ดาวหาง

ดาวหาง (Comet) บริวารขนาดเล็กประเภทหนึ่งของดวงอาทิตย์ ที่ประกอบไปด้วยสารประกอบระเหิดง่าย ในสภาพเยือกแข็งและฝุ่น ทาให้พวกมันมักถูกเรียกว่า “ก้อนนาแข็งสกปรก” (Dirty snowball) เป็นเศษซากท่ีอุดมไปด้วยนาแข็งท่ีหลงเหลือจากการกาเนิดของดาวเคราะห์ เม่ือประมาณ 4.5 พันล้านปี ท่ีแล้ว เป็นวัตถุที่มาจากตาแหน่งท่ีเลยวงโคจรของดาวพลูโตออกไปและใช้เวลาหลายปีในการโคจรรอบ ดวงอาทติ ย์ เมื่อมนั เข้ามาในระบบสุริยะชันใน จะปรากฏเป็นดาวสว่างที่มีหางพาดผ่านท้องฟ้าในยามค่าคืน เราเรยี กวตั ถทุ ้องฟ้านวี ่า “ดาวหาง” (Comet) ลกั ษณะทางกายภาพ ดาวหางที่ปรากฏบนท้องฟ้ามีองค์ประกอบทส่ี าคัญคือ 1. นิวเคลียส (Nucleus) คือ ใจกลางของดาวหาง เป็นของแข็งขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง หลายกิโลมตร ซ่ึงไม่สามารถสังเกตเห็นได้แม้จะสังเกตผ่านกล้องโทรทรรศน์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดก็ตาม เนื่องจาดาวหางสว่ นใหญอ่ ยไู่ กลจากดวงอาทิตย์และโลกมาก 2. โคมา (Coma) คือ ชันท่ีห่อหุ้มนิวเคลียส ปรากฏขึนตอนที่ดาวหางเคล่ือนที่เข้ามา ในระบบสุริยะชนั ใน โคมาซง่ึ ประกอบดว้ ยฝุน่ และก๊าซและพงุ่ ออกมาเมอ่ื ไดร้ ับรังสจี ากดวงอาทิตย์ องค์ประกอบทางเคมีของชันโคมาส่วนใหญ่เป็นไอนาและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ แต่ก็มีคาร์บอน ไฮโดรเจน และไนโตรเจนอยู่บ้าง ซึ่งชันโคมาของดาวหางบางดวงเมื่อได้รับแสงจากดวงอาทิตย์จะปรากฏ แสงเรืองสีเขียวของไซยาโนเจน (CN) และโมเลกุลของก๊าซคาร์บอน (C2) ปรากฏการณ์ดังกล่าว เรียกว่า “Resonant Fluorescence” (กระบวนการเรืองแสงจากอะตอมหรือโมเลกุล โดยแสงที่ปล่อยออกมา จะมีความยาวคลน่ื เดียวกันกบั แสงที่อะตอมหรือโมเลกุลดังกล่าวถูกดูดกลืน) แหล่งกาเนดิ ของดาวหางและวงโคจร แหล่งกาเนิดของดาวหางนันมีความสัมพันธ์กับคาบการโคจรมันเอง ดาวหางถูกแบ่งออก เป็นสองประเภทคือ “ดาวหางคาบสั้น” (Short-Period Comet) ซึ่งมีคาบการโคจรน้อยกว่า 200 ปี และ “ดาวหางคาบยาว” (Long-Period Comet) มคี าบการโคจรเกิน 200 ปี ทังสองประเภทสัมพันธ์กับ แหลง่ กาเนิดและลกั ษณะเฉพาะทางกายภาพของดาวหางดังนี 1. ดาวหางคาบสั้น มีแหล่งที่มาจากแถบไคเปอร์ (Kuiper Belt) มลี ักษณะเฉพาะดงั นี

- อยหู่ ่างจากดวงอาทิตยป์ ระมาณ 35 - 1,000 หน่วยดาราศาสตร์ - นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าแถบไคเปอร์นีมีนิวเคลียสของดาวหางขนาดใหญ่ ประมาณ 100,000 ดวง - วัตถุขนาดใหญ่และดาวหางในแถบไคเปอร์มีทิศทางการโคจรและระนาบของวงโคจร ใกลเ้ คยี งกับระนาบวงโคจรของดาวเคราะหใ์ นระดับหนงึ่ - วัตถขุ นาดใหญ่และดาวหางในแถบไคเปอร์ ก่อตวั กาเนดิ ขึนมาในบรเิ วณนี - พนื ผวิ ของดาวหางในบรเิ วณนีปกคลุมไปด้วยสารประกอบคารบ์ อนที่มีสีคลา - วัตถุขนาดใหญ่และดาวหางในแถบไคเปอร์หลายดวง มีการโคจรที่เกิดกาธร กับดาวเนปจนู - ดาวพลูโตและอีริสอาจจะเป็นวัตถุท่ีมีขนาดใหญ่อันดับต้นๆในกลุ่มวัตถุแถบเข็มขัด ไคเปอรน์ ี 2. ดาวหางคาบยาว มแี หลง่ ท่ีมาจากเมฆออรต์ - เมฆออร์ตอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ออกไปจากแถบไคเปอร์ถึงระยะประมาณ 50,000 หนว่ ยดาราศาสตร์ - นกั ดาราศาสตรค์ าดการณว์ า่ เมฆออรต์ มีดาวหางเปน็ จานวนมากถงึ นบั พันลา้ นดวง - ดาวหางในเมฆออร์ตนีแต่เดิมก่อตัวบริเวณวงโคจรของดาวเคราะห์ก๊าซ ก่อนถูกแรง โน้มถ่วงจากดาวเคราะห์เหล่านีเหว่ียงไปอยู่บริเวณเมฆออร์ตในปัจจุบัน ดาวหางในเมฆออร์ตจะโคจร รอบดวงอาทิตย์แบบไรร้ ะเบยี บมากกวา่ ดาวหางในแถบไคเปอร์ ประเภทหางของดาวหาง พิจารณาองค์ประกอบของส่ิงท่ีเป็นหางของดาวหาง สามารถจาภแนกหางของมันออกได้เป็น 2 ประเภท คือ 1. หางฝุ่น (Dust Tail) เป็นหางที่เห็นสว่างโดดเด่นที่สุด เกิดจากอนุภาคฝุ่นขนาดเล็ก ท่ีพุ่งออกมาจากนิวเคลียสระเหิดออก แล้วถูกผลักออกไปโดย “ความดันของการแผ่รังสี” จากดวงอาทิตย์ ฝุ่นเหล่านีสามารถสะท้อนแสงของดวงอาทิตย์ได้ดี จึงปรากฏเป็นทางโค้งสว่างให้เห็นตามแนวทิศทาง ของวงโคจร และเนื่องจากการท่ีอนุภาคฝุ่นถูกผลักไปได้ยากกว่าอนุภาคไอออน อะตอมหรือโมเลกุลทาให้ หางฝนุ่ ปรากฏโค้งเบนเขา้ หาเสน้ ทางการเคลอ่ื นทข่ี องดาวหาง หากโลกเคลื่อนผา่ นเข้าไปในหางฝุ่นนีอนุภาค ฝนุ่ ในหางก็จะเขา้ สบู่ รรยากาศชนั บนของโลก เกิดการเผาไหม้กลายเปน็ ดาวตก 2. หางไอออน (Ion Tail) มกั มคี วามยาวมากกว่าหางฝุ่นมาก อาจมีความยาวหลายร้อยกิโลเมตร แตม่ กั จะสว่างน้อยกวา่ หางฝุน่ ซง่ึ หางไอออนเกิดขึนจากก๊าซบริเวณหางของดาวหางที่เรืองแสงขึนเน่ืองจาก ได้รับพลังงานลมสรุ ิยะ หางไอออนจึงมีทศิ ทางชีออกจากดวงอาทิตย์อย่างชัดเจน หางไอออนบางทีก็เรียกว่า “ห า ง ก๊ า ซ ” ห รื อ “ห า ง พ ล า ส ม า ” ไ อ อ อ น ใ น ห า ง ช นิ ด นี ส่ ว น ใ ห ญ่ เ ป็ น ไ อ อ อ น ป ร ะ จุ บ ว ก ของคารบ์ อนมอนอกไซด์ (CO+) ท่มี ีคุณสมบตั กิ ระเจิงแสงสีฟา้ ได้ดีกว่าแสงสีแดง ทาให้เมื่อภ่ายภาพดาวหาง ปรากฏหางไอออนท่ีมีสีฟ้า นอกจากนี กระแสของลมสุริยะท่ีไม่สม่าเสมอยังทาให้หางไอออนมีการแกว่ง

เกิด “ปม” ของหาง หรือทาให้หางเกิดการแยกขาดออกจากกันช่ัวคราว ปรากฏการณ์เช่นนีพบได้ ในหางไอออนเทา่ นัน ซ่ึงจะมีลกั ษณะปรากฏทีม่ รี ปู ร่างแคบจางและเหยียดตรง ลกั ษณะของดาวหาง หางของดาวหางจากลกั ษณะท่ีปรากฏบนท้องฟ้ามีหลากหลายรูปแบบด้วยกัน ทังนีขึนอยู่กับปัจจัย หลายประการ ไม่ว่าจะเป็น วงโคจร ความเร็ว องค์ประกอบทางเคมี สภาพทางธรณีวิทยา ลมสุริยะ ฯลฯ ซ่ึงเป็นคุณสมบัติเฉพาะของดาวหางแต่ละดวง ไม่มีหลักการท่ีแน่นอน รูปร่างต่างๆทังหมดเป็นผลมาจาก มมุ มองของผู้สังเกตบนโลกในชว่ งเวลาทีต่ ่างกนั ดาวหางดวงหนึง่ อาจจะมีหลากหลายรูปร่างใหส้ ังเกต คอื 1. Coma tail เปน็ ลักษณะของดาวหางท่มี ีก๊าซฟุ้งกระจายอย่รู อบๆหัวดาวหาง เนื่องจากดาวหาง อยู่ไกลมากและกาลงั ของลมสรุ ิยะสง่ ผลนอ้ ยมากจึงทาใหห้ างก๊าซหดสนั ลง 2. Fan – shaped tail เป็นรูปร่างที่มีการกระจายตัวของทังสองหางต่อเน่ืองจนเป็นรูปพัด โดยทศิ ทางความเรว็ และทิศทางของลมสรุ ยิ ะมาบรรจบกันจนไม่สามารถแยกเปน็ สองหางได้ 3. Broad tail เปน็ ลักษณะของการกระจายหางฝุ่นออกมาคล้ายรปู พดั แตเ่ ปน็ มมุ ท่ีกวา้ งขึนมาก 4. Straight tail รูปร่างแบบนีพบบ่อยท่ีสุด เป็นผลจากทังลมสุริยะและฝุ่นในหัวดาวหาง อยใู่ นทิศทางเดยี วกนั จงึ ทาใหห้ างทงั สองยาวเปน็ เสน้ ตรง 5. Antitail เป็นมุมมองจากผู้สังเกตที่เห็นว่าหางฝุ่นกับหางก๊าซอยู่ตรงกันข้าม โดย Antitail นี เกิดจากหางฝุน่ ตามวงโคจรดาวหางและหางกา๊ ซออกจากหวั ดาวหางในทิศตรงขา้ มกบั ดวงอาทิตย์