ฝนดาวตกกลุ่มดาวสิงโต ในปี 2541 และโอกาสในการชนโลกของดาวหางเทมเปล-ทัตเทิล
ฝนดาวตกกลุ่มดาวสิงโตที่เพิ่งผ่านไปเมื่อกลางเดือนพฤศจิกายน ได้สร้างทั้งความประทับใจและความผิดหวังให้แก่คนทั่วโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งประเทศในแถบเอเชีย
ผลการสังเกตการณ์ในประเทศไทยและประเทศต่างๆ ได้ผลตรงกันว่า จำนวนดาวตกในคืนวันที่ 16 มีมากกว่าคืนวันที่ 17 ซึ่งคาดว่าจะเป็นคืนที่มีมากที่สุด อีกทั้งความสว่างและจำนวนลูกไฟ (fireball) ยังมีมากกว่าด้วย นอกจากนี้ มีกระแสข่าวเรื่องความเป็นไปได้ในการพุ่งชนโลกของ ดาวหางเทมเปล-ทัตเทิล ซึ่งเป็นดาวหางแม่ของฝนดาวตกกลุ่มดาวสิงโต บทความนี้จะช่วยอธิบายความจริงและความเป็นไปได้ของเหตุการณ์ทั้งสอง
"ฝนดาวตก" และ "พายุฝนดาวตก" ที่แปลมาจากคำว่า meteor shower และ meteor storm อาจเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้คนทั่วไป เข้าใจความหมายผิดพลาด ความจริงแล้วการเกิดปรากฏการณ์ทั้งสองอย่างนี้ ไม่เหมือนกับฝนตกอย่างที่หลายคนจินตนาการ ฝนดาวตก เป็นลักษณะที่เกิดมีดาวตกจำนวนหนึ่งดูคล้ายกับเคลื่อนที่มาจากจุด ๆ หนึ่ง (ความจริงแล้วเป็นบริเวณแคบ ๆ บริเวณหนึ่ง) ในท้องฟ้าจำนวนมากพอที่จะสังเกตเห็น ความผิดปกติได้จากการบันทึกอย่างละเอียด อาจมีจำนวนตั้งแต่ราว 5 ดวงต่อชั่วโมง (เรียกว่า minor meteor shower) จนมากถึงในระดับประมาณ 100 ดวงต่อชั่วโมง (เรียกว่า major meteor shower) ฝนดาวตกเกิดขึ้นทุกปี และมีหลายกลุ่มจำนวนแตกต่างกันไป ส่วนพายุฝนดาวตกจะใช้เรียกการเกิดดาวตกที่มีจำนวนมากกว่าที่เคยเป็น (บางคนใช้คำว่า meteor outburst) ส่วนสาเหตุของความเข้าใจผิดอีกอย่างคือ ภาพวาดและภาพถ่ายที่นำเสนอในสื่อต่าง ๆ ทำให้หลายคนมุ่งหวังที่จะได้เห็นเหมือนกับในภาพ ทั้งที่เงื่อนไขและเวลาต่างกัน
ฝนดาวตกสิงโต
การวิเคราะห์ข้อมูลล่าสุดโดยInternational Meteor Organization ซึ่งได้รับรายงานดาวตก จากทั่วโลก ได้ผลสรุป คือ ดาวตกมีจำนวนสูงสุดสองครั้ง ครั้งแรกเกิดขึ้นวันที่ 17 พฤศจิกายน เวลา 1.30 UT (ตรงกับ 8.30 น.) ด้วยจำนวน 260 ดวงต่อชั่วโมง โดยมีลักษณะของการเกิดสูงสุดเป็นช่วงเวลานาน (broad peak) หลายชั่วโมง ดาวตกส่วนใหญ่ในขณะนั้นมีความสว่างมาก พร้อมกับมีลูกไฟในอัตราส่วนที่สูง หลังจากนั้นอัตราการเกิดลดลงจนถึงระดับ 100 ดวงต่อชั่วโมง ที่เวลา 16.20-17.00 UT (23.20 น ถึง เที่ยงคืนของวันที่ 17) จำนวนดาวตกกลับเพิ่มขึ้นอีกครั้งจนสูงสุดที่เวลา 20.20-22.00 UT (3.20-5.00 น. ของเช้าวันที่ 18) มีจำนวน 130 ดวงต่อชั่วโมง และกลับลดลงในระดับต่ำกว่า 40 ดวงต่อชั่วโมง ในวันที่ 19 พฤศจิกายน สาเหตุของการเกิด peak สองครั้งนี้จะอธิบายต่อไป
อัตราการเกิดต่อชั่วโมงที่พูดถึงกันอยู่นี้เรียกเป็นภาษาอังกฤษเต็ม ๆ ว่า Zenithal Hourly Rate (ZHR) เป็นอัตราการเกิดภายใต้เงื่อนไขหนึ่ง คือเรเดียนต์อยู่ที่จุดเหนือศีรษะ และอันดับความสว่างต่ำสุดที่ตามองเห็นคือ 6.5 ดังนั้นหากสมมุติให้อัตราการเกิดคงที่ตลอดเวลา เราจะพบว่าจำนวนดาวตกกลุ่มดาวสิงโต "ที่นับได้" เปลี่ยนแปลงตามมุมเงยของเรเดียนต์ คือเห็นจำนวนดาวตกขณะใกล้รุ่งเช้ามากกว่าเวลาใกล้เที่ยงคืน เพราะเรเดียนต์ขึ้นจากขอบฟ้าราวเที่ยงคืน และปรากฏสูงขึ้นตามการหมุนรอบตัวเองของโลก แต่ความเป็นจริงอัตราการเกิดมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ดังนั้นเราจึงเห็นว่า การเกิดฝนดาวตกกลุ่มดาวสิงโตในคืนวันที่ 16 มีอัตราการเกิดที่นับได้เพิ่มขึ้นรวดเร็ว (เพราะ ZHR กำลังเพิ่มขึ้น) แต่คืนวันที่ 17 หลัง 3.00-4.00 น. มีจำนวนลดลงเพราะ ZHR ลดลงอย่างรวดเร็ว จากคำอธิบายดังกล่าว จะสังเกตว่า การที่บอกว่าอัตราการเกิดเป็น 100 ดวงต่อชั่วโมง ก็ไม่ได้หมายความว่า ใน 1 ชั่วโมง จะนับได้ 100 ดวง เป็นต้น
ทำให้คนทั่วไปได้เรียนรู้ว่า การทำนายการเกิดฝนดาวตกนั้นไม่แม่นยำเหมือนกับปรากฏการณ์อื่น อาทิ การทำนายอุปราคา หรือการที่ดวงจันทร์บังดาวเคราะห์ ซึ่งสามารถบอกละเอียดได้ในระดับวินาที สาเหตุหลักที่เราไม่สามารถคำนวณเวลาที่แน่นอนได้ เป็นเพราะฝุ่นอุกกาบาตที่เข้ามาในบรรยากาศ และก่อให้เกิดดาวตกนั้น มีขนาดเล็กและล่องลอยอยู่ในอวกาศ มองไม่เห็นด้วยตาเปล่าหรือเครื่องมือใด ๆ จากโลก แต่อย่างน้อยเราบอกได้ว่า จะเกิดมีจำนวนมากกว่าปกติเมื่อไร อีกทั้งความแปรปรวนของลมสุริยะ และปัจจัยภายนอกอื่นเป็นสิ่งที่ไม่สามารถบอกแม่นยำได้ นักดาราศาสตร์บางคนกล่าวว่า การทำนายเวลาการเกิดฝนดาวตกนั้นเหมือนกับการ พยากรณ์อากาศล่วงหน้าหนึ่งปี
นักดาราศาสตร์ใช้ข้อมูลวงโคจรของดาวหางเทมเปล-ทัตเทิลในการคาดหมายเวลา โดยถือเอาเวลาที่โลกโคจรตัดผ่านระนาบวงโคจรของดาวหางเป็นหลัก แต่ความเป็นจริงแล้วเราไม่สามารถล่วงรู้ความหนาแน่นของฝุ่นอุกกาบาต ภายในวงโคจรของดาวหางได้ชัดเจน จากผลการสังเกตการณ์ ที่พบว่ามีการขึ้นสูงสุดของอัตราการเกิดเป็นสองครั้งนั้น ผู้เชี่ยวชาญหลายท่านเชื่อว่าดาวตกและลูกไฟจำนวนมาก ที่มองเห็นเมื่อคืนวันที่ 16 ถึงเช้าวันที่ 17 นั้น เกิดจากฝุ่นอุกกาบาตที่ "เก่า" กว่า หลุดจากดาวหางเมื่อหลายร้อยปีมาแล้ว และยังโคจรอยู่รอบดวงอาทิตย์ (เรียกว่า background component) ส่วนฝุ่นอุกกาบาตที่ "ใหม่" กว่า ซึ่งเพิ่งหลุดจากดาวหาง จะมีขนาดเล็ก ความสว่างน้อยกว่า ไม่ปรากฏลูกไฟมากนัก และจำนวนมากกว่า (เรียกว่า storm component) ยังไม่เป็นที่แน่ชัดว่าเหตุใดเราถึงมองเห็นดาวตกจากองค์ประกอบ ส่วนหลังไม่มากนักในปีนี้ แต่บางท่านให้ทรรศนะว่า ฝุ่นอุกกาบาตที่เล็กกว่าอาจได้รับผลกระทบจากลมสุริยะมาก เพราะอัตราส่วนของพื้นที่ผิวกับมวลมีค่ามากกว่าฝุ่นอุกกาบาตที่ขนาดใหญ่กว่า ในองค์ประกอบแรก ดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงไม่ได้ทำนายผิดพลาดในเรื่องของ เวลาการเกิดสูงสุดที่เกิดขึ้นราว 3 นาฬิกาเศษของคืนวันที่ 17 พฤศจิกายน เพราะเวลาที่ทำนายไว้เป็นการทำนายสำหรับฝุ่นอุกกาบาต ที่เพิ่งหลุดจากดาวหางเมื่อไม่นานมานี้.
การทำนายการเคลื่อนที่ของดาวหางนั้นมีความแม่นยำในระดับที่ยอมรับได้ในช่วงหลายร้อยปีนับจากปัจจุบัน ทั้งนี้ขึ้นกับจำนวน และความละเอียดของข้อมูลของตำแหน่งดาวหางที่วัดได้จากโลก วงโคจรของวัตถุท้องฟ้าทุกชนิด โดยเฉพาะดาวหางและดาวเคราะห์น้อยมีการเปลี่ยนแปลง อยู่ตลอดเวลา ในที่นี้จะกล่าวถึงดาวหาง ซึ่งมีสาเหตุหลักของการเปลี่ยนแปลงของวงโคจรจากแรงรบกวนจากดาวเคราะห์ (perturbation) ซึ่งปัจจุบันเราสามารถคำนวณตำแหน่งของดาวเคราะห์ได้แม่นยำเพียงพอในการคิด แรงรบกวนนี้ต่อดาวหาง ส่วนสาเหตุรองที่มีผลน้อยกว่ามากนั้น เกิดจากแรงภายในดาวหางเองซึ่งมีลักษณะคล้ายแรงผลักดัน ในจรวด (nongravitational force)
ผลการสังเกตการณ์ในประเทศไทยและประเทศต่าง
ที่มาของความเข้าใจที่ผิดพลาด
การใช้คำภาษาไทยว่าฝนดาวตกสิงโต ในปี 2541
การวิเคราะห์ข้อมูลล่าสุดโดย
จำนวนดาวตกแปรผันตามมุมเงยของเรเดียนต์
อัตราการเกิดต่อชั่วโมงที่พูดถึงกันอยู่นี้
การทำนายการเกิดฝนดาวตกและผลการวิเคราะห์
การเกิดฝนดาวตกครั้งนี้นักดาราศาสตร์ใช้ข้อมูลวงโคจรของดาวหางเทมเปล-ทัตเทิล
ดาวหางเทมเปล-ทัตเทิลจะชนโลกจริงหรือ?
การทำนายการเคลื่อนที่ของดาวหางนั้น