การค้นพบดาวเนปจูน

ในช่วงสัปดาห์ที่ผ่านมา มีการเผยแพร่ภาพถ่ายดาวเนปจูนที่ถ่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

โดย..วรเชษฐ์ บุญปลอด

ในช่วงสัปดาห์ที่ผ่านมา มีการเผยแพร่ภาพถ่ายดาวเนปจูนที่ถ่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล เนื่องในวาระที่ดาวเนปจูนโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบ 1 รอบ นับตั้งแต่ค้นพบเมื่อ ค.ศ. 1846 (พ.ศ. 2389) โดยคาบการโคจรของดาวเนปจูนยาวนานประมาณ 165 ปี

ดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์ที่ค้นพบด้วยการคำนวณ ไม่ใช่การส่องกล้องกวาดหาแบบไร้จุดหมาย มหากาพย์แห่งการค้นพบดาวเคราะห์ดวงที่ 8 เริ่มต้นเมื่อ ค.ศ. 1821 อเลกซิส บูวาร์ด (Alexis Bouvard) นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ผู้อำนวยการหอดูดาวปารีส ได้เผยแพร่ตารางผลการคำนวณตำแหน่งดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ และดาวยูเรนัส ที่ปรับปรุงขึ้นใหม่ แต่เมื่อเปรียบเทียบผลการคำนวณกับผลจากการวัดตำแหน่งบนท้องฟ้า บูวาร์ดสังเกตเห็นความผิดปกติในตำแหน่งของดาวยูเรนัส

ก่อนหน้านั้นไม่กี่ปี ดาวยูเรนัสดูเหมือนจะเคลื่อนที่เร็วกว่าผลที่ได้จากการคำนวณ ต่อมาในช่วง ค.ศ. 1829-1830 ผลการวัดกับผลการคำนวณใกล้เคียงกัน แต่หลังจากนั้น ดาวยูเรนัสเริ่มเคลื่อนที่ช้ากว่าผลจากการคำนวณ ความผิดปกตินี้ทำให้บูวาร์ดเชื่อว่าระบบสุริยะมีดาวเคราะห์ขนาดใหญ่อีกดวงหนึ่งที่ยังไม่พบ ส่งแรงโน้มถ่วงดึงให้ดาวยูเรนัสเคลื่อนที่ผิดไปจากตำแหน่งที่ได้จากการคำนวณ

 

หลังจากบูวาร์ดถึงแก่กรรมในปี 1843 ฟร็องซัว อาราโก (Fran็ois Arago) ขึ้นเป็นผู้อำนวยการหอดูดาวปารีสคนถัดมา เดือนมิถุนายน 1845 อาราโกมอบหมายงานคำนวณเพื่อค้นหาดาวเคราะห์ดวงใหม่ให้แก่อูแบง ชอง โชเซฟ เลอเวรีเย (Urbain Jean Joseph Le Verrier) เดือนมิถุนายน 1846 เลอเวรีเยเผยแพร่ผลการคำนวณของเขา ระบุว่าดาวเคราะห์ลึกลับดวงนี้น่าจะอยู่บริเวณใกล้แนวรอยต่อระหว่างกลุ่มดาวแพะทะเลกับกลุ่มดาวคนแบกหม้อน้ำ

ข้ามไปยังฝั่งอังกฤษ ปี 1832 จอห์น คุช แอดัมส์ (John Couch Adams) นักศึกษาวัยหนุ่มที่เคมบริดจ์ ได้อ่านรายงานเรื่องความก้าวหน้าทางดาราศาสตร์ โดยจอร์จ แอรี (George Biddell Airy) นักดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ประโยคสั้น ๆ ท้ายรายงานที่กล่าวถึงความยุ่งยากในการคำนวณตำแหน่งที่แม่นยำของดาวยูเรนัส กระตุ้นความสนใจของแอดัมส์ เขาใช้เวลาว่างไปกับการค้นหาตำแหน่งที่เป็นไปได้ของดาวเคราะห์ที่ส่งแรงโน้มถ่วงรบกวนยูเรนัส

แอดัมส์เดินทางไปพบแอรีที่หอดูดาวกรีนิชในเดือนตุลาคม 1845 เพื่อเสนอผลการคำนวณของเขา แต่ไม่ได้นัดหมายล่วงหน้า จึงทำได้เพียงหย่อนกระดาษจดข้อความทิ้งไว้ในตู้จดหมาย แอรีได้รับข้อความก็จริง แต่เขาก็ไม่ได้เอาใจใส่มากนัก จนกระทั่งมาพบว่าผลการคำนวณของเลอเวรีเยที่เผยแพร่ในปีถัดมา ใกล้เคียงกับของแอดัมส์ แอรีจึงขอให้ เจมส์ แชลลีส์ (James Challis) ผู้อำนวยการหอดูดาวเคมบริดจ์ ใช้กล้องส่องหาดาวเคราะห์ดวงใหม่

แม้ว่าหอดูดาวจะมีกล้องขนาดใหญ่ 12 นิ้ว แต่ไม่มีแผนที่ดาวทันสมัยพอจะครอบคลุมดาวสว่างน้อย ๆ เพื่อใช้เปรียบเทียบได้ แชลลีส์จึงใช้วิธีลงตำแหน่งดาวในวันต่าง ๆ เอาไว้ โดยหวังว่าจะพบดาวดวงที่เปลี่ยนตำแหน่งไปจากเดิม ซึ่งเป็นวิธีที่เสียเวลามาก การค้นหาเริ่มตั้งแต่วันที่ 29 กรกฎาคม 1846 แต่เขาไม่สามารถระบุตำแหน่งของดาวเคราะห์ดวงใหม่ได้ ทั้ง ๆ ที่ได้บันทึกตำแหน่งดาวเนปจูนไว้ถึง 2 ครั้ง ในเดือนสิงหาคม

เลอเวรีเยเองก็ประสบปัญหาในการทำให้นักดาราศาสตร์ฝรั่งเศสเชื่อ และเริ่มค้นหาดาวเคราะห์ดวงใหม่ตามผลการคำนวณของตน เขาจึงส่งจดหมายร้องขอไปยังหอดูดาวเบอร์ลินในปรัสเซีย จดหมายถึงมือผู้อำนวยการ โยฮันน์ ฟรานซ์ เองเคอ (Johann Franz Encke) ในวันที่ 23 กันยายน 1846 ซึ่งเขาได้มอบหมายให้ โยฮันน์ กัลเลอ (Johann Gottfried Galle) ใช้กล้องโทรทรรศน์กวาดหาในทันที โดยมีไฮน์ริช ลุย ดาร์เรสต์ (Heinrich Louis d'Arrest) ศิษย์ของเขาเป็นผู้ช่วย

 

แผนที่ดาวฉบับใหม่ของหอดูดาวเบอร์ลิน ช่วยให้กัลเลอสามารถค้นพบดาวเคราะห์ดวงใหม่ การค้นพบดาวเนปจูนเกิดขึ้นในเวลาหลังเที่ยงคืนของคืนนั้น (เข้าสู่วันที่ 24 กันยายน) โดยใช้เวลาค้นหาไม่ถึง 1 ชั่วโมง มันอยู่ห่างจากตำแหน่งที่เลอเวรีเยคาดไว้ไม่ถึง 1 องศา

ฝรั่งเศสประกาศการค้นพบ ขณะที่อังกฤษรู้สึกเสียหน้าอย่างมาก แอรีพยายามรวบรวมหลักฐานเอกสารต่าง ๆ เพื่อแสดงว่าชาวอังกฤษสามารถทำนายตำแหน่งดาวเคราะห์ดวงที่ 8 ได้ก่อน สร้างความโกรธเคืองในหมู่นักดาราศาสตร์ฝรั่งเศสที่เห็นว่าอังกฤษพยายามจะขโมยผลงานของฝ่ายตน ขณะเดียวกัน ชาวฝรั่งเศสเองก็รู้สึกไม่พอใจที่นักดาราศาสตร์ในฝรั่งเศสเพิกเฉย จนเลอเวรีเยต้องไปขอความช่วยเหลือจากปรัสเซีย

ประชาคมดาราศาสตร์ได้ข้อสรุปในที่สุดว่าการค้นพบดาวเนปจูนควรจะถือว่าเป็นผลงานของทั้งเลอเวรีเยและแอดัมส์ อย่างไรก็ตาม เอกสารที่พบในปี 1999 ทำให้นักประวัติศาสตร์ นิโคลัส โคลเลอร์สตรอม (Nicholas Kollerstrom) ให้ความเห็นว่าหลักฐานฝ่ายอังกฤษนั้นอ่อนกว่ามาก แอดัมส์เปลี่ยนแปลงผลการคำนวณของเขาหลายครั้ง โดยแกว่งอยู่ในช่วง 20 องศา เขาเห็นว่าความสำเร็จนี้ควรเป็นของเลอเวรีเยแต่เพียงผู้เดียว

การค้นพบดาวเนปจูนถือได้ว่าเป็นความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ครั้งหนึ่งในประวัติศาสตร์ ขณะเดียวกันก็ต้องยอมรับว่ามีโชคช่วยอยู่ด้วย วงโคจรของดาวเนปจูนที่คำนวณโดยเลอเวรีเยและแอดัมส์ต่างก็ไม่ตรงกับวงโคจรที่แท้จริงของดาวเนปจูน ทั้งคู่ต่างก็วางดาวเคราะห์ดวงที่ 8 ไว้ไกลเกินไป เพียงแต่ช่วงเวลานั้นดาวเนปจูนกับดาวยูเรนัสอยู่ในตำแหน่งที่สัมพันธ์กันแบบพอเหมาะ หากการค้นพบยังไม่เกิดขึ้นมาจนถึงปัจจุบัน ตำแหน่งดาวเคราะห์ดวงที่ 8 ของเลอเวรีเยและแอดัมส์จะห่างจากตำแหน่งจริงของดาวเนปจูนหลายสิบองศา

กัลเลออาจได้ชื่อว่าเป็นคนแรกที่เห็นดาวเนปจูนผ่านกล้องโทรทรรศน์ แต่หลายคนคงยังไม่ลืมว่าดาวเนปจูนเคยปรากฏในบันทึกของกาลิเลโอเมื่อปี 1613 แต่กาลิเลโอไม่ทราบว่านั่นเป็นดาวเคราะห์ นอกจากนั้น ยังมีหลักฐานการสังเกตเห็นดาวเนปจูนอีกอย่างน้อย 2 ครั้ง ในปี 1795 และ 1830

ปรากฏการณ์ท้องฟ้า (17–24 ก.ค.)

ดาวพุธและดาวเสาร์อยู่บนท้องฟ้าเวลาหัวค่ำ ดาวเสาร์อยู่สูงทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ในกลุ่มดาวหญิงสาว ดาวพุธอยู่ใกล้ขอบฟ้าทิศตะวันตก วันที่ 20 กรกฎาคม เป็นวันที่ดาวพุธทำมุมห่างจากดวงอาทิตย์มากที่สุด สัปดาห์นี้ดาวพุธตกลับขอบฟ้าในเวลาราว 1 ชั่วโมงครึ่ง หลังดวงอาทิตย์ตก ส่วนดาวเสาร์ตกลับขอบฟ้าในเวลาประมาณ 5 ทุ่ม

ดาวอังคารและดาวพฤหัสบดีอยู่บนท้องฟ้าทิศตะวันออกในเวลาเช้ามืด ดาวอังคารอยู่ในกลุ่มดาววัว ดาวพฤหัสบดีอยู่ในกลุ่มดาวแกะ สว่างกว่าและขึ้นมาก่อนดาวอังคาร มีมุมเงย 10 องศาตั้งแต่เวลาประมาณตี 1 ครึ่ง หรือก่อนหน้านั้นเล็กน้อย ดาวอังคารขึ้นตามมาในเวลาประมาณตี 4

สัปดาห์นี้เป็นข้างแรม ดวงจันทร์อยู่บนท้องฟ้าเวลาเช้ามืด สว่างครึ่งดวงในวันเสาร์ที่ 23 กรกฎาคม จากนั้นจะเห็นจันทร์เสี้ยวอยู่ทางซ้ายมือของดาวพฤหัสบดีในเช้ามืดวันอาทิตย์ที่ 24 กรกฎาคม ห่างกัน 5 องศา

รูป – leverrieradams.jpg

เลอเวรีเย (ซ้าย) และแอดัมส์ (ขวา)

รูป – neptune2011.psd

ดาวเนปจูนเมื่อวันที่ 25 มิถุนายน 2554 จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (ภาพ – NASA/ESA/STScI/AURA)

&<2288;