ดาวหาง NEOWISE C/2020 F3

ช่วงนี้ หากใครโชคดีอยู่ในบริเวณที่ท้องฟ้าปลอดโปร่ง ปราศจากเมฆรบกวน อาจจะสามารถสังเกตเห็นดาวหาง NEOWISE (C/2020 F3) ได้ในช่วงอาทิตย์ตก

- เราจะเห็นดาวหางได้อย่างไร?

ปัจจุบันนี้ (24 กรกฎาคม 2020) ดาวหาง NEOWISE นั้นสามารถสังเกตเห็นได้จากทุกบริเวณในซีกโลกเหนือ และทั่วบริเวณทั่วประเทศไทย อย่างไรก็ตาม บริเวณทางภาคเหนือของไทยจะสังเกตเห็นดาวหางอยู่สูงจากขอบฟ้ามากกว่า

ณ ปัจจุบัน ดาวหางดวงนี้นั้นมีความสว่างที่อยู่ในระดับที่ตามองเห็นได้ และมีความสว่างปรากฏอยู่ที่ประมาณ 2 หรือสว่างพอๆ กับดาวเหนือ นอกจากนี้ดาวหางยังมีความสูงจากขอบฟ้าใกล้เคียงกับดาวเหนืออีกด้วย ดังนั้นหากท้องฟ้าในบริเวณใดที่มืดพอที่จะเห็นดาวเหนือได้ ก็จะมีโอกาสที่จะเห็นดาวหางได้ (ในกรณีที่ไม่มีเมฆบัง)

เวลาที่เหมาะสมในการสังเกตดาวหางนั้นอยู่ในช่วงดวงอาทิตย์ตกจนถึงหัวค่ำ โดยจะอยู่เหนือขอบฟ้าในทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือ เนื่องจากดาวหางได้รับความสว่างเนื่องมาจากวงโคจรของมันที่เข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ดาวหางดวงนี้จึงอยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์ และจะตกหลังจากดวงอาทิตย์สักเล็กน้อย ดังนั้นดาวหางจะอยู่สูงจากขอบฟ้าค่อนข้างมากก่อนดวงอาทิตย์ตก และจะลดต่ำลงเรื่อยๆ เมื่อดวงอาทิตย์ตกลับขอบฟ้า

เราจะพบว่าในช่วงสนธยาที่ดาวหางยังอยู่สูง จะหลีกเลี่ยงเมฆบังและสภาพอากาศรบกวนได้ง่าย แต่ในขณะเดียวกันก็จะมีแสงโพล้เพล้จากดวงอาทิตย์รบกวน แต่ยิ่งเวลาผ่านไปถึงแม้ว่าท้องฟ้าจะมืดลง แต่ดาวหางก็จะอยู่ต่ำลงเเรื่อยๆ ทำให้สังเกตเห็นได้ยากขึ้น ดังนั้น เวลาที่เหมาะสมในการดูดาวหางจึงเป็นการเลือกเวลาที่เหมาะสมระหว่างความมืดของท้องฟ้า และความสูงจากขอบฟ้า

- ดาวหางคืออะไร?

ดาวหางนั้นมีลักษณะคล้ายกับ "ก้อนหิมะสกปรก" เนื่องจากองค์ประกอบของดาวหางนั้นเกิดขึ้นจากน้ำแข็งที่ทำมาจากน้ำ แอมโมเนีย คาร์บอนไดออกไซด์ (น้ำแข็งแห้ง) หิน ดิน ฝุ่น สารประกอบอินทรีย์ และอื่นๆ แต่ดาวหางหลายดวงนั้นจะมีองค์ประกอบของหินและฝุ่นมากกว่า จึงอาจจะมีลักษณะคล้ายกับ "ก้อนหินแช่แข็ง" เสียมากกว่า

ดาวหางนั้นต่างจากดาวเคราะห์น้อยตรงที่ดาวหางนั้นมีองค์ประกอบของ "น้ำแข็ง" ที่ระเหิดเป็นก๊าซได้ปนอยู่ด้วย ด้วยเหตุนี้จึงทำให้ดาวหางปลดปล่อยก๊าซออกมาเมื่อดาวหางเคลื่อนที่เข้าใกล้ดวงอาทิตย์ จึงปรากฏเรืองออกมาเป็นฝุ่นแก๊สที่ลากไปในลักษณะของ "หาง" ที่ทำให้เราเห็น

เนื่องจาก "น้ำ" เป็นองค์ประกอบที่สำคัญอย่างหนึ่งของดาวหาง จึงทำให้เราสันนิษฐานกันว่าน้ำในแม่น้ำและมหาสมุทรบนโลกของเรานั้นอาจจะมาจากดาวหางที่ตกลงบนโลกภายหลังจากที่โลกเย็นตัวลงเเพียงพอที่จะมีน้ำในรูปของเหลวได้เมื่อหลายพันล้านปีมาแล้ว อย่างไรก็ตาม เราพบว่าธาตุไฮโดรเจนในดาวหางนั้นมีอัตราส่วนของดิวเทอเรียมที่ต่างจากน้ำบนโลกเป็นอย่างมาก ดาวหางจึงไม่ใช่แหล่งน้ำหลักของน้ำบนโลก แต่แม้กระนั้นก็ตาม น้ำส่วนหนึ่งของทุกแก้วที่เราดื่มลงไปนั้น ครั้งหนึ่งก็เคยมาจากดาวหางอยู่ดี

- เราเห็นดาวหางมีลักษณะอย่างไร

หากเราสังเกตด้วยตาเปล่านั้น สิ่งแรกที่เราจะพบเกี่ยวกับดาวหางก็คือ ดาวหางนั้นจะมีลักษณะเป็น "ฝ้าจางๆ" ที่ฟุ้งไปรอบๆ ต่างจากดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ เครื่องบิน หรือไฟอื่นๆ ที่มีลักษณะเป็นจุด หากเราไปยืนดูดาวหางในคืนนี้ แล้วเราสังเกตเห็นอะไรบางอย่างทีดูเหมือนจะเป็นฝ้าจางๆ ขนาดเล็ก หรือดาวสักดวงที่ดูไม่ค่อยคม เหนือขอบฟ้าในทิศตะวันตกเฉียงเหนือ ก็เป็นไปได้สูงว่าสิ่งนั้นแหล่ะ คือดาวหาง NEOWISE ดวงนี้นั้นเอง ถ้าใครนึกไม่ออกว่ามันจะเป็นอย่างไร รองหรี่ตาตี่ๆ แล้วดูภาพนี้จากไกลๆ ดู ก็อาจจะนึกออก

แต่สำหรับใครที่อยู่ในบริเวณที่ท้องฟ้าปลอดโปร่ง และปราศจากแสงรบกวนสักหน่อย อาจจะเห็นรายละเอียดที่มากกว่านี้ อาจจะสังเกตเห็น "หาง" ของดาวหางเป็นทางได้อย่างชัดเจน นอกไปจากนี้ หากใครมีกล้องโทรทรรศน์ หรือตั้งกล้องถ่ายภาพเปิดหน้ากล้องนานๆ สักหน่อย อาจจะสามารถสังเกตเห็นหางทั้งสองของดาวหางได้

- สีของดาวหาง

ในส่วนของดาวหางที่เป็นก้อนน้ำแข็งนั้น เราเรียกกันว่า "นิวเคลียส" (Nucleus) ซึ่งสำหรับดาวหาง NEOWISE ในภาพนี้นั้น ตัวนิวเคลียสของมันนั้นมีขนาดเพียงประมาณ 5 กม. หรือเล็กกว่าหนึ่งพิกเซลในภาพเป็นอย่างมาก ไม่สามารถสังเกตเห็นได้ด้วยตาหรืออุปกรณ์ใดๆ ทั้งสิ้นในช่วงคลื่นที่ตามองเห็น

แม้ว่าเราจะไม่สามารถสังเกตเห็นนิวเคลียสของดาวหางได้ แต่เราสามารถสังเกตเห็นส่วนของก๊าซที่มันปล่อยออกมาได้ ก๊าซที่เพิ่งถูกปลดปล่อยออกมาโดยแสงอาทิตย์นั้นจะประกอบขึ้นเป็นส่วนของ "หัว" ดาวหางที่เราเรียกกันว่า "โคมา" (Coma) ซึ่งถึงแม้ว่าตัวนิวเคลียสของดาวหางเองนั้นอาจจะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงไม่กี่กิโลเมตร แต่ตัวโคมาของดาวหางนั้นสามารถมีขนาดใหญ่กว่าโลกของเรา ไปจนถึงขนาดพอๆ กับขนาดของดวงอาทิตย์ได้ ขึ้นอยู่กับปริมาณก๊าซที่ถูกปลดปล่อยออกมา

ถึงแม้ว่าตาของมนุษย์นั้นอาจจะไม่ไวต่อสีในช่วงค่ำคืน และผู้สังเกตทั่วไปอาจจะไม่สามารถสังเกตเห็นสีของดาวหางได้ แต่ผู้สังเกตที่ส่องผ่านกล้องโทรทรรศน์ในบริเวณที่ท้องฟ้ามืดสักเล็กน้อย หรือถ่ายภาพด้วยระยะเวลาเปิดหน้ากล้องที่นานสักหน่อย จะพบว่าโคมาของดาวหางนั้นมักจะมีสีออกเป็นสีเขียว ที่เป็นเช่นนี้นั้นสืบเนื่องมาจากปรากฏการณ์ที่คล้ายกับหลอดไฟนีออน เมื่อโมเลกุลในก๊าซของโคมาดาวหางนั้นดูดซับแสงยูวีจากดวงอาทิตย์ และเรืองแสงออกมาในแสงสีต่างๆ โดยโมเลกุลที่เรืองแสงออกมาในช่วงคลื่นที่ตามองเห็นในปริมาณที่มากที่สุดคือโมเลกุลของไซยาโนเจน (CN) และคาร์บอนอะตอมคู่ (Diatomic Carbon - C2) ที่เปล่งออกมาเป็นสีเขียว

แต่อีกโมเลกุลหนึ่งซึ่งไวต่อแสงอาทิตย์เป็นอย่างมาก ก็คือโมเลกุลของคาร์บอนมอนออกไซด์ (CO) ซึ่งเมื่อถูกแสงยูวีจากดวงอาทิตย์จะแตกตัวออกเป็นไอออน (CO+) และจะถูกสนามแม่เเหล็กที่เหนี่ยวนำโดยอนุภาคที่มีประจุจากลมสุริยะ ผลักให้ชี้ไปในทิศทางตรงกันข้ามกับดวงอาทิตย์ ประกอบขึ้นเป็นส่วนที่เราเรียกว่า "หางไอออน" (Ion Tail) เนื่องจากหางไอออนเกิดดขึ้นจากไอออนของคาร์บอนมอนออกไซด์เพียงชนิดเดียว เราจึงเห็นหางไอออนเป็นสีฟ้า ที่เป็นเส้นตรงบางๆ และชี้เป็นเส้นตรงออกห่างจากดวงอาทิตย์

ส่วนของฝุ่นและก๊าซที่เหลืออยู่นั้น จะไม่ได้แตกตัวเป็นไอออน และมีขนาดที่แตกต่างกันไป และถูกปัดเป่าไปโดยความดันที่เกิดจากแสงอาทิตย์ (radiation pressure) ชนเข้ากับฝุ่นอย่างช้าๆ จึงลากออกเป็นเส้นโค้งตามแนวทางการโคจรของดาวหาง ปรากฏเป็นส่วนที่เราเรียกว่า "หางฝุ่น" (Dust Tail) ปรากฏเป็นสีออกโทนเหลือง

แล้วทั้งหมดนี้คือ "สีสัน" ที่เราสามารถสังเกตได้จากดาวหาง ส่วนจะเห็นได้มากแค่ไหนนั้น คงต้องรอลุ้นกันเอา คืนนี้ช่วงเวลาหลังดวงอาทิตย์ตก เหนือขอบฟ้าทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือ

...ถ้าไม่มีเมฆมาบังเสียก่อน

เพราะกว่าดาวหาง NEOWISE ดวงนี้จะกลับมาเจอกันอีกที ก็ต้องรอไปอีก 6700 ปี เท่านั้นเอง

ภาพ: ดาวหาง NEOWISE C/2020 F3 ถ่ายวันที่ 22 กรกฎาคม 2020 ที่ อ.แม่ริม จ. เชียงใหม่ โดย สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

昨天看了電影《居禮夫人：一代科研傳奇》。意想不到一齣科學家傳記電影竟能以如此手法拍攝，印象非常深刻。我不懂藝術亦不懂得寫影評，有時間再寫一篇居禮夫人——瑪莉亞．斯克沃多夫斯卡——的介紹文章。

瑪莉亞．斯克沃多夫斯卡是放射性物理學之母，史上首位亦是唯一一位得到過諾貝爾物理學和化學獎的科學家，算上丈夫、女兒和女婿，居禮家庭共獲得了五個諾貝爾獎獎章。

瑪莉亞因為丈夫死後的私生活而被不少人憎恨。愛因斯坦曾寫過一封信鼓勵她，告訴她「Haters gonna hate」：

Highly esteemed Mrs. Curie,

Do not laugh at me for writing you without having anything sensible to say. But I am so enraged by the base manner in which the public is presently daring to concern itself with you that I absolutely must give vent to this feeling. However, I am convinced that you consistently despise this rabble, whether it obsequiously lavishes respect on you or whether it attempts to satiate its lust for sensationalism! I am impelled to tell you how much I have come to admire your intellect, your drive, and your honesty, and that I consider myself lucky to have made your personal acquaintance in Brussels. Anyone who does not number among these reptiles is certainly happy, now as before, that we have such personages among us as you, and Langevin too, real people with whom one feels privileged to be in contact. If the rabble continues to occupy itself with you, then simply don’t read that hogwash, but rather leave it to the reptile for whom it has been fabricated.

With most amicable regards to you, Langevin, and Perrin, yours very truly,

A. Einstein

PS I have determined the statistical law of motion of the diatomic molecule in Planck’s radiation field by means of a comical witticism, naturally under the constraint that the structure’s motion follows the laws of standard mechanics. My hope that this law is valid in reality is very small, though.