ฝนดาวตก
ฝนดาวตก (Meteor shower) หมายถึง ปรากฏการณ์ท้องฟ้าที่มีดาวตกจำนวนมากตกมาจากแหล่งกำเนิดเดียวกัน ฝนดาวตกส่วนมากเกิดขึ้นจากฝุ่นของดาวหาง (ยกเว้นฝนดาวตกเจมินิดส์ เกิดจากฝุ่นของดาวเคราะห์น้อยเฟธอน 3200) เมื่อดาวหางโคจรรอบดวงอาทิตย์ มันจะปล่อยอนุภาคออกมาเป็นทางยาวทิ้งไว้เป็นทางยาวในวงโคจร เรียกว่า “ธารอุกกาบาต” (Meteor stream) ดังภาพที่ 1 ดาวหางที่มีขนาดใหญ่และกำลังคุกรุ่นจะทำให้เกิดธารอุกกาบาตขนาดใหญ่ซึ่งมีอนุภาคจำนวนมาก
ดาวหางที่มีขนาดเล็กและเก่าแก่จะมีธารอุกกาบาตขนาดเล็กและมีอนุภาคจำนวนน้อย ดาวหางบางดวง เช่น ดาวหางฮัลเลย์มีวงโคจรตัดกับวงโคจรของโลก ถ้าดาวหางผ่านมาพร้อมกับที่โลกโคจรเข้าไปพอไป ดาวหางจะชนโลกทำให้เกิดการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ของสิ่งมีชีวิตบนโลกเหมือนดังเมื่อ 65 ล้านปีมาแล้ว เนื่องจากฝุ่นและแก๊สที่เกิดจากการระเบิดจะปกคลุมพื้นผิวของโลกนานหลายเดือนจนพืชไม่สามารถสังเคราะห์แสงได้ ทำให้ห่วงโซ่อาหารและระบบนิเวศถูกทำลาย ถ้าหากโลกโคจรผ่านเข้าไปในธารอุกกาบาตขณะที่ดาวหางเพิ่งจะผ่านไปจะทำให้เกิดฝนดาวตกจำนวนมาก แต่ถ้าหากดาวหางโคจรผ่านไปนานแล้วก่อนที่โลกจะโคจรเข้าไป ฝนดาวตกก็จะมีจำนวนน้อย
ฝนดาวตกแตกต่างจากดาวตกทั่วไปตรงที่ดาวตกทั่วไปมีจำนวนน้อย (แต่ละคืนมีดาวตกให้เห็นเพียงไม่กี่ดวง) และไม่ได้ตกลงมาจากจุดเดียวกัน แต่ฝนดาวตกจะมีดาวตกจำนวนมาก (คืนละหลายสิบดวงถึงหลายหมื่นดวงขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของธารอุกกาบาต) เมื่อเราเห็นดาวตกแต่ละดวงตกลงมาจากฟ้าแล้วลากเส้นย้อนกลับทิศทางที่ดาวตกแต่ละดวงตกลงมา จะพบว่าแต่ละเส้นตัดกันที่บริเวณเดียวกันเรียกว่า “เรเดียนท์” (Radiant) ฝนดาวตกจะมีชื่อเรียกตามตำแหน่งของเรเดียนท์ในกลุ่มดาว เช่น ฝนดาวตกลีโอนิดส์ (Leonids) มีเรเดียนท์อยู่ในกลุ่มดาวสิงห์โต (Leo), ฝนดาวตกเจมินิดส์ (Geminids) มีเรเดียนท์อยู่ในกลุ่มดาวคนคู่ (Gemini), และฝนดาวตกโอไรออนิดส์มีเรเดียนอยู่กลุ่มดาวนายพราน (Orion) แสดงให้เห็นเรเดียนท์ของฝนดาวตกเจมินิดส์
ฝนดาวตกเป็นปรากฏการณ์ซึ่งเกิดขึ้นเป็นประจำทุกปี ดังนั้นการดูฝนดาวตกจึงสามารถวางแผนได้ล่วงหน้าโดยดูจากปฏิทินฝนดาวตกในตารางที่ 1 ด้านล่าง โดยเลือกดูฝนดาวตกที่ไม่เกิดขึ้นในฤดูฝน และมีจำนวนดาวตกมาก ทั้งนี้มีปัจจัยสำคัญอีกสามประการที่ต้องพิจารณาคือ สภาพอากาศ เวลาขึ้นตกของดวงจันทร์ และเลือกสถานที่มืดปราศจากแสงรบกวน เพราะฝนดาวตกไม่สว่างมาก ไม่สามารถสู้แสงจันทร์หรือแสงจากเมืองได้ ยกเว้นดาวตกดวงใหญ่ที่เรียกว่า “ไฟร์บอล” (Fireball) ซึ่งนานๆ ครั้งจะมีให้เห็น
ในการดูฝนดาวตกไม่จำเป็นต้องจ้องมองที่เรเดียนท์ เพราะตอนที่ดาวตกจากมาจากเรเดียนท์นั้นเรายังมองไม่เห็น ดาวตกจะเกิดแสงสว่างต่อเมื่อเสียดสีกับชั้นบรรยากาศจนเกิดการลุกไหม้แล้วเท่านั้น ดาวตกอาจจะตกข้ามศีรษะเราไปปรากฏสว่างให้เห็นในทิศทางใดก็ได้ ดังนั้นการดูฝนดาวตกควรนอนหงายแล้วกวาดมองไปให้ทั่วท้องฟ้า เพราะไม่สามารถทราบล่วงหน้าว่า ดาวตกจะปรากฏให้เห็นในช่วงเวลาและทิศทางใด อย่างไรก็ตามเราจะเห็นดาวตกจำนวนมากเมื่อเรเดียนท์อยู่ในตำแหน่งใกล้จุดเหนือศีรษะมากที่สุด เพราะดาวตกสามารถตกกระจายไปทั่วท้องฟ้าทุกทิศทาง
ดาวตกเกิดจากสะเก็ดดาว ซึ่งเป็นชิ้นส่วนของดาวหางและดาวเคราะห์น้อย เคลื่อนเข้าสู่บรรยากาศโลก หากสังเกตจากสถานที่ซึ่งท้องฟ้ามืดสนิท ไม่มีเมฆหมอก แสงจันทร์ และแสงไฟฟ้ารบกวน โดยทั่วไปสามารถมองเห็นดาวตกบนท้องฟ้าได้เฉลี่ยราว 6 ดวงต่อชั่วโมง ดาวตกที่สว่างมากเรียกว่าลูกไฟ (fireball) หากระเบิดเรียกว่าดาวตกชนิดระเบิด (bolide) ซึ่งบางครั้งก่อให้เกิดเสียงดัง
เส้นทางที่สะเก็ดดาวจำนวนมากเคลื่อนที่เป็นสายไปในแนวเดียวกันในอวกาศเรียกว่าธารสะเก็ดดาว (meteoroid stream) แรงโน้มถ่วงของวัตถุต่าง ๆ ในระบบสุริยะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งดาวเคราะห์ ส่งผลรบกวนต่อธารสะเก็ดดาว เมื่อโลกเดินทางฝ่าเข้าไปในธารสะเก็ดดาว ซึ่งเกิดขึ้นหลายช่วงของปี จะทำให้เห็นดาวตกหลายดวงดูเหมือนพุ่งออกมาจากบริเวณเดียวกันบนท้องฟ้า ซึ่งเป็นมุมมองในเชิงทัศนมิติ ลักษณะเดียวกับที่เราเห็นรางรถไฟบรรจบกันที่ขอบฟ้า เรียกปรากฏการณ์ที่เห็นดาวตกดูเหมือนพุ่งมาจากจุดเดียวกันนี้ว่าฝนดาวตก (meteor shower)
ในรอบปีมีฝนดาวตกหลายกลุ่ม แต่ละกลุ่มมีลักษณะและจำนวนความถี่แตกต่างกันตามแต่องค์ประกอบและความเร็วของสะเก็ดดาว ฝนดาวตกบางกลุ่มอาจมีเพียงไม่กี่ดวงต่อชั่วโมง แต่ก็ยังเรียกว่าฝนดาวตก ดาวตกจากฝนดาวตกสามารถปรากฏในบริเวณใดก็ได้ทั่วท้องฟ้า แต่เมื่อลากเส้นย้อนไปตามแนวของดาวตก จะไปบรรจบกันที่จุดหนึ่ง เราเรียกจุดนั้นว่าจุดกระจาย (radiant) ชื่อฝนดาวตกมักตั้งตามกลุ่มดาวหรือดาวฤกษ์ที่อยู่บริเวณใกล้จุดกระจาย
ดาวตกจากฝนดาวตกจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อจุดกระจายขึ้นมาอยู่เหนือขอบฟ้าแล้ว ฝนดาวตกแต่ละกลุ่มจึงมีช่วงเวลาที่เห็นได้แตกต่างกัน แสงจันทร์และแสงจากตัวเมืองเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการสังเกตดาวตก จึงควรหาสถานที่ซึ่งท้องฟ้ามืด ยิ่งฟ้ามืดก็จะยิ่งมีโอกาสเห็นดาวตกได้มากขึ้น อัตราตกของฝนดาวตกมักสูงสุดในช่วงที่จุดกระจายอยู่สูงบนท้องฟ้า จึงควรเลือกเวลาสังเกตให้ใกล้เคียงกับช่วงที่ตำแหน่งของจุดกระจายอยู่สูงสุด ซึ่งสามารถหาได้จากการหมุนแผนที่ฟ้า หรือซอฟต์แวร์จำลองท้องฟ้า หลีกเลี่ยงช่วงเวลาที่มีแสงจันทร์รบกวน และสังเกตก่อนที่ท้องฟ้าจะสว่างในเวลาเช้ามืด
บางปี ฝนดาวตกบางกลุ่มจะมีอัตราตกสูงเป็นพิเศษ เกิดขึ้นเมื่อโลกโคจรผ่านธารสะเก็ดดาวในส่วนที่มีสะเก็ดดาวอยู่หนาแน่น ปัจจุบัน วิธีการพยากรณ์ว่าจะมีฝนดาวตกที่มีอัตราตกสูงมากเมื่อใด กระทำโดยสร้างแบบจำลองทำนายการเคลื่อนที่ของสะเก็ดดาว แล้วคำนวณว่าโลกจะมีเส้นทางผ่านธารสะเก็ดดาวนั้นเมื่อใด
ฝนดาวตกควอดแดรนต์มีจุดกระจายอยู่บริเวณตรงกลางระหว่างกลุ่มดาวเฮอร์คิวลีส คนเลี้ยงสัตว์ และมังกร ใกล้ปลายหางของกลุ่มดาวหมีใหญ่ หรือดาวจระเข้ ฝนดาวตกมักมีชื่อเรียกตามกลุ่มดาวที่จุดกระจายอยู่ ชื่อควอดแดรนต์มาจาก Quandrans Muralis เป็นชื่อละตินของกลุ่มดาวที่เคยอยู่บริเวณนี้
สะเก็ดดาวที่ทำให้เกิดฝนดาวตกควอดแดรนต์มาจากดาวเคราะห์น้อย 2003 อีเอช 1 (2003 EH 1) ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับดาวหางมัคโฮลซ์ (96P/Machholz) ภายใต้สภาวะที่ท้องฟ้ามืดสนิทและจุดกระจายอยู่เหนือศีรษะ สามารถมีอัตราการตกได้สูงถึง 120 ดวงต่อชั่วโมง (แปรผันได้ระหว่าง 60-200) โดยมักตกสูงสุดราววันที่ 3-4 มกราคม ของทุกปี
ตำแหน่งของจุดกระจายบนท้องฟ้าทำให้พื้นที่บนโลกที่สังเกตฝนดาวตกกลุ่มนี้ได้ดีที่สุดคือประเทศในละติจูดสูงของซีกโลกเหนือ ประเทศไทยสังเกตได้ในอัตราที่ต่ำกว่าค่าสูงสุดเสมอ เนื่องจากละติจูดของประเทศไทยทำให้จุดกระจายอยู่สูงจากขอบฟ้าไม่มาก ปีนี้องค์การดาวตกสากลคาดหมายว่าเวลาที่โลกเคลื่อนผ่านจุดที่หนาแน่นที่สุดของธารสะเก็ดดาวตรงกับวันที่ 3 มกราคม 2564 เวลา 21:30 น. ตามเวลาประเทศไทย แต่เราสังเกตฝนดาวตกกลุ่มนี้ได้ดีเฉพาะในช่วงเช้ามืดเท่านั้น ซึ่งห่างจากเวลาที่คาดว่าจะตกถี่ที่สุดหลายชั่วโมง ทำให้อัตราตกสำหรับประเทศไทยในเช้ามืดวันจันทร์ที่ 4 มกราคม จะต่ำมาก อยู่ที่ราว 5 ดวง/ชั่วโมง
ฝนดาวตกพิณ (Lyrids : LYR)
ฝนดาวตกพิณมีอัตราตกสูงสุดราววันที่ 21-22 เมษายน ของทุกปี อยู่ที่ประมาณ 18 ดวงต่อชั่วโมง (แปรผันได้ เคยสูงถึง 90 ในช่วงเวลาสั้น ๆ เมื่อ พ.ศ. 2525) เกิดจากดาวหางแทตเชอร์ (C/1861 G1 Thatcher) เป็นดาวหางที่มีคาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์ยาวนานถึง 415 ปี
สำหรับประเทศไทย ปีนี้คาดว่าฝนดาวตกพิณจะมีอัตราสูงสุดในคืนวันพฤหัสบดีที่ 22 เมษายน 2564 จุดกระจายขึ้นเหนือขอบฟ้าในเวลา 4 ทุ่ม แต่ดวงจันทร์ยังไม่ตก ช่วงเวลาที่มีโอกาสเห็นดาวตกได้มากที่สุดคือหลังจากดวงจันทร์ตกราวตี 3 ไปจนถึงตี 5 ของเช้ามืดวันศุกร์ที่ 23 เมษายน 2564 หากท้องฟ้าเปิดโล่งทุกทิศ ไร้เมฆ และห่างไกลจากแสงไฟฟ้าในเมืองรบกวน คาดว่าอาจนับได้ราว 15 ดวง/ชั่วโมง
