 |
คำอธิบายง่ายๆ
สั้นๆ ในเชิงเรขาคณิตทำให้เรานึกถึงภาพบนกระดาน 2 มิติ ที่มีวงกลม
3 วงใหญ่เล็กไม่เท่ากันมาเรียงกัน ซึ่งเป็นภาพที่ชินตา แต่จะมีสักกี่คนที่มีโอกาสเผชิญหน้ากับปรากฏการณ์ดังกล่าว
เบื้องหลังกลไกที่แท้จริงของการเกิดสุริยุปราคาไม่ง่ายอย่างที่ล่าวข้างต้น
ทุกอย่างต้องเป็นความลงตัวทั้ง 4 มิติ คือ ขนาดปรากฏของดวงจันทร์ที่ใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์
ระยะห่างที่เหมาะสม และช่วงเวลาที่พอดี ปรากฏการณ์จึงจะเกิดขึ้นได้
เดือนสุริยุปราคา |
เหตุผลก็คือ ระนาบการโคจรของดวงจันทร์จะเอียงประมาณ
5 องศากับระนาบการโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์จึงมักเคลื่อนไปอยู่ทางเหนือหรือทางใต้ของเส้นตรงระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์เสมอ
เงาของดวงจันทร์จึงไม่ตกทดลองบนโลก แต่ทอดลงไปในอวกาศแทน ช่วงที่จะเกิดสุริยุปราคา
ดวงจันทร์จะต้องอยู่ที่จุดตัดหรือใกล้จุดตัดของระนาบเท่านั้น ซึ่งปกติวงโคจรของดวงจันทร์จะตัดกับวงโคจรของโลกเพียง
2 จุดเท่านั้นตลอดระนาบโคจร จุดตัดระนาบ 2 จุดก็ไม่ใช่จุดตัดเดิมทุกครั้ง
แต่จะเคลื่อนจากทิศตะวันออกไปยังดะวันตก หรือเรียกว่าการเดินถอยหลัง (regression)
การเคลื่อนไปทางตะวันตกเกิดเนื่องจากความแตกต่างของเวลาที่เรารู้จัก คือ
เดือน นั่นเอง เดือนมีหลายแบบ แบบที่เราคุ้นกันดีคือ
สุริยุปราคาวันที่ 24 ตุลาคม 2538 เป็นช่วงโหนดขึ้น ถัดจากนี้ไปอีก 6 เดือน (เดือนสุริยุปราคา) จะเกิดสุริยุปราคาแบบโหนดลงในวันที่ 7 เมษายน พ.ศ. 2539 และถัดจากนั้นอีก 6 เดือน (เดือนสุริยุปราคา) ก็จะกลับมาเกิดสุริยุปราคาแบบโหนดขึ้นอีกในวันที่ 12 ตุลาคม พ.ศ. 2539 |
| องค์ประกอบที่ทำให้เกิดสุริยุปราคาแบ่งออกเป็นหลายประเภท
เนื่องจากระยะห่างของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และโลกนั่นเอง วงโคจรของดวงจันทร์รอบโลกและโลกรอบดวงอาทิตย์ไม่เป็นวงกลมแต่เป็นวงรี
ระยะห่างของควงอาทิตย์และระยะห่างของควงจันทร์ ถึงโลกจึงแตกต่างกันไปในแต่ละเดือน
ซึ่งมีผลต่อขนาดปรากฏเล็กใหญ่ของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ด้วย คือ หากดวงอาทิตย์และดวงจันทร์อยู่ห่างโลกมาก
ก็จะเห็นขนาดเล็กตามไปด้วย ในความเป็นจริงโลกจะเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดในเดือนมกราคม
บางคนอาจแย้งว่า ทำไมตอนเดือนมกราคมจึงหนาวล่ะ หากโลกเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากก็น่าจะร้อนสิ
สาเหตุเรื่องความร้อนหนาวอยู่ที่แกนเอียงของโลกต่างหาก เนื่องจากโลกเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ในเดือนมกราคม
แต่ทว่ากลับหันด้านใต้เข้าหาดวงอาทิตย์คนส่วนใหญ่ที่อยู่ซีกโลกเหนือจึงไม่รู้จักร้อนนั่นเอง
ในเดือนมกราคมโลกเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าช่วงเดือนมิถุนายนถึง ร้อยละ
3 (ประมาณ 4.8 ล้านกิโลเมตร) .
ส่วนระยะห่างระหว่างโลกกับดวงจันทร์จะแตกต่างกันค่อนข้างมาก คือใกล้สุด 47,294 กิโลเมตร ไกลสุด 398,581 กิโลเมตร แตกต่างกันถึง 15 เปอร์เซ็นต์ คาบเวลาที่นับจากจุดใกล้สุด จนถึงจุดใกล้สุดครั้งต่อไปกินเวลา 27.55 วัน เรียกว่า เดือนอะโนมาลิสติก (Anomalistic month) ระยะการเรียงตัวของโลก ดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์ ยังมีผลต่อขนาดเงาของดวงจันทร์ที่ตกลงบนโลกในช่วงที่เกิดสุริยุปราคาแต่ละครั้งด้วย เงาของดวงจันทร์ที่ตกลงบนโลกมี 2 ส่วน คือ เงามืด (umbra) และ เงามัว(penumbra) เงามืดที่เคยตกทอดถึงโลกเคยมี ขนาดกว้างที่สุดถึง 272 กิโลเมตร ส่วนเงามัวจะกินอาณาบริเวณเลยออกจากเงามืดไปนับพันกิโลเมตร ผู้คนที่อยู่ในเขตเงามืดก็จะเห็นเป็นสุริยุปราคาเต็มดวงส่วนผู้ที่อยู่ในเขตเงามัวก็จะเห็นเป็นสุริยุปราคาบางส่วน |
| สุริยุปราคา 3 แบบ สุริยุปราคาจะปรากฏเป็น สุริยุปราคาเต็มดวง สุริยุปราคาวงแหวน หรือ สุริยุปราคาแบบวงกลม ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ 2 ประการ คือ ตำแหน่งของดวงจันทร์ อยู่ใกล้จุดโหนดแค่ไหน และขนาดเล็กใหญ่ ของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์บนท้องฟ้า สุริยุปราคาส่วนใหญ่เกิดขึ้นขณะที่ดวงจันทร์เฉียดผ่านจุดโหนด ดวงจันทร์จะบังดวงอาทิตย์เพียงเสี้ยวเดียว เรียกว่า สุริยุปราคาบางส่วน ประมาณ 35 เปอร์เซ็นต์ของการเกิดสุริยุปราคาจะเกิดแบบสุริยุปราคาบางส่วนสามารถเห็นได้ครอบคลุมพื้นที่กว้าง คนส่วนใหญ่จึงเคยมีประสบการณ์ในการเห็นสุริยุปราคาบางส่วนไค้ ดวงจันทร์อาจบดบังดวงอาทิตย์เพียง 1 เปอร์เซ็นต์หรือบังถึง 99 เปอร์เซ็นต์ ก็นับรวมเรียกว่า สุริยุปราคาบางส่วน |
|
 |
สุริยุปราคาแบบวงแหวน นับเป็นสุริยุปราคาที่พบได้มากเป็นอันดับสอง ภาษาอังกฤษเรียกสุริยุปราคานี้ว่า AnnuIar Eclipse คำว่า Annular มีรากศัพท์จากลาตินแปลว่า วงแหวน ขณะเกิดสุริยุปราคาวงแหวน แสงอาทิตย์จะปรากฏเป็นวงกลมคล้ายแหวนล้อมรอบดวงจันทร์ดำมืดตรงกลาง แม้ว่าดวงจันทร์จะมาบังอยู่ตรงกลางดวงอาทิตย์พอดีแต่บังไม่มิด เพราะขนาดปรากฏเล็กกว่า หมายความว่า ดวงจันทร์อยู่ในตำแหน่งที่ไกลจากโลก หรือ ดวงอาทิตย์อยู่ในตำแหน่งที่ใกล้โลกจึงเห็นดวงใหญ่ แสงสว่างจากวงแหวนจะกลบโคโรนา และบรรยากาศชมพูของโครโมสเฟียร์ที่สวยงาม สุริยุปราคาแบบวงแหวนจะเกิดขึ้นประมาณ 32 เปอร์เซ็นต์ |
| สุริยุปราคาประเภทที่น่าสนใจที่สุดและสวยที่สุด
ก็คือ สุริยุปราคาเต็มดวง จะมีโอกาสเกิดขึ้นประมาณ 28 เปอร์เซ็นต์
ผู้ที่ได้พบเห็นมักจะประทับใจที่ได้เห็นท้องฟ้าเวลากลางวันแปรเปลี่ยนเป็นเวลากลางคืนจนเห็นดวงดาว
และที่พิเศษ รอบดวงอาทิตย์จะเห็นแสงเงินยวงของรัศมีโคโรนาคล้ายมงกุฎที่ครอบดวงอาทิตย์เอาไว้ สุริยุปราคาแบบสุดท้าย คือ สุริยุปราคาแบบวงแหวน-เต็มดวง แบบนี้เกิดขึ้นน้อยมาก เพียงแค่ 5 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น และไม่น่าสนใจนัก เพราะจะเกิดเป็นวงแหวนไม่นาน และเมื่อกลายเป็นเต็มดวงก็จะเกิดเพียงไม่กี่วินาทีเท่านั้น |
 |
| นาทีแห่งความประทับใจ ช่วงเวลาการเกิดสุริยุปราคาเต็มดวงนั้นน้อยเสมอ เวลานานสุดที่ช่วงคราสจับเต็มดวงเท่าที่เคยเกิดขึ้นบนโลกไม่เกิน 7 นาที 8 วินาที ส่วนใหญ่จะเกิดในเวลาสั้นกว่านี้มาก เช่น สุริยุปราคาเต็มดวงในวันที่ 24 ตุลาคม 2538 ที่ผ่านมาจะเต็มดวงนานเพียง นาทีกับ 58 วินาทีเท่านั้น สุริยุปราคาวงแหวนก็มักจะเกิดในเวลาไม่กี่นาทีเช่นกัน แต่ที่นานที่สุดเคยเกิดนานถึง 12 นาที 24 วินาที ส่วนสุริยุปราคาบางส่วนนั้นอาจเกิดเพียงไม่กี่วินาทีจนถึง มากกว่า 2 ชั่วโมง แต่สำหรับการเกิดสุริยุปราคาแบบเต็มดวงและแบบวงแหวนนั้น ผู้ชมยังจะได้ชมการเกิดสุริยุปราคาบางส่วน ก่อนและหลังการเต็มดวงเป็นเวลานานหลายชั่วโมงอีกด้วย |
|
| ช่วงเวลาการเกิดสุริยุปราคาสั้นหรือยาวขึ้นอยู่กับองค์ประกอบหลายประการ
เรื่องแรกคือ ขนาดปรากฏระหว่างดวงอาทิตย์กับดวงจันทร์ หากดวงจันทร์มีขนาดปรากฏใหญ่กว่าดวงอาทิตย์มาก
ก็จะเกิดสุริยุปราคาเต็มดวงได้นาน แต่หากดวงจันทร์มีขนาดปรากฏเล็กกว่าดวงอาทิตย์มากก็จะเกิดสุริยุปราคาแบบวงแหวนได้นาน องค์ประกอบตัวต่อมาที่เป็นตัวกำหนดระยะเวลาการเกิดสุริยุปราคาก็คือ ตำแหน่งละติจูดของโลกที่เงาของดวงจันทร์กระทบ อย่างที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าทุกๆ จุดบนโลกนี้หมุนรอบตัวเอง ครบ 1 รอบ ใช้เวลา 24 ชั่วโมงเท่ากัน แต่ใช้ความเร็วในการหมุนไม่เท่ากันทุกจุด ขึ้นอยู่กับตำแหน่งบนผิวโลก ถ้าเรายืนอยู่บนเส้นศูนย์สูตรที่ผ่ากึ่งกลางซีกโลกเหนือและซีกโลกใต้เท่าๆ กัน เราจะใช้ความเร็วในการหมุนรอบโลกเท่ากับ 1,500 กิโลเมตร/ชั่วโมง ไปทางทิศดะวันออก แต่ถ้าเรายืนอยู่บนเส้นรุ้ง (ละติจูค) ที่ 40 องศาเหนือ หรือที่ 40 องศาใต้ เราจะใช้ความเร็วเพียงแค่ 900 กิโลเมตรต่อชั่วโมงเท่านั้นในการหมุนครบรอบ โดยเฉพาะที่ขั้วโลกไม่ต้องใช้ความเร็วเลย เงาของดวงจันทร์ที่ตกกระทบผิวโลกมีทิศทางเคลื่อนที่จากตะวันตกไปทางตะวันออกด้วยความเร็วประมาณ 2,500 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เคลื่อนไปในทิศทางเดียวกับที่โลกเคลื่อนที่ หมายความว่า ความเร็วของโลกที่บริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตร สามารถชะลอความเร็วของดวงจันทร์ได้นานกว่าบริเวณใกล้ขั้วโลก สุริยุปราคาที่เกิดบริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตรจึงมีโอกาสเกิดนานกว่านั่นเอง มีความพยายามที่จะใช้เครื่องบินไล่เงาจันทร์เพื่อจะได้เพิ่มโอกาสเห็นสุริยุปราคาได้นานขึ้นผลก็คือ เครื่องบินโดยสารคองคอร์ดทำได้ถึง 70 นาที องค์ประกอบ 2 ประการสุดท้ายที่มีผลต่อระยะเวลาการเกิดสุริยุปราคาเต็มดวงและวงแหวนก็คือ การเลือกตำแหน่งสังเกตการณ์ที่เหมาะสมจากแนวเงาตะวันตกถึงตะวันออกประการหนึ่ง และการเลือกตำแหน่งกึ่งกลางคราสอีกประการหนึ่ง เป็นที่ทราบกันดีว่าแนวเงามืดจะเกิดไล่จากทิศตะวันตกไปยังทิศตะวันออกในช่วงต้นของการเกิดคือเวลาเช้า และในช่วงปลายของการเกิดคือ ในเวลาเย็น เงาดวงจันทร์ที่มาตกกระทบจะเอียงทำมุมกับผิวโลกมาก ในลักษณะเช่นนี้ ความเร็วของเงาจะมากกว่าบริเวณที่เงาตกกระทบตรงๆ หมายความว่าในการเกิดสุริยุปราคาเต็มดวงหรือวงแหวนแต่ละครั้ง ช่วงต้นและช่วงปลายจะเกิดสั้นกว่าช่วงกลาง |
 |
 |
| วัฎจักรสุริยุปราคา การเกิดสุริยุปราคาสามารถคำนวณล่วงหน้าและย้อนหลังได้ โดยอาศัยกฎเกณฑ์ทางคณิตศาสตร์ และวิชากลศาสตร์ท้องฟ้า จากความสัมพันธ์ระหว่างเดือนประเภทต่างๆ นั้นพบว่าเดือนตามปกติ หรือ เดือนซินโหนดิค ซึ่งมี 29.53 วันนั้นมีความสำคัญเนื่องจากเป็นเดือนที่ใช้กำหนดข้างแรมข้างขึ้น เดือนสุริยุปราคาที่มี 27.21 วัน ก็มีความสำคัญเพราะใช้กำหนดตำเเหน่งที่ดวงจันทร์เข้าใกล้จุดโหนด และ เดือนอะโนมาลิสติก 27.55 วัน ก็ขาดไม่ได้เช่นกัน เพราะตำแหน่งใกล้ไกลของดวงจันทร์จากโลกในวงโคจร เป็นตัวกำหนดว่าจะเกิดสุริยุปราคาแบบเต็มดวงหรือวงแหวนจากความสัมพันธ์ของเดือนดังกล่าวจะพบว่า
วัฏจักรการเกิดสุริยุปราคาที่ถูกค้นพบนี้ ถูกเรียกว่า ซารอส และมีการตั้งชื่อให้ด้วยว่าเป็น ซารอสที่ 1 ซารอสที่ 2 ยกตัวอย่างเช่น ซารอสที่ 136 สุริยุปราดาเต็มดวงชุดนี้เป็นสุริยุปราคาเต็มดวงที่เกิดนานที่สุดชุดหนึ่ง คือเกิดใน ค.ศ. 1919 , 1937 , 1955, 1973 และที่ลืมไม่ได้คือ ในปี 1991 นักดาราศาสตร์เปรียบเทียบ ซารอส เหมือนเป็นอนุกรมหรือสายพันธุ์ฟังดูแล้วเหมือนสุริยุปราคามีชีวิต มีต้นสังกัด มีเกิดแก่ตายเหมือนมนุษย์เลยทีเดียว สุริยุปราคาซารอสหนึ่ง หรือสายพันธุ์หนึ่งจะมีอายุยืนไม่ต่ำกว่า 1200 ปี หากลองนำเอาตัวเลข 18 ปี กับอีก 11 1/3 วันไปหาร 1200 ก็จะได้ประมาณ 68 หมายความว่า สุริยุปราคาซารอสหนึ่งจะเวียนมาปรากฏให้เห็นไม่ต่ำกว่า 68 ครั้ง แล้วก็ตายไป แต่ก็มีซารอสใหม่ๆ เกิดขึ้นอยู่เรื่อยๆ ประมาณกันว่าทุกๆ 29 ปี ก็จะมีซารอสใหม่เกิดขึ้นมาเสริม ถ้ามองภาพรวมก็คือ จะมีซารอสเด็ก ซารอสหนุ่ม ซารอสแก่ สังกัดค่ายต่างๆ กันอยู่ปนเปกันไป เวลาที่สุริยุปราคาซารอสใหม่จะถือกำเนิดขึ้นนั้น จะเกิดขึ้นบริเวณขั้วโลกก่อนจะขั้วเหนือหรือขั้วใต้ก็ย่อมได้ เกิดครั้งแรกจะเกิดเป็นสุริยุปราคาบางส่วนพอเวียนมาในรอบ 18 ปี 11 1/3 วันต่อไปเรื่อยๆ ก็จะกลายจากสุริยุปราคาบางส่วนไปเป็นสุริยุปราคาวงแหวน และกลายเป็นสุริยุปราคาเต็มดวง ค่อยๆ เกิดไล่จากขัวโลกด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่งและเมื่อเวียนมาครบประมาณ 68 ครั้งหรือประมาณ 2000 ปีดังกล่าว ในช่วงรอบท้ายๆ จะกลับมาเป็นสุริยุปราคาบางส่วนอีก แล้วก็หลุดจากขั้วโลกไปเลย เช่น ถ้ามาเกิดที่ขั้วเหนือก็จะตายในขั้วใต้ ดูไปแล้ววัฏจักรสุริยุปราคาช่างเหมือนกับวัฎจักรของสรรพชีวิตในเอกภพนี้ไม่ผิดเพี้ยน ประสบการณ์ครั้งเดียวในชีวิต สุริยุปราคาเต็มดวงนับเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ ที่มนุษย์ไม่มีโอกาสพบได้บ่อยนักในชีวิตประจำวัน มนุษย์เดินดินคนหลายคนที่ตั้งแต่เกิดจนตายไม่มีโอกาสเห็นสุริยุปราคาเต็มดวงเลยก็มีอยู่มากมายสุริยุปราคาบางส่วนหรือสุริยุปราคาวงแหวน เมื่อเทียบคุณค่าและความประทับใจแล้ว เทียบกับสุริยุปราคาเต็มดวงไม่ได้แม้แต่น้อย คำพูดคำอธิบายใดๆ ก็ไม่สามารถใช้อธิบายปรากฏการณ์สุริยุปราคาเต็มดวงได้ เป็นประสบการณ์ชีวิตที่ทุกคนต้องสัมผัสด้วยตนเอง แม้ว่าท้องฟ้าจะมีเมฆมากก็ตาม ภายใต้เงาจันทร์สัมผัสแห่งอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมที่เปลี่ยนไปโดยฉับพลัน ทำให้หลายคนถึงกับเอ่ยปากว่า ใต้เงาจันทร์คือโลกต่างดาว คือ โลกในจินตนาการไม่ผิดเพี้ยน |