่กี่มิลลิเมตรในอวกาศ ฝุ่นอุกกาบาตเหล่านี้เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ในรูปแบบที่เรียกว่าสายธารอุกกาบาต เมื่อโลกเดินทางผ่านเข้าไปในสายธารนี้ ฝุ่นอุกกาบาตจะเคลื่อนที่เข้ามาในบรรยากาศ เกิดความร้อนจากการเสียดสีกับบรรยากาศและชนกับอะตอมและโมเลกุล สเปกตรัมที่วัดได้บ่งบอกว่าอนุภาคเหล่านี้ประกอบด้วยโซเดียม เหล็ก และแมกนีเซียม ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นทำให้เกิดแสงสว่างตามแนวที่อุกกาบาตเคลื่อนที่ เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่าดาวตก กระบวนการนี้ส่วนใหญ่อยู่ในระดับความสูง 90 กิโลเมตรขึ้นไปจากพื้นโลก ซึ่งอยู่ในบรรยากาศชั้นนอกสุดที่เรียกว่าไอโอโนสเฟียร์ หากอุกกาบาตนั้นมีขนาดใหญ่มากพออาจเผ้าไหม้ไม่หมดและตกลงสู่พื้นดินเรียกว่าลูกอุกกาบาต
ดาวตกมีสีอะไร?
สีของดาวตกบ่งบอกถึงองค์ประกอบทางเคมีของอนุภาคและอุณหภูมิที่เกิดในบริเวณโดยรอบ ดาวตกส่วนใหญ่มีสีส้มเหลืองของอะตอมโซเดียม สีเหลืองของเหล็ก และสีน้ำเงินเขียวของแมกนีเซียม บางครั้งอะตอมของแคลเซียมอาจทำให้ดาวตกมีสีม่วง และบางส่วนอาจมีสีแดงอันเนื่องมาจากอะตอมของซิลิกอนและไนโตรเจนที่อยู่ในบรรยากาศ
ฝนดาวตกและพายุดาวตกคืออะไร?
ในเวลากลางคืนจะสามารถมองเห็นดาวตกบนท้องฟ้าได้ราว 5-10 ดวงต่อชั่วโมง แต่ในบางช่วงของปีจะมีดาวตกในอัตราที่สูงมากขึ้นกว่าปกติเรียกว่า ฝนดาวตก ในปีหนึ่งๆ มีฝนดาวตกอยู่หลายกลุ่ม เรียกชื่อแตกต่างกันตามกลุ่มดาวที่ดูเสมือนดาวตกจะพุ่งออกมา บริเวณดังกล่าวเรียกว่าจุดเรเดียนท์ หรือบางทีก็เรียกชื่อตามดาวหางต้นกำเนิด ฝนดาวตกสิงโตจึงมีตำแหน่งเรเดียนท์อยู่ในกลุ่มดาวสิงโต ส่วนพายุดาวตก (meteor storm) ใช้เรียกปรากฏการณ์ที่เห็นดาวตกในอัตราที่สูงมากอาจเป็นเรือนพันหรือเรือนหมื่นดวงต่อชั่วโมง เกิดขึ้นเมื่อโลกเดินทางผ่านส่วนที่หนาแน่นของสายธารอุกกาบาต เราสามารถพบบันทึกการเกิดพายุดาวตกในอดีตได้จากทั่วโลก
ดาวตกที่สว่างมากขนาดไหนจึงเรียกว่าไฟร์บอล?
ไฟร์บอลเกิดจากอุกกาบาตเช่นเดียวกันกับดาวตก แต่มีความสว่างมากกว่า ซึ่งอาจเกิดจากการที่อุกกาบาตมีขนาดใหญ่กว่า หรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่ำ ข้อกำหนดของศูนย์ข้อมูลไฟร์บอล (FIDAC) กำหนดให้ดาวตกที่สว่างมากกว่าอันดับความสว่าง -3.0 อยู่ในประเภทของไฟร์บอล คือสว่างมากกว่าดาวพฤหัสบดีหรือดาวศุกร์ขึ้นไป ไฟร์บอลมักจะทิ้งควันไว้บนท้องฟ้าหลายวินาทีหรือหลายนาที ในปี 2541 เกิดไฟร์บอลให้เห็นจำนวนมากในคืนวันที่ 16/17 พฤศจิกายน แต่สำหรับปีนี้คาดว่าจะมีดาวตกที่สว่างมากในระดับนี้ไม่มากนัก
ดูฝนดาวตกสิงโตได้ดีที่สุดที่ไหน?
เราสามารถดูดาวตกที่ไหนก็ได้ ตราบใดที่ท้องฟ้าที่นั่นไม่ถูกรบกวนจากแสงไฟ ฝุ่นละออง หากอยู่ในเมืองใหญ่ก็ควรเดินทางไปดูในต่างจังหวัด หรือห่างจากตัวเมืองมากพอที่จะหนีจากแสงสว่างและมลภาวะในอากาศ จากนั้นลองหาสถานที่ๆ ห่างจากท้องถนนเพื่อหลีกเลี่ยงแสงไฟที่เกิดจากยานพาหนะ และสิ่งสุดท้ายที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งคือต้องมีความปลอดภัย
ควรหันหน้าไปในทิศทางใด?
แม้ว่าดาวตกที่เป็นสมาชิกของฝนดาวตกสิงโตจะดูเหมือนเคลื่อนที่มาจากกลุ่มดาวสิงโตในบริเวณที่เรียกว่าเรเดียนท์ แต่ดาวตกสามารถเกิดขึ้นได้ทุกทิศทาง ที่สำคัญคือไม่ควรจ้องมองไปที่กลุ่มดาวสิงโต แต่ควรมองห่างจากกลุ่มดาวสิงโตออกไปประมาณ 40 องศาหรือมากกว่า เช่น อาจมองไปในบริเวณกลุ่มดาวนายพราน คนคู่ หรือสุนัขใหญ่เป็นต้น
เวลาที่ดูฝนดาวตกสิงโตได้ดีที่สุดคือเวลาใด?
เราสามารถมองเห็นดาวตกในกลุ่มนี้ได้ดีตั้งแต่หลังเที่ยงคืนเป็นต้นไป ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่กลุ่มดาวสิงโตเริ่มปรากฏขึ้นเหนือขอบฟ้าทิศตะวันออก อย่างไรก็ตามก็มีโอกาสที่จะมองเห็นดาวตกได้ก่อนเที่ยงคืน เพียงแต่ดาวตกนั้นไม่ได้เป็นสมาชิกของฝนดาวตกสิงโต
หมายเหตุ : บทความนี้ตีพิมพ์ลงในวารสาร "ทางช้างเผือก" วารสารรายเดือนของสมาคมดาราศาสตร์ไทย ผู้ที่สนใจสามารถติดตามอ่านรายละเอียดอื่นๆ เช่น วิธีการถ่ายภาพดาวตก การบันทึกปรากฏการณ์ วิธีใช้แผนที่ฟ้า เป็นต้น




