คู่มือเตรียมชมปรากฏการณ์ "ดาวเจ็ดดวงเรียงตัว" ช่วงสิ้นเดือน ก.พ.

หากแหงนมองขึ้นไปบนท้องฟ้ายามค่ำคืนในช่วงเดือน ม.ค. – ก.พ. เช่นนี้ ผู้โชคดีจะได้มีโอกาสเห็นดาวเคราะห์หกดวงของระบบสุริยะ ได้แก่ดาวศุกร์, ดาวอังคาร, ดาวพฤหัสบดี, ดาวเสาร์, ดาวยูเรนัส, และดาวเนปจูน เกาะกลุ่มเรียงตัวอยู่ใกล้ชิดกันให้เห็นได้อย่างชัดเจน

แต่ในคืนวันที่ 28 ก.พ. หรือสิ้นเดือนกุมภาพันธ์นี้ ดาวพุธ (Mercury) จะเข้ามาร่วมขบวนของดาวทั้งหกด้วย จนกลายเป็นการเรียงตัวของดาวเจ็ดดวง (seven planets alignment) ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ที่หาชมได้ยากยิ่ง นอกจากนี้ เหตุการณ์ดังกล่าวยังอาจจะส่งผลกระทบต่อระบบสุริยะอย่างคาดไม่ถึง และเป็นโอกาสอันดีที่นักดาราศาสตร์จะได้ศึกษาทำความเข้าใจดาวบริวารที่เป็นเพื่อนบ้านของเราให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น

ระบบสุริยะประกอบไปด้วยดาวเคราะห์บริวารของดวงอาทิตย์ทั้งหมด 8 ดวง โดยต่างโคจรวนรอบดาวฤกษ์ศูนย์กลางอยู่บนระนาบเดียวกัน แต่ด้วยอัตราความเร็วที่แตกต่างกันออกไป ตัวอย่างเช่นดาวพุธที่อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์มากที่สุด ใช้เวลาโคจรวนรอบดวงอาทิตย์ให้ครบ 1 รอบ (1 ปี) เพียง 88 วัน ในขณะที่โลกใช้เวลา 365วัน และดาวเนปจูนที่อยู่รอบนอกของระบบสุริยะ ใช้เวลาถึง 60,190 วัน ซึ่งเท่ากับ 165 ปีบนโลกเลยทีเดียว

ความเร็วในการโคจรที่แตกต่างกัน ทำให้มีโอกาสที่วันใดวันหนึ่ง ดาวเคราะห์หลายดวงอาจโคจรมารวมอยู่ที่ด้านเดียวกันของดวงอาทิตย์ได้ และเมื่อมองจากโลกก็อาจเห็นดาวเคราะห์เหล่านั้นเรียงตัวกันบนสุริยวิถี (ecliptic) หรือเส้นทางการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้าได้อย่างน่าอัศจรรย์

แต่ถึงกระนั้น การชมปรากฏการณ์ดาวเจ็ดดวงเรียงตัวอาจต้องใช้กล้องส่องทางไกลหรือกล้องโทรทรรศน์เข้าช่วย เพราะแม้ดาวพุธ, ดาวศุกร์, ดาวอังคาร, ดาวพฤหัสบดี, และดาวเสาร์ จะสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าอย่างชัดเจน แต่ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนที่อยู่ห่างไกลจากโลกมาก ไม่อาจจะสังเกตเห็นได้โดยง่าย

แม้การเรียงตัวของเหล่าดาวเคราะห์จะดูเหมือนเป็นเส้นตรง แต่อันที่จริงแล้วแนวการเรียงตัวมีความโค้งเล็กน้อย ตามระนาบการโคจรของดวงดาวในระบบสุริยะ โดยตลอดช่วงเดือนม.ค. ท้องฟ้าในคืนที่มีทัศนวิสัยดีเยี่ยม จะเผยให้เห็นการเรียงตัวของดาวทั้งหก หรือที่บางครั้งเรียกว่า "ขบวนพาเหรดของดาวเคราะห์" (planetary parade) จนกระทั่งในวันที่ 28 ก.พ. ดาวเคราะห์ทั้งหมดจึงจะโคจรมาเรียงตัวกันจนครบเจ็ดดวง

ดร.เจนิเฟอร์ มิลลาร์ด นักดาราศาสตร์และนักสื่อสารวิทยาศาสตร์จากบริษัท Fifth Star Labs ของสหราชอาณาจักร บอกกับบีบีซีว่า "การดูดาวหรือปรากฏการณ์บนท้องฟ้าให้เห็นกับตาของคุณเอง นับว่าเป็นสิ่งพิเศษอย่างยิ่ง คุณอาจเลือกดูการถ่ายทอดสดผ่านกูเกิล เพื่อมองเห็นปรากฏการณ์นี้ได้ชัดเจนขึ้นอย่างง่ายดาย แต่มันไม่เหมือนกับการออกไปมองดูท้องฟ้าด้วยตาตนเอง เพราะในขณะที่คุณได้เห็นวัตถุอวกาศเหล่านี้ มีอนุภาคของแสงหรือโฟตอนที่เดินทางข้ามห้วงอวกาศมาไกลหลายพันล้านกิโลเมตร ตกกระทบจอประสาทตาของคุณ"

ดร.มิลลาร์ดยังบอกว่า ปรากฏการณ์ที่ดาวเคราะห์ 6-7 ดวง เรียงตัวกันนั้น นอกจากจะแปลกตาน่าชมแล้ว ยังน่าสงสัยว่าอาจจะส่งผลกระทบบางอย่างต่อดวงอาทิตย์และระบบสุริยะด้วย ทั้งเป็นโอกาสอันดีที่นักดาราศาสตร์จะได้ศึกษาทำความเข้าใจห้วงอวกาศในละแวกบ้านของเราให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น

"อันที่จริงแล้ว ปรากฏการณ์ดาวเรียงตัวเป็นเพียงแค่ความบังเอิญล้วน ๆ ดาวเคราะห์ทั้งหมดแค่โคจรมาอยู่ในตำแหน่งที่ควรจะเป็นตามกำหนดเวลาก็เท่านั้น" ดร.มิลลาร์ดกล่าวอธิบาย

แม้ก่อนหน้านี้จะมีนักวิทยาศาสตร์บางคนเสนอแนวคิดว่า ปรากฏการณ์ดาวเรียงตัวอาจส่งผลกระทบต่อโลกได้ แต่จนถึงปัจจุบันข้อมูลหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่ช่วยยืนยันสนับสนุนข้อสันนิษฐานนี้ ยังคงมีอยู่น้อยมากหรือแทบไม่มีเลย

อย่างไรก็ตามเมื่อปี 2019 มีงานวิจัยชิ้นหนึ่งที่ระบุว่า การเรียงตัวของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ สามารถส่งผลกระทบต่อความเคลื่อนไหวเปลี่ยนแปลงทางพลังงานของดวงอาทิตย์ได้ โดยอาจอยู่เบื้องหลังการเกิดวัฏจักรสุริยะ (solar cycle) ซึ่งจะเวียนมาบรรจบครบรอบทุก 11 ปี หลังจากที่ดวงอาทิตย์เปลี่ยนผ่านจากภาวะที่เคลื่อนไหวทางพลังงานสูงสุด (solar maximum) ซึ่งเป็นสถานะในปัจจุบัน มาสู่ภาวะที่เคลื่อนไหวทางพลังงานต่ำสุด (solar minimum)

ดร.แฟรงก์ สเตฟานี นักฟิสิกส์จากศูนย์วิจัย Helmholtz-Zentrum ของเยอรมนี เชื่อว่าการรวมกันของแรงไทดัลจากดาวเคราะห์สามดวง ได้แก่ดาวศุกร์, โลก, และดาวพฤหัสบดี อาจส่งผลต่อสภาพภูมิอากาศบนดวงอาทิตย์ได้ เธอบอกว่าแม้แรงดึงดูดหรือแรงไทดัลของดาวเคราะห์บริวารที่กระทำต่อดวงอาทิตย์นั้นน้อยมาก แต่หากดาวเคราะห์สองดวงขึ้นไปเรียงตัวในแนวเดียวกับดาวฤกษ์ (syzygy) อาจทำให้เกิดการหมุนและความปั่นป่วนระดับเล็ก ๆ ขึ้นภายในดวงอาทิตย์ได้ ซึ่งสิ่งนี้เรียกว่าคลื่นรอสบี (Rossby wave)

"บนโลกของเรา คลื่นรอสบีก็คือสาเหตุของหย่อมความกดอากาศต่ำ (ไซโคลน) และหย่อมความกดอากาศสูง (แอนติไซโคลน) บนดวงอาทิตย์ก็มีคลื่นรอสบีเช่นกัน" ดร.สเตฟานีกล่าว เขายังบอกว่าผลคำนวณจากงานวิจัยล่าสุดของเขาชี้ว่า แรงไทดัลที่เกิดจากการเรียงตัวของโลก, ดาวศุกร์, และดาวพฤหัสบดี, สามารถจะส่งผลให้ดวงอาทิตย์มีความเคลื่อนไหวเปลี่ยนแปลงทางพลังงานเป็นวัฏจักรทุก 11.07 ปี ซึ่งกินเวลาเกือบจะเท่ากับรอบของวัฏจักรสุริยะที่สังเกตเห็นได้พอดี

แต่ถึงกระนั้นก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ยังคงไม่แน่ใจว่า แรงไทดัลจากการเรียงตัวของดาวบริวารจะมีอิทธิพลใหญ่หลวงต่อดวงอาทิตย์ได้ขนาดนั้น ในขณะที่ดร.โรเบิร์ต คาเมรอน จากสถาบันมักซ์พลังก์เพื่อการวิจัยระบบสุริยะ (MPS) ของเยอรมนี บอกว่าวัฏจักรสุริยะนั้นสามารถอธิบายได้ด้วยกระบวนการต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์อยู่แล้ว

"หลักฐานจากการสังเกตชี้ว่า ข้อสันนิษฐานเรื่องดาวเคราะห์เรียงตัวทำให้เกิดวัฏจักรสุริยะขึ้นโดยตรงนั้น ไม่เป็นความจริงเลย เราไม่พบหลักฐานที่บ่งชี้ว่า ปรากฏการณ์ทั้งสองเกิดขึ้นโดยมีความเชื่อมโยงหรือสอดคล้องต้องกันแต่อย่างใด" ดร.คาเมรอนอธิบายโดยอ้างหลักฐานจากงานวิจัยของเขา ซึ่งตีพิมพ์ในปี 2022

อย่างไรก็ตาม ปรากฏการณ์ที่น่าตื่นตาตื่นใจเช่นนี้ กลับเป็นประโยชน์และมีความสำคัญต่อแวดวงวิทยาศาสตร์ ในเรื่องของการสำรวจระบบสุริยะมากกว่า เพราะการเรียงตัวของดาวเคราะห์หลายดวงที่นานทีปีหนจะมีสักครั้ง ถือเป็นโอกาสทองในการส่งยานอวกาศไปเยือนระบบสุริยะรอบนอกที่แสนจะห่างไกล โดยใช้ประโยชน์จากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ขนาดใหญ่อย่างดาวพฤหัสบดี เหวี่ยงตัว (slingshot) ให้ยานมีความเร็วเพิ่มขึ้นและย่นเวลาในการเดินทางลงได้นับสิบปี

ตัวอย่างที่ดีที่สุดในเรื่องนี้คือยานวอยาเจอร์ 1 และ 2 ขององค์การนาซา โดยเมื่อปี 1966 แกรี แฟลนโดร นักวิทยาศาสตร์คนหนึ่งของนาซาได้คำนวณจนพบว่า จะมีการเรียงตัวของดาวเคราะห์ที่ตั้งอยู่ห่างไกล 4 ดวง ได้แก่ดาวพฤหัสบดี, ดาวเสาร์, ดาวยูเรนัส, และดาวเนปจูน ในปี 1977 ทำให้สบโอกาสที่มนุษย์จะสามารถส่งยานไปเยือนดวงดาวเหล่านั้นได้ โดยใช้เวลาเดินทางเพียงแค่ 12 ปี ในขณะที่การเดินทางไปยังระบบสุริยะรอบนอกเมื่อดวงดาวไม่ได้เรียงตัวกันเลยนั้น จะต้องใช้เวลายาวนานถึง 30 ปีเลยทีเดียว

โอกาสทองที่จะมาถึงเพียงครั้งเดียวในรอบ 175 ปี ทำให้องค์การนาซาตัดสินใจส่งยานสองลำไปทำการสำรวจระบบสุริยะครั้งใหญ่ โดยยานวอยาเจอร์ 1 บินผ่านดาวพฤหัสบดีในปี 1979 และบินผ่านดาวเสาร์ในปี 1980 แต่หลีกเลี่ยงไม่บินผ่านดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน เพราะต้องการมุ่งไปสำรวจดวงจันทร์ไททันของดาวเสาร์เป็นกรณีพิเศษ ส่วนยานวอยาเจอร์ 2 ได้ไปเยือนดาวเคราะห์รอบนอกของระบบสุริยะครบทั้ง 4 ดวง ซึ่งปัจจุบันยานนี้ยังคงเป็นยานอวกาศของมนุษย์ลำเดียว ที่สามารถไปถึงดาวยูเรนัสและเนปจูนในปี 1986 และ 1989 ตามลำดับ

ดร.ฟราน บาเกนัล นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโคโลราโดของสหรัฐฯ ซึ่งเป็นสมาชิกของทีมควบคุมยานวอยาเจอร์ในอดีต บอกว่า "แผนการของเราประสบความสำเร็จอย่างน่าอัศจรรย์ หากวอยาเจอร์ 2 ออกเดินทางในปี 1980 แทนที่จะเป็นสามปีก่อนหน้านั้น กว่าจะไปถึงดาวเนปจูนก็คงเป็นปี 2010 แล้ว ผมว่าคงไม่มีใครสนับสนุนการเดินทางที่ยาวนานขนาดนั้น"

การเรียงตัวของดวงดาวยังมีประโยชน์ต่อการศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ (exoplanets) โดยปรากฏการณ์ทรานซิต (transit) หรือชั่วขณะที่ดาวเคราะห์เคลื่อนผ่านตัดหน้าดาวฤกษ์ จนแสงจ้าจากดาวฤกษ์มืดมัวลงชั่วคราว จะเปิดโอกาสให้นักวิทยาศาสตร์ทราบถึงขนาดและวงโคจรที่แน่นอนของดาวเคราะห์ ซึ่งตอนนั้นกำลังเรียงตัวในแนวเดียวกับดาวฤกษ์ศูนย์กลางของมันได้

วิธีการนี้เคยทำให้นักดาราศาสตร์ค้นพบ "แทรปปิสต์-วัน" (Trappist-1) ระบบดาวที่อยู่ห่างจากโลก 40 ปีแสง ซึ่งมีดาวแคระแดงเป็นดาวฤกษ์ศูนย์กลาง และมีดาวเคราะห์บริวารที่มีขนาดใกล้เคียงโลกอีก 7 ดวงมาแล้ว เราสามารถเฝ้าสังเกตปรากฏการณ์ทรานซิตของดาวบริวารทั้งหมดในแทรปปิสต์-วัน ได้จากพื้นโลก ทำให้พบว่าดาวเคราะห์แต่ละดวงโคจรโดยเกิดการกำทอน (resonance) กับดาวดวงถัดไป เช่นหากดาวดวงนอกสุดของระบบโคจรวนรอบดาวฤกษ์ครบ 2 รอบ ดาวดวงถัดไปที่อยู่ชิดเข้ามาด้านใน จะโคจรวนรอบดาวฤกษ์ครบ 3 รอบ ด้วยเวลาที่เท่ากัน ส่วนดาวเคราะห์ดวงถัด ๆ ไปก็จะเพิ่มรอบการโคจรขึ้นเป็น 4, 5, 6, 7 ตามลำดับ

การโคจรที่แปลกประหลาดเช่นนี้ ทำให้มีโอกาสที่ดาวเคราะห์ในระบบแทรปปิสต์-วัน จะเรียงตัวกันเป็นเส้นตรงได้บ่อยครั้ง ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ไม่เคยเกิดขึ้นในระบบสุริยะของเรา

การศึกษาปรากฏการณ์ทรานซิตของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ทำให้เราทราบได้ว่าดาวดวงนั้นมีชั้นบรรยากาศหรือไม่ และถ้ามีชั้นบรรยากาศ ท้องฟ้าของดาวดวงนั้นมีองค์ประกอบเป็นธาตุอะไรบ้าง "ในขณะที่ดาวบริวารเคลื่อนผ่านตัดหน้าหรือเรียงตัวในแนวเดียวกับดาวฤกษ์ แสงจากดาวฤกษ์จะส่องผ่านดาวเคราะห์และเกิดการดูดซับคลื่นแสงในบางความยาวคลื่น ตามแต่ชนิดของอะตอมและโมเลกุลของแร่ธาตุที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศนั้น หลายครั้งเรามักจะพบก๊าซที่ชาวโลกรู้จักกันดี อย่างเช่นออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์" ดร.เจสซี คริสเตียนเซน จากสถาบันวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะของนาซากล่าว

การเรียงตัวกันของดวงดาวในระดับมหึมา อย่างเช่นการเรียงตัวในแนวเดียวกันของกาแล็กซีสองแห่งขึ้นไป ก็สามารถช่วยให้เราสำรวจจักรวาลในขอบเขตที่กว้างขวางขึ้นได้ ตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุดในเรื่องนี้คือปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วง (gravitational lensing) ซึ่งจะเกิดขึ้นเมื่อแสงที่เดินทางมาจากห้วงอวกาศลึกอันไกลโพ้น ถูกทำให้บิดเบี้ยวโค้งงอขณะเฉียดผ่านวัตถุมวลมากที่มีแรงโน้มถ่วงมหาศาล อย่างเช่นหลุมดำหรือกระจุกกาแล็กซีต่าง ๆ ทำให้เกิดการขยายภาพของวัตถุอวกาศที่อยู่ห่างไกลให้มีขนาดใหญ่ขึ้น ทั้งยังดูบิดโค้งเป็นวงแหวนมากขึ้น เหมือนกับใช้เลนส์ของแว่นขยายส่องดูนั่นเอง

หากกาแล็กซีขนาดยักษ์หรือกระจุกดาราจักร เกิดการเรียงตัวในแนวเดียวกันกับกาแล็กซีอายุเก่าแก่ที่อยู่ห่างไกลออกไป โดยการเรียงตัวนี้ตรงกับแนวสายตาของผู้สังเกตการณ์ เราสามารถใช้สนามความโน้มถ่วงของกาแล็กซีที่อยู่ใกล้กว่า เป็นเลนส์ขยายภาพกาแล็กซีโบราณในห้วงอวกาศอันไกลโพ้นให้ใหญ่ขึ้นและชัดเจนขึ้นได้ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์ (JWST) ใช้เทคนิคนี้ในการค้นหากาแล็กซีและดาวฤกษ์โบราณอย่าง Earendel ซึ่งถือกำเนิดขึ้นในช่วง 1,000 ล้านปีแรกของเอกภพที่ปัจจุบันมีอายุเก่าแก่ถึง 13,700 ล้านปีแล้ว

ล่าสุดในปี 2024 นิก ทูเซย์ นักศึกษาระดับปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียสเตตของสหรัฐฯ ได้ทดลองใช้ปรากฏการณ์ทรานซิตค้นหาร่องรอยการสื่อสารของสิ่งมีชีวิตทรงภูมิปัญญาต่างดาวหรือ "เอเลียน" ที่อาจมีอยู่ในระบบดาวแทรปปิสต์-วัน อย่างเช่นคลื่นวิทยุที่ส่งข้ามห้วงอวกาศไปมา คล้ายกับที่มนุษย์ส่งไปยังยานและหุ่นยนต์สำรวจบนดาวอังคาร แต่เป็นที่น่าเสียดายว่า ทุกวันนี้ทูเซย์ยังไม่พบคลื่นสัญญาณจากอารยธรรมนอกโลกดังกล่าวเลย