ฝนดาวตกคนคู่ 2544

หากปีนี้ฝนดาวตกสิงโตไม่ได้มีจำนวนมากเป็นพิเศษแล้ว ฝนดาวตกที่ได้ชื่อว่าน่าดูที่สุดของปีคงหนีไม่พ้นฝนดาวตกคนคู่ (Geminid meteor shower) เนื่องจากมีดาวตกให้เห็นจำนวนมากพอสมควร และไม่มีแสงจันทร์รบกวน ดาวตกจากฝนดาวตกคนคู่มีต้นกำเนิดแตกต่างจากฝนดาวตกกลุ่มอื่น ๆ ที่เกิดจากดาวหาง สะเก็ดดาวของฝนดาวตกคนคู่เกิดจากดาวเคราะห์น้อยที่ชื่อว่า "ฟีทอน" ปกติเราจะสามารถมองเห็นดาวตกจากฝนดาวตกคนคู่ได้ระหว่างวันที่ 7-17 ธันวาคม แต่จะพบว่าดาวตกมีความถี่สูงสุดในช่วงวันที่ 13-15 ธันวาคม

ความเป็นมา

ฝนดาวตกคนคู่เริ่มปรากฏให้เห็นในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1860 โดยที่มีผู้ค้นพบครั้งแรกในปี 1862 ต่อมาได้มีการประมาณการอัตราการเกิดดาวตกเป็นครั้งแรกในปี 1877 ซึ่งอยู่ในระดับ 14 ดวงต่อชั่วโมง และยังพบลูกไฟปรากฏให้เห็นด้วย ปีต่อ ๆ มา อัตราการเกิดดาวตกเพิ่มขึ้นอย่างช้า ๆ จนถึงต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 พบว่าดาวตกจากฝนดาวตกคนคู่แปรผันระหว่าง 15-30 ดวงต่อชั่วโมง ทศวรรษ 1930 มีอัตราเพิ่มขึ้นเป็น 40-70 ดวงต่อชั่วโมง จนกระทั่งอัตราการเกิดดาวตกคนคู่เพิ่มขึ้นอย่างเด่นชัดในช่วงปี 1970-1985 บางปีนับได้สูงถึง 110 ดวงต่อชั่วโมง

ปี 1947 เฟรด วิปเปิล ได้ศึกษาข้อมูลดาวตกจากฝนดาวตกคนคู่และพบว่าธารสะเก็ดดาวของฝนดาวตกนี้มีคาบ 1.65 ปี และความรีของวงโคจรที่สูง รวมทั้งความเอียงของวงโคจรที่มีต่อระนาบที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ที่น้อย ผลการศึกษานี้ทำให้ มิโรสลาฟ พลาเวค ซึ่งกำลังสนใจศึกษากลศาสตร์ท้องฟ้าในด้านความเปลี่ยนแปลงวงโคจรของวัตถุท้องฟ้าคำนวณได้ว่า วงโคจรของธารสะเก็ดดาวมีความเปลี่ยนแปลงของเส้นโนดแบบถอยหลังซึ่งทำให้วันที่เกิดฝนดาวตกมากที่สุดเร็วขึ้นหนึ่งวันทุก ๆ 60 ปี และแสดงให้เห็นว่าธารสะเก็ดดาวของฝนดาวตกคนคู่กำลังผ่านจุดที่ใกล้วงโคจรโลกและห่างวงโคจรโลกออกไปในอนาคต งานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ชิ้นนี้ช่วยอธิบายว่าเหตุใดฝนดาวตกคนคู่จึงมีอัตราเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ และพยากรณ์ว่าเราจะไม่สามารถมองเห็นฝนดาวตกคนคู่ได้อีกในอนาคต การค้นพบนี้ได้รับการยืนยันอีกครั้งจากผลงานวิจัยของ เคน ฟอกซ์ ไอแวน วิลเลียมส์ และเดวิด ฮิวส์ ในปี 1982

ต้นกำเนิดของฝนดาวตกคนคู่

ตลอดช่วงเวลาที่ฝนดาวตกปรากฏขึ้นนั้น ไม่มีการค้นพบดาวหางต้นกำเนิดของฝนดาวตกคนคู่เลย นักดาราศาสตร์หลายท่านพยายามที่จะใช้ข้อมูลดาวตกที่ผ่านมาในการค้นหาแหล่งกำเนิดดังกล่าว ปี 1950 พลาเวคได้เสนอทฤษฎีว่าวัตถุท้องฟ้าต้นกำเนิดของฝนดาวตกคนคู่น่าจะเกิดจากดาวหางที่มีวงโคจรแบบพาราโบลา แต่ผลจากแรงดึงดูดรบกวนจากดวงอาทิตย์ ทำให้ดาวหางดวงนั้นกลายเป็นดาวหางคาบสั้น ต่อมาลูบอร์ เครสัค ได้เสนอทฤษฎีว่าดาวหางดวงนี้น่าจะมีวงโคจรภายในระบบสุริยะมานานแล้ว เนื่องจากธารสะเก็ดดาวมีความหนาแน่น แต่วงโคจรของสายธารเพิ่งจะมาผ่านโลกเนื่องจากแรงโน้มถ่วงรบกวนจากดาวเคราะห์ ทฤษฎีนี้ได้รับการยืนยันเมื่อ ไซมอน กรีน และ จอห์น เดวีส์ ค้นพบดาวเคราะห์น้อยดวงใหม่จากภาพถ่ายในย่านอินฟราเรดของดาวเทียม IRAS เมื่อวันที่ 11 ตุลาคม ค.ศ. 1983 ซึ่งต่อมายืนยันโดย ชาลส์ โควอล ซึ่งสามารถถ่ายภาพดาวเคราะห์น้อยดวงนี้ได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาด 48 นิ้ว


ไม่นานหลังจากที่มีการคำนวณวงโคจรแล้ว สหพันธ์ดาราศาสตร์สากลก็รายงานว่าดาวเคราะห์น้อยดวงนี้มีวงโคจรใกล้เคียงกับธารสะเก็ดดาวของฝนดาวตกคนคู่ และได้รับการตั้งชื่อว่า ฟีทอน (3200 Phaethon - ตัวเลขนำหน้าชื่อ คือ ลำดับของดาวเคราะห์น้อยตามสารบบการจัดการรายชื่อดาวเคราะห์น้อย อาจละไว้ไม่กล่าวถึงได้) การค้นพบครั้งนี้ยังนำไปสู่ความเชื่อมโยงระหว่างดาวเคราะห์น้อยกับดาวหาง และมีความเป็นไปได้สูงที่ฟีทอนอาจเคยเป็นดาวหางมาก่อน

คาดหมายจำนวนดาวตกในปี 2544

ปีนี้องค์การอุกกาบาตสากลคำนวณว่าฝนดาวตกคนคู่จะมีอัตราสูงสุดในวันที่ 14 ธันวาคม 2544 เวลา 11 น. ตามเวลาในประเทศไทย ทำให้ประเทศไทยไม่สามารถมองเห็นดาวตกในช่วงที่เกิดถี่มากที่สุดได้ อย่างไรก็ตาม เราสามารถมองเห็นดาวตกได้มากในคืนวันที่ 13 และ คืนวันที่ 14 ธันวาคม โดยคาดว่าอัตราการเกิดดาวตกในคืนวันพฤหัสบดีที่ 13 ธันวาคม จะมากกว่าคืนวันศุกร์ที่ 14 ธันวาคมเล็กน้อย


จากกราฟแสดงอัตราการเกิดดาวตกที่เกิดขึ้นในปี 2542-43 เทียบกับวัน-เวลาที่โลกจะอยู่ในตำแหน่งเดียวกันในวงโคจรของปี 2544 แปลความหมายได้ว่า ดาวตกคนคู่ที่ผ่านมา มีอัตราการเกิดดาวตกเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ ในช่วงก่อนวันที่มีมากที่สุด จากนั้นจะลดลงอย่างรวดเร็วหลังจากที่มีอัตราสูงสุดแล้ว ดังนั้นในปี 2544 คืนที่เห็นดาวตกมากที่สุดจะเป็นคืนวันที่ 13 ธันวาคม หากคำนวณเพื่อหาจำนวนดาวตกที่มองเห็นได้ในช่วงเวลาต่างๆ สำหรับประเทศไทยโดยคำนึงถึงมุมเงยของเรเดียนท์แล้วจะได้ดังตารางนี้



หมายเหตุ
●ตัวเลขนี้เป็นเพียงการประมาณอย่างคร่าว ๆ จากกราฟด้านบน โดยที่ให้อันดับความสว่างต่ำสุดที่ตามองเห็นมีค่า 6.5 คือ ท้องฟ้ามืดสนิท ไม่มีแสงรบกวน และเมฆมาบดบัง หากมีแสงรบกวนเล็กน้อย จำนวนดาวตกอาจลดลงเหลือราวครึ่งหนึ่งหรือน้อยกว่า
●ในการนับดาวตกจริงอาจได้ค่าที่สูงกว่านี้เล็กน้อย เนื่องจากมีดาวตกทั่วไปเกิดขึ้นราว 5-10 ดวงต่อชั่วโมง และดาวตกที่ไม่ใช่สมาชิกของฝนดาวตกคนคู่อีกราว 5-10 ดวงต่อชั่วโมง
●ดาวตกจากฝนดาวตกคนคู่ส่วนใหญ่มีสีขาวและเหลือง เรเดียนท์ของฝนดาวตกคนคู่อยู่ใกล้กับดาวคาสเตอร์ (Castor) ในกลุ่มดาวคนคู่และสามารถพบไฟร์บอลได้ราวร้อยละ 5 ของดาวตกทั้งหมด
●ฝนดาวตกคนคู่เกิดขึ้นได้ก่อนเที่ยงคืน แต่ส่วนใหญ่ดาวตกที่เกิดก่อนเที่ยงคืนจะมีความสว่างน้อยกว่า และเคลื่อนที่ช้ากว่า ดังนั้นมีความเป็นไปได้ที่จำนวนดาวตกที่นับได้ก่อนเที่ยงคืนจะน้อยกว่าค่าในตารางนี้เล็กน้อย
●ดาวตกจากฝนดาวตกคนคู่มีอัตราเร็วประมาณ 35 กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งช้ากว่าฝนดาวตกสิงโตครึ่งหนึ่ง