[ดาราศาสตร์] สุริยุปราคา

[whatwhywhere]

ปี 2552 เป็นปีที่สำคัญอย่างยิ่งที่องค์การยูเนสโก และสหพันธ์ดาราศาสตร์สากลยกย่อให้เป็นปีดาราศาสตร์สากล เป็นปีการเฉลิมฉลองครบรอบ 400 ปีการค้นพบครั้งสำคัญทางดาราศาสตร์ คือการใช้กล้องโทรทรรศน์สำรวจดวงดาวเป็นครั้งแรกโดย กาลิเลโอ และการตีพิมพ์ผลงานเรื่อง Astronomia nova ของโยฮันเนส เคปเลอร์ กอปรกับในปี 2552 นี้ยังนับเป็นโอกาสดีที่ประเทศไทยจะได้ชมปรากฏการณ์สุริยุปราคาถึงสองครั้งด้วยกัน

ครั้งแรกคือวันที่ 26 มกราคม 2552

ซึ่งตรงกับวันตรุษจีนจะเกิดสุริยุปราคาวงแหวนพาดผ่านบริเวณมหาสมุทรอินเดีย ทางตะวันตกของอินโดนีเซีย ส่วนประเทศไทยจะเห็นสุริยุปราคาบางส่วน สามารถดูทั่วประเทศ เริ่มตั้งแต่เวลา 16.08 น. ที่ จ.เชียงราย แล้วไปสิ้นสุดที่ จ. นราธิวาส เวลา 18.00 น. ส่วนในกรุงเทพฯ ดวงจันทร์จะเริ่มเคลื่อนเข้าสู่สัมผัสที่หนึ่ง เวลา 15.53 น. สิ้นสุดเวลา 17.58 น. ทั้งนี้ทางภาคใต้จะได้รับชมนานที่สุดประมาณ 2 ชั่วโมง 22 นาที ในพื้นที่ จ. นราธิวาส ดวงอาทิตย์จะถูกบดบังถึงร้อยละ 54.9 ทางท้องฟ้าทิศตะวันตก

ครั้งที่สองคือวันที่ 22 กรกฎาคม 2552

เป็นวันที่สุริยุปราคาเต็มดวงนานที่สุดในคริสต์ศตวรรษที่ 21โดยเส้นทางเงามืดของดวงจันทร์พาดผ่านประเทศอินเดีย จีน ญี่ปุ่น และหมาสมุทรแปซิฟิกใต้ ส่วนสุริยุปราคาบางส่วนเห็นได้เป็นบริเวณกว้างตามเส้นทางที่เงามัวของดวงจันทร์พาดผ่าน ได้แก่ เอเชียตะวันออกทั้งหมด อินโดนีเซียและมหาสมุทรแปซิฟิกตอนใต้ สุริยุปราคาเต็มดวงครั้งนี้กินเวลานานที่สุดในศตวรรษที่ 21 คือ 6 นาที 39 วินาที ที่บริเวณมหาสมุทรแปซิฟิกตอนใต้ สำหรับประเทศไทยจะเห็นเป็นสุริยุปราคาบางส่วน และสามารถเห็นได้ทุกภูมิภาค โดยแต่ละภูมิภาคจะเห็นปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นในเวลาที่แตกต่างกัน ที่กรุงเทพฯ นั้นดวงจันทร์จะเริ่มเคลื่อนเข้าสู่สัมผัสที่หนึ่งในเวลาประมาณ 07.06 น. และสิ้นสุดเหตุการณ์ในเวลา 09.08 น. ปรากฏการณ์สุริยุปราคาบางส่วนในครั้งนี้จะเกิดนานที่สุดในภาคเหนือ คือประมาณ 2 ชั่วโมง 12 นาที ที่จังหวัดเชียงราย โดยดวงอาทิตย์จะถูกดวงจันทร์บดบังมากที่สุดคิดเป็นร้อยละ 69 ของพื้นที่ดวงอาทิตย์

ปรากฏการณ์ “สุริยุปราคา”
สุริยุปราคา เป็นปรากฏการณ์ซึ่งหาดูได้ยากเนื่องจากวงโคจรของดวงจันทร์เอียงทำมุม 5 องศา กับวงของโคจรของโลก โอกาสที่ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และโลกจะโคจรมาอยู่ในระนาบเป็นเส้นตรงเดียวกันจึงไม่เกิดขึ้นทุกเดือน ประกอบกับดวงจันทร์มีขนาดเล็กและโลกหมุนรอบตัวเองอยู่ตลอดเวลา ทำให้เงาของดวงจันทร์ทาบไปยังพื้นโลกไม่ซ้ำที่กัน โอกาสที่จะเห็นสุริยุปราคาในประเทศไทยจึงมีไม่มากนัก

“สุริยุปราคา” หรือ “สุริยคราส” เป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติซึ่งเกิดจากดวงจันทร์ โลก โคจรมาอยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกับดวงอาทิตย์ โดยมีดวงจันทร์อยู่ตรงกลาง ดังนั้นหากมองจากพื้นโลกจะทำให้เห็นดวงจันทร์เคลื่อนที่เข้ามาบดบังดวงอาทิตย์ ซึ่งขณะที่ดวงจันทร์เคลื่อนที่บังแสงอาทิตย์จะทำให้เกิดเงาพาดลงมาที่พื้นผิวโลก 2 ชนิดคือ เงามืด และ เงามัว

เงามืด (Umbra) คือ บริเวณที่มิดที่สุด เนื่องจากดวงจันทร์บดบังดวงอาทิตย์อย่างสมบรูณ์

เงามัว (Penumbra) คือ บริเวณที่ไม่มืดมากนักเนื่องจากได้รับแสดงบางส่วนจากดวงอาทิตย์

การเกิดสุริยุปราคา

ปกติแล้วระยะเวลาที่ดวงจันทร์ใช้ในการโคจรรอบโลกครบ 1 รอบพอดี คือ 1 เดือน ถ้าเช่นนั้นทุกๆ เดือน ดวงจันทร์จะมีโอกาสโคจรมาอยู่ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์เสมอ แล้วทำไมจึงไม่เกิดสุริยุปราคาทุกเดือน ?

[whatwhywhere]

แล้วทำไมจึงไม่เกิดสุริยุปราคาทุกเดือน ?

ทั้งนี้เพราะระนาบการโคจรของดวงจันทรจะเอียงประมาณ 5 องศากับระนาบการโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์จึงมักเคลื่อนไปอยู่ทางเนือหรือทางใต้ของเส้นตรงระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์เสมอ เงาของดวงจันทร์จึงไม่ตกทอดลงบนโลก แต่ทอดลงไปในอวกาศแทน ช่วงที่จะเกิดสุริยุปราคา ดวงจันทร์จะต้องอยู่ที่จุดตัดหรือใกล้จุดตัดของระนาบเท่านั้น ซึ่งปกติวงโคจรของดวงจันทร์จะตัดกับวงโคจรของโลกเพียง 2 จุดเท่านั้นตลอดระนาบโคจร จุดตัดระนาบ 2 จุดก็ไม่ใช่จุดตัวเดิมทุกครั้ง แต่จะเคลื่อนจากทิศตะวันออกไปยังตะวันตก หรือเรียกว่าการเดินถอยหลัง (regression) การเคลื่อนไปทางตะวันตกเกิดเนื่องจากความแตกต่างของเวลาที่เรารู้จัก คือเดือน นั่นเอง

นอกจากนี้การเกิดสุริยุปราคาในแต่ละครั้ง บริเวณที่มองเห็นจะเปลี่ยนสถานที่ไปเรื่อยๆ เพราะโลกหมุนรอบตัวเอง อีกทั้งในแต่ละบริเวณที่มองเห็นก็จะเห็นการเกิดสุริยุปราคาในลักษณะที่แตกต่างกัน เนื่องจากระยะห่างของ ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และโลก รวมทั้งลักษณะของเงาที่ทอดลงมาบนพื้นโลกนั่นเอง โดยเราสามารถแบ่งประเภทการเกิดสุริยุปราคาหลักๆ ได้ 3 ประเภทด้วยกัน

- สุริยุปราคาเต็มดวง (Total Solar Eclipse) เกิดขึ้นเมื่อผู้สังเกตการณ์อยู่ในตำแหน่งเงามืดบนพื้นโลก (A) จะเห็นดวงจันทร์บดบังดวงอาทิตย์อย่างสมบูรณ์

- สุริยุปราคาบางส่วน (Partial Solar Eclipse) เกิดขึ้นเมื่อผู้สังเกตการณ์อยู่ในตำแหน่งเงามัว (B) จึงมองเห็นดวงอาทิตย์สว่างเป็นเสี้ยว

- สุริยุปราคาวงแหวน (Annular Solar Eclipse) เกิดขึ้นเมื่อผู้สังเกตการณ์อยู่ในตำแหน่งเงามืดบนพื้นผิวโลก (C) แต่เนื่องจากวงโคจรของดวงจันทร์เป็นรูปวงรี ส่งผลให้บางครั้งดวงจันทร์ห่างจากโลกมากเสียจนเงามืดของดวงจันทร์จะทอดยาวไม่ถึงผิวโลก (C) เราจึงเห็นดวงจันทร์มีขนาดปรากฏเล็กกว่าดวงอาทิตย์ ทำให้ผู้สังเกตการณ์มองเห็นดวงอาทิตย์เป็นรูปวงแหวน

วิธีดูสุริยุปราคาอย่างปลอดภัย

แสงอาทิตย์มีพลังงานสูง การมองดูดวงอาทิตย์ด้วยตาเปล่าสามารถทำให้ตาบอดได้ การมองดูดวงอาทิตย์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ หรือกล้องส่องทางไกล โดยปราศจากแผ่นกรองแสดงจะทำให้ตาบอดในทันที การสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ให้ปลอดภัยมี 3 วิธีดังนี้

1. มองดูด้วยตาเปล่าโดยใช้แผ่นกรองแสงอาทิตย์ (Solar Filter) แผ่นกรองแสงจะกรองพลังงานของแสงอาทิตย์ออกไปมากว่า 99% แสงที่เหลือจึงไม่สามารถทำอันตรายแก่ดวงตาได้ แผ่นกรองแสงอาทิตย์ที่นำมาใช้ ควรเป็นแผ่นกรองแสงที่มีคุณภาพและถูกสร้างขึ้นเพื่อกรองแสงอาทิตย์โดยเฉพาะ ได้แก่ แผ่นไมลาร์ กระจกเคลือบโลหะ เป็นต้น กรณีที่หาซื้อแผ่นกรองแสงอาทิตย์ไม่ได้จริงๆ อาจใช้วัสดุอื่นแทนได้ เช่น นำแผ่นฟิลม์เอกซเรย์มาซ้อนกันอย่างน้อย 2 ชั้น ทั้งนี้การมองดูดวงอาทิตย์ด้วยตาเปล่าโดยไม่ใช่แผ่นกรองแสง จะทำได้ตอนที่ดวงอาทิตย์อยู่ใกล้ขอบฟ้าเวลารุ่งเช้า หรือยามเย็นเท่านั้น

2. มองผ่านกล้องโทรทรรศน์ที่ติดตั้งแผ่นกรองแสงอาทิตย์ (Solar Filter) การดูดวงอาทิตย์ผ่านกล้องโทรทรรศน์จะช่วยให้เห็นรายละเอียดของพื้นผิวบนดวงอาทิตย์ ได้แก่ Sunspots อย่างไรก็ตามฟิลเตอร์ที่ใช้จะต้องมีคุณภาพสูง ฟิลเตอร์ที่ติดตั้งบนกล้องโทรทรรศน์มีหลายชนิด เช่น ฟิลเตอร์ไฮโดรเจน-อัลฟา จะช่วยให้เห็นพวกก๊าซบนดวงอาทิตย์ ทว่าฟิลเตอร์ชนิดนี้มีราคาแพง, ฟิลเตอร์ชนิดไมล่าเป็นแผ่นโลหะบางๆ มีราคาถูกกว่า ทำให้เห็นดวงอาทิตย์เป็นสีขาว หรือสีฟ้าอื่น, ฟิลเตอร์ชนิดกระจกเคลือบโลหะ ทำให้มองเห็นดวงอาทิตย์เป็นสีส้นหรือสีเหลือง ฟิลเตอร์ที่มีคุณภาพจะถูกนำมาติดตั้งไว้ที่หน้ากล้อง เพื่อกรองแสงอาทิตย์ไม่ใช้เข้าสู่กล้องโทรทรรศน์มากเกินไป
อย่างไรก็ตามกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กมักจะแถมฟิลเตอร์ขนาดเล็กติดตั้งไว้ที่เลนส์ตา ซึ่งไม่ควรใช้ในการดูสุริยุปราคาโดยเด็ดขาด เพาะว่าเมื่อเลนส์วัตถุรวมแสงอาทิตย์เช้าสู่ลำกล้อง อุณหภูมิภายในลำกล้องจะสูงมาก ฟิลเตอร์อาจจะถูกทำลายด้วยความร้อนและแสงอาทิตย์จะพุ่งเข้าสู่เลนส์ตา ทำให้ผู้ชมตาบอดทันที ข้อพึงระวังอีกประการหนึ่งคือ จะต้องปิดฝากล้องเล็งดาวตลอดเวลา กล้องเล็งดาวเป็นกล้องรวมแสงเช่นเดียวกับกล้องดูดาว หากเปิดไว้มีคนมาส่องดูก็จะตาบอดทันทีเช่นกัน

3. วิธีโปรเจคชั่น ทำได้โดยใช้กล้องโทรทรรศน์รับแสงอาทิตย์ แล้วตั้งฉากรับภาพที่ออกมาจากเลนส์ตา วิธีนี้ช่วยให้สามารถดูดวงอาทิตย์ผ่านกล้องโทรทรรศน์ได้ทีละหลายๆ คน ไม่เสียเวลา อย่างไรก็ตามก่อนใช้ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่า กล้องและเลนส์ที่นำมาใช้ต้องไม่มีชิ้นส่วนที่ทำด้วยพลาสติก เพราะเลนส์จะรวมแสงจนเกิดความร้อน จนทำให้ชิ้นส่วนละลายได้

ข้อพึงระวังในการดูดวงอาทิตย์
1. การจ้องดูดวงอาทิตย์ด้วยตาเปล่า จะทำให้ตาบอดในระยะยาว
2. การดูดวงอาทิตย์ผ่านกล้องโทรทรรศน์โดยปราศจากแผ่นกรองแสงอาทิตย์ จะทำให้ตาบอดในทันที
3. การจัดกิจกรรมดูดวงอาทิตย์ จะต้องมีผู้มีความรู้คอยดูแลให้คำแนะนำอยู่ตลอดเวลา

เกร็ดความรู้ !!
เราเห็นดวงจันทร์บดบังดวงอาทิตย์ ทั้งที่มีขนาดเล็กกว่าได้อย่างไร ?

ดวงอาทิตย์มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวมากกว่าดวงจันทร์ประมาณถึง 400 เท่า แต่ในขณะเดียวกันโลกก็อยู่ห่างจากดวงจันทร์ราว 400 เท่าด้วยเช่นกัน ดังนั้นเมื่อเราแหงนหน้าขึ้นบนท้องฟ้า เราจึงมักจะมองเห็นดวงอาทิตย์และดวงจันทร์มีขนาดพอๆ กัน