เอนทรี่นี้เป็นหนึ่งในซีรี่ส์ชุด "Our Solar System" ซึ่งผมแปลและเรียบเรียงจากสื่อสิ่งพิมพ์ "Our Solar System" ขององค์การ NASA ที่เผยแพร่สู่สาธารณชนในเดือนกันยายน พ.ศ.2552 ครับ


--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


               “ดาวตก” (Shooting star หรือ Meteor) เป็นเศษชิ้นส่วนขนาดเล็กของสสารระหว่างดาวเคราะห์ (Interplanetary Material) ที่ตกเข้ามายังชั้นบรรยากาศของโลก (จะเป็นบรรยากาศของดาวเคราะห์หรือดาวบริวารก้ได้) เสียดสีกับอนุภาคในชั้นบรรยากาศจนเกิดความร้อนและลุกสว่างขึ้นมา โดยเราจะเห็นดาวตกเพียงไม่กี่วินาทีที่ปรากฏเป็นแนวสว่างพุ่งผ่านไปบนท้อง ฟ้า วัตถุเหล่านี้จะเรียกว่า “สะเก็ดดาว” (Meteoroid) หากพวกมันยังเคลื่อนที่พุ่งไปในอวกาศอยู่ และยังไม่ได้เข้ามายังชั้นบรรยากาศ

               

               


                ภาพแอนิเมชั่นแสดงดาวตกที่ปรากฏบนท้องฟ้ายามค่ำคืน ถ้าหากดาวตกปรากฏสว่างมากกว่าปกติ จะเรียกว่า “Fireball” โดยมีนิยามที่แตกต่างกันระหว่างหน่วยงานทางดาราศาสตร์ที่เกี่ยวข้อง โดยสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล (International Astronomical Union: IAU) นิยามว่า “Fireball คือ ดาวตกที่มีความสว่างมากกว่าดาวเคราะห์ที่สว่างที่สุดบนท้องฟ้า (มีโชติมาตร (อันดับความสว่างประมาณ -4 หรือน้อยกว่า)” ขณะที่องค์กรดาวตกสากล (International Meteor Organization: IMO) นิยามว่า “Fireball คือ ดาวตกที่มีโชติมาตรประมาณ -3 หรือน้อยกว่านั้นหากดาวตกดวงนั้นปรากฏที่จุดเหนือศรีษะ (Zenith)”

(Credit ภาพ: NASA)

 

                โดยปกติแล้ว เราจะเห็นดาวตกในยามค่ำคืนเพียงไม่กี่ดวงต่อชั่วโมง แต่ในบางครั้ง จำนวนดาวตกที่เห็นในบางคืนก็มีมากเป็นพิเศษ เราเรียกปรากฏการณ์ที่มีดาวตกปรากฏเป็นจำนวนมากนี้ว่า “ฝนดาวตก” (Meteor Shower) ซึ่งจะเกิดขึ้นทุกปีเมื่อโลกโคจรฝ่าเข้าไปในสายธารเศษฝุ่นหรือสะเก็ดดาวที่ ดาวหางทิ้งไว้ตามแนววงโคจรของดาวหางดวงนั้น ทำให้มีสะเก็ดดาวพุ่งเข้าหาโลกมากเป็นพิเศษ ฝนดาวตกแต่ละชุดจะถูกตั้งชื่อตามดาวฤกษ์หรือกลุ่มดาวที่อยู่ในบริเวณใกล้กับ ตำแหน่งที่ฝนดาวตกพุ่งออกมาบนท้องฟ้า


                               

                ภาพถ่ายฝนดาวตกลีโอนิดส์ เมื่อเดือนพฤศจิกายน ค.ศ.2001 จะสังเกตได้จากในรูปว่าฝนดาวตกจะพุ่งออกมาจากตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งบนท้อง ฟ้า จุดที่ดูเหมือนว่าฝนดาวตกจะพุ่งออกมานั้นเรียกว่า “จุด Radiant” ซึ่งจุด Radiant ของฝนดาวตกอยู่ในกลุ่มดาวใด ก็จะนำชื่อกลุ่มดาวนั้นในการเรียกชื่อฝนดาวตกชุดดังกล่าว เช่น ฝนดาวตกชุดลีโอนิดส์ มีจุด Radiant อยู่ในกลุ่มดาวสิงโต (Leo)
               
(Credit ภาพ: Fred Espanak)


               

                ภาพกราฟฟิกแสดงสาเหตุของการเกิดฝนดาวตก ที่โลกโคจรผ่านเข้าไปในสายธารสะเก็ดดาวที่กระจายไปตามแนววงโคจรของดาวหาง (ดาวหางทิ้งสะเก็ดดาวไว้ตามแนววงโคจร ซึ่งสะเก็ดดาวเหล่าก็โคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วย สะเก็ดดาวจึงกระจายตัวไปตามวงโคจรของดาวหางต้นกำเนิดเกิดเป็นสายธารสะเก็ด ดาว) จากการที่วงโคจรของดาวหางมีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับขนาดของโลก ทำให้เมื่อพิจารณาเจาะเข้าไปในสเกลโลกแล้ว สายธารสะเก็ดดาวจึงมีลักษณะเป็น “ท่อตรง” (รูปเล็ก) ซึ่งในรูปนี้เป็นกรณีการเกิดฝนดาวตกชุดลีโอนิดส์ ที่มีต้นกำเนิดมาจากดาวหางเทมเพล-ทัตเทิล
               
(Credit ภาพ: วรเชษฐ์ บุญปลอด, สมาคมดาราศาสตร์ไทย)


               

                จุด Radiant ของฝนดาวตกนั้น แท้จริงแล้วไม่ได้เป็น “จุดตำแหน่ง” ในอวกาศ แต่เป็น ”จุดตำแหน่ง” ทางด้านมุมมอง (ผลจากมุมมองแบบ Perspective) การที่โลกโคจรผ่านเข้าไปสายธารสะเก็ดดาวที่มีลักษณะเป็น”ท่อตรง” ผู้สังเกตบนโลกจะเห็นฝนดาวตกพุ่งออกมาจากจุด Radiant ก็เปรียบเสมือนขณะที่เรากำลังเดินผ่านทางรถไฟที่เป็นแนวตรงยาว เมื่อเรามองย้อนตามแนวทางรถไฟนั้น จะเห็นว่าเหล็กขอบทางรถไฟทั้งสองข้างพุ่งออกมาจากจุดใดจุดหนึ่งที่อยู่ไกล มาก ทั้งๆที่จริงแล้ว เหล็กทั้งสองข้างนี้ขนานกันและไม่ได้บรรจบกัน
               
(ที่มาของรูป: http://www.michelserres.blogspot.com/2011/02/serres-and-railways.html)

 

               

                ข้อมูลภาพที่ย่านความยาวคลื่นช่วงอินฟราเรดจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Spitzer ขององค์การ NASA ถ่ายมาในวันที่ 4-6 พฤษภาคม ค.ศ.2006 แสดงให้เห็นถึงนิวเคลียสของดาวหาง Schwassmann-Wachmann 3 ที่แตกออกเกิดเป็นดาวหางดวงเล็กๆ ซึ่งในรูปนี้แสดงให้เห็นถึงสายธารสะเก็ดดาวที่ดาวหางทิ้งไว้และกระจายตัวตาม แนววงโคจรได้ชัดเจน
               
(Credit ภาพ: NASA/JPL-Caltech/W. Reach)


                 ฝนดาวตกชุดที่มีชื่อเสียงได้แก่ ฝนดาวตกชุดเปอร์ซีดส์ (Perseids) ที่มีปริมาณดาวตกมากที่สุดช่วงวันที่ 12 สิงหาคม ฝนดาวตกชุดนี้มีต้นกำเนิดจากดาวหางสวิฟท์-ทัตเทิล (Swift-Tuttle) ซึ่งโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบรอบทุก 135 ปี ฝนดาวตกชุดอื่นรวมถึงดาวหางต้นกำเนิด ได้แก่ ชุดลีโอนิดส์ (Leonids) ที่มาจากดาวหางเทมเพิล-ทัตเทิล (Tempel-Tuttle), ชุดอควาริดส์ (Aquarids) กับโอไรออนิดส์ (Orionids) ที่มาจากดาวหางฮัลเลย์ และชุดทอริดส์ (Taurids) ที่มาจากดาวหางเองเคอ (Encke) สะเก็ดดาวจากดาวหางเกือบทั้งหมดที่เกิดเป็นฝนดาวตกนี้ มักเผาไหม้หมดไปในชั้นบรรยากาศ ไม่ค่อยมีเศษที่เหลือรอดลงมาถึงพื้นโลก เศษฝุ่นเหล่านี้บางครั้งก็ถูกเก็บมาโดยเครื่องบินที่บินในระดับความสูงมากๆ และถูกนำมาวิเคราะห์ต่อในห้องปฏิบัติการณ์

                หากสะเก็ดดาวที่ตกลงมายังโลก มีมวลมากพอที่จะคงเหลือหินและโลหะจากการเผาไหม้ในชั้นบรรยากาศจนตกกระทบพื้น ผิวโลก เราจะเรียกวัตถุนั้นว่า “อุกาบาต” (Meteorite) อุกาบาตที่ถูกมนุษย์พบบนพื้นโลกส่วนใหญ่มีขนาดตั้งแต่ Pebble (เศษหินที่มีขนาด 4-64 มิลลิเมตร) ไปจนถึงขนาดประมาณกำปั้นของมนุษย์ แต่บางครั้ง อุกาบาตที่ตกลงมายังพื้นโลกก็มีขนาดที่ใหญ่กว่าอาคาร ในขณะที่โลกกำลังก่อตัวหรือเพิ่งก่อตัวเสร็จใหม่ๆ โลกก็เผชิญกับการพุ่งชนของอุกาบาตขนาดใหญ่จนทำให้เกิดการทำลายครั้งใหญ่บน พื้นผิวโลกอยู่หลายครั้ง


               

                แผนภาพแสดงความแตกต่างของ Meteoroid (สะเก็ดดาว), Meteor (ดาวตก), Meteorite (อุกาบาต) โดยแตกต่างกันตรงที่สะเก็ดดาวเป็นเศษหินที่มีต้นกำเนิดจากดาวเคราะห์, ดาวเคราะห์น้อยหรือดาวหาง ที่โคจรไปในอวกาศ ยังไม่เข้ามายังบรรยากาศของดาวเคราะห์ เมื่อสะเก็ดดาวพุ่งเข้ามาเสียดสีกับบรรยากาศของดาวเคราะห์จะเป็นดาวตก ซึ่งปัจจัยที่ทำให้ดาวตกนี้เผาไหม้ไปในชั้นบรรยากาศได้หมดหรือไม่หมดนั้น ขึ้นกับมวลขณะเป็นสะเก็ดดาว และทิศทางในการพุ่งตกลงมา หากดาวตกถูกเผาไหม้ไปไม่หมด (เหลือเป็นก้อนหิน) ตกลงมาบนพื้นโลกจึงจะเรียกว่าอุกาบาต
               
(Credit ภาพ: Smithsonian National Museum of Natural History)


                หนึ่งในหลุมอุกาบาตบนโลกที่เกิดจากการพุ่งชนเหล่านี้ ได้แก่ หลุมอุกาบาตแบร์ริงเจอร์ (Barringer Meteorite Crater) ในรัฐแอริโซนา สหรัฐอเมริกา มีความกว้างหลุมประมาณ 1 กิโลเมตร และมีอายุราว 50,000 ปีมาแล้ว หลุมอุกาบาตนี้ได้รับการอนุรักษ์ไว้เพื่อศึกษาถึงกระบวนการการพุ่งชนของอุกา บาต ตั้งแต่ที่หลุมอุกาบาตแบร์ริงเจอร์นี้ถูกยืนยันว่าเกิดจากการพุ่งชนของอุกา บาต ในปี ค.ศ.1902 ได้มีการค้นพบและยืนยันหลุมอุกาบาตที่บริเวณอื่นบนพื้นผิวโลกมากถึงราวๆ 170 กว่าแห่งแล้วในปัจจุบัน


               

                ภาพถ่ายแสดงหลุมอุกาบาต Barringer ในรัฐแอริโซนา สหรัฐอเม