ภารกิจของยานไกอา

โดย วรเชษฐ์ บุญปลอด

ไกอาเป็นยานอวกาศขององค์การอวกาศยุโรป หรือ อีซา (ESA) ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศเมื่อปลายปี 2556 ในภารกิจการทำแผนที่ดาวที่มีข้อมูลดาวจำนวนมากที่สุด และมีความละเอียดสูงแม่นยำที่สุด ข้อมูลล่าสุดซึ่งเผยแพร่ออกมาเมื่อไม่นานมานี้มีข้อมูลของดาวมากถึงราว 1,700 ล้านดวง

การทราบตำแหน่งที่แม่นยำและการเคลื่อนที่ของดาวต่างๆ บนท้องฟ้า ไม่ว่าจะเป็นดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง ดาราจักร ฯลฯ มีความสำคัญมากในทางดาราศาสตร์ ทำให้เราทราบถึงขนาดของระบบสุริยะ นำไปสู่ความเข้าใจถึงการเคลื่อนที่ของวัตถุในระบบสุริยะ ไปจนถึงระดับที่ใหญ่กว่าอย่างดาราจักร (กาแล็กซี) และกระจุกดาราจักร ซึ่งมีความสำคัญต่อการศึกษาเอกภพ สาขาวิชาซึ่งศึกษากระบวนการวัดตำแหน่งดาว โดยเฉพาะมีชื่อว่าแอสโทรเมตรี (Astrometry) ซึ่งมีประวัติศาสตร์อันยาวนานย้อนไปกว่า 2,000 ปี

กลุ่มดาวซึ่งแสดงถึงการที่มนุษย์เริ่มสังเกตเห็นตำแหน่งดาวบนฟ้าที่ดูเหมือนอยู่นิ่ง ไม่เปลี่ยนแปลง ปรากฏมาตั้งแต่ยุคก่อนประวัติศาสตร์ หลังจากนั้นอารยธรรมต่างๆ ก็มีกลุ่มดาวของตนเอง กลุ่มดาวสากลที่รู้จักกันในปัจจุบันนี้ ส่วนหนึ่งมาจากการรวบรวมของทอเลมีเมื่อคริสต์ศตวรรษที่ 2 ซึ่งปรากฏกลุ่มดาว 48 กลุ่ม เป็นกลุ่มดาวที่เห็นได้จากละติจูดสูงแถบทวีปยุโรปและตะวันออกกลาง แต่แผนที่ดาวยังไม่สมบูรณ์ ต้องการอีกส่วนหนึ่งซึ่งมาจากการสังเกตของนักสำรวจที่เดินทางไปยังซีกโลกใต้ ทำให้ชาวยุโรปมีข้อมูลดาวจากซีกฟ้าใต้ ก่อนจะได้แผนที่ดาวครอบคลุมทั่วทั้งทรงกลมฟ้า

ข้อมูลที่สำคัญในการทำแผนที่ดาวคือบัญชีดาว ซึ่งบอกตำแหน่งของดาวต่างๆ ความแม่นยำของข้อมูลตำแหน่งดาวมีการพัฒนาให้ดีขึ้นตลอดมา ช่วยให้เราสามารถทำความเข้าใจต่อสรรพสิ่งที่เกิดขึ้นในเอกภพได้ดียิ่งขึ้นตามมาด้วย การบันทึกตำแหน่งดาวเริ่มจากสังเกตด้วยตาเปล่า ซึ่งมีความละเอียดต่ำ หลังจากนั้นเมื่อมีการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์และอุปกรณ์อื่นๆ ซึ่งช่วยให้การสังเกตตำแหน่งดาวทำได้แม่นยำมากขึ้น เราก็สามารถวัดตำแหน่งดาวโดยมีความแม่นยำสูงขึ้น ต่อมาการวัดตำแหน่งดาวก็ทำได้แม่นยำและครอบคลุมพื้นที่บนท้องฟ้ามากขึ้นอีกในคราวเดียว ด้วยความช่วยเหลือจากเทคโนโลยีภาพถ่าย เมื่อไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมานี้ การวัดตำแหน่งดาวยังคงพัฒนาก้าวหน้าต่อมาด้วยซีซีดีและการบันทึกภาพด้วยยานอวกาศ ซึ่งออกไปอยู่นอกโลก ทำให้บรรยากาศโลกซึ่งมีความปั่นป่วนไม่เป็นอุปสรรคอีกต่อไป

ไกอา (Gaia) ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 19 ธ.ค. 2556 ด้วยจรวดโซยุซของรัสเซีย จรวดถูกปล่อยขึ้นจากฐานที่เฟรนซ์เกียนา ซึ่งอยู่ตรงชายฝั่งทางเหนือของทวีปอเมริกาใต้ เมื่อออกจากโลกไปแล้ว ยานได้ถูกนำไปโคจรรอบดวงอาทิตย์โดยอยู่ใกล้โลก ห่างโลกออกไป 1.5 ล้านกิโลเมตร ทางด้านตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ หรือที่ตำแหน่ง แอล 2 เป็นหนึ่งในจุดลากรานจ์ ซึ่งเป็นจุดสมดุลจุดหนึ่งในจำนวน 5 จุด ภายใต้แรงโน้มถ่วงของสองวัตถุ ในที่นี้คือดวงอาทิตย์กับโลก วัตถุมวลน้อยอย่างยานอวกาศที่โคจรอยู่ ณ ตำแหน่งนี้จะค่อนข้างมีเสถียรภาพ อย่างไรก็ตาม ยังคงต้องคอยปรับให้ยานรักษาตำแหน่งอยู่บริเวณดังกล่าวเป็นระยะๆ

ไกอาเป็นยานอวกาศที่ติดตั้งกล้องโทรทรรศน์ ภาพถ่ายจากไกอาอาจไม่ได้มีความสวยงามอย่างภาพถ่ายที่เราเห็นจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ทำให้ไม่ได้รับความสนใจมากนัก แต่ภารกิจของไกอามีความสำคัญต่อวงการดาราศาสตร์ โดยเป้าหมายของยานอวกาศลำนี้คือการทำบัญชีดาวบนท้องฟ้าเป็นจำนวนมากกว่า 1,000 ล้านดวง ข้อมูลจากไกอาไม่ได้มีเพียงตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูงเท่านั้น แต่มีข้อมูลของระยะห่างและการเคลื่อนที่จริงในอวกาศด้วย ทำให้เราได้ข้อมูลอย่างละเอียดใน 3 มิติ ของดาวจำนวนมากที่สุดเท่าที่เคยสำรวจมา ถึงกระนั้นจำนวนดาวที่มากขนาดนี้ก็ยังเป็นข้อมูลเพียงราวร้อยละ 1 ของดาวในดาราจักรทางช้างเผือกเท่านั้น

ไกอาไม่ใช่ยานอวกาศลำแรกของยุโรปที่ถูกส่งออกไปทำบัญชีตำแหน่งดาว ปี 2532 อีซาได้ส่งยานฮิปพาร์คอส (Hipparcos ย่อมาจาก HIgh Precision PARallax COllecting Satellite) ตั้งชื่อให้คล้ายฮิปพาร์คัส นักดาราศาสตร์ชาวกรีกในศตวรรษที่ 2 ก่อนคริสต์ศักราช ซึ่งเป็นผู้สร้างตารางอันเป็นรากฐานของตรีโกณมิติ เขาวัดตำแหน่งดาวและทำบัญชีดาวที่มีข้อมูลตำแหน่งดาวราว 1,000 ดวง ผลงานของฮิปพาร์คัสมีอิทธิพลอย่างสูงต่องานของทอเลมี บัญชีดาวชุดแรกที่ได้จากยานฮิปพาร์คอสมีเพียงประมาณ 118,000 ดวงเท่านั้น หลังจากนั้นได้มีการทำบัญชีดาวชุดที่ 2 โดยอาศัยข้อมูลอื่นประกอบได้บัญชีดาวที่มีข้อมูลดาวมากกว่า 2 ล้านดวง แต่ก็เป็นเพียงเสี้ยวหนึ่งของข้อมูลจากยานไกอา

ยานไกอาได้ข้อมูลดาวที่มีความละเอียดแม่นยำสูงกว่าฮิปพาร์คอส โดยมีข้อได้เปรียบ เช่น สามารถบันทึกภาพดาวที่จางกว่าฮิปพาร์คอส 30 เท่า ทำให้มองเห็นดาวจำนวนมากกว่า ไกอาสามารถวัดตำแหน่งได้ละเอียดกว่าฮิปพาร์คอส 200 เท่า อีซาเปรียบเทียบว่าฮิปพาร์คอสสามารถวัดมุมเทียบเท่ากับความสูงของนักบินอวกาศที่ยืนอยู่บนดวงจันทร์ได้ (สิ่งที่เล็กกว่านั้นจะไม่สามารถแยกแยะได้) แต่ไกอาสามารถวัดมุมเทียบเท่ากับความยาวของนิ้วมือได้ นอกจากนี้ ซีซีดีบนไกอาสามารถบันทึกภาพมุมกว้างของท้องฟ้า จึงถ่ายภาพดาวหลายดวงได้ในคราวเดียว แต่ฮิปพาร์คอสวัดตำแหน่งดาวได้ทีละดวง

ไกอาเผยแพร่ข้อมูลชุดแรกออกมาสู่สาธารณะเมื่อปี 2559 ซึ่งนักดาราศาสตร์ทั่วโลกสามารถเข้าถึงได้ ขณะนั้นมีข้อมูลดาวราว 2 ล้านดวง วันที่ 25 เม.ย. 2561 ไกอาได้เผยแพร่ข้อมูลดาวชุดที่ 2 มีข้อมูลของดาวจำนวนมากถึงราว 1,700 ล้านดวง นอกจากตำแหน่ง ระยะห่าง และอัตราการเคลื่อนที่ สเปกโทรมิเตอร์ที่ติดตั้งบนยานยังทำให้ดาวส่วนหนึ่งมีข้อมูลอันบ่งบอกถึงอุณหภูมิ รัศมี และกำลังส่องสว่าง รวมไปถึงการแปรแสง หรือการเปลี่ยนแปลงความสว่างของดาวตามเวลาด้วย นอกจากนี้ ยังมีข้อมูลตำแหน่งของวัตถุอื่น เช่น ดาวเคราะห์น้อย เควซาร์

ภารกิจของไกอายังคงดำเนินอยู่ คาดว่าจะสิ้นสุดในปี 2562 โดยจะมีการเผยแพร่ข้อมูลดาวเพิ่มขึ้นอีก ข้อมูลชุดสุดท้ายมีกำหนดเผยแพร่ในปี 2565 เมื่อถึงเวลานั้นนักดาราศาสตร์จะมีบัญชีดาว ซึ่งมีความละเอียดสูงที่สุดเท่าที่เคยมีมา

ปรากฏการณ์ท้องฟ้า (29 เม.ย.-6 พ.ค.)

ดาวศุกร์เป็นดาวดวงแรกที่เริ่มเห็นได้บนท้องฟ้าเวลาหัวค่ำ ความสว่างของดาวศุกร์ทำให้เราสามารถสังเกตเห็นดาวศุกร์ได้ตั้งแต่ท้องฟ้ายังไม่มืดดีนัก ขณะนี้ดาวศุกร์อยู่ในกลุ่มดาววัว ห่างไปทางขวามือของดาวอัลเดบารันหรือดาวตาวัว ค่ำวันที่ 2 พ.ค. 2561 อยู่ใกล้กันที่สุดด้วยระยะห่าง 6.4 องศา ดาวศุกร์กำลังทำมุมห่างจากดวงอาทิตย์มากขึ้น ทำให้มีเวลาสังเกตได้นานขึ้นทุกวันทีละน้อย ต้นเดือน พ.ค.ตกลับขอบฟ้าเวลาประมาณ 2 ทุ่มครึ่ง เมื่อถึงต้นเดือน มิ.ย.จะตกลับขอบฟ้าเวลาประมาณ 3 ทุ่ม

ดาวพฤหัสบดีเป็นดาวเคราะห์ดวงถัดไปที่ปรากฏในเวลาหัวค่ำ อยู่ในกลุ่มดาวคันชั่ง เริ่มเห็นได้เมื่อขึ้นเหนือขอบฟ้าทางทิศตะวันออกในเวลาหัวค่ำ กลางสัปดาห์นี้ขึ้นเวลาประมาณ 1 ทุ่มเศษ ดาวพฤหัสบดีจะอยู่ที่ตำแหน่งตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ในต้นสัปดาห์หน้า ช่วงนี้ดาวพฤหัสบดีจึงสว่างที่สุดในรอบปี มีเวลาสังเกตได้นานเกือบตลอดทั้งคืน โดยผ่านจุดสูงสุดบนฟ้าด้านทิศใต้ในเวลาตี 1 และอยู่ใกล้ขอบฟ้าทิศตะวันตกในเวลาเช้ามืด

ดาวอังคารและดาวเสาร์อยู่ในกลุ่มดาวคนยิงธนู โดยดาวอังคารอยู่ทางทิศตะวันออกของดาวเสาร์ ดาวเสาร์จึงขึ้นก่อนดาวอังคาร ปรากฏเหนือขอบฟ้าทิศตะวันออก เยื้องไปทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ตั้งแต่ราว 5 ทุ่ม เมื่อถึงเที่ยงคืน ดาวอังคารจะตามขึ้นมาอยู่เหนือขอบฟ้า แต่อาจยังสังเกตได้ไม่ดีนัก เนื่องจากอยู่ใกล้ขอบฟ้าในช่วงแรก หลังจากนั้นทั้งดาวเสาร์และดาวอังคารจะเคลื่อนสูงขึ้น อยู่สูงบนท้องฟ้าด้านทิศใต้ในเวลาเช้ามืด

เมื่อถึงเวลาเช้ามืด ดาวพุธเป็นดาวเคราะห์ดวงที่ 4 ซึ่งปรากฏบนฟ้าพร้อมกับดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ และดาวอังคาร โดยดาวพุธจะโผล่พ้นขอบฟ้าทิศตะวันออกตั้งแต่เวลาก่อนตี 5 เล็กน้อย ขณะนี้เคลื่อนอยู่บริเวณกลุ่มดาวปลาและซีตัส ทำมุมห่างจากดวงอาทิตย์ที่สุดในวันที่ 30 เม.ย.

ดวงจันทร์สว่างเต็มดวงในวันสุดท้ายของเดือน เม.ย. หลังจากนั้นเข้าสู่ข้างแรม มองเห็นดวงจันทร์อยู่บนท้องฟ้าด้านทิศตะวันตกในเวลาเช้ามืด วันที่ 1 พ.ค. ดวงจันทร์อยู่ใกล้ดาวพฤหัสบดีที่ระยะ 3 องศา วันที่ 5 พ.ค. เคลื่อนไปอยู่ใกล้ดาวเสาร์ที่ระยะ 1 องศา วันที่ 6 พ.ค. ขยับไปอยู่ใกล้ดาวอังคารที่ระยะ 5 องศา