ดาวบริวารของดาวพฤหัสบดี

ดาวพฤหัสบดีเป็นดาวเคราะห์สว่างดวงหนึ่งที่สามารถสังเกตเห็นได้ง่ายด้วยตาเปล่า เดือน ม.ค.นี้ยังอยู่ในช่วงที่ดาวพฤหัสบดีใกล้โลกที่สุดในรอบปี 2557 โดยมีตำแหน่งอยู่ตรงข้ามกับดวงอาทิตย์เมื่อมองจากโลก เราจึงสังเกตดาวพฤหัสบดีได้ตลอดทั้งคืน โดยเริ่มปรากฏทางทิศตะวันออกในเวลาหัวค่ำ เคลื่อนสูงขึ้นไปอยู่เหนือศีรษะในเวลาประมาณเที่ยงคืนและตกลับขอบฟ้าทางทิศตะวันตกในเวลาเช้ามืด

ดาวพฤหัสบดีเป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดและมีมวลมากที่สุดในระบบสุริยะ อยู่ห่างดวงอาทิตย์ที่ระยะห่างเฉลี่ยประมาณ 5.2 เท่า ของระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์ แรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดีส่งผลรบกวนต่อการเคลื่อนที่ของวัตถุต่างๆ ในระบบสุริยะ ดาวเคราะห์น้อยและดาวหางหลายดวงมีวงโคจรที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างเห็นได้ชัด หากเคลื่อนที่เข้าใกล้ดาวพฤหัสบดี ปัจจุบันยานจูโนเป็นยานอวกาศลำเดียวที่กำลังมุ่งหน้าไปสำรวจดาวพฤหัสบดี มีกำหนดถึงในกลางปี 2559

เมื่อกว่า 400 ปีที่แล้ว ต้นยุคของการปฏิวัติวิทยาศาสตร์ในช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 17 กาลิเลโอ กาลิเลอี นักดาราศาสตร์ชาวอิตาลี ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ที่มีกำลังขยายเพียง 20 เท่า ค้นพบว่ามีดาวเล็กๆ อยู่ใกล้ดาวพฤหัสบดีเรียงกันเป็นแนว และมีการเปลี่ยนตำแหน่งไปทุกคืน การสังเกตของกาลิเลโอทำให้เขาสรุปได้ว่าดาวพฤหัสบดีมีดวงจันทร์บริวารโคจรอยู่โดยรอบ ปัจจุบันเราเรียกดาวบริวารทั้งสี่นี้ว่าดวงจันทร์ของกาลิเลโอ (Galilean moons)

ดาวบริวารทั้งสี่ประกอบด้วย ไอโอ ยูโรปา แกนีมีด และคัลลิสโต เรียงจากดวงที่อยู่ใกล้ดาวพฤหัสบดีมากที่สุดไปยังดวงที่อยู่ไกลที่สุด ยูโรปามีขนาดเล็กที่สุดใน 4 ดวงนี้ เล็กกว่าดวงจันทร์ของโลกเล็กน้อย แกนีมีดมีขนาดใหญ่ที่สุดด้วยเส้นผ่านศูนย์กลาง 5,262 กิโลเมตร ซึ่งใหญ่กว่าดาวพุธเสียอีก นับเป็นดาวบริวารที่มีขนาดใหญ่โตที่สุดในระบบสุริยะ ต่อมาได้มีการค้นพบดาวบริวารขนาดเล็กรอบดาวพฤหัสบดีอีกจำนวนมาก ปัจจุบันดาวพฤหัสบดีมีดาวบริวารที่ค้นพบแล้วทั้งหมด 67 ดวง

กาลิเลโอจดบันทึกตำแหน่งดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีด้วยเลขโรมัน ดวงที่อยู่ใกล้ดาวพฤหัสบดีที่สุดเป็นดวงแรก (I) ไล่ไปถึงดวงสุดท้าย (IV) เขาไม่ใช่ผู้ที่ตั้งชื่อดาวบริวาร 4 ดวงนี้ ตามชื่อที่เราเรียกขานกันในปัจจุบัน ผู้ที่ตั้งชื่อนี้คือ ไซมอน มาเรียส นักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน ซึ่งอ้างว่าค้นพบดาวบริวารทั้งสี่ในช่วงเวลาใกล้เคียงกับกาลิเลโอ แต่เขาไม่ได้เผยแพร่ผลงานของตนให้นักดาราศาสตร์คนอื่นได้รับรู้อย่างกาลิเลโอ ชื่อดวงจันทร์มาจากตัวละครที่มีส่วนเกี่ยวข้องกับเทพเจ้าซูสในเทพนิยายกรีก (จูปิเตอร์ของโรมัน)

แรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดีทำให้ดวงจันทร์ไอโอ ยูโรปา และแกนีมีด ถูกตรึงให้คาบการโคจรรอบดาวพฤหัสบดีเกิดการสั่นพ้อง หรือเรโซแนนซ์ (Resonance) กล่าวคือเมื่อแกนีมีดโคจรรอบดาวพฤหัสบดีครบหนึ่งรอบ ซึ่งใช้เวลาประมาณ 7.155 วัน ยูโรปาจะโคจรรอบดาวพฤหัสบดีครบ 2 รอบ ขณะที่ไอโอโคจรรอบดาวพฤหัสบดีครบ 4 รอบ ดาวบริวารทั้ง 4 ดวงนี้มีวงโคจรรอบดาวพฤหัสบดีที่เกือบเป็นวงกลม มีความรีเพียงเล็กน้อย ระนาบวงโคจรก็เกือบจะอยู่ในแนวเดียวกับระนาบศูนย์สูตรของดาวพฤหัสบดี

ความจริงแล้วดาวบริวารขนาดใหญ่ทั้งสี่มีความสว่างมากพอที่จะเห็นได้จางๆ ด้วยตาเปล่าจากพื้นโลก แต่การที่ดาวพฤหัสบดีซึ่งสว่างมากปรากฏอยู่เคียงข้างกัน ทำให้ไม่สามารถแยกดาวบริวารออกจากดาวพฤหัสบดีที่สว่างเจิดจ้าได้ด้วยตาเปล่า หากเป็นช่วงที่ดวงจันทร์ดวงนอกอย่างคัลลิสโตอยู่ในตำแหน่งที่ห่างจากดาวพฤหัสบดีมากที่สุด แม้แต่กล้องสองตาที่มีกำลังขยายต่ำก็พอจะสังเกตเห็นได้

ดาวบริวารโคจรรอบดาวพฤหัสบดีทำให้เกิดปรากฏการณ์ต่างๆ ทั้งการบังกัน อุปราคา และการผ่านหน้า คือดาวพฤหัสบดีบังดาวบริวาร เงาของดาวพฤหัสบดีบังดาวบริวาร เงาของดาวบริวารตกลงบนผิวดาวพฤหัสบดี และดาวบริวารเคลื่อนที่ผ่านหน้าดาวพฤหัสบดี รวมไปถึงปรากฏการณ์ทำนองเดียวกัน แต่เกิดขึ้นระหว่างดาวบริวารด้วยกันเอง ปรากฏการณ์เหล่านี้ช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถคำนวณวงโคจรที่แม่นยำของดาวบริวารแต่ละดวง และยังเคยใช้เป็นเครื่องช่วยคำนวณหาความเร็วแสงในอวกาศ

หลังจากผ่านช่วงนี้ไปแล้ว เราจะเห็นดาวพฤหัสบดีค่อยๆ เคลื่อนสูงขึ้น เมื่อเทียบตำแหน่งในเวลาหัวค่ำของทุกวัน ปลายเดือน มี.ค. เมื่อท้องฟ้าเริ่มมืด เราจะเห็นดาวพฤหัสบดีจะอยู่สูงเหนือศีรษะ จากนั้นดาวพฤหัสบดีจะย้ายไปอยู่ทางทิศตะวันตก และเคลื่อนต่ำลงมากขึ้น จนใกล้ดวงอาทิตย์ในเดือน ก.ค. 2557

ปรากฏการณ์ท้องฟ้า (12–19 ม.ค.)

ดาวพุธเคลื่อนห่างจากดวงอาทิตย์มากขึ้น หากท้องฟ้าเปิดในเวลาหัวค่ำ มีโอกาสเห็นดาวพุธอยู่ใกล้ขอบฟ้าทิศตะวันตก เยื้องไปทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ ดาวพุธจะทำมุมห่างจากดวงอาทิตย์มากที่สุดในปลายเดือน ม.ค. จึงมีเวลาสังเกตดาวพุธได้อีกหลายสัปดาห์

ดาวพฤหัสบดีอยู่ในกลุ่มดาวคนคู่ เห็นเป็นดาวสว่างเด่นอยู่ทางทิศตะวันออกในเวลาหัวค่ำ สัปดาห์นี้จะขึ้นไปอยู่เหนือศีรษะในเวลาประมาณ 5 ทุ่มครึ่ง แล้วคล้อยต่ำลงจนตกลับขอบฟ้าทางทิศตะวันตกในเวลาเช้ามืด

ดาวอังคารอยู่ในกลุ่มดาวหญิงสาว เริ่มปรากฏเหนือขอบฟ้าทิศตะวันอออกตั้งแต่เวลาประมาณเที่ยงคืนเศษ ดาวเสาร์อยู่ในกลุ่มดาวคันชั่ง เริ่มเห็นได้เหนือขอบฟ้าทิศตะวันออก เยื้องไปทางตะวันออกเฉียงใต้ ตั้งแต่ราวตี 2 ครึ่ง เมื่อท้องฟ้าเริ่มสว่างในเวลาประมาณตี 5 ครึ่ง ถึง 6 โมงเช้า ดาวอังคารจะเคลื่อนไปอยู่สูงบนท้องฟ้าทิศใต้ ดาวเสาร์อยู่สูงทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ และจะเห็นดาวพฤหัสบดีใกล้ตกทางทิศตะวันตก

ดาวศุกร์อยู่ในทิศทางเดียวกับดวงอาทิตย์เมื่อวันที่ 11 ม.ค. ปลายสัปดาห์นี้ ดาวศุกร์จะเคลื่อนห่างจากดวงอาทิตย์มากขึ้นจนเริ่มสังเกตได้เหนือขอบฟ้าทิศตะวันออก โดยต้องสังเกตในช่วงที่ท้องฟ้าสว่างขึ้นแล้วในเวลาเช้ามืด กล้องสองตาและกล้องโทรทรรศน์สามารถเห็นดาวศุกร์เป็นเสี้ยวบางๆ คล้ายดวงจันทร์ โดยส่วนสว่างของดาวศุกร์จะเพิ่มขึ้นทุกวัน แต่ระยะห่างที่มากขึ้นทำให้ดาวศุกร์มีขนาดเล็กลงเมื่อดูด้วยกล้องโทรทรรศน์

ต้นสัปดาห์เป็นปลายข้างขึ้น ดวงจันทร์อยู่บนท้องฟ้าเวลาหัวค่ำ วันที่ 12 ม.ค. ดวงจันทร์ผ่านใกล้ดาวอัลเดบารันในกลุ่มดาววัวที่ระยะ 3 องศา จากนั้นคืนวันที่ 15 ม.ค. ดวงจันทร์ผ่านใกล้ดาวพฤหัสบดีที่ระยะ 7 องศา วันที่ 16 ม.ค. ดวงจันทร์สว่างเต็มดวง จากนั้นเข้าสู่ข้างแรม เช้ามืดวันที่ 19 ม.ค. ดวงจันทร์ผ่านใกล้ดาวหัวใจสิงห์ในกลุ่มดาวสิงโตที่ระยะ 6 องศา