ปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์

กลางวันกลางคืน

      กลางวันกลางคืนเกิดขึ้นจากการหมุนรอบตัวเองของโลกจากทิศตะวันตกไปยังทิศตะวันออก ด้านที่หันรับแสงอาทิตย์เป็น “กลางวัน” และด้านตรงข้ามที่ไม่ได้รับแสงอาทิตย์เป็น “กลางคืน” 

ภาพที่ 1 การเกิดกลางวันกลางคืน

          เราแบ่งพิกัดเส้นแวง (Longitude) ในแนวเหนือ-ใต้ ออกเป็น 360 เส้น โดยมี ลองจิจูดที่ 0°
อยู่ที่ ตำบล “กรีนิช” (Greenwich) ประเทศอังกฤษ และนับไปทางตะวันออกและตะวันตกข้างละ 180 อันได้แก่ ลองจิจูดที่ 1° - 180° ตะวันออก และลองจิจูดที่ 1° - 180° ตะวันตก เมื่อนำ 360° หารด้วย 24 ชั่วโมง เส้นลองจิจูดที่ 180° ตะวันออก และลองจิจูดที่ 180° ตะวันตก เป็นเส้นเดียวกันซึ่งเรียกว่า “เส้นแบ่งวันสากล” หรือ “International Date Line” (เส้นหนาทางขวามือของภาพที่ 2) หากเราเดินทางข้ามเส้นแบ่งวันจากทิศตะวันออกมายังทิศตะวันตก วันจะเพิ่มขึ้นหนึ่งวัน แต่ถ้าเราเดินทางข้ามเส้นแบ่งวันจากทิศตะวันตกมายังทิศตะวันออก วันจะลดลงหนึ่งวัน  เวลาในแต่ละลองจิจูด จะมีความแตกต่างกันชั่วโมงละ 15° เวลามาตรฐานของประเทศไทยถือเอาเวลาลองจิจูดที่ 105° ตะวันออก (จังหวัดอุบลราชธานี) จึงเร็วกว่า “เวลาสากล” (Universal Time เขียนย่อว่า UT) ซึ่งเป็นเวลาที่ตำบลกรีนิช ไป 7 ชั่วโมง (105°/15° = 7) เวลามาตรฐานประเทศไทยจึงมีค่าเท่ากับ UT+7

เกร็ดความรู้เรื่องเวลา       โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์หนึ่งรอบ ใช้เวลา 1 ปี หรือ 365 วัน       เราแบ่งเวลาหนึ่งปี ออกเป็น 12 เดือน ๆ ละ 30 หรือ31 วัน เพื่อให้สอดคล้องกับเดือนทางจันทรคติ  ซึ่งดวงจันทร์โคจรรอบโลกหนึ่งรอบใช้เวลาประมาณ 30 วัน       โลกหมุนรอบตัวเองหนึ่งรอบ ใช้เวลา 1 วัน หรือ 24 ชั่วโมง โดยแต่ละชั่วโมงจะถูกแบ่งย่อยออกเป็น 60 นาที        และแต่ละนาทีถูกแบ่งอีกเป็น 60 วินาที

ภาพที่ 2 แผนที่แสดงโซนเวลาของโลก (Time Zone)

ตัวอย่างที่ 1
         ถาม: ในวันที่ 24 มกราคมเวลา 18:30 UT. เวลามาตรฐานของประเทศไทยจะเป็นเวลาอะไร
เวลามาตรฐานประเทศไทย = 18:30 + 7:00 = 25:30
         ตอบ: เวลามาตรฐานของประเทศไทยจะเป็น วันที่ 25 มกราคม เวลา 01:30 นาฬิกา

ตัวอย่างที่ 2
         ถาม: วันที่ 2 มกราคม เวลา 08:00 น. ของประเทศไทย (UT+7)คิดเป็นเวลาสากล (UT = 0) ได้เท่าไร
เวลาประเทศไทยเร็วกว่าเวลาสากล = 7 - 0 = 7 ชั่วโมง
         ตอบ: เวลาสากลจะเป็น วันที่ 2 มกราคม เวลา 01:00 UT (08:00 – 07:00)

ตัวอย่างที่ 3
         ถาม: วันที่ 2 มกราคม เวลา 08:00 น. ของไทย (UT+7) ตรงกับเวลาอะไรของประเทศญี่ปุ่น (UT+9)
เวลาประเทศญี่ปุ่นเร็วกว่าเวลาประเทศไทย = 9 - 7 = 2 ชั่วโมง
         ตอบ: เวลาที่ประเทศญี่ปุ่นจะเป็น วันที่ 2 มกราคม เวลา 10:00 น. (08:00 + 02:00)

ตัวอย่างที่ 4
        ถาม: วันที่ 2 มกราคม เวลา 08:00 น. ของไทย (UT+7) ตรงกับเวลาอะไรที่กรุงวอชิงตัน ดีซี (UT-5)
เวลาประเทศไทยเร็วกว่าเวลาที่กรุงวอชิงตัน ดีซี = (+7) - (-5) = 12 ชั่วโมง
        ตอบ: เวลาที่กรุงวอชิงตันดีซี จะเป็น วันที่ 1 มกราคม เวลา 20:00 น. (24:00 + 08:00 – 12:00)

ฤดูกาล

        ฤดูกาล (Season) เกิดจากการที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์โดยที่แกนของโลกเอียง 23.5° ในฤดูร้อนโลกเอียงขั้วเหนือเข้าหาดวงอาทิตย์ ทำให้ซีกโลกเหนือกลายเป็นฤดูร้อน และซีกโลกใต้กลายเป็นฤดูหนาว หกเดือนต่อมาโลกโคจรไปอยู่อีกด้านหนึ่งของวงโคจร โลกเอียงขั้วใต้เข้าหาดวงอาทิตย์ (แกนของโลกเอียง 23.5° คงที่ตลอดปี) ทำให้ซีกโลกใต้กลายเป็นฤดูร้อน และซีกโลกเหนือกลายเป็นฤดูหนาว ดังแสดงในภาพที่ 1

ภาพที่ 1 แกนของโลกเอียง 23.5° ขณะที่โคจรรอบดวงอาทิตย์

หากพื้นผิวของโลกมีสภาพเป็นเนื้อเดียวเหมือนกันหมด (ทรงกลมที่สมบูรณ์) โลกจะมี 4 ฤดู อันได้แก่
           ฤดูร้อน: เมื่อโลกหันซีกโลกนั้น เข้าหาดวงอาทิตย์ (กลางวันนานกว่ากลางคืน)
           ฤดูใบไม้ร่วง: เมื่อแต่ละซีกโลกหันเข้าหาดวงอาทิตย์เท่ากัน (กลางวันนานเท่าๆ กลางคืน)
           ฤดูหนาว: เมื่อโลกหันซีกโลกนั้น ออกจากดวงอาทิตย์ (กลางคืนนานกว่ากลางวัน)
           ฤดูใบไม้ผลิ: เมื่อแต่ละซีกโลกหันเข้าหาดวงอาทิตย์เท่ากัน (กลางวันนานเท่าๆ กลางคืน)

แต่เนื่องจากพื้นผิวโลกมีสภาพแตกต่างกันไป เช่น ภูเขา ที่ราบ ทะเล มหาสมุทร ซึ่งส่งอิทธิพลต่อสภาพลมฟ้าอากาศ ประเทศไทยตั้งอยู่บนคาบสมุทรอินโดจีน ระหว่างมหาสมุทรอินเดียกับทะเลจีนใต้ จึงตกอยู่ในอิทธิพลของลมมรสุม (Monsoon) ทำให้ประเทศไทยมี 3 ฤดู ประกอบด้วย
           ฤดูร้อน: เดือนมีนาคม – เดือนพฤษภาคม
           ฤดูฝน: เดือนมิถุนายน – เดือนตุลาคม
           ฤดูหนาว: เดือนพฤศจิกายน - เดือนกุมภาพันธ์

สุริยุปราคา (Solar Eclipse)

       “สุริยุปราคา” หรือ “สุริยะคราส” เกิดจากการที่ดวงจันทร์โคจรผ่านหน้าดวงอาทิตย์ เราจึงมองเห็นดวงอาทิตย์ค่อยๆ แหว่งมากขึ้น จนกระทั่งมืดมิดหมดดวง และโผล่กลับมาอีกครั้ง คนในสมัยโบราณเชื่อว่า “ราหูอมดวงอาทิตย์” สุริยุปราคาจะเกิดขึ้นเฉพาะในวันแรม 15 ค่ำ แต่ไม่เกิดขึ้นทุกเดือน เนื่องจากระนาบที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ และระนาบที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลก มิใช่ระนาบเดียวกัน หากตัดกันเป็นมุม 5 องศา (ภาพที่ 1) ดังนั้นโอกาสที่จะเกิดสุริยุปราคาบนพื้นผิวโลก จึงมีเพียงประมาณปีละ 1 ครั้ง และเกิดไม่ซ้ำที่กัน เนื่องจากเงาของดวงจันทร์ที่ทาบไปบนพื้นผิวโลก ครอบคลุมพื้นที่ขนาดเล็ก และโลกหมุนที่รอบตัวเองอย่างรวดเร็ว

ภาพที่ 1 ระนาบที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลกทำมุม 5° กับระนาบที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์

เงาของดวงจันทร์
          ดวงจันทร์เคลื่อนที่บังแสงอาทิตย์ ทำให้เกิดเงาขึ้น 2 ชนิด คือ เงามืด และเงามัว
           เงามืด (Umbra) เป็นส่วนที่มืดที่สุด เนื่องจากดวงจันทร์บดบังดวงอาทิตย์จนหมดสิ้น ถ้าหากเข้าไปอยู่ ในเงามืด เราจะมิสามารถมองเห็นดวงอาทิตย์ได้เลย
           เงามัว (Penumbra) ไม่มืดมากนักเนื่องจากได้รับแสงเป็นบางส่วนจากอาทิตย์ ถ้าหากเราเข้าไปอยู่ ในเงามัว เราจะมองเห็นบางส่วนของดวงอาทิตย์โผล่พ้นส่วนโค้งของดวงจันทร์ออกมาก

ภาพที่ 2 การเกิดสุริยุปราคา

สุริยุปราคา 3 ชนิด

           สุริยุปราคาเต็มดวง (Total Solar Eclipse) เกิดขึ้นเมื่อผู้สังเกตการณ์อยู่ในตำแหน่งเงามืดบนพื้นผิวโลก (A) ดวงจันทร์จะบังดวงอาทิตย์จนหมดสิ้น
           สุริยุปราคาบางส่วน (Partial Solar Eclipse) เกิดขึ้นเมื่อผู้สังเกตการณ์อยู่ในตำแหน่งของเงามัว(B) จึงมองเห็นดวงอาทิตย์เป็นสว่างเป็นเสี้ยว
           สุริยุปราคาวงแหวน (Annular Solar Eclipse) เนื่องจากวงโคจรของดวงจันทร์เป็นรูปวงรี บางครั้งดวงจันทร์อยู่ห่างจากโลกมากเสียจนเงามืดของดวงจันทร์จะทอดยาวไม่ถึงผิวโลก (C) ดวงจันทร์จะมีขนาดปรากฏเล็กกว่าดวงอาทิตย์ ทำให้ผู้สังเกตการณ์มองเห็นดวงอาทิตย์ปรากฏเป็นรูปวงแหวน

จันทรุปราคา (Lunar Eclipse)

       “จันทรุปราคา” หรือ “จันทรคราส” เกิดจากการที่ดวงจันทร์โคจรผ่านเข้าไปในเงาของโลก เราจึงมองเห็นดวงจันทร์ค่อย ๆ แหว่งมากขึ้น จนหมดลับดวงและโผล่กลับขึ้นมาอีกครั้ง อย่างที่คนสมัยโบราณเรียกว่า “ราหูอมจันทร์”จันทรุปราคาจะเกิดขึ้นเฉพาะในคืนวันเพ็ญ 15 ค่ำ หรือคืนวันพระจันทร์เต็มดวง อย่างไรก็ตามปรากฏการณ์จันทรุปราคา มิสามารถเกิดขึ้นทุกเดือน เนื่องจากระนาบที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ และระนาบที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลก มิใช่ระนาบเดียวกัน หากตัดกันเป็นมุม 5 องศา ดังนั้นโอกาสที่จะเกิดจันทรุปราคา จึงมีเพียงประมาณปีละ 1-2 ครั้ง โดยที่สามารถมองเห็นจากประเทศไทย เพียงปีละครั้ง

ภาพที่ 1 ระนาบที่โลกทำมุม 5° กับระนาบที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์

เงาโลก
       โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงหนึ่ง ไม่มีแสงสว่างในตัวเอง หากแต่ได้รับแสงจากดวงอาทิตย์ ด้านที่หันหน้าเข้าหาดวงอาทิตย์เป็นกลางวัน ส่วนด้านที่หันหลังให้ดวงอาทิตย์เป็นกลางคืน การที่โลกบังแสงอาทิตย์ในอวกาศ บังเกิดเงา 2 ชนิด คือ เงามืด และเงามัว

ภาพที่ 2 การเกิดจันทรุปราคา 

       - เงามืด (Umbra) เป็นส่วนที่มืดที่สุด เนื่องจากโลกบดบังดวงอาทิตย์จนหมดสิ้น เรามิสามารถมองเห็นดวงอาทิตย์ได้เลย หากเข้าไปอยู่ในตำแหน่งใด ๆ ในเงามืด
       - เงามัว (Penumbra) เป็นส่วนที่ไม่มืดสนิท เนื่องจากโลกบดบังดวงอาทิตย์เป็นบางส่วนไม่ทั้งดวง ถ้าเราเข้าไปอยู่ในตำแหน่งใด ๆ ในเงามัว เราจะมองเห็นบางส่วนของดวงอาทิตย์โผล่พ้นส่วนโค้งของโลก

จันทรุปราคา 3 ชนิด
       - จันทรุปราคาเต็มดวง (Total Eclipse)    เกิดขึ้นเมื่อดวงจันทร์ทั้งดวงเข้าไปอยู่ในเงามืดของโลก
       - จันทรุปราคาบางส่วน (Partial Eclipse)   เกิดขึ้นเมื่อบางส่วนของดวงจันทร์เฉี่ยวผ่านเงามืด
       - จันทรุปราคาเงามัว (Penumbra Eclipse)   เกิดขึ้นเมื่อดวงจันทร์โคจรผ่านเข้าไปในเงามัวของโลก โดยมิได้เฉี่ยวกายเข้าไปในเงามืดแม้แต่น้อย ดวงจันทร์จึงยังคงมองเห็นเต็มดวงอยู่ แต่ความสว่างลดน้อยลง สีออกส้มแดง จันทรุปราคาชนิดนี้หาโอกาสดูได้ยาก เพราะโดยทั่วไปดวงจันทร์มักจะผ่านเข้าไปในเงามืดด้วย

ภาพที่ 3 จันทรุปราคาชนิดต่างๆ

     จันทรุปราคาเต็มดวงจะเกิดขึ้นเฉพาะในคืนที่ดวงจันทร์เต็มดวง เมื่อดวงจันทร์อยู่ในตำแหน่งตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ โดยมีโลกอยู่ตำแหน่งกลาง ผู้สังเกตการณ์อยู่ในตำแหน่งใด ๆ บนซีกมืดของโลก (หรือกลางคืน) จะมองเห็นดวงจันทร์โคจรผ่านเงามืดด้วยความเร็ว 1 ก.ม.ต่อวินาที และด้วยเงามืดของโลกมีขนาดจำกัด ดังนั้นดวงจันทร์จะอยู่ในเงามืดได้นานที่สุดเพียง 1 ชั่วโมง 42 นาที เท่านั้น

ข้างขึ้น ข้างแรม

         ข้างขึ้นข้างแรม (The Moon’s Phases) หมายถึง ปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เรามองเห็นดวงจันทร์เปลี่ยนแปลงเป็นเสี้ยว บางคืนก็เสี้ยวเล็ก บางคืนก็เสี้ยวใหญ่ บางคืนสว่างเต็มดวง บางบางคืนก็มืดหมดทั้งดวง การที่เรามองเห็นการเปลี่ยนแปลงเช่นนี้เป็นเพราะ ดวงจันทร์มีรูปร่างเป็นทรงกลม ไม่มีแสงในตัวเอง แต่ได้รับแสงจากดวงอาทิตย์ ด้านมืดของดวงจันทร์เกิดจากส่วนโค้งของดวงจันทร์บังแสง ทำให้เกิดเงามืดทางด้านตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ เมื่อมองดูดวงจันทร์จากพื้นโลก เราจึงมองเห็นเสี้ยวของดวงจันทร์มีขนาดเปลี่ยนไปเป็นวงรอบ ใช้เวลา 29.5 วัน

ภาพที่ 1 การเกิดข้างขึ้นข้างแรม

          คนไทยแบ่งเดือนทางจันทรคติออกเป็น 30 วัน คือ วันขึ้น 1 ค่ำ - วันขึ้น 15 ค่ำ และ วันแรม 1 ค่ำ - วันแรม 15 ค่ำ โดยถือให้วันขึ้น 15 ค่ำ (ดวงจันทร์สว่างเต็มดวง), วันแรม 15 ค่ำ (ดวงจันทร์มืดทั้งดวง), วันแรม 8 ค่ำ และวันขึ้น 8 ค่ำ (ดวงจันทร์สว่างครึ่งดวง) เป็นวันพระ
           วันแรม 15 ค่ำ (รูป ก) เมื่อดวงจันทร์อยู่ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์จะหันแต่ทางด้าน
มืดให้โลก  ดวงจันทร์ปรากฏบนท้องฟ้าในตำแหน่งใกล้กับดวงอาทิตย์ ทำให้เราไม่สามารถมองเห็นดวงจันทร์ได้เลย
           วันขึ้น 8 ค่ำ (รูป ข) เมื่อดวงจันทร์เคลื่อนมาอยู่ในตำแหน่งทำมุมฉากกับโลก และดวงอาทิตย์ ทำให้เรามองเห็นด้านสว่างและด้านมืดของดวงจันทร์มีขนาดเท่าๆ กัน
           วันขึ้น 15 ค่ำ หรือ วันเพ็ญ (รูป ค) ดวงจันทร์โคจรมาอยู่ด้านตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ดวงจันทร์
หันด้านที่ได้รับแสงอาทิตย์เข้าหาโลก ทำให้เรามองเห็นดวงจันทร์เต็มดวง
           วันแรม 8 ค่ำ (รูป ง) ดวงจันทร์โคจรมาอยู่ในตำแหน่งทำมุมฉากกับโลก และดวงอาทิตย์ทำให้
เรามองเห็นด้านสว่างและด้านมืดของดวงจันทร์มีขนาดเท่าๆ กัน

เกร็ดความรู้:             วันเพ็ญขึ้น 15 ค่ำ ดวงจันทร์อยู่ด้านตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ ดังนั้นเราจึงเห็นดวงจันทร์จะขึ้นทางทิศตะวันออก ขณะที่ดวงอาทิตย์ตกทางทิศตะวันตก            ดวงจันทร์ขึ้นช้า วันละ 50 นาท ี           ข้างขึ้น: เราจะเห็นดวงจันทร์ในช่วงหัวค่ำ            ข้างแรม: เราจะเห็นดวงจันทร์ในช่วงรุ่งเช้า            ในช่วงเวลาที่ดวงจันทร์ปรากฏเป็นเสี้ยวบาง แต่เราก็สามารถมองเห็นด้านมืดของดวงจันทร์ได้ เป็นเพราะแสงอาทิตย์ส่องกระทบพื้นผิวโลก แล้วสะท้อนไปยังดวงจันทร์ เราเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า“เอิร์ธไชน์” (Earth Shine)

ภาพที่ 2 แสงอาทิตย์สะท้อนจากโลก ทำให้เรามองเห็นส่วนมืดของดวงจันทร์