สมาคมดาราศาสตร์ไทย

พ.ศ. 2568 วงแหวนดาวเสาร์ล่องหน

พ.ศ. 2568 วงแหวนดาวเสาร์ล่องหน

23 สิงหาคม 2567
ปรับปรุงครั้งล่าสุด 11 ตุลาคม 2567
โดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ในบรรดาดาวเคราะห์ทั้งหมดในระบบสุริยะ ดาวเสาร์เป็นดวงที่จดจำง่ายที่สุด ด้วยการมีวงแหวนล้อมรอบเป็นเอกลักษณ์ ทำให้ดาวเคราะห์ดวงนี้ดูสวยเด่นเป็นสง่าจนใครต่อใครต้องหลงใหล 

วงแหวนของดาวเสาร์มีลักษณะเป็นแผ่นบางเฉียบ มีความกว้างมาก ขอบในสุดอยู่ห่างจากพื้นผิวดาวเสาร์ 7,000 กิโลเมตร ขอบนอกสุดอยู่ห่างจากดาวเสาร์ถึง 80,000 กิโลเมตร  แต่ความหนาเฉลี่ยไม่ถึง 100 เมตร ประกอบด้วยน้ำแข็งก้อนเล็กก้อนน้อยกระจัดกระจาย

การดูวงแหวนดาวเสาร์ไม่ใช่เรื่องยากอย่างที่หลายคนคิด ใครที่มีกล้องสองตาแบบที่ไว้ดูนกดูม้าที่มีกำลังขยาย 10 เท่าขึ้นไปก็เพียงพอแล้วที่จะมองเห็นวงแหวนดาวเสาร์ แต่คุณภาพกล้องต้องดีพอสมควร 

การค้นพบวงแหวน


วงแหวนดาวเสาร์ถูกค้นพบตั้งแต่ช่วงแรก ๆ ที่นักดาราศาสตร์เริ่มหันกล้องขึ้นมองท้องฟ้าแล้ว คนแรกที่ยกกล้องขึ้นส่องดาวเสาร์คือ กาลิเลโอ ในปี ค.ศ. 1610 หรือเพียงหนึ่งปีหลังจากที่เขาประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ขึ้นมา เขาพบว่าดาวเสาร์เมื่อมองผ่านกล้องไม่เหมือนดาวเคราะห์อื่น กาลิเลโอบันทึกไว้ว่าดาวเสาร์ไม่ใช่ดาวเคราะห์ดวงเดียว แต่เหมือนมีสามดวงติดกัน มีดวงกลางขนาดใหญ่ที่สุด และมีสองดวงเล็กขนาบข้างเรียงเป็นแนวเดียวกันและอยู่ใกล้กันจนผิวแตะกัน บางครั้งกาลิเลโอก็เรียกดาวเล็กสองดวงข้างดาวเสาร์นี้ว่า "หู" เพราะดูแล้วเหมือนดาวเคราะห์มีหู บันทึกนี้แสดงว่าคุณภาพของกล้องที่กาลิเลโอใช้ด้อยกว่ากล้องในปัจจุบันมาก  เพราะแม้แต่กล้องคลองถมราคาหลักร้อยในปัจจุบันก็ยังส่องดาวเสาร์และมองออกได้ไม่ยากว่าเป็นวงแหวน 

(ซ้าย) ภาพดาวเสาร์ที่ถ่ายโดยยานแคสซีนี (ขวา) ภาพที่สร้างขึ้นโดยการนำภาพทางซ้ายมาลดความคมชัดและขนาดเพื่อจำลองภาพของดาวเสาร์ที่ปรากฏในกล้องโทรทรรศน์ที่กาลิเลโอใช้ ทำให้เข้าใจได้ไม่ยากว่าเหตุใดกาลิเลโอจึงมองว่าเป็นดาวเคราะห์มีหู 

จนกระทั่งถึงปี ค.ศ. 1656 นักดาราศาสตร์ชื่อ คริสตียาน ไฮเกนส์ ได้สร้างกล้องที่ดีพอและอธิบายได้ถูกต้องว่า "หู" ของดาวเสาร์นั้นแท้จริงคือวงแหวน น่าเสียดายที่กาลิเลโอไม่ได้รับรู้ความจริงนี้เพราะเขาเสียชีวิตไปก่อนหน้านั้นหลายปี 
 

วงแหวนหาย


ย้อนกลับไปหากาลิเลโออีกครั้ง หลังจากที่บันทึกถึงหูของดาวเสาร์เป็นครั้งแรกแล้ว อีกสองปีถัดมาคือในปี ค.ศ.1612 กาลิเลโอกลับพบว่าหูสองใบนั้นหายไปเสียแล้ว ในครั้งนั้นเขาสันนิษฐานว่า ดาวเล็กสองดวงนั้นอาจเป็นบริวารของดาวเสาร์ แล้วเหตุที่หายไปก็อาจเป็นเพราะถูกดาวเสาร์ดูดเข้าไปรวมเป็นเนื้อเดียวกับดาวเสาร์ไป

แต่แล้วในปีต่อมา กาลิเลโอก็ต้องงงหนักขึ้นไปอีก เพราะว่าดาวสองดวงนั้นกลับมาปรากฏอยู่ข้างดาวเสาร์อีกแล้ว

สาเหตุย่อมไม่ใช่เพราะดาวเสาร์กลืนบริวารไปแล้วคายออกมาอย่างแน่นอน ปัจจุบันเราทราบแล้วว่าดาวสองข้างนั้นแท้จริงคือวงแหวนดาวเสาร์ ดังนั้นสิ่งที่กาลิเลโอเห็นคือเหตุการณ์ที่วงแหวนหายไปแล้วก็กลับมาปรากฏอีก

แหวนดาวเสาร์หายไปได้อย่างไร


แหวนดาวเสาร์แท้จริงแล้วไม่ได้หายไปไหน ที่กล่าวว่าหายนั้นหมายถึงมองไม่เห็นต่างหาก 


วงแหวนดาวเสาร์เพิ่งเกิด และกำลังจะหายไป


ดาวเสาร์โคจรรอบดวงอาทิตย์ โดยมีแกนหมุนเอียงทำมุม 27 องศากับเส้นตั้งฉากกับระนาบวงโคจร ทำนองเดียวกับที่แกนหมุนของโลกเอียงทำมุม 23.4 องศากับเส้นตั้งฉากกับระนาบวงโคจร ทำให้ดาวเสาร์มีฤดูกาล มีอายัน และวิษุวัตเช่นเดียวกับโลก ในรอบปีหนึ่งของดาวเสาร์ซึ่งกินระยะเวลาประมาณ 30 ปีโลก จึงมีครึ่งปี (15 ปีโลก) ที่เอียงด้านขั้วเหนือเข้าหาดวงอาทิตย์ ส่วนอีกครึ่งปีก็เอียงขั้วใต้เข้าหาดวงอาทิตย์ และจะมีสองครั้งที่ระนาบศูนย์สูตรของดาวเสาร์พาดผ่านดวงอาทิตย์พอดี วงแหวนดาวเสาร์ที่วางอยู่ในแนวระนาบศูนย์สูตรก็หันด้านข้างของวงแหวนมายังดวงอาทิตย์ด้วย ดังที่กล่าวมาข้างต้นว่าวงแหวนดาวเสาร์บางมาก ในช่วงเวลาดังกล่าวเมื่อมองจากมุมมองของดวงอาทิตย์จึงมองแทบไม่เห็นวงแหวน นั่นแสดงว่าวงแหวนของดาวเสาร์จะหายไปทุกครึ่งปีดาวเสาร์ หรือประมาณทุก 15 ปีของโลก

ดาวเสาร์ที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลระหว่างปี 2539-2543 แสดงถึงระนาบวงแหวนที่เปลี่ยนมุมไปจากการโคจรรอบดวงอาทิตย์ (จาก universetoday.com)

ภาพดาวเสาร์ในปี 2538 ดาวเสาร์หันขอบวงแหวนมายังโลกพอดี จึงมองไม่เห็นวงแหวน 

ดาวเสาร์มีระนาบวงแหวนทำมุมกับระนาบวงโคจร จึงมีฤดูกาลเช่นเดียวกับโลก ในช่วงที่เป็นวันวิษุวัตจะหันขอบวงแหวนมายังดวงอาทิตย์  

คำอธิบายข้างต้นเป็นการอธิบายโดยสมมุติว่าเราดูดาวเสาร์จากตำแหน่งของดวงอาทิตย์ แต่ความจริงเราอยู่บนโลก ไม่ได้อยู่ที่ดวงอาทิตย์ กลไกการเกิดปรากฏการณ์วงแหวนล่องหนก็ซับซ้อนขึ้นอีกเล็กน้อย

โลกเราโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงแคบกว่าดาวเสาร์มาก จึงเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าการเคลื่อนที่ของระนาบวงแหวนดาวเสาร์ที่ผ่านเข้ามาในวงโคจรของโลก ระนาบวงแหวนดาวเสาร์ที่กวาดเข้ามาในวงโคจรของโลกใช้เวลาประมาณหนึ่งปีนับจากเริ่มสัมผัสวงโคจรโลกจนกระทั่งหลุดจากวงโคจรโลก ด้วยความเร็วนี้ การผ่านเข้ามาของระนาบวงแหวนดาวเสาร์แต่ละรอบ จึงมีโอกาสที่จะตัดผ่านโลกได้หนึ่งครั้งหรือสามครั้ง ขึ้นอยู่กับตำแหน่งสัมพัทธ์ของโลก ดวงอาทิตย์ และดาวเสาร์ 

แผนภูมิแสดงลักษณะการเกิดปรากฏการณ์วงแหวนดาวเสาร์ล่องหนทั้งแบบตัดหนึ่งครั้ง (บน) และแบบตัดสามครั้ง (ล่าง) การเกิดแบบตัดครั้งเดียวมักเกิดขึ้นช่วงใกล้เคียงกับช่วงที่ดวงอาทิตย์อยู่ระหว่างกลาง จึงสังเกตดาวเสาร์ได้ยาก การเกิดแบบตัดสามครั้งเกิดขึ้นโดยไม่มีดวงอาทิตย์คั่นกลาง และครั้งที่สองมักเกิดขึ้นใกล้กับช่วงที่ดาวเสาร์อยู่ตรงข้ามกับดวงอาทิตย์  

จะเห็นว่ากรณีที่ระนาบวงแหวนดาวเสาร์ตัดผ่านโลกหนึ่งครั้ง จะเกิดขึ้นขณะที่โลก ดวงอาทิตย์ และดาวเสาร์ เรียงกันเกือบเป็นแนวเดียวกันโดยมีดวงอาทิตย์อยู่ระหว่างโลกกับดาวเสาร์ และโลกก็เคลื่อนที่ตัดกับระนาบวงแหวนดาวเสาร์ในลักษณะวิ่งสวนทางกัน การที่มีดวงอาทิตย์มาอยู่ระหว่างกลาง ทำให้ตำแหน่งปรากฏของดาวเสาร์อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มาก การสังเกตการดาวเสาร์ในช่วงเวลานี้จึงทำได้ยากหรืออาจไม่ได้เลย 

ส่วนกรณีที่ระนาบวงแหวนดาวเสาร์ตัดผ่านโลกสามครั้ง ดาวเสาร์มีตำแหน่งปรากฏห่างจากดวงอาทิตย์มาก โดยเฉพาะครั้งที่สองที่อยู่ใกล้เคียงกับตำแหน่งตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ การสังเกตปรากฏการณ์แหวนดาวเสาร์ล่องหนจึงทำได้แถมยังเกิดขึ้นถึงสามครั้งภายในเวลาไม่ถึงปีด้วย 

ความสำคัญของการปรากฏการณ์วงแหวนดาวเสาร์ล่องหน


แม้ดาวเสาร์ช่วงที่มองไม่เห็นวงแหวนจะดูไม่สวยเท่าตอนที่มองเห็นวงแหวน แต่ปรากฏการณ์นี้มีประโยชน์มากต่อวงการดาราศาสตร์ โดยเฉพาะในอดีต ช่วงเวลาดาวเสาร์หันขอบวงแหวนมายังโลกเป็นโอกาสพิเศษสุดที่นักดาราศาสตร์จะได้สำรวจวัตถุต่าง ๆ ใกล้วงแหวนได้อย่างชัด ๆ ซึ่งไม่อาจทำได้ในช่วงที่มองเห็นวงแหวน เพราะวงแหวนของดาวเสาร์อาจบดบังไปหรือสว่างมากจนกลบรายละเอียดเล็ก ๆ ที่ซ่อนอยู่ใกล้ระนาบวงแหวนไป ในบรรดาดวงจันทร์ทั้งหมดของดาวเสาร์ มี 13 ดวงที่ถูกค้นพบในช่วงที่เกิดปรากฏการณ์นี้ เช่น ไอยาเพทัส เรีย ไมมัส ไฮเพียเรียน 

ดวงจันทร์ไอยาเพทัส บริวารของดาวเสาร์ที่ถูกค้นพบในช่วงที่ดาวเสาร์หันขอบวงแหวนมายังโลก 

อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบัน ความพิเศษดังกล่าวย่อมลดลงไปเนื่องจากมียานอวกาศที่ไปสำรวจดาวเสาร์ระยะใกล้มาแล้ว ดังจะเห็นว่า การหันขอบวงแหวนมายังโลกครั้งล่าสุดที่เป็นแบบตัดสามครั้งที่เกิดขึ้นในปี 2538-2539 ไม่มีการค้นพบดวงจันทร์ดวงใหม่เลย 

โอกาสในการสังเกตปรากฏการณ์วงแหวนดาวเสาร์ล่องหน


ครั้งล่าสุดที่ดาวเสาร์หันระนาบวงแหวนมายังโลกคือในปี 2553 ครั้งถัดไปที่จะเกิดขึ้นคือวันที่ 23 มีนาคม 2568 อย่างไรก็ตาม หากใครกำลังวางแผนตั้งกล้องรอดูดาวเสาร์แบบไร้แหวนสักหน่อยคงต้องผิดหวัง เพราะการผ่านระนาบวงแหวนในครั้งนี้เป็นการผ่านแบบตัดระนาบครั้งเดียว ซึ่งเป็นการผ่านแบบที่มีดวงอาทิตย์มาคั่นกลาง  ในเดือนมีนาคม 2568 ดาวเสาร์อยู่ในกลุ่มดาวปลาเช่นเดียวกับดวงอาทิตย์ มีตำแหน่งเยื้องไปทางตะวันตกเฉียงใต้ของดวงอาทิตย์เล็กน้อย ดาวเสาร์ขึ้นจากขอบฟ้าก่อนดวงอาทิตย์ไม่ถึงครึ่งชั่วโมง นั่นหมายความว่าลืมเรื่องจะดูดาวเสาร์ในวันนั้นไปได้เลย หากอยากจะดูปรากฏการณ์วงแหวนดาวเสาร์ล่องหนชัด ๆ ต้องรอให้ถึงรอบถัดไป หรือในปี พ.ศ. 2581-2582 ซึ่งจะเป็นการตัดสามครั้ง ในครั้งนั้นดาวเสาร์จะหันขอบวงแหวนมายังโลกในวันที่ 15 ตุลาคม 2581, เมษายน 2582 และ กรกฎาคม 2582 

แผนภาพแสดงรูปร่างและขนาดเชิงมุมเปรียบเทียบของดาวเคราะห์ในปี 2567 จะเห็นว่าวงแหวนดาวเสาร์บางมากและบางลงเรื่อย ๆ ก่อนจะหายไปในต้นปี 2568 (จาก วรเชษฐ์ บุญปลอด)

ขณะนี้ (สิงหาคม 2567) วงแหวนดาวเสาร์กำลังทำมุมเอียงน้อยลงทีละน้อยจนแทบจะเหลือกลายเป็นขีด ภาพวงแหวนดาวเสาร์ที่มีวงแหวนบาง ๆ ก็ดูสวยงามแปลกตาไปอีกแบบ ในวันที่ กันยายน 2567 ดาวเสาร์มาอยู่ตรงข้ามดวงอาทิตย์พอดี เป็นช่วงที่ดาวเสาร์อยู่ใกล้โลกที่สุดในรอบปีด้วย ดังนั้นช่วงวันและเดือนนี้จึงเป็นช่วงเวลาเหมาะที่สุดที่จะได้ดูดาวเสาร์พร้อมวงแหวนบางเฉียบอย่างเต็มตา ก่อนที่ดาวเสาร์จะค่อย ๆ ถอยห่างไปและจมหายไปในแสงจ้าของดวงอาทิตย์ในฤดูร้อนของปี 2568 หลังจากนั้นวงแหวนดาวเสาร์ก็จะยังคงเล่นซ่อนหาต่อไปอีกหลายเดือน กว่าจะกลับมาให้เห็นวงแหวนอีกครั้งก็ต้องรอจนถึงปลายปี 2568 เป็นอย่างเร็ว



อ่านเพิ่มเติม

 Will Saturn’s rings really ‘disappear’ by 2025? An astronomer explains
 https://science.nasa.gov/mission/cassini/science/rings/
 Saturn’s rings are disappearing!
 Saturn’s Rings Edge-On
 Saturn’s Rings Will Temporarily Disappear From View in 2025
 Saturn in 2024/2025 – the rings edge-on
 Saturn Ring Plane Crossing

 Visualizing the History of Saturn and its Rings
 Hubble Views Saturn Ring-Plane Crossing