สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ ชวนทำความรู้จัก "ดาวหาง" ให้มากขึ้นอีกสักนิด

เฟซบุ๊ก สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ โพสต์บทความ เชิญชวนทำความรู้จัก "ดาวหาง" ให้มากขึ้นอีกสักนิด ระบุว่า 

ช่วงนี้อากาศเย็นใจ เป็นใจ หลายท่านเริ่มออกเดินทางท่องเที่ยวตามสถานที่ต่างๆ หากใครอยู่ในบริเวณที่ท้องฟ้าปลอดโปร่ง ปราศจากเมฆรบกวน อาจจะสามารถสังเกตเห็นดาวหางลีโอนาร์ด หรือ C/2021 A1 (Leonard)  ตั้งแต่บัดนี้ถึง 10 ธันวาคม 2564 ในช่วงรุ่งเช้า ทางทิศตะวันออก ก่อนดวงอาทิตย์ขึ้น และอีกครั้ง ตั้งแต่ 14 ธันวาคม 2564 ถึงต้นมกราคม 2565 ในช่วงหัวค่ำ ทางทิศตะวันตก หลังดวงอาทิตย์ลับขอบฟ้า

แอดมินได้รวบรวม Q&A ที่น่าสนใจเกี่ยวกับ #ดาวหาง มาฝากมิตรรักแฟนเพจทุกท่านครับ

>> เราจะเห็นดาวหางลีโอนาร์ดได้อย่างไร?

เราสามารถสังเกตเห็นดาวหาง C/2021 A1 (Leonard) ได้ตั้งแต่ตอนนี้ถึง 10 ธันวาคม 2564 ในช่วงรุ่งเช้าทางทิศตะวันออก ก่อนดวงอาทิตย์ขึ้น และอีกครั้ง ตั้งแต่ 14 ธันวาคม 2564 ถึงต้นมกราคม 2565 ในช่วงหัวค่ำทางทิศตะวันตกหลังดวงอาทิตย์ลับขอบฟ้า

ตั้งแต่ตอนนี้ถึงประมาณวันที่ 10 ธันวาคม 2564 ดาวหางลีโอนาร์ดจะปรากฏในตำแหน่งของกลุ่มดาวคนเลี้ยงสัตว์ (Boötes) เหนือขอบฟ้าทางทิศตะวันออกเล็กน้อยในช่วงรุ่งเช้าก่อนดวงอาทิตย์ขึ้น เราสามารถสังเกตกลุ่มดาวคนเลี้ยงสัตว์ได้จากการลากผ่านส่วนโค้งของ “ด้ามกระบวย” ที่เป็นส่วนหางของกลุ่มดาวหมีเล็ก (Ursa Major) ส่วนโค้งจะไปบรรจบที่ดาวฤกษ์สว่างที่มีชื่อว่าดาวดวงแก้ว หรือ Arcturus

ดาวหางดวงนี้สังเกตด้วยตาเปล่าค่อนข้างยาก จึงควรใช้กล้องโทรทรรศน์หรือกล้องสองตาช่วยสังเกตการณ์ ด้วยการสังเกตหาฝุ่นมัวๆ หรือ “ดาว” ดวงหนึ่งที่ไม่ได้คมชัดเหมือนดาวดวงอื่น และประการสำคัญ คือ ควรสังเกตการณ์ในพื้นที่มืด ไร้แสงรบกวน แนะนำให้มองผ่านกล้องโทรทรรศน์ หรือกล้องสองตา จะเห็นชัดเจนยิ่งขึ้น

>> ดาวหางคืออะไร?

ดาวหาง เป็นวัตถุหนึ่งในระบบสุริยะ ประกอบด้วย น้ำแข็ง คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน แอมโมเนีย ซึ่งเป็นสารประกอบระเหิดง่าย รวมถึงฝุ่นและหินปะปนกันอยู่ มีแหล่งกำเนิดอยู่บริเวณนอกระบบสุริยะ และใช้เวลาหลายปีในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ เมื่อโคจรเข้ามาในระบบสุริยะชั้นใน จะปรากฏเป็นวัตถุสว่างที่มีหางพาดผ่านท้องฟ้าในยามค่ำคืน

ดาวหาง มีลักษณะคล้ายกับ "ก้อนหิมะสกปรก" เนื่องจากองค์ประกอบของดาวหางเกิดขึ้นจากน้ำแข็งที่ทำมาจากน้ำ แอมโมเนีย คาร์บอนไดออกไซด์ (น้ำแข็งแห้ง) หิน ดิน ฝุ่น สารประกอบอินทรีย์ และอื่นๆ แต่ดาวหางหลายดวงนั้นจะมีองค์ประกอบของหินและฝุ่นมากกว่า จึงอาจจะมีลักษณะคล้ายกับ "ก้อนหินแช่แข็ง"

ดาวหางต่างจากดาวเคราะห์น้อย ตรงที่ดาวหางมีองค์ประกอบของ "น้ำแข็ง" ที่ระเหิดเป็นแก๊สได้ปนอยู่ ด้วยเหตุนี้จึงทำให้ดาวหางปลดปล่อยแก๊สออกมาเมื่อดาวหางเคลื่อนที่เข้าใกล้ดวงอาทิตย์ จึงปรากฏเรืองออกมาเป็นฝุ่นแก๊สที่ลากไปในลักษณะของ "หาง" ที่ทำให้เราเห็น

เนื่องจาก "น้ำ" เป็นองค์ประกอบสำคัญอย่างหนึ่งของดาวหาง จึงทำให้เราสันนิษฐานว่าน้ำในแม่น้ำและมหาสมุทรบนโลกของเราอาจจะมาจากดาวหางที่ตกลงบนโลกภายหลังจากโลกเย็นตัวลงเพียงพอที่จะมีน้ำในรูปของเหลวได้เมื่อหลายพันล้านปีมาแล้ว อย่างไรก็ตาม เราพบว่าธาตุไฮโดรเจนในดาวหางนั้นมีอัตราส่วนของดิวเทอเรียมที่ต่างจากน้ำบนโลกเป็นอย่างมาก ดาวหางจึงไม่ใช่แหล่งน้ำหลักของน้ำบนโลก อย่างไรก็ตาม น้ำส่วนหนึ่งของทุกแก้วที่เราดื่มลงไปนั้น ครั้งหนึ่งก็เคยมาจากดาวหางอยู่ดี

องค์ประกอบหลักของดาวหาง ได้แก่

1. นิวเคลียส คือ ใจกลางของดาวหาง เป็นของแข็งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 0.5 เมตร ไปจนถึงหลายสิบกิโลเมตร

2.โคมา (Coma) คือ ชั้นฝุ่นและแก๊สที่ห่อหุ้มนิวเคลียส ประกอบด้วย ฝุ่นและแก๊สที่ระเหิดออกมาเมื่อได้รับรังสีจากดวงอาทิตย์ จะปรากฏแสงเรืองสีเขียวซึ่งเป็นปรากฏการณ์เรืองแสงจากอะตอม หรือโมเลกุลของแก๊สไซยาโนเจน (CN) และแก๊สคาร์บอน (C2) เรียกว่าปรากฏการณ์ Fluorescence

3. หาง (Tail) คือ แก๊สและอนุภาคฝุ่นที่ถูกปล่อยออกมาจากนิวเคลียส แบ่งออกเป็น 2 ประเภท

- หางฝุ่น (Dust Tail) เกิดจากฝุ่นและอนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้าระเหิดออกจากนิวเคลียส เมื่อดวงอาทิตย์ปะทุจึงถูกผลักออกไปในทิศทางตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ ฝุ่นเหล่านี้จะสะท้อนแสงดวงอาทิตย์ปรากฏเป็นทางโค้งสว่างตามทิศทางวงโคจรของดาวหาง

- หางแก๊สหรือหางไอออน (Ion Tail) เป็นแก๊สเรืองแสงที่ประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุ เรืองแสง เนื่องจากได้รับพลังงานจากการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ เมื่อถูกสนามแม่เหล็กซึ่งเกิดจากการปะทุบนดวงอาทิตย์ผลักไปด้านหลังในทิศทางชี้ออกจากดวงอาทิตย์ ทั้งนี้ กระแสของลมสุริยะที่ไม่สม่ำเสมอ ทำให้หางแยกออกจากกันได้

>> เราเห็นดาวหางมีลักษณะอย่างไร?

หากสังเกตด้วยตาเปล่า สิ่งแรกที่เราจะพบเกี่ยวกับดาวหางก็คือ ดาวหางจะมีลักษณะเป็น "ฝ้าจางๆ" ที่ฟุ้งไปรอบๆ ต่างจากดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ เครื่องบิน หรือไฟอื่นๆ ที่มีลักษณะเป็นจุด สำหรับใครที่อยู่ในบริเวณท้องฟ้าปลอดโปร่ง และปราศจากแสงรบกวนสักหน่อย อาจจะเห็น "หาง" ของดาวหางเป็นทางได้ นอกจากนี้ หากใครมีกล้องโทรทรรศน์ หรือตั้งกล้องถ่ายภาพเปิดหน้ากล้องนาน ๆ สักหน่อย อาจจะสามารถสังเกตเห็นหางทั้งสองของดาวหางได้

>> สีสันของดาวหาง

ส่วนของดาวหางที่เป็นก้อนน้ำแข็งนั้น เราเรียกกันว่า "นิวเคลียส" แม้ว่าเราจะไม่สามารถสังเกตเห็นนิวเคลียสของดาวหางได้ แต่เราสามารถสังเกตเห็นส่วนของแก๊สที่ปล่อยออกมาได้ แก๊สที่เพิ่งถูกปลดปล่อยออกมาโดยแสงอาทิตย์นั้นจะประกอบขึ้นเป็นส่วนของ "หัว" ดาวหางที่เราเรียกกันว่า "โคมา" (Coma) ถึงแม้ว่าตัวนิวเคลียสของดาวหางอาจจะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงไม่กี่กิโลเมตร แต่ตัวโคมาของดาวหางนั้นสามารถมีขนาดใหญ่กว่าโลกของเรา ไปจนถึงขนาดพอๆ กับขนาดของดวงอาทิตย์ได้ ขึ้นอยู่กับปริมาณแก๊สที่ถูกปล่อยออกมา

ถึงแม้ว่าตาของมนุษย์นั้นอาจจะไม่ไวต่อสีในช่วงค่ำคืน และผู้สังเกตทั่วไปอาจจะไม่สามารถสังเกตเห็นสีของดาวหางได้ แต่ผู้สังเกตที่ส่องผ่านกล้องโทรทรรศน์ในบริเวณที่ท้องฟ้ามืดสักเล็กน้อย หรือถ่ายภาพด้วยระยะเวลาเปิดหน้ากล้องที่นานสักหน่อย จะพบว่าโคมาของดาวหางนั้นมักจะมีสีออกเป็นสีเขียว ที่เป็นเช่นนี้นั้นสืบเนื่องมาจากปรากฏการณ์ที่คล้ายกับหลอดไฟนีออน เมื่อโมเลกุลในแก๊สของโคมาดาวหางนั้นดูดซับแสงยูวีจากดวงอาทิตย์ และเรืองแสงออกมาในแสงสีต่างๆ โมเลกุลที่เรืองแสงออกมาในช่วงคลื่นที่ตามองเห็นในปริมาณที่มากที่สุดคือโมเลกุลของไซยาโนเจน (CN) และคาร์บอนอะตอมคู่ (Diatomic Carbon - C2) ที่เปล่งออกมาเป็นสีเขียว

อีกโมเลกุลหนึ่งซึ่งไวต่อแสงอาทิตย์เป็นอย่างมาก ก็คือโมเลกุลของคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ซึ่งเมื่อถูกแสงยูวีจากดวงอาทิตย์จะแตกตัวออกเป็นไอออน (CO+) และจะถูกสนามแม่เเหล็กที่เหนี่ยวนำโดยอนุภาคที่มีประจุจากลมสุริยะ ผลักให้ชี้ไปในทิศทางตรงกันข้ามกับดวงอาทิตย์ ประกอบขึ้นเป็นส่วนที่เราเรียกว่า "หางไอออน" (Ion Tail) เนื่องจากหางไอออนเกิดขึ้นจากไอออนของคาร์บอนมอนอกไซด์เพียงชนิดเดียว เราจึงเห็นหางไอออนเป็นสีฟ้า ที่เป็นเส้นตรงบางๆ และชี้เป็นเส้นตรงออกห่างจากดวงอาทิตย์

ส่วนของฝุ่นและแก๊สที่ไม่ได้แตกตัวเป็นไอออน จะถูกปัดเป่าไปด้วยความดันที่เกิดจากแสงอาทิตย์ (radiation pressure) ชนเข้ากับฝุ่น แล้วลากฝุ่นออกเป็นเส้นโค้งอย่างช้าๆ ตามแนวทางการโคจรของดาวหาง ปรากฏเป็นส่วนที่เราเรียกว่า "หางฝุ่น" (Dust Tail) ปรากฏเป็นสีออกโทนเหลือง

ทั้งหมดนี้คือ "สีสัน" ที่เราสามารถสังเกตได้จากดาวหาง ส่วนจะเห็นได้มากแค่ไหนนั้น คงต้องรอลุ้นกัน เพราะกว่าดาวหางลีโอนาร์ดดวงนี้จะกลับมาเจอกันอีกที ก็ต้องรอไปอีก 80,000 ปี เท่านั้นเอง

ภาพ : ดาวหางนีโอไวส์ C/2020 F3 (NEOWISE) บันทึกเมื่อวันที่ 23 กรกฎาคม 2563

ข้อมูล : ดร. มติพล ตั้งมติธรรม - นักวิชาการดาราศาสตร์ สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ