บทท้องฟ้ามีดาวกี่ดวง?

บนท้องฟ้ามีดาวที่เราสามารถเห็นได้ด้วยตาเปล่าอยู่กี่ดวง? สำหรับคนในใจกลางกรุงเทพฯ อาจตอบคำถามนี้ได้ไม่ยากนัก เพราะแสงไฟฟ้าตามอาคารบ้านเรือนและท้องถนนได้กลบแสงของดาวริบหรี่ไปเป็นจำนวนมาก จึงเหลือดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ให้เราเห็นได้ด้วยตาเปล่าอยู่น้อยจนนับดวงได้

แต่สำหรับคนที่ออกไปท่องเที่ยวตามป่า ตามภูเขา คนที่อาศัยในแถบชานเมือง ต่างจังหวัด หรือตามพื้นที่ห่างไกลจากเมืองใหญ่ สามารถเห็นดาวได้มากมายกลาดเกลื่อนอยู่เต็มท้องฟ้า จนดูเหมือนมีดาวอยู่นับไม่ถ้วน ยากจะนับได้ทั้งหมด

นักดาราศาสตร์เริ่มจัดทำบัญชีแสดงตำแหน่งและความสว่างของดาวฤกษ์ที่ปรากฏอยู่บนท้องฟ้าอย่างเป็นระบบมานานหลายร้อยปีแล้ว การตอบคำถามว่ามีดาวกี่ดวงที่เราสามารถเห็นได้ด้วยตาเปล่า จึงไม่ใช่เรื่องยากเกินไป แต่ก็ยังมีปัจจัยหลายอย่าง นอกเหนือจากมลพิษทางแสง ที่ทำให้จำนวนดาวที่มีโอกาสเห็นได้บนท้องฟ้าในขณะใดขณะหนึ่งไม่คงที่

ความสว่างของดาวระบุด้วยโชติมาตรหรืออันดับความสว่าง ยิ่งมีค่ามากยิ่งสว่าง ดาวศุกร์มีโชติมาตรประมาณ 4 ดาวจางที่สุดที่ดวงตาของมนุษย์มองเห็นมีโชติมาตรประมาณ +6.5 (สำหรับคนสายตาปกติในสภาพท้องฟ้าที่ดีจริงๆ อาจเห็นได้จางกว่านี้) ดังนั้นหากเราทราบจำนวนของดาวที่สว่างตั้งแต่ระดับนี้ขึ้นไป ก็สามารถทราบได้ว่ามีดาวอยู่กี่ดวงที่มองเห็นได้โดยไม่ใช้กล้องสองตาหรือกล้องโทรทรรศน์

บัญชีดาว Bright Star Catalogue ที่จัดทำโดยมหาวิทยาลัยเยล เผยแพร่ครั้งแรกเมื่อ ค.ศ. 1930 รวบรวมดาวฤกษ์ที่สว่างกว่าโชติมาตร 6.5 หรือทุกดวงที่สามารถเห็นได้ด้วยตาเปล่าภายใต้ฟ้ามืด นับเป็นจำนวนทั้งสิ้น 9,096 ดวง

ด้วยแนวคิดที่กำหนดให้ท้องฟ้าเป็นทรงกลม ในขณะหนึ่งเราเห็นท้องฟ้าได้เพียงครึ่งหนึ่งของทรงกลม อีกครึ่งหนึ่งอยู่ใต้ขอบฟ้า แสดงว่าหากคิดอย่างหยาบๆ ทางทฤษฎีแล้ว เรามีโอกาสจะเห็นดาวบนท้องฟ้าเวลากลางคืนในเวลาใดเวลาหนึ่งได้ประมาณ 4,550 ดวง

 

อย่างไรก็ตาม แม้เราจะสมมติให้ท้องฟ้าเปิดทุกทิศทุกทาง ไม่มีแสงจันทร์ ไม่มีแสงไฟฟ้า ไม่มีต้นไม้ อาคาร สิ่งปลูกสร้าง หรือเมฆมาบดบัง แต่โลกของเราก็มีบรรยากาศ แสงดาวที่เดินทางผ่านบรรยากาศโลกในบริเวณใกล้ขอบฟ้าจะต้องเดินทางด้วยระยะทางไกลกว่าแสงดาวที่อยู่สูงขึ้น ดาวที่อยู่ใกล้ขอบฟ้าจึงริบหรี่กว่าความสว่างที่แท้จริง (นึกถึงดวงอาทิตย์ขณะเพิ่งขึ้นหรือใกล้ตก)

ด้วยสาเหตุดังกล่าว ทำให้เราไม่สามารถมองเห็นดาวจางๆ ที่ปรากฏอยู่ใกล้ขอบฟ้าได้ ดังนั้นจำนวนดาวที่เห็นได้ทั้งหมดจึงไม่ถึง 4,550 ดวง อาจเหลือราว 80% หรือประมาณ 3,600 ดวง แต่เรายังสรุปไม่ได้ในตอนนี้ เพราะปัจจัยอีกประการหนึ่งที่ส่งผลต่อจำนวนดาวที่เห็นได้ในเวลาหนึ่ง คือดาวฤกษ์ต่างๆ ไม่ได้อยู่กระจัดกระจายทั่วท้องฟ้าอย่างสม่ำเสมอ วันและเวลาที่สังเกต รวมทั้งละติจูดของผู้สังเกตจึงส่งผลต่อจำนวนดาวที่มีโอกาสเห็นได้อีกด้วย

บทความในนิตยสาร Sky & Telescope ฉบับเดือน ธ.ค. 2008 ได้ยกตัวอย่างผลการคำนวณเพื่อค้นหาจำนวนดาวฤกษ์ที่อยู่บนท้องฟ้าในเวลาต่างๆ ของละติจูด 40 องศาเหนือ กับละติจูด 30 องศาใต้ มาเปรียบเทียบกัน

กราฟในบทความแสดงว่าผู้ที่อยู่ในละติจูดปานกลางของซีกโลกเหนือ จะเห็นดาวบนท้องฟ้าในขณะหนึ่งมีจำนวนแปรผันอยู่ระหว่าง 2,700-3,300 ดวง ส่วนผู้ที่อยู่ในละติจูดปานกลางของซีกโลกใต้ จะเห็นดาวบนท้องฟ้าในขณะหนึ่งมีจำนวนแปรผันอยู่ระหว่าง 3,000-3,600 ดวง แสดงว่าโดยทั่วไปแล้ว คนในซีกโลกใต้มีโอกาสเห็นดาวบนท้องฟ้าได้มากกว่าคนในซีกโลกเหนือ ซึ่งเข้าใจได้ว่าซีกฟ้าใต้มีดาวที่สว่างเห็นได้ด้วยตาเปล่ามากกว่าซีกฟ้าเหนือ

ผู้เขียนได้ลองเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์เพื่อคำนวณด้วยแนวคิดแบบเดียวกัน โดยใช้ฐานข้อมูลที่มีดาวที่สว่างตั้งแต่โชติมาตร 6.5 จำนวน 8,889 ดวง พบว่าซีกฟ้าใต้มีดาวมากกว่าซีกฟ้าเหนืออย่างที่คาดไว้ โดยซีกฟ้าเหนือมีดาว 4,259 ดวง ขณะที่ซีกฟ้าใต้มีดาว 4,630 ดวง

เมื่อสั่งให้โปรแกรมคำนวณสำหรับท้องฟ้าประเทศไทย ซึ่งอยู่ที่ละติจูดประมาณ 620 องศาเหนือ โดยคำนึงถึงปัจจัยที่เกี่ยวกับบรรยากาศโลกดังที่อธิบายไปแล้ว ร่วมกับการหักเหของแสงในบรรยากาศ พบว่าจำนวนดาวฤกษ์ที่ตาเปล่าสามารถมองเห็นได้ในขณะใดขณะหนึ่งอยู่ในช่วง 2,750-3,150 ดวง และเมื่อเปรียบเทียบระหว่างละติจูดในภาคใต้ ละติจูดปานกลางที่ 15 องศาเหนือ และละติจูดในภาคเหนือ พบว่าแต่ละภาคแทบไม่ต่างกัน แต่มีบางช่วงที่ภาคใต้มีโอกาสเห็นดาวได้น้อยกว่าภาคอื่นประมาณ 100 ดวง

ถามว่าช่วงเวลาไหนมีโอกาสเห็นดาวได้มากที่สุดสำหรับท้องฟ้าประเทศไทย คำตอบคือช่วงที่สามเหลี่ยมฤดูหนาว ซึ่งประกอบด้วยดาวสว่างในกลุ่มดาวนายพราน หมาใหญ่ และหมาเล็ก อยู่สูงสุดบนท้องฟ้า ซึ่งถ้าสังเกตท้องฟ้าในเวลา 2 ทุ่ม ตลอดทั้งปี ช่วงที่มีโอกาสเห็นดาวได้มากที่สุดคือเดือน ก.พ.-มี.ค. แต่ถ้าสังเกตท้องฟ้าในเวลาตี 5 ของทุกวัน ช่วงที่มีโอกาสเห็นดาวได้มากที่สุดคือเดือน ต.ค.-พ.ย.

เมื่อถามว่าช่วงเวลาไหนมีโอกาสเห็นดาวได้น้อยที่สุดสำหรับท้องฟ้าประเทศไทย คำตอบคือช่วงที่กลุ่มดาวหมีใหญ่ หรือดาวจระเข้อยู่สูงสุดบนท้องฟ้า ซึ่งถ้าสังเกตท้องฟ้าในเวลา 2 ทุ่ม ช่วงที่มีโอกาสเห็นดาวได้น้อยที่สุดคือเดือน มิ.ย. แต่ถ้าสังเกตท้องฟ้าในเวลาตี 5 ช่วงที่มีโอกาสเห็นดาวได้น้อยที่สุดคือเดือน ม.ค.

สำหรับคนที่อยู่ใจกลางกรุงเทพฯ พบว่ามีโอกาสเห็นดาวฤกษ์ด้วยตาเปล่าได้มากที่สุดไม่เกิน 75 ดวง (สมมติให้ดาวจางที่สุดที่เห็นได้มีโชติมาตร 3.0) และตรงกับเวลาที่กลุ่มดาวแมงป่องหรือคนยิงธนูอยู่สูงสุดบนท้องฟ้าทิศใต้ ซึ่งหากดูในเวลา 2 ทุ่ม จะตรงกับช่วงเดือน ก.ค.-ส.ค.

นอกเหนือจากที่กล่าวมาแล้ว ยังมีปัจจัยอื่นที่เรายังไม่ได้คำนึงถึง เช่น บนที่สูงเหนือระดับน้ำทะเลมากจะมีโอกาสเห็นดาวในจำนวนที่มากกว่า เนื่องจากบรรยากาศเบาบางกว่า สภาพอากาศในแต่ละฤดูก็เป็นอีกปัจจัยหนึ่ง ฤดูหนาวมีโอกาสที่ท้องฟ้าเปิดมากกว่าฤดูอื่นๆ คนไทยจึงรู้สึกว่าฤดูหนาวเห็นดาวได้มากกว่าฤดูอื่น เป็นต้น

ปรากฏการณ์ท้องฟ้า (29 มิ.ย.-6 ก.ค.)

สัปดาห์นี้หรือต้นสัปดาห์หน้า เป็นช่วงสุดท้ายที่มีโอกาสเห็นดาวพฤหัสบดีบนท้องฟ้าทิศตะวันตกในเวลาหัวค่ำ ดาวพฤหัสบดีเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้นจนสังเกตได้ยากขึ้น เมื่อท้องฟ้าเริ่มมืด ดาวพฤหัสบดีก็อยู่ใกล้ขอบฟ้าแล้ว

ดาวอังคารอยู่สูงทางทิศใต้ในกลุ่มดาวหญิงสาว ตกลับขอบฟ้าในเวลาเที่ยงคืนครึ่ง ดาวเสาร์อยู่ในกลุ่มดาวคันชั่ง ผ่านจุดสูงสุดบนท้องฟ้าทิศใต้ในเวลา 2 ทุ่มครึ่ง และตกลับขอบฟ้าในเวลาตี 2 ครึ่ง

ดาวศุกร์ขึ้นตั้งแต่ตี 4 โดยปรากฏเหนือขอบฟ้าทิศตะวันออก ปลายสัปดาห์ดาวพุธทำมุมห่างจากดวงอาทิตย์มากขึ้นจนเริ่มสังเกตเห็นได้ในทิศเดียวกับดาวศุกร์ แต่จางกว่าและอยู่ต่ำใกล้ขอบฟ้ามากกว่า

สัปดาห์นี้เป็นข้างขึ้น ดวงจันทร์อยู่บนท้องฟ้าเวลาหัวค่ำ คืนวันที่ 29 มิ.ย. จันทร์เสี้ยวอยู่ทางซ้ายมือของดาวพฤหัสบดีที่ระยะ 7 องศา คืนวันที่ 5 ก.ค. จะเห็นดวงจันทร์สว่างครึ่งดวงอยู่ใกล้ดาวอังคารที่ระยะ 7 องศา โดยเข้าใกล้กันที่สุดก่อนดวงจันทร์ตกในเวลาเที่ยงคืน

ค่ำวันจันทร์ที่ 30 มิ.ย. สถานีอวกาศนานาชาติจะโคจรผ่านเหนือประเทศไทย เห็นเป็นดาวสว่างเคลื่อนที่บนท้องฟ้ากรุงเทพฯ และบริเวณใกล้เคียงเริ่มเห็นเวลา 19.31 น. ใกล้ขอบฟ้าทิศตะวันตกเฉียงเหนือ จากนั้นเคลื่อนสูงขึ้นไปทางซ้าย ถึงจุดสูงสุดทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ในเวลา 19.34 น. ที่มุมเงย 40 องศา แล้วเคลื่อนต่ำลง เข้าสู่เงามืดของโลกบริเวณใกล้ขอบฟ้าทิศใต้ในเวลา 19.37 น.