โลก ดวงดาว และดาราศาสตร์

ลำดับตอนที่ #11 : ดาวหาง

                ไม่ใช่ดาวตก ไม่ใช่ผีพุ่งไต้  ดาวหางวัตถุชนิดหนึ่งในระบบสุริยะ มีส่วนที่ระเหิดเป็นไอ เมื่อเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ทำให้เกิดชั้นฝุ่นและก๊าซที่ฝ้ามัวล้อมรอบและทอดเหยียดออกไปภายนอกจนดูเหมือนหาง
                ดาวหาง หรือคำว่า Comets ในภาษาอังกฤษนั้นมีรากศัพท์เป็น ภาษากรีก หมายถึง ดาวที่มีเส้นผมหรือมีหนวด เป็นเทหวัตถุบนท้องฟ้า ที่มีมวล น้อยมาก ไม่มีแสงสว่างในตัวเอง เป็นส่วนหนึ่งของระบบสุริยะ โดยมีวงโคจร ระหว่าง ดาวเคราะห์ และเคลื่อนอยู่รอบดวงอาทิตย์เป็นวงรีมาก รูปร่างและ ความสว่าง ของดาวหาง แต่ละดวงจะแตกต่างไปตามระยะทางที่มัน อยู่ห่างไกล จากดวงอาทิตย์

ทฤษฏีการกำเนิดของดาวหาง

              กำเนิดและลักษณะทั่วไปของดาวหาง นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าดาวหางเป็นซากวัตถุดั้งเดิมที่หลงเหลืออยู่จากสมัยเมื่อระบบสุริยะ ก่อกำเนิดขึ้นเมื่อหลายพันล้านปีมาแล้ว และเป็นบริวารอย่างหนึ่งในระบบสุริยะที่โคจรรอบดวงอาทิตย์เช่นเดียวกับดาวเคราะห์

ข้อสันนิษฐานการเกิดดาวหางมี 3 ทฤษฎีด้วยกัน คือ

ทฤษฎีแรก         ดาวหางเกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟบนดาวเคราะห์
ทฤษฎีที่สอง      ดาวหางมีจุดกำเนิดมาจากฝุ่นละอองในอากาศ
ทฤษฎีสุดท้าย    กล่าวว่า ดาวหางเกิดขึ้นในระบบสุริยะเหมือนดาวเคราะห์อื่นๆ

                อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีใครยืนยันชัดเจนถึงจุดกำเนิดของดาวหาง เพราะนานๆ จะมีดาวหางปรากฏ ให้สังเกต หรือศึกษา สักครั้งหนึ่ง แต่จากการคำนวณของนักวิทยาศาสตร์ พอจะทราบเกี่ยวกับเส้นทางโคจร ของดาวหาง พอสมควร เส้นทางโคจรของดาวหาง มีความสลับซับซ้อน เพราะมีอิทธิพลมาจากแรงดึงดูดของดาวเคราะห์ ขณะเดินทาง ดาวหางยิ่งเดินทางผ่านดาวเคราะห์มากเท่าใด ย่อมได้รับอิทธิพลแรงดึงดูดของดาวเคราะห์ดวงนั้น มากเท่านั้น ดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ เช่น ดาวพฤหัสบดี ซึ่งมีมวลมาก จะส่งผลกระทบต่อการโคจรของดาวหางมาก นักดาราศาสตร์ สามารถที่จะคำนวณเส้นทางวงโคจรเดิม และวงโคจรในอนาคตของดาวหางได้ โดยศึกษาอิทธิพล ของสนามดึงดูดจากดาวเคราะห์ที่ดาวหางจะโคจรผ่าน

ลักษณะทั่วไปของดาวหาง
                  ดาวหางเป็นวัตถุท้องฟ้าที่อยู่ในระบบสุริยะ  ไม่มีแสงในตัวเอง  แต่เห็นได้เพราะสะท้อนแสงจากดวงอาทิตย์มากเข้าตาเรา  ดาวหางปรากฏอยู่บนฟ้าทุกทิศทาง  จากการศึกษาทางโคจรพบว่า  ดาวหางมาจากขอบนอกของระบบสุริยะ  ซึ่งอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ประมาณกึ่งกลางระหว่าง  ดวงอาทิตย์กับดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ที่สุด  ดาวหางที่อยู่ห่างไกลจากดวงอาทิตย์จะเป็นก้อนน้ำแข็งที่เรียกว่า  ก้อนน้ำแข็งสกปรก  เพราะประกอบไปด้วยหินและน้ำแข็ง  ตลอดทั้งแก๊สอื่นที่แข็งตัวยึดเหนี่ยวเป็นก้อนเดียวกัน  แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์จะดึงดาวหางเข้ามาหา  ดาวหางจำนวนมาจึงพุ่งเข้าชนดวงอาทิตย์และถูกทำลาย ดาวหางอีกจำนวนหนึ่งจะโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรี(Elliptical  orbit )  ที่มีความรีมาก

                  ขณะที่ก้อนน้ำแข็งสกปรกเข้าใกล้ดวงอาทิตย์นั้นพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์จะทำให้ด้านนอกของก้อนน้ำแข็งสกปรกระเหิดกลายเป็นไอปรากฏเป็นหัวและหางซึ่งสะท้อนแสงอาทิตย์จนเราอาจมองเห็นได้  แสงสว่างจากดาวหางนอกจากจะเกิดจากการสะท้อนแสงสว่างจากดวงอาทิตย์แล้ว  แก๊สที่อยู่ภายในดาวหางจะถูกกระตุ้นให้วาวแสงด้วยเมื่อได้รับรังสีจากดวงอาทิตย์

ดาวหางเกิดขึ้นได้อย่างไร

                เมื่อใจกลางหัวดาวหางอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์จะไม่มีหัวหรือหาง  ขณะที่เคลื่อนเข้าใกล้ดวงอาทิตย์  อุณหภูมิพื้นผิวที่ใจกลางสูงขึ้น  ทำให้น้ำแข็งในใจกลางหัวดาวหางกลายเป็นไอ  แก๊สและฝุ่นก็หลุดลอยออกมา  เกิดเป็นเมฆขนาดใหญ่ล้อมรอบใจกลางกลายเป็นหัวของดาวหาง  และสสารในหัวของดาวหางระเหิดออกมาเป็นทางยาว  เห็นเป็นทางของดาวหางซึ่งเห็นได้ด้วยตาเปล่าในระยะที่ดาวหางโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์  ส่วนหางของดาวหางมักจะปรากฏเป็นทางยาวนับหลายร้อยล้านกิโลเมตร (ยาวกว่าระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์)  และจะชี้ออกไปในทิศตรงข้ามกับดวงอาทิตย์เสมอ  เพราะถูก เป่า หรือ พัด ออกไปโดยลมสุริยะ

โครงสร้างของดาวหาง
                - นิวเคลียส เป็นใจกลางหัวดาวหาง ประกอบด้วยธาตุต่าง ๆ จำพวก คาร์บอน ( C )ไฮโดรเจน (H) อ๊อกซิเจน (O ) และ ไนโตรเจน (N ) รวมตัวกัน โดยมีน้ำ เป็นองค์ประกอบสำคัญ นอกจากนั้น ยังมีฝุ่นของซิลิกอน แมกนีเซียม และธาตุหนักอื่น ๆ ฝุ่นเหล่านี้รวมตัวกับน้ำแข็งอัดแน่นอยู่ด้วยกัน ทำให้เกิดเป็นนิวเคลียสสีดำเหมือนถ่าน
                 - โคมา เมื่อดาวหางโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ รังสีความร้อนทำให้น้ำแข็งบริเวณผิวของนิวเคลียส ระเหิดเป็นไอ ก๊าซและฝุ่นผงจึงขยายตัวเป็นบรรยากาศห่อหุ้มนิวเคลียสไว้กลายเป็นหัวดาวหาง เรียกว่า โคมา
                 - หางฝุ่น เป็นก๊าซและฝุ่นพัดกระพือออกจากหัวดาวหาง สะท้อนแสงให้เห็นเป็นหางชนิดสั้นและ มีลักษณะโค้ง มีความเป็นกลางทางประจุไฟฟ้า แรงดันจากรังสีความร้อนของดวงอาทิตย์ผลัก ให้หางลู่ไปในแนวตรงข้ามกับดวงอาทิตย์เสมอ
                 - หางก๊าซ หรือ หางพลาสมา หรือ หางอิออน ก๊าซในหางดาวหางทำปฏิกิริยากับลมสุริยะจากดวงอาทิตย์ ทำให้ก๊าซต่าง ๆ แตกตัว เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า หรือ ไอออน เช่น อนุภาคประจุคาร์บอนมอนนอกไซด์ (CO+) เปล่งแสง สีน้ำเงินในหางก๊าซเคลื่อนที่หนีออกจากดวงอาทิตย์ด้วยความเร็วหลายร้อยกิโลเมตรต่อวินาที  และเพราะประกอบด้วยอิออนและโมเลกุลที่ส่องสว่างโดยการเรืองแสง ถูกผลักออกไปโดยสนามแม่เหล็กในลมสุริยะ ดังนั้นความผันแปรของลมสุริยะจึงมีผลต่อการเปลี่ยนรูปร่างของหางก๊าซด้วย หางก๊าซจะอยู่ในระนาบวงโคจรของดาวหาง และชี้ไปในทิศเกือบตรงข้ามดวงอาทิตย์พอดี  และมีลักษณะเหยียดตรง และยืดยาวออกไปหลายล้านกิโลเมตร

ดาวหางแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม

                1.    Periodical Comets คือ ดาวหางที่มีวงโคจรแน่นอน เช่นดาวหางฮัลเลย์จะมาปรากฏให้เห็นทุกๆ 76 ปี

                2.    Non-Periodical Comets คือดาวหางที่มีวงโคจรที่ไม่แน่นอน

วงโคจรของดาวหาง
                 ดาวหางส่วนใหญ่มีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรีสูงและวงโคจรใหญ่มาก เรามีโอกาสเห็น ดาวหางได้เฉพาะเมื่อดาวหางเคลื่อนที่เข้ามาในเขตชั้นในของระบบสุริยะที่โลกอยู่เท่านั้น ดาวหางบางดวงมีวงโคจร ไม่ใหญ่มากนัก เราจึงเห็นดาวหางโคจรกลับมาอีก จัดว่าเป็น ดาวหางคาบโคจรสั้น ส่วนดาวหางที่มีคาบโคจร นานกว่า 200 ปี จัดให้เป็น ดาวหางคาบโคจรยาว

ความสำคัญของดาวหาง
     นักดาราศาสตร์เชื่อว่า ดาวหางเป็นซากวัตถุที่เหลือจากการก่อตัวของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ มีอายุมากกว่า 4,500 ล้านปี เดินทางมาจากห้วงอวกาศแสนไกลและเย็นจัด ดาวหางจึงน่าจะ ยังคงสภาพดั้งเดิมอยู่มาก อาจประกอบด้วยอินทรีย์สารที่จำเป็นต่อกำเนิดของสิ่งมีชีวิต และบางที ดาวหางอาจเป็นตัวนำน้ำมายังโลกในยุคแรกเริ่มที่โลกก่อกำเนิดขึ้นก็เป็นได้

ตัวอย่างดาวหางดวงสำคัญ
                 ดาวหางแฮลลีย์ (Halley) ดาวหางโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรี ครบหนึ่งรอบทุกคาบประมาณ 76 ปี จากบันทึกเก่าแก่พบว่า ชาวโลกมีโอกาสสังเกตดาวหางแฮลลีย์โคจรเข้ามาแล้ว 27 รอบ ครั้งหลังสุด คือเมื่อปี พ.ศ.2529 และดาวหางจะกลับมาอีกครั้งต่อไปในปี พ.ศ.2604-2605

                ดาวหาง Hale-Bopp ซึ่งค้นพบโดย Alan Hales และ Thomas Bopp ชาวอเมริกันได้ชื่อว่า เป็นดาวหางที่มีขนาดใหญ่ที่สุดและสว่างที่สุด เข้ามาใกล้โลกที่สุดระหว่างปลายเดือนมีนาคมถึงต้นเดือนพฤษภาคม ปี พ.ศ.2538 ดาวหางที่จะมีส่วนประกอบของดาวหางแยกออกมาเป็น 3 ส่วน ซึ่งประกอบด้วยที่เป็นไอออนมีสีส้ม ส่วนที่เป็นโซเดียมมีสีเหลือง และส่วนที่เป็นฝุ่นผงมีสีเขียว
                ดาวหาง Encke เป็นดาวหางที่เวลาเคลื่อนที่รอบวงโคจรสั้นที่สุด คือ 1,198 วัน วงโคจรอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด4.95X10000000 kmและมีความเร็วในวงโคจรขณะนั้น 2.54X100000 km/h
                ดาวหาง Mcnaught-Russel lค้นพบโดย Robert H. Mcnaught และ Kenneth S.Russell ในวันที่ 17 ธันวาคม ค.ศ. 1993 เป็นดาวหางที่มีเวลาเคลื่อนที่รอบวงโคจรยาวที่สุด คือ 1,550ปี

                 ดาวหางเวสต์ (Comet West) หนึ่งในดาวหางสว่างที่สุดในท้องฟ้า เห็นได้ด้วยตาเปล่าแห่งศตวรรษที่ 20 ปรากฏตัวให้เห็นได้แม้แต่ในเวลากลางวัน

                การปรากฏตัวของดาวหางเวสต์ น่าจะได้รับความสนใจและได้เห็นกันมากกว่าที่เกิดขึ้นจริงๆ แต่จากการผิดหวังที่การมาเยือนโลกของ "ดาวหางโคฮูเทค" (Comet Kohoutek) เมื่อปี ค.ศ. 1973 ไม่สว่างให้เห็นกันได้มากเท่าที่คาดหวังกันมาก่อน ทำให้วงการสื่อทั้งหนังสือพิมพ์และโทรทัศน์ระมัดระวังในการเสนอข่าวเพื่อป้องกันความผิดหวังซ้ำสองกับดาวหางเวสต์ ดังนั้นเมื่อดาวหางเวสต์มาถึงจริงๆ ก็ไม่เป็นที่ผิดหวังเลยสำหรับวงการวิทยาศาสตร์ แต่ประชาชนทั่วไปได้เห็นหรือตื่นเต้นกันน้อยกว่าที่น่าจะเป็น

                "ดาวหางเวสต์" ถูกค้นพบโดย ริชาร์ด เอ็ม. เวสต์ (Richard M. West) ที่ European Southern Observatory (หอดูดาวยุโรปใต้) ประเทศชิลี เมื่อวันที่ 5 พฤศจิกายน ค.ศ. 1975 เข้าใกล้ดวงอาทิตย์มาที่สุดเดือนกุมภาพันธ์  

                ดาวหางเฮียกุตาเกะ (Hyakutake)  ถูกค้นพบในครั้งแรกด้วยกล้องสองตา