ขนาดของดวงอาทิตย์

โดย...วรเชษฐ์ บุญปลอด

เราไม่ควรมองดูดวงอาทิตย์ด้วยตาเปล่า เพราะแสงอาทิตย์ที่สว่างจ้าเป็นอันตรายต่อดวงตาของเรา แต่หากเราสามารถมองดวงอาทิตย์ด้วยตาเปล่าได้ เราก็คงไม่อาจรู้ได้ว่าดวงอาทิตย์มีขนาดเปลี่ยนแปลงไปในรอบปี การวัดอย่างละเอียดเราจะพบว่าดวงอาทิตย์มีขนาดใหญ่โตที่สุดในช่วงต้นเดือน ม.ค.ของทุกปี และเล็กที่สุดในช่วงต้นเดือน ก.ค.ของทุกปี

สาเหตุที่ทำให้ดวงอาทิตย์มีขนาดเปลี่ยนแปลงไปไม่ได้เกิดจากดวงอาทิตย์ขยายตัวหรือหดตัว แต่เป็นเพราะระยะห่างของโลกกับดวงอาทิตย์ที่เปลี่ยนไป โลกมีวงโคจรเป็นวงรีรอบดวงอาทิตย์ ภายในวงรีมีจุดสำคัญที่เรียกว่าจุดโฟกัส 2 จุด ดวงอาทิตย์มีตำแหน่งอยู่ที่จุดโฟกัสจุดหนึ่ง โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบ 1 รอบ ในเวลา 1 ปี แต่ละปีจึงมีวันที่โลกใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดและไกลดวงอาทิตย์ที่สุด

โลกมีระยะห่างเฉลี่ยจากดวงอาทิตย์ประมาณ 149.6 ล้านกิโลเมตร ปัจจุบันนี้โลกผ่านจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดในช่วงต้นเดือน ม.ค.และไกลดวงอาทิตย์ที่สุดในช่วงต้นเดือน ก.ค. โดยมีระยะห่างที่ต่างกันประมาณ 5 ล้านกิโลเมตร (ต้นเดือน ม.ค. ใกล้กว่าค่าเฉลี่ย 2.5 ล้านกิโลเมตร ต้นเดือน ก.ค. ไกลกว่าค่าเฉลี่ย 2.5 ล้านกิโลเมตร รวมเป็นระยะห่างที่ต่างกัน 5 ล้านกิโลเมตร) ซึ่งทำให้ดวงอาทิตย์มีขนาดปรากฏต่างกันเล็กน้อยเพียงประมาณร้อยละ 3

แน่นอนว่าการเปลี่ยนแปลงของระยะห่างทำให้โลกได้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์ต่างกันในแต่ละช่วง แต่โลกมีมหาสมุทรและชั้นบรรยากาศที่สามารถเก็บกักความร้อนและหมุนเวียนได้ดี ทำให้อุณหภูมิเฉลี่ยเมื่อเปรียบเทียบกันระหว่างสองช่วงหรือตลอดทั้งปีไม่แตกต่างกันมากนัก ระยะห่างที่เปลี่ยนแปลงไปจึงไม่ใช่ปัจจัยสำคัญต่อฤดูกาลของโลก แกนหมุนของโลกที่เอียงทำมุมประมาณ 23.5 องศา กับแนวตั้งฉากกับระนาบวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ เป็นปัจจัยหลักของการเกิดฤดูกาลบนโลก

การเปลี่ยนแปลงของขนาดดวงอาทิตย์บนท้องฟ้ามีผลชัดเจนกับปรากฏการณ์อย่างสุริยุปราคาเต็มดวงหรือวงแหวน ซึ่งเกิดจากการที่ดวงจันทร์บังดวงอาทิตย์ หากดูสถิติของการเกิดสุริยุปราคาเต็มดวง เราจะพบว่าสุริยุปราคาเต็มดวงที่ยาวนานที่สุดมักเกิดในช่วงเดือน มิ.ย.หรือ ก.ค. เช่น สุริยุปราคาเต็มดวงที่ยาวนานที่สุดในคริสต์ศตวรรษที่ 20 เกิดเมื่อวันที่ 20 มิ.ย. ปี ค.ศ. 1955 (7 นาที 8 วินาที) คริสต์ศตวรรษที่ 21 เกิดเมื่อวันที่ 22 ก.ค. ปี ค.ศ. 2009 (6 นาที 39 วินาที) และคริสต์ศตวรรษที่ 22 จะเกิดในวันที่ 16 ก.ค. ปี  ค.ศ. 2186 (7 นาที 29 วินาที)

ตรงกันข้าม สำหรับสุริยุปราคาวงแหวน ซึ่งเกิดเมื่อดวงจันทร์มีขนาดเล็กกว่าดวงอาทิตย์จนไม่สามารถบังดวงอาทิตย์หมดทั้งดวงได้ เราจะพบว่าสุริยุปราคาวงแหวนที่ยาวนานที่สุดมักเกิดในช่วงเดือน ธ.ค.หรือ ม.ค. เช่น สุริยุปราคาวงแหวนที่ยาวนานที่สุดในคริสต์ศตวรรษที่ 20 เกิดเมื่อวันที่ 14 ธ.ค. ปี ค.ศ. 1955 (12 นาที 9 วินาที) คริสต์ศตวรรษที่ 21 เกิดเมื่อวันที่ 15 ม.ค. ปี ค.ศ. 2010 (11 นาที 8 วินาที) และคริสต์ศตวรรษที่ 22 จะเกิดในวันที่ 10 ม.ค. ปี ค.ศ. 2168 (10 นาที 55 วินาที)

การเปลี่ยนแปลงของระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ส่งผลต่ออัตราการเปลี่ยนตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้า ซึ่งก็คือผลต่อเนื่องจากความเร็วของโลกที่เปลี่ยนไปตามระยะห่างจากดวงอาทิตย์ โลกมีความเร็วเพิ่มขึ้นเมื่อใกล้ดวงอาทิตย์ ความเร็วลดลงเมื่ออยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ ฤดูร้อนของซีกโลกเหนือจึงยาวนานกว่าฤดูร้อนของซีกโลกใต้ประมาณ 5-6 วัน

หากเราลากเส้นบนวงโคจรรูปวงรีของโลกเพื่อเชื่อมโยงระหว่างจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดกับจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุด เส้นนี้คือแกนเอกของวงรี นักดาราศาสตร์พบว่าแกนเอกในวงโคจรของโลกมีการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าทีละน้อย โลกผ่านจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดเฉลี่ยทุกๆ 365.259636 วัน แต่ปฏิทินเกรกอรีซึ่งเป็นปฏิทินสากลที่เราใช้กันอยู่ในปัจจุบันมีความยาวนานของปีเฉลี่ย 365.2425 วัน (ใกล้เคียงกับปีฤดูกาลที่มีค่า 365.24219 วัน) ทำให้วันที่โลกใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดหรือไกลดวงอาทิตย์ที่สุดขยับช้าลงทีละน้อยราว 1 วันในทุกๆ 60 ปี ปัจจุบันโลกผ่านจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดและไกลดวงอาทิตย์ที่สุดประมาณวันที่ 2-4 ม.ค. และ 4-6 ก.ค. ตามลำดับ ต้นคริสต์ศตวรรษหน้าจะขยับไปเป็นวันที่ 4-7 ม.ค.และ 5-8 ก.ค.

ที่กล่าวมาเป็นการเปลี่ยนแปลงขนาดปรากฏของดวงอาทิตย์เนื่องจากระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ที่เปลี่ยนแปลงไป ดวงอาทิตย์เองก็สามารถเปลี่ยนแปลงขนาดได้ แต่ปัจจุบันดวงอาทิตย์มีเสถียรภาพสูง เราจึงยังไม่พบการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว

การศึกษาวิวัฒนาการของดาวบอกเราว่าในอนาคตอีกราว 5,000 ล้านปี เมื่อดวงอาทิตย์เข้าสู่ช่วงท้ายของวิวัฒนาการ มันจะแผ่พลังงานสูงกว่าปัจจุบัน จากนั้นขยายตัวกลายเป็นดาวยักษ์แดง ขนาดของดวงอาทิตย์จะใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ จนกลืนดาวพุธ ดาวศุกร์ และอาจรวมถึงโลก

แม้จะยังอีกยาวไกลนัก แต่ก็ปฏิเสธไม่ได้ว่านี่ก็เป็นสาเหตุหนึ่งที่มนุษย์โลกจำเป็นต้องพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อการเดินทางในอวกาศ อย่างน้อยมนุษย์โลกส่วนหนึ่งอาจได้มีโอกาสหาแหล่งที่อยู่ใหม่เพื่อดำรงเผ่าพันธุ์ หลังจากอพยพหนีออกจากโลกได้เมื่อเวลานั้นมาถึง

ปรากฏการณ์ท้องฟ้า (3-10 ก.ค.)

เวลาหัวค่ำหลังดวงอาทิตย์ตกมองเห็นดาวเคราะห์ 3 ดวง อยู่บนท้องฟ้า ดาวพฤหัสบดีอยู่ทางซีกฟ้าตะวันตก ดาวอังคารกับดาวเสาร์อยู่ทางซีกฟ้าตะวันออก ดาวพฤหัสบดีอยู่ในกลุ่มดาวสิงโต สังเกตได้ทางทิศตะวันตกจนกระทั่งใกล้ตกลับขอบฟ้าในเวลาประมาณ 4 ทุ่มครึ่ง คืนวันที่ 4 ก.ค. ตามเวลาในสหรัฐอเมริกา หรือตรงกับเช้าวันที่ 5 ก.ค. ตามเวลาประเทศไทย ยานจูโนขององค์การนาซ่าจะเข้าสู่วงโคจรรอบดาวพฤหัสบดี

ดาวอังคารอยู่ในกลุ่มดาวคันชั่ง ดาวเสาร์อยู่ในกลุ่มดาวคนแบกงู โดยมีกลุ่มดาวแมงป่องคั่นอยู่ระหว่างกลุ่มดาวทั้งสอง ดาวอังคารกำลังเคลื่อนไปทางทิศตะวันออก เข้าใกล้ดาวเสาร์มากขึ้นทีละน้อย ขณะนี้มีตำแหน่งอยู่ห่างกันเป็นมุมประมาณ 18 องศา ดาวอังคารจะขึ้นไปถึงจุดสูงสุดบนท้องฟ้าด้านทิศใต้ในเวลา 2 ทุ่มครึ่ง ตกลับขอบฟ้าก่อนตี 2 ครึ่ง ส่วนดาวเสาร์ผ่านจุดสูงสุดบนท้องฟ้าในเวลา 4 ทุ่ม ตกลับขอบฟ้าหลังดาวอังคารราว 1 ชั่วโมง

จันทร์ดับในวันที่ 4 ก.ค. หลังจากนั้นเข้าสู่ข้างขึ้น จันทร์เสี้ยวปรากฏบนท้องฟ้าเวลาหัวค่ำ ผ่านใกล้ดาวพฤหัสบดีในค่ำวันที่ 9 ก.ค. ห่างกันเพียง 1 องศา หากฟ้าเปิดจะเห็นเป็นปรากฏการณ์ดาวเคียงเดือนที่สวยงาม

เช้ามืดวันอังคารที่ 5 ก.ค. 2559 สถานีอวกาศนานาชาติจะโคจรผ่านเหนือประเทศไทย มองเห็นเป็นดาวสว่างเคลื่อนที่บนท้องฟ้า กรุงเทพฯ และบริเวณใกล้เคียงเริ่มเห็นเมื่อสถานีอวกาศออกจากเงาโลกทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือที่มุมเงย 44 องศา ในเวลา 04.14 น. (บริเวณกลุ่มดาวแคสซิโอเปีย) จากนั้นเคลื่อนต่ำลง ไปสิ้นสุดใกล้ขอบฟ้าทิศเดียวกันในเวลา 04.17 น.