หมายเหตุจากผู้แปลและเรียบเรียง


- เฉพาะเนื้อหาเกี่ยวกับดาวหางไม่มีคาบ เป็นส่วนหนึ่งของเนื้อหาเรื่องดาวหางที่ "หนุ่มแทจอน"@exteen.com แปลและเรียบเรียงจากหนังสือ Exploring the Solar System ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 1 (ค.ศ.2012) เรียบเรียงโดย Peter Bond

- หนังสือเล่มดังกล่าวมีจุดประสงค์เพื่อใช้เป็นตำราดาราศาสตร์พื้นฐานในระดับปริญญาตรี ดังนั้น จึงต้องอาศัยพื้นฐานทางฟิสิกส์และเคมีด้วย
 
- สำหรับเนื้อหาเกี่ยวกับการสรุปประเภทของดาวหางนั้น "หนุ่มแทจอน"@exteen.com นอกจากสรุปจากเนื้อหาในหนังสือเล่มดังกล่าวแล้ว มีการสรุปมาจากแหล่งข้อมูลอื่น ดังนี้

http://global.britannica.com/EBchecked/topic/290400/intermediate-period-comet

http://en.wikipedia.org/wiki/Comet#Orbital_characteristics

http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_non-periodic_comets

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_periodic_comets

http://www.minorplanetcenter.net/iau/lists/CometResolution.html

http://pds.jpl.nasa.gov/planets/special/smbod.htm

เอนทรี่ที่แนะนำให้อ่านประกอบ

- Our Solar System 18: ดาวหาง
 
 
เอนทรี่ก่อนหน้านี้
 
- ตอนที่7: ดาวหางในแถบเข็มขัดดาวเคราะห์น้อยหลัก
- ตอนที่8: ดาวหางเฉียดดวงอาทิตย์
- ตอนที่9: ดาวหางมีคาบ


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



ดาวหางไม่มีคาบ (Non-periodic comets)



          ขณะที่กรณีดาวหางมีคาบนั้น สามารถคำนวณได้ว่าจะโคจรกลับเข้ามายังระบบสุริยะชั้นในเมื่อไหร่ แต่ในทุกๆปีจะมีดาวหางอีกกลุ่มที่ค้นพบใหม่ประมาณหลายสิบดวงโคจรเข้ามา ดาวหางกลุ่มนี้แตกต่างออกไปจากดาวหางมีคาบตรงที่นักดาราศาสตร์คาดการณ์ช่วงเวลาที่จะโคจรเข้ามายังระบบสุริยะชั้นในอีกครั้งได้ยากกว่า และสามารถโคจรเข้ามาจากทุกทิศทุกทางรอบดวงอาทิตย์

          ดาวหางกลุ่มนี้จะเรียกว่า “ดาวหางไม่มีคาบ” (Non-periodic comets) ดาวหางไม่มีคาบเหล่านี้จะมาจากบริเวณที่ห่างดวงอาทิตย์ออกไปหลายพันล้านกิโลเมตร มีวงโคจรเป็นรูปวงรีที่รีมาก, รูปพาราโบลาหรือไฮเปอร์โบลา ใช้เวลาโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบรอบมากกว่า 200 ปี อาจจะถึงหลายล้านปี หรือมีกรณีที่โคจรเข้ามายังระบบสุริยะชั้นในแล้วมุ่งหน้าออกนอกระบบสุริยะไปเลย (กรณีของดาวหางที่มีวงโคจรเป็นรูปพาราโบลาหรือไฮเปอร์โบลา)





รูปที่ 68 แบบจำลองทางคอมพิวเตอร์แสดงปริมาตรรูปลูกบาศก์ที่อ้างอิงระนาบวงโคจรของโลก โดยมีความกว้างด้านละ 100 AU โดยที่ดวงอาทิตย์อยู่ที่พิกัด (x, y, z) = (0, 0, 0)

ในแบบจำลองนี้ แสดงวงโคจรของกลุ่มตัวอย่างของดาวหางคาบยาวจำนวนเกือบ 200 ดวง ซึ่งมีทั้งดาวหางที่มีทิศทางการโคจรไปทางเดียวกันกับทิศทางการโคจรของดาวเคราะห์ (วงโคจรสีเขียว) และดาวหางที่มีทิศทางการโคจรไปสวนทางกันกับทิศทางการโคจรของดาวเคราะห์ (วงโคจรสีม่วง) โดยอ้างอิงจากระบบฐานข้อมูลวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะของ JPL (JPL small-body database) ส่วนวงโคจรสีขาวเป็นวงโคจรของดาวเคราะห์ ตั้งแต่ดาวพฤหัสบดีเรื่อยไปจนถึงดาวเนปจูน

[Credit ภาพ: David Jewitt/Amaya Moro-Martin/Pedro Lacerda]





รูปที่ 69 แบบจำลองทางคอมพิวเตอร์แสดงวงโคจรของกลุ่มตัวอย่างของดาวหางคาบยาว จำนวนเกือบ 200 ดวงเช่นเดียวกันกับรูปที่ 68 แต่ต่างกันตรงที่แต่ละด้านของปริมาตรรูปลูกบาศก์ในรูปนี้กว้าง 20,000 AU

[Credit ภาพ: David Jewitt/Amaya Moro-Martin/Pedro Lacerda]



          Jan Oort นักดาราศาสตร์ชาวดัตซ์ (มีชีวิตอยู่ตั้งแต่ ค.ศ.1900-1992) ได้ทำการวิเคราะห์เส้นทางการโคจรของดาวหาง 19 ดวง พบว่าดาวหางเหล่านี้มาจากแหล่งของดาวหางที่มีรูปร่างเป็นทรงกลมที่มีขนาดใหญ่มาก โดยอยู่ที่ระยะห่างจากดวงอาทิตย์ตั้งแต่ประมาณ 100,000 – 300,000 AU

          และจากข้อมูลความถี่ในการปรากฏของดาวหางบนท้องฟ้า Oort ได้ประมาณไว้ว่าแหล่งของดาวหางดังกล่าว น่าจะมีดาวหางอยู่ราว 1 แสน 9 หมื่นล้านดวง และได้เสนอว่าช่วงเวลาประมาณทุกๆ 100,000 – 200,000 ปี แรงโน้มถ่วงจากดาวฤกษ์ดวงอื่นที่เคลื่อนผ่านเข้ามาใกล้ระบบสุริยะ ภายในระยะห่างจากดวงอาทิตย์ราว 200,000 AU  จะรบกวนดาวหางส่วนหนึ่งในแหล่งนี้จนหลุดเข้ามายังระบบสุริยะชั้นใน ซึ่งแหล่งของดาวหางตามสมมติฐานที่ Oort นี้ถูกตั้งชื่อตามชื่อของเขาว่า “เมฆออร์ต” (Oort cloud)



          ภายในช่วงครึ่งศตวรรษล่าสุดนี้  ได้มีจำนวนดาวหางที่ผ่านการตรวจสอบข้อมูลและวิเคราะห์วงโคจรเพิ่มขึ้น ทำให้มีการปรับปรุงแนวคิดเรื่องเมฆออร์ตเสียใหม่ ซึ่งในระยะหลังมานี้ นักดาราศาสตร์พบว่าค่าระยะห่างจากดวงอาทิตย์ของตำแหน่งที่ห่างดวงอาทิตย์มากที่สุดในวงโคจร (จุด Aphelion) ที่เป็นค่าเฉลี่ยจากดาวหางคาบยาว (Long-period comets: ดาวหางที่ใช้เวลาโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบรอบมากกว่า 200 ปี) หลายดวง มีค่าประมาณ 44,000 AU ซึ่งเป็นระยะที่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าที่ Oort เคยเสนอไว้

          และมีการปรับค่าระยะห่างจากดวงอาทิตย์ของขอบนอกของเมฆออร์ตใหม่ เป็นประมาณ 200,000 AU (ราว 3 ปีแสง) เนื่องจากนักดาราศาสตร์พบว่าแรงโน้มถ่วงที่ดวงอาทิตย์ดึงดูดดาวหางที่อยู่ห่างกว่าระยะดังกล่าว จะมีค่าค่อนข้างน้อย จนทำให้ดาวหางเหล่านี้หลุดออกไปยังห้วงอวกาศระหว่างดาว (Interstellar space) ได้ง่าย





รูปที่ 70 แผนภาพแสดงเมฆออร์ต (Oort cloud) ซึ่งเป็นแหล่งที่มาของดาวหางในเชิงทฤษฎี โดยระยะห่างจากดวงอาทิตย์ในแผนภาพนี้จะแสดงในสเกล Logarithm โดยแสดงบริเวณที่มีวงโคจรของดาวเคราะห์ดวงต่างๆ (Planetary region), แถบเข็มขัด Kuiper (kuiper belt) ที่อยู่เลยวงโคจรของดาวเนปจูน, เมฆ Oort ชั้นใน (Inner oort cloud บางทีก็เรียกว่า "Hills cloud") และเมฆออร์ต ตามลำดับ ซึ่งนักดาราศาสตร์ได้คาดการณ์ไว้ว่าขอบนอกสุดของเมฆออร์ตน่าจะที่ประมาณ 200,000 AU

[Credit ภาพ: ESO]



          ในขณะเดียวกัน จากการวิเคราะห์การโคจรของดาวฤกษ์รอบกาแล็กซี่ทางช้างเผือก พบว่ามีโอกาสที่ดาวฤกษ์ดวงอื่นจะเคลื่อนผ่านเมฆออร์ตเข้ามาอยู่พอสมควร ซึ่งโดยเฉลี่ยแล้ว จะมีดาวฤกษ์ดวงอื่นเคลื่อนเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์ภายในระยะห่าง 10,000 AU ทุกๆช่วงเวลาราว 35 ล้านปี หรือกรณีดาวฤกษ์ดวงอื่นที่เคลื่อนผ่านเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่านี้ (ภายในระยะห่าง 3,000 AU) จะเกิดขึ้นทุกๆประมาณ 400 ล้านปี



          แรงไทดัล (Tidal force: ผลกระทบทางแรงโน้มถ่วงจากการที่วัตถุหนึ่งมีแรงกระทำที่ไม่เท่ากัน ระหว่างด้านต่างๆของอีกวัตถุที่พิจารณา) ที่สัมพันธ์กับการที่ระบบสุริยะเคลื่อนตัดผ่านระนาบของกาแล็กซี่ทางช้างเผือก และการปะทะกันระหว่างระบบสุริยะกับเมฆโมเลกุล (Molecular cloud) ที่กระจุกตัวกันในบริเวณระนาบกาแล็กซี่ ทำให้เกิดผลกระทบที่รบกวนวัตถุน้ำแข็งขนาดเล็กในเมฆออร์ตตามมา





รูปที่ 71 แผนภาพแสดงการเคลื่อนที่ของระบบสุริยะที่ตัดผ่านระนาบของกาแล็กซี่ทางช้างเผือกเป็นลักษณะคล้ายลูกคลื่น ไปพร้อมกับการโคจรรอบศูนย์กลางกาแล็กซี่ทางช้างเผือก (แสดงเป็นเส้นสีเขียว) ซึ่งระบบสุริยะจะเคลื่อนตัดระนาบนี้ทุกๆประมาณ 33 ล้านปี ขณะที่เส้นประสีขาวแสดงเส้นทางการเคลื่อนที่หากเคลื่อนที่ไปบนระนาบ ไม่มีการเคลื่อนที่ขึ้นลงเป็นลูกคลื่น

[Credit ภาพ: Mikhail Medvedev/Dimitra Atri]



          นักดาราศาสตร์พบว่าระบบสุริยะจะปะทะกับเมฆโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ประกอบไปด้วยก๊าซไฮโดรเจนอุณหภูมิต่ำ ในเวลาประมาณทุกๆ 300-500 ล้านปี แต่แรงโน้มถ่วงมหาศาลของเมฆโมเลกุลนี้สามารถทำให้วัตถุน้ำแข็งขนาดเล็กในเมฆออร์ตเปลี่ยนแปลงเส้นทางการโคจรได้ โดยทำให้หลุดเข้ามายังระบบสุริยะชั้นใน หรือหลุดออกมายังห้วงอวกาศระหว่างดาว



          ทฤษฎีการกำเนิดเมฆออร์ตที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดนั้น กล่าวว่า ในช่วงที่ระบบสุริยะก่อตัว วัตถุน้ำแข็งได้ก่อตัวขึ้นในบริเวณที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่า อาจจะเป็นบริเวณวงโคจรของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนในปัจจุบัน แต่เนื่องจากอันตรกิริยาทางแรงโน้มถ่วงกับดาวเคราะห์ก๊าซอายุน้อย ได้เหวี่ยงวัตถุน้ำแข็งเหล่านี้ออกไปให้มีวงโคจรรูปวงรีที่รีมาก หรือมีวงโคจรรูปพราโบลา (กรณีหลังหมายความว่าวัตถุดังกล่าวถูกเหวี่ยงออกไปจากระบบสุริยะ)

          กระบวนการดังกล่าวยังทำให้วัตถุน้ำแข็งมีระนาบวงโคจรที่กระจายตัวออกจากระนาบวงโคจรของโลก และมีการกระจายตัวเป็นเมฆออร์ตที่มีรูปร่างเป็นทรงกลม

          การที่วัตถุน้ำแข็งค่อยๆถูกเหวี่ยงให้มาอยู่ที่บริเวณเมฆออร์ต ส่งผลให้เกิดการพุ่งชนระหว่างวัตถุน้ำแข็งที่ถูกเหวี่ยงออกมาอยู่บริเวณนี้ก่อน กับวัตถุที่ถูกเหวี่ยงออกมาทีหลัง และเป็นสาเหตุต่อเนื่องให้วัตถุน้ำแข็งหลายดวงในเมฆออร์ตมีขนาดเล็ก (วัตถุขนาดเล็กจะมีโอกาสโดนพุ่งชนน้อยกว่า หรือเป็นเศษที่แตกออกจากการพุ่งชน) เมื่อเวลาผ่านไป อันตรกิริยาทางแรงโน้มถ่วงกับดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้เคียงได้ช่วยปรับวงโคจรของวัตถุน้ำแข็งในเมฆออร์ตให้กลมขึ้น



          ในปัจจุบันยังไม่มีการค้นพบวัตถุที่โคจรอยู่ในเมฆออร์ตหลัก (Main oort cloud) แต่ก็มีการค้นพบ Sedna ซึ่งเป็นวัตถุที่มีวงโคจรที่รีมาก ทำให้ดูเสมือนเป็นวัตถุที่อยู่ในเมฆออร์ต แต่จากการโคจรของ Sedna ที่มีคาบการโคจรประมาณ 10,500 ปี และมีระยะห่างจากดวงอาทิตย์มากที่สุดในวงโคจรที่ 990 AU (อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าเมฆออร์ตถึง 10 เท่า) ทำให้นักดาราศาสตร์เสนอว่า Sedna น่าจะเป็นวัตถุที่มาจากเมฆออร์ตชั้นใน ซึ่งเป็นบริเวณที่มีวัตถุน้ำแข็งที่อยู่ระหว่างแถบเข็มขัด Kuiper กับเมฆออร์ตหลัก



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



สรุปการแบ่งประเภทของดาวหาง (Cometary classification)



          เนื่องจากในแต่ละแหล่งข้อมูลเกี่ยวกับดาวหาง มีคำศัพท์แสดงประเภทของดาวหางอยู่หลายคำ และมีบางคำที่หากดูเผินๆสามารถใช้แทนกันได้ แต่ในความเป็นจริงแล้ว มีความหมายแตกต่างกันอยู่ โดยสรุปการแบ่งประเภทของดาวหางได้ ดังนี้


1. การแบ่งประเภทของดาวหาง ตามตัวอักษรภาษาอังกฤษนำหน้าชื่อทางการของดาวหาง



1.1
“ดาวหางมีคาบ” (Periodic comets) ดาวหางประเภทนี้จะมีตัวอักษรนำหน้า P/ เป็นดาวหางที่มีคุณสมบัติตรงตามข้อใดข้อหนึ่ง ดังนี้
- คาบการโคจรครบรอบไม่ถึง 200 ปี
- หากคาบการโคจรมากกว่า 200 ปี ต้องมีหลักฐานยืนยันการสังเกตการณ์ดาวหางดวงนั้น ในช่วงที่เข้าใกล้ดวงอาทิตย์ในอดีต (ตัวอย่างเช่น ดาวหาง 153P/Ikeya-Zhang ซึ่งมีหลักฐานบันทึกทางประวัติศาสตร์ถึงการปรากฏของดาวดวงนี้ในปี ค.ศ.1661)


1.2 “ดาวหางไม่มีคาบ” (Non-periodic comets) ดาวหางประเภทนี้จะมีตัวอักษรนำหน้า C/ เป็นดาวหางที่มีคุณสมบัติตรงตามข้อใดข้อหนึ่ง ดังนี้
- คาบการโคจรครบรอบตั้งแต่ 200 ปีขึ้นไป แต่ไม่มีหลักฐานยืนยันการสังเกตการณ์ดาวหางดวงนั้น ในช่วงที่เข้าใกล้ดวงอาทิตย์ในอดีต
- เป็นดาวหางที่โคจรเข้ามาในระบบสุริยะชั้นในเพียงครั้งเดียว ก่อนมุ่งหน้าออกนอกระบบสุริยะไปเลย

 

1.3 ดาวหางที่ปรากฏในบันทึกทางประวัติศาสตร์ ที่ไม่สามารถคำนวณวงโคจรของมันได้ จะมีตัวอักษรนำหน้า X/

 

1.4 ดาวหางมีคาบที่สลายตัวไปแล้ว หรือคาดการณ์ว่าสูญหายไปแล้ว จะมีตัวอักษรนำหน้า D/

 

1.5 วัตถุที่เคยถูกนับเป็นดาวหาง แต่ภายหลังถูกจัดสถานะใหม่กลายเป็นดาวเคราะห์น้อยแทน จะมีตัวอักษรนำหน้า A/



2. การแบ่งประเภทของดาวหาง ตามลักษณะทางกายภาพ


2.1
ดาวหางคาบสั้น (Short-period comets) เป็นดาวหางที่มีคาบการโคจรครบรอบน้อยกว่า 200 ปี แบ่งเป็นกลุ่มย่อยได้ 3 กลุ่ม

          2.1.1 ดาวหางกลุ่มดาวพฤหัสบดี (Jupiter-Family Comets: JFCs) เป็นดาวหางที่มีคุณสมบัติ ดังนี้

                     - คาบการโคจรไม่เกิน 20 ปี

                    - ระนาบวงโคจรของดาวหางมุมเอียงจากระนาบวงโคจรของโลก (มุม Inclination) ไม่เกิน 40 องศา


          2.1.2 ดาวหางกลุ่มฮัลเลย์ (Halley-Family Comets: HFCs) เป็นดาวหางที่มีคุณสมบัติ ดังนี้

                    - คาบการโคจรตั้งแต่ 20-200 ปี

                    - ระนาบวงโคจรของดาวหางในกลุ่มนี้สามารถทำมุม Inclination ได้มากกว่าดาวหางกลุ่มดาวพฤหัสบดี
 

          2.1.3 ดาวหางในแถบเข็มขัดดาวเคราะห์น้อยหลัก (Main-Belt Comets: MBCs) เป็นดาวหางที่มีวงโคจรอยู่ภายในแถบเข็มขัดดาวเคราะห์น้อย (Asteroid belt)

 

2.2 ดาวหางคาบยาว (Long-period comets) เป็นดาวหางที่มีคาบการโคจรมากกว่า 200 ปี


**บางแหล่งข้อมูลก็มีการนำกลุ่มย่อย HFCs ออกมาเป็นดาวหางอีกประเภท โดยใช้ชื่อว่า “ดาวหางคาบกลาง” (Intermediate-period comets) ซึ่งทำให้ดาวหางคาบสั้นเหลือเพียงกลุ่มย่อย JFCs

2.3 ดาวหางที่โคจรเข้ามาครั้งเดียว (Single-apparition comets) เป็นดาวหางที่โคจรเข้ามายังระบบสุริยะชั้นในเพียงครั้งเดียว ก่อนมุ่งหน้าออกนอกระบบสุริยะ

2.4 ดาวหางประเภทอื่นๆ


          2.4.1 ดาวหางเฉียดดวงอาทิตย์ (Sungrazing comets) เป็นดาวหางที่มีระยะห่างดวงอาทิตย์ขณะที่เข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดที่ใกล้มาก โดยมีกรณีที่ถึงขั้นโคจรฝ่าเข้าไปในบรรยากาศชั้นนอกสุดของดวงอาทิตย์


          2.4.2 Centaurs เป็นวัตถุน้ำแข็งที่โคจรอยู่ระหว่างวงโคจรของดาวเคราะห์ก๊าซ ซึ่ง Centaurs บางดวงก็มีปฏิกิริยาแบบที่เกิดขึ้นกับดาวหาง


          2.4.3 ดาวหางสงบตัว (Inactive comets) เป็นดาวหางที่ไม่มีปฏิกิริยาต่างๆ ที่ทำให้เกิดหางและชั้นโคมาแล้วแบ่งเป็น 2 กลุ่มย่อย ได้แก่

                    - ดาวหางสงบตัวถาวร (Extinct comets) เป็นดาวหางที่สูญเสียสารประกอบระเหยง่ายไปเกือบหมดแล้ว

                    - ดาวหางสงบตัวชั่วคราว (Dormant comets) เป็นดาวหางที่นิวเคลียสมีการระเหิดน้อย หรือไม่มีการระเหิดเลย อาจเพราะมีชั้นหนาเหนือพื้นผิวนิวเคลียส ที่เกิดจากการสะสมตัวของวัสดุพวกสารประกอบอินทรีย์ที่มีสีคล้ำ









 

Comment

Comment:

Tweet

แวะมาโหวตให้หนุ่มแทจอน เป็นคะแนนแรก และขอเป็นกำลังใจให้นำเสนอบทความดี ๆ แบบนี้ตลอดไปครับ big smile 
http://www.thailandblogawards.com/entry/view/416

#1 By สามก๊กวิทยา (110.77.137.149) on 2013-09-16 08:11