ดาวยูเรนัสและเนปจูน
ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์ขนาดค่อนข้างใหญ่ ซึ่งอยู่ห่างไกลจากดวงอาทิตย์ เรามีโอกาสเห็นภาพถ่ายระยะใกล้
โดย...วรเชษฐ์ บุญปลอด
ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์ขนาดค่อนข้างใหญ่ ซึ่งอยู่ห่างไกลจากดวงอาทิตย์ เรามีโอกาสเห็นภาพถ่ายระยะใกล้ของดาวเคราะห์ทั้งสองครั้งล่าสุดหลายสิบปีที่แล้ว เมื่อยานวอยเอเจอร์ 2 เฉียดใกล้ดาวยูเรนัสในเดือน ม.ค. 2529 และดาวเนปจูนในเดือน ส.ค. 2532 รายงานล่าสุดคาดว่าอาจมีการส่งยานอวกาศไปโคจรรอบดาวเคราะห์ทั้งสองในอนาคต
ทุกๆ 10 ปี สภาวิจัยแห่งชาติของสหรัฐอเมริกาจะออกรายงานซึ่งรวบรวมความคิดเห็นจากนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์เพื่อเสนอต่อองค์การนาซ่าสำหรับจัดสรรงบประมาณในการศึกษาและการสำรวจอวกาศ รายงานฉบับล่าสุดซึ่งตีพิมพ์เมื่อ ค.ศ. 2011 สำหรับการสำรวจอวกาศในช่วง ค.ศ. 2013-2022 มีการเสนอแผนซึ่งจัดไว้ว่า มีความสำคัญลำดับต้นๆ ได้แก่ การเก็บตัวอย่างดินบนดาวอังคาร การสำรวจยูโรปาซึ่งเป็นดาวบริวารของดาวพฤหัสบดีและการสำรวจดาวยูเรนัสหรือดาวเนปจูน
ก่อนเทคโนโลยีการถ่ายภาพผ่านกล้องโทรทรรศน์จะมาถึง นักดาราศาสตร์บันทึกสิ่งที่เห็นบนผิวดาวเคราะห์ต่างๆ โดยการมองผ่านเลนส์ของกล้องและใช้ดินสอวาดลงบนกระดาษ ซึ่งต้องใช้ความช่างสังเกตและความอดทนสูง แต่บางครั้งสิ่งที่เห็นในกล้องก็แตกต่างจากความเป็นจริงด้วยปัจจัยหลายประการ เช่น การรบกวนจากความปั่นป่วนในบรรยากาศโลก การที่ดาวเคราะห์อยู่ไกลจนมีขนาดเล็กเมื่อดูผ่านกล้อง ตลอดจนคุณภาพของเลนส์หรือกระจกรับแสงในกล้องโทรทรรศน์
ตัวอย่างหนึ่งคือภาพวาดดาวยูเรนัสเมื่อ ค.ศ. 1941 แสดงให้เห็นแถบสองแถบในบรรยากาศ คล้ายแถบเมฆที่เห็นวางตัวอยู่ในแนวขนานกับเส้นศูนย์สูตรบนดาวพฤหัสบดี แต่ข้อมูลและความรู้ใหม่ที่ได้จากการสำรวจนับถึงปัจจุบันแสดงว่าไม่มีทางที่เราจะเห็นแถบเมฆแบบนั้นได้บนดาวยูเรนัสในช่วงปีนั้น เพราะแกนหมุนของดาวยูเรนัสทำมุมเอียงเกือบอยู่ในแนวระนาบของวงโคจร ดาวยูเรนัสจึงกำลังหันขั้วเข้าหาผู้สังเกต
ภาพถ่ายระยะใกล้จากการเฉียดผ่านของยานวอยเอเจอร์ 2 แสดงว่าบรรยากาศสีเขียวซีดๆ ของดาวยูเรนัสดูเกลี้ยงเกลา ไม่มีแถบเมฆหรือพายุขนาดใหญ่แบบที่พบเห็นบนดาวพฤหัสบดี นักดาราศาสตร์จึงคาดว่าดาวเนปจูนซึ่งอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ออกไปมากกว่ายูเรนัสก็น่าจะมีรูปแบบของบรรยากาศคล้ายกัน
ทว่าเมื่อยานวอยเอเจอร์ 2 ผ่านใกล้ดาวเนปจูน กลับพบว่าบรรยากาศสีน้ำเงินของดาวเนปจูนปรากฏพายุสีคล้ำขนาดใหญ่และแถบเมฆสว่าง นอกจากนี้ การสังเกตดาวยูเรนัสด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา ก็แสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญซึ่งแตกต่างไปจากภาพที่ได้จากยานวอยเอเจอร์ 2 คือปรากฏแถบเมฆบนดาวยูเรนัสคล้ายกับที่พบบนดาวเนปจูน แสดงว่าเรายังมีความเข้าใจเกี่ยวกับบรรยากาศของดาวยูเรนัสและเนปจูนน้อยมาก
ปัจจุบันนักดาราศาสตร์จัดดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ในกลุ่มของดาวยักษ์น้ำแข็ง ซึ่งมีองค์ประกอบและโครงสร้างภายในแตกต่างจากดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ซึ่งอยู่ในกลุ่มของดาวยักษ์แก๊ส ดาวทั้งสองกลุ่มมีไฮโดรเจนและฮีเลียมในบรรยากาศชั้นนอกเหมือนกัน แต่ดาวยักษ์น้ำแข็งมีสัดส่วนน้อยกว่า และภายในมีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นโมเลกุลของน้ำ แอมโมเนีย และมีเทน
ความเข้าใจดังกล่าวยังเป็นเพียงทฤษฎีหรือแนวคิดตามข้อมูลที่มีอยู่ในปัจจุบัน เราจึงจำเป็นต้องสำรวจดาวยูเรนัสและเนปจูนเพิ่มเติมเพื่อยืนยันหรือทำความเข้าใจเกี่ยวกับดาวเคราะห์ประเภทนี้ให้มากขึ้น ซึ่งต้องอาศัยยานอวกาศไปโคจรรอบดาวเคราะห์ทั้งสองเพื่อสำรวจในระยะยาว ไม่ใช่เพียงแค่เฉียดใกล้ในระยะเวลาสั้นๆ แบบยานวอยเอเจอร์ 2
การส่งยานอวกาศไปหาดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลอย่างดาวยูเรนัสและเนปจูนต้องใช้เวลาในการเดินทางนาน วิธีที่ช่วยให้เร็วขึ้นคือการเฉียดใกล้ดาวพฤหัสบดีเพื่ออาศัยแรงโน้มถ่วงของดาวช่วยเร่งความเร็ว ซึ่งก่อให้เกิดข้อจำกัดว่าดาวพฤหัสบดีและดาวยูเรนัสหรือเนปจูนจะต้องอยู่ ณ ตำแหน่งที่พอเหมาะ
นักดาราศาสตร์พบว่า ในอีกไม่เกิน 20 ปี นับจากนี้เป็นช่วงที่ดีสำหรับการส่งยานอวกาศไปสำรวจดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน หากมีเป้าหมายที่จะโคจรรอบดาวเคราะห์ทั้งสอง ยานก็ต้องไม่เคลื่อนที่เร็วเกินไป สามารถชะลอความเร็วเพื่อเข้าสู่วงโคจรรอบดาวได้ และจำเป็นต้องใช้พลังงานนิวเคลียร์ เนื่องจากดาวเคราะห์ทั้งสองอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์มาก
จากตำแหน่งในอวกาศของดาวพฤหัสบดี ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน แสดงว่าช่วงปีที่เหมาะสมสำหรับการส่งยานอวกาศไปดาวยูเรนัสอยู่ระหว่าง ค.ศ. 2030-2034 และสำหรับดาวเนปจูนอยู่ในราว ค.ศ. 2029 การเดินทางไปดาวยูเรนัสจะใช้เวลาราว 12 ปี และนานกว่านั้นสำหรับดาวเนปจูน หากมีการส่งยานอวกาศออกไปได้ตามช่วงเวลาดังกล่าว คาดว่าเราอาจได้เห็นดาวเคราะห์ทั้งสองที่ระยะใกล้ได้ในช่วงทศวรรษ 2040
ปรากฏการณ์ท้องฟ้า (25 มิ.ย.-2 ก.ค.)
ดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์เป็นดาวเคราะห์ที่สังเกตได้ในเวลาหัวค่ำ ดาวพฤหัสบดีอยู่สูงทางทิศใต้ โดยมีความสว่างมากกว่าดาวเสาร์ซึ่งอยู่ทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ ดาวพฤหัสบดีอยู่ในกลุ่มดาวหญิงสาว เมื่อเวลาผ่านไปในคืนหนึ่งๆ ดาวพฤหัสบดีจะเคลื่อนต่ำลง ตกลับขอบฟ้าทางทิศตะวันตกราวเที่ยงคืนครึ่ง
ดาวเสาร์อยู่ในกลุ่มดาวคนแบกงู ซึ่งอยู่ระหว่างกลุ่มดาวแมงป่องกับคนยิงธนู เริ่มปรากฏทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ในเวลาหัวค่ำ จากนั้นผ่านจุดสูงสุดบนท้องฟ้าทิศใต้ในเวลา 5 ทุ่มครึ่ง และตกลับขอบฟ้าในเวลาตี 5
คนที่ตื่นเช้าในวันที่ท้องฟ้าปลอดโปร่งจะเห็นดาวศุกร์ปรากฏเป็นดาวสว่างอยู่ทางทิศตะวันออก ครึ่งแรกของสัปดาห์ ดาวศุกร์อยู่บริเวณกลุ่มดาวแกะ จากนั้นเข้าสู่กลุ่มดาววัว มองเห็นดาวศุกร์ขึ้นมาอยู่เหนือขอบฟ้าทิศตะวันออกตั้งแต่หลังตี 3 มุมเงยเหนือขอบฟ้าของดาวศุกร์เพิ่มขึ้นจนถึงราว 30 องศา ในเวลาตี 5
หลังจันทร์ดับในวันที่ 24 ม.ย. สัปดาห์นี้เข้าสู่ข้างขึ้น ดวงจันทร์เสี้ยวอยู่บนท้องฟ้าทิศตะวันตกในเวลาหัวค่ำ วันพุธที่ 28 มิ.ย. ดวงจันทร์อยู่ใกล้ดาวหัวใจสิงห์ในกลุ่มดาวสิงโตที่ระยะ 6 องศา สว่างครึ่งดวงในวันที่ 1 ก.ค. โดยหัวค่ำวันนั้นจะเห็นดวงจันทร์อยู่ใกล้ดาวพฤหัสบดีที่ระยะ 3 องศา
สถานีอวกาศนานาชาติซึ่งโคจรรอบโลกที่ความสูงประมาณ 400 กิโลเมตร ปรากฏให้เห็นได้ด้วยตาเปล่าเมื่อแสงอาทิตย์ตกกระทบ โดยมีลักษณะเป็นดาวสว่างเคลื่อนที่บนท้องฟ้า เช้ามืดวันพฤหัสบดีที่ 29 มิ.ย. ขณะท้องฟ้าเริ่มสว่างพอสมควรแล้ว กรุงเทพฯ และบริเวณใกล้เคียงมีโอกาสเห็นสถานีอวกาศเริ่มปรากฏใกล้ขอบฟ้าทิศตะวันตกเฉียงใต้ในเวลา 05.24 น. จากนั้นเคลื่อนสูงขึ้นไปทางขวา ผ่านจุดสูงสุดทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือในเวลา 05.27 น. ที่มุมเงย 51 องศา สิ้นสุดใกล้ขอบฟ้าทิศตะวันออกเฉียงเหนือในเวลา 05.30 น.
เช้ามืดวันศุกร์ที่ 30 มิ.ย. สถานีอวกาศเริ่มปรากฏขณะออกจากเงามืดของโลกทางทิศใต้ในเวลา 04.34 น. ที่มุมเงย 38 องศา จากนั้นผ่านจุดสูงสุดทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ในอีก 1 นาที ถัดมาที่มุมเงย 50 องศา แล้วเคลื่อนต่ำลงไปผ่านใกล้ดาวศุกร์ สิ้นสุดการมองเห็นใกล้ขอบฟ้าทิศตะวันออกเฉียงเหนือในเวลา 04.38 น.
เช้ามืดวันอาทิตย์ที่ 2 ก.ค. สถานีอวกาศเริ่มปรากฏขณะออกจากเงามืดของโลกทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือในเวลา 04.27 น. ที่มุมเงย 33 องศา จากนั้นเคลื่อนต่ำลงไปทางขวา สิ้นสุดการมองเห็นใกล้ขอบฟ้าทิศเหนือในเวลา 04.30 น. (เวลาอาจคลาดเคลื่อนได้เล็กน้อย)