ศูนย์รวมความรู้

กระทรวงเทคโนโลยี
สารสนเทศและการสื่อสาร

รายละเอียดแนวทางการพัฒนากิจการอวกาศ
ของประเทศไทย
 


หน่วยงานในสังกัดกระทรวงไอซีที












<< เชื่อมโยงเว็บไซต์ >>

  หน้าหลัก \ ศูนย์รวมความรู้

    ศูนย์รวมความรู้

โดย วิษณุ เอื้อชูเกียรติ

การเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ในท้องฟ้า
ดาวฤกษ์ในท้องฟ้าที่เราสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่ามีอยู่ประมาณ 8,000 ดวง ในขณะใดขณะหนึ่งจะเห็นได้ประมาณ 2,000-2,500 ดวง ถ้าใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องดู จำนวนดาวที่เห็นได้จะเพิ่มขึ้นเป็นหลายล้านถึงหลายร้อยหลายพันล้านดวง มากมายจนชมกันได้ไม่จบสิ้นเลยทีเดียว

ดาวเกือบทั้งหมดที่เราเห็น ล้วนอยู่ในดาราจักรทางช้างเผือก ดาราจักรที่เป็นบ้านของเรานั่นเอง และเนื่องจากดาวทั้งหลายเป็นสมาชิกของดาราจักรเดียวกัน เส้นทางโคจรส่วนใหญ่จึงวนรอบแกนดาราจักรไปในทางเดียว ไม่ต่างอะไรจากคนจำนวนมากที่เดินร่วมทาง มีสูงต่ำดำขาว ช้าเร็ว ตรงบ้าง เฉบ้าง ถ้าเราอยู่ในกลุ่มคนที่ว่านี้ ก็จะเห็นบางคนเดินนำหน้า เดินตาม เดินสวนทาง หรือเดินอยู่ห่างๆ บางคนเดินตัดหน้า บางคนดูเหมือนไล่หลังตามมาติดๆ แล้วเฉียดผ่านไป

การเคลื่อนที่ของดวงดาวมีลักษณะเช่นเดียวกับการเดินในฝูงชน เราสามารถวิเคราะห์องค์ประกอบของการเคลื่อนที่ดังกล่าวออกได้เป็นสองแนว แนวหนึ่งคือการเดินเข้าหาหรือเดินออกห่างด้วยอัตราเร็วต่าง ๆ เรียกว่า ความเร็วแนวรัศมี (radial velocity) อีกแนวหนึ่งคือการเดินผ่านหน้า ไม่ว่าจากทิศไหนไปทิศไหนก็ตาม เรียกว่า การเคลื่อนที่เฉพาะ (proper motion)

ความเร็วแนวรัศมีในทางดาราศาสตร์สามารถวัดได้ด้วยปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ (Doppler effect) ได้แก่การสังเกตเห็นความถี่ของคลื่นเสียงหรือคลื่นแม่เหล็ก ไฟฟ้าเปลี่ยนไปเมื่อแหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนที่เข้าหาหรือเคลื่อนออกจากผู้สังเกต เมื่อแหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนออกจากผู้สังเกต คลื่นจะถูกยืดออกทำให้ความถี่ลดลง เมื่อแหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนเข้าหาผู้สังเกตคลื่นจะถูกบีบเข้าทำให้ความถี่เพิ่มขึ้น เมื่อใช้กับการเคลื่อนที่ดาวฤกษ์ ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์คือการที่ความยาวคลื่นของเส้นดูดกลืน (absorption lines) ในสเปกตรัมของแสงดาวยืดออกหรือหดลง ความเร็วแนวรัศมีโดยทั่วไปจะอยู่ที่หลักสิบกิโลเมตรต่อวินาที ดาวจำนวนหนึ่งมีความเร็วแนวรัศมีเป็นหลักร้อยกิโลเมตรต่อวินาที แต่ดาวพวกนี้มีอยู่ไม่มาก

การเคลื่อนที่เฉพาะ (µ) หมายถึง การเคลื่อนที่ปรากฏของดาวฤกษ์บนทรงกลมฟ้าต่อปี เป็นผลจากการเคลื่อนที่จริงของดาวในอวกาศกับการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของดวงอาทิตย์ โดยทั่วไปดาวฤกษ์จะอยู่ห่างจากเรามากจนเรามองไม่เห็นการเคลื่อนที่ได้เลย คล้ายกับการมองรถยนต์ที่วิ่งด้วยความเร็วสูงจากระยะไกลมากซึ่งดูอย่างไรก็นึกว่ารถวิ่งช้า นักดาราศาสตร์ต้องสังเกตการณ์และจดบันทึกตำแหน่งดาวด้วยกล้องโทรทรรศน์กันเป็นหลายปี หรือหลายทศวรรษนั่นแหละ จึงจะพอเห็นได้ แล้วยังต้องวัดการเคลื่อนที่กันเป็นพิลิปดาต่อศตวรรษ มีดาวฤกษ์ประมาณ 300 ดวงเท่านั้นที่มีการเคลื่อนที่เฉพาะมากกว่า 1 พิลิปดาต่อปี

ถ้าเรารู้ความเร็วแนวรัศมี การเคลื่อนที่เฉพาะ และระยะห่างของดาวแต่ละดวง เราก็จะสามารถสร้างแบบจำลองการเคลื่อนที่ในสามมิติของดาวเหล่านั้น รวมทั้งตำแหน่งแห่งที่ของดวงอาทิตย์ในการเคลื่อนที่โดยรวมนั้นด้วย

ดาวบาร์นาร์ด
การเคลื่อนที่เฉพาะของวัตถุยิ่งสูง วัตถุนั้นจะดูเหมือนย้ายตำแหน่งเร็วขึ้น ในกระบวนดาวฤกษ์ทั้งหมดในฟากฟ้า ดาวบาร์นาร์ด (Barnard's star) ในกลุ่มดาวคนแบกงู คือเจ้าของสถิติการเคลื่อนที่เฉพาะสูงสุด คือ 10.4 พิลิปดาต่อปี ทั้งนี้เนื่องจากดาวบาร์นาร์ดโคจรไปในอวกาศด้วยความเร็วถึง 140 กม./วินาที ประกอบกับระยะห่างจากดวงอาทิตย์เพียง 5.9 ปีแสง นับเป็นดาวที่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดรองจากดาวพรอกซิมาซึ่งเป็นสมาชิกในระบบดาวสามดวงของดาวแอลฟาคนครึ่งม้า ความเร็วแนวรัศมีของดาวบาร์นาร์ดเท่ากับ 108 กม./วินาที และความเร็วในระนาบที่ตั้งฉากกับแนวเล็งคือ 89 กม./วินาที

ดาวบาร์นาร์ด ในกลุ่มดาวคนแบกงู
ภาพจาก http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Barnardstar2006.jpg

ยิ่งดาวบาร์นาร์ดโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้น การเคลื่อนที่เฉพาะของมันก็จะมากขึ้นตามไปด้วย นี่เป็นข่าวดี เพราะถ้ามันเข้าใกล้เรามากขึ้น แต่ไม่มีการเคลื่อนที่เฉพาะเลย เท่ากับมันกำลังพุ่งตรงเข้าหาโลก ความจริงดาวบาร์นาร์ดจะเข้าใกล้เรามากที่สุดในอนาคตอีก 10,000 ปีข้างหน้า ที่ระยะห่าง 3.8 ปีแสง ซึ่งใกล้กว่าดาวพรอกซิมาในปัจจุบันเสียอีก และมันจะย้ายตำแหน่งจากกลุ่มดาวคนแบกงูขึ้นเหนือผ่านกลุ่มดาวเฮอร์คิวลีส กลุ่มดาวพิณ เข้าสู่กลุ่มดาวมังกร ถึงตอนนั้นดาวบาร์นาร์ดจะเพิ่มความสว่างขึ้นอีก 1 โชติมาตรเป็น 8.5 และเพิ่มการเคลื่อนที่เฉพาะเป็น 26 พิลิปดาต่อปี เท่ากับหนึ่งองศา หรือสองเท่าของขนาดดวงจันทร์ ภายใน 1,000 ปีเท่านั้น

ดาวบาร์นาร์ดเคลื่อนตัวทั้งเข้าหาและผ่านหน้าเราไปในเวลาเดียวกันการเคลื่อนที่เฉพาะ
ในภาพนี้ได้รับการขยายให้มากกว่ามาตราส่วนจริง 2,000 เท่า

ภาพจาก [1]

ลักษณะทางกายภาพ
ดาวบาร์นาร์ดเป็นดาวแคระแดงชนิดสเปกตรัม M4 Ve ในแถบลำดับหลัก โชติมาตรปรากฏ 9.57 โชติมาตรสัมบูรณ์ 13.22 มีมวลเท่ากับร้อยละ 17 ของดวงอาทิตย์ มีขนาดเท่ากับร้อยละ 15-20 ของดวงอาทิตย์ และมีอัตราการหมุนรอบตัวเองทุก 130.4 วัน

ด้วยสมบัติของมัน ดาวบาร์นาร์ดนับว่าเป็นดาวแคระแดงได้อย่างเต็มภาคภูมิ คือเป็นดาวค่อนข้างเย็น มวลน้อย เผาผลาญเชื้อเพลิงในตัวไปอย่างช้าๆ มันมีอายุประมาณ 11,000-12,000 ล้านปี ซึ่งเก่าแก่มาก เชื่อได้ว่าเกิดขึ้นในช่วงที่ดาราจักรทางช้างเผือกกำลังก่อตัว และมันจะยังคงส่องสว่างน้อย ๆ ตามแบบของมันไปเรื่อยอีกประมาณ 4 หมื่นล้านปีกว่าจะดับไปเอง

เมื่อปี ค.ศ. 1998 ดาวบาร์นาร์ดทำให้นักดาราศาสตร์ประหลาดใจเมื่อเกิดการลุกจ้าเป็นแสงสีน้ำเงิน จนดาวบาร์นาร์ดสว่างขึ้นอีกครึ่งโชติมาตรอยู่ถึงกว่าหนึ่งชั่วโมง ใครจะนึกว่าดาวแคระแดงที่สงบเสงี่ยมจะทำอะไรอย่างนั้น ดาวบาร์นาร์ดจึงมีตำแหน่งเป็น ดาวลุกจ้า (flare star) ขึ้นมาอีกตำแหน่งหนึ่ง

งานวิจัยเมื่อปี ค.ศ.1963 ของปีเตอร์ แวน เดอ แคมป์ ตีพิมพ์ผลการสังเกตดาวบาร์นาร์ดตั้งแต่ปี ค.ศ. 1938 และเสนอว่ามีดาวเคราะห์ขนาดดาวพฤหัสบดีโคจรอยู่รอบดาวบาร์นาร์ด เนื่องจากสังเกตเห็นการเขยื้อนตัวของดาว ซึ่งบ่งว่าอาจมีมวลขนาดใหญ่โคจรอยู่รอบดวงดาว แต่การสังเกตในยุคต่อมาชี้ให้เห็นว่าข้อเสนอของแวน เดอ แคมป์ อาจเกิดจากการล้างทำความสะอาดกล้องโทรทรรศน์ของหอดูดาวสเปราล์ วิทยาลัยสวอร์ท-มอร์ ที่เขาเป็นผู้อำนวยการ การถอดและประกอบใหม่อาจทำให้ข้อมูลการสังเกตก่อนและหลังการล้างต่างกันเล็กน้อย และเมื่อปี ค.ศ. 2003 ก็มีงานวิจัยอย่างละเอียดของเคือร์สเทอร์และคณะ ที่ปิดประเด็นดาวเคราะห์รอบดาวบาร์นาร์ดไปในที่สุด

การค้นพบ
ดาวบาร์นาร์ด ตั้งชื่อตามเอดวาร์ด อี. บาร์นาร์ด (Edward Emerson Barnard) ผู้ค้นพบและวัดค่าการเคลื่อนที่เฉพาะของดาวดวงนี้เมื่อปี ค.ศ. 1916 การโคจรด้วยความเร็วอย่างยิ่ง ทำให้ดาวบาร์นาร์ดมีอีกชื่อหนึ่งว่า Velox Barnardi เป็นภาษาละติน แปลว่าดาววิ่งเร็วของบาร์นาร์ด

เอดวาร์ด อี. บาร์นาร์ด
ภาพจาก http://en.wikipedia.org/wiki/Edward_Emerson_Barnard

บ่วงบาร์นาร์ด
บ่วงบาร์นาร์ด (Barnard's loop) เป็นเนบิวลาเปล่งแสงขนาดใหญ่ในกลุ่มดาวนายพราน มีรูปร่างเป็นวงโค้งจางๆ ที่โอบรอบทั้งกลุ่มดาว ถูกค้นพบเป็นครั้งแรกโดยเอดวาร์ด อี. บาร์นาร์ด ในภาพถ่ายกลุ่มดาวนายพรานเมื่อปี ค.ศ. 1895 บ่วงบาร์นาร์ดเป็นส่วนหนึ่งของเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์ซึ่งครอบคลุมพื้นที่ของกลุ่มดาวนายพรานและกลุ่มดาวแม่น้ำ เนบิวลามืดรูปหัวม้าและเนบิวลาสว่างใหญ่ในกลุ่มดาวนายพรานก็เป็นส่วนหนึ่งของเมฆโมเลกุลนี้

บ่วงบาร์นาร์ดอยู่ห่างจากโลกประมาณ 1,600 ปีแสง และมีขนาดกว้างประมาณ 300 ปีแสง มีข้อสันนิษฐานว่าบ่วงบาร์นาร์ดอาจเกิดจากการระเบิดของซูเปอร์โนวาดวงหนึ่งเมื่อราว 2 ล้านปีมาแล้ว ปัจจุบันนักดาราศาสตร์ยังเห็นดาวกระเด็น (runaway star) หลายดวงที่ดูเหมือนกระจายออกมาเนื่องจากการระเบิดในครั้งนั้นเช่นกัน

เราสามารถเห็นบ่วงบาร์นาร์ดได้จากภาพถ่ายกลุ่มดาวนายพรานที่เปิดรับแสงเป็นเวลานานและใช้ระบบตามดาว ในคืนที่ฟ้าใสและมืดสนิทคนที่สายตาดีอาจเห็นบ่วงบาร์นาร์ดด้วยตาเปล่า

ภาพถ่ายกลุ่มดาวนายพราน เห็นบ่วงบาร์นาร์ดและส่วนหนึ่งของเมฆโมเลกุลเป็นสีแดงเรื่อได้อย่างชัดเจน
ภาพจาก http://www.aoc.nrao.edu/~whwang/gallery/picutres/orion-2004/lowres.htm
ถ่ายภาพโดย Wei Hao Wang


เอกสารอ้างอิง

แก้ไขล่าสุด 31 กรกฎาคม 2551

กลับไปด้านบน


copyright © 2016 กองโครงสร้างพื้นฐานเทคโนโลยีดิจิทัล สำนักงานคณะกรรมการดิจิทัลเพื่อเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติ กระทรวงดิจิทัลเพื่อเศรษฐกิจและสังคม
ชั้น 7 อาคาร B ศูนย์ราชการเฉลิมพระเกียรติ 80 พรรษา 5 ธันวาคม 2550 ถนนแจ้งวัฒนะ แขวงทุ่งสองห้อง เขตหลักสี่ กรุงเทพฯ 10210
โทรศัพท์ 0-2141-6877 โทรสาร 0-2143-8027 e-mail: [email protected]