ช่วงชีวิตของคน ๆ หนึ่ง มีโอกาสสังเกตปรากฏการณ์ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ได้ไม่เกิน 2 ครั้ง วันอังคารที่ 8 มิถุนายน 2547 หรือเมื่อ 8 ปีที่แล้ว ได้เกิดปรากฏการณ์ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ขึ้นเป็นครั้งแรกในรอบ 122 ปี เห็นได้ในประเทศไทยระหว่างเวลาประมาณ 12:13 – 18:21 น.
วันพุธที่ 6 มิถุนายน 2555 จะเกิดปรากฏการณ์ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ให้เห็นได้ในประเทศไทยอีกครั้ง และนับเป็นครั้งสุดท้ายในศตวรรษนี้ (ทั้งพุทธศตวรรษที่ 26 และคริสต์ศตวรรษที่ 21) หลังจากครั้งนี้ คู่ถัดไปจะเกิดขึ้นในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2660 (ค.ศ. 2117) และ พ.ศ. 2668 (ค.ศ. 2125)
 |
| ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ วันที่ 8 มิถุนายน 2547 ถ่ายจากยานเทรซ (TRACE) ขององค์การนาซา (ภาพ – NASA/LMSAL) |
ดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์วงใน มีวงโคจรอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าโลก ดาวศุกร์เคลื่อนมาอยู่ในแนวระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ หรือที่เรียกว่าการร่วมทิศแนววงใน (inferior conjunction) เฉลี่ยทุก ๆ 584 วัน (ประมาณ 1 ปี 7 เดือน) แต่ไม่เกิดปรากฏการณ์ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ทุกครั้ง เนื่องจากระนาบวงโคจรของดาวศุกร์ไม่ได้อยู่ในระนาบเดียวกับระนาบวงโคจรของโลก แต่ทำมุมเอียงประมาณ 3.4° ช่วงที่มีโอกาสจะเกิดปรากฏการณ์ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ได้ จึงต้องเป็นช่วงที่เกิดการร่วมทิศแนววงในตรงบริเวณใกล้จุดตัดระหว่างระนาบทั้งสอง ซึ่งมี 2 จุด จุดที่ดาวศุกร์เคลื่อนจากใต้ระนาบวงโคจรของโลกขึ้นมาเหนือระนาบดังกล่าว เรียกว่าจุดโหนดขึ้น (ascending node) อีกจุดหนึ่งอยู่ตรงข้าม เป็นจุดที่ดาวศุกร์เคลื่อนจากเหนือระนาบวงโคจรของโลกลงไปใต้ระนาบ เรียกว่าจุดโหนดลง (descending node)
เมื่อเกิดการผ่านหน้า ดาวศุกร์จะปรากฏเป็นดวงกลมดำขนาดเล็กบนผิวหน้าดวงอาทิตย์ แม้จะเล็ก แต่ก็ใหญ่พอที่จะสามารถสังเกตเห็นได้ด้วยตาเปล่าในยามที่ดวงอาทิตย์อยู่ใกล้ขอบฟ้า หรือเมื่อมองผ่านแผ่นกรองแสงในเวลาที่ดวงอาทิตย์อยู่สูงบนท้องฟ้า ยุคปัจจุบัน ดาวศุกร์มีโอกาสผ่านหน้าดวงอาทิตย์ได้เฉพาะในเดือนมิถุนายนและธันวาคมเท่านั้น ซึ่งเป็นจังหวะที่ดาวศุกร์โคจรผ่านใกล้จุดโหนดลงและจุดโหนดขึ้น ตามลำดับ หากย้อนไปในอดีต 4,000 ปี ดาวศุกร์มีจุดโหนดอยู่ห่างไปทางทิศตะวันตกของจุดโหนดในปัจจุบัน สมัยนั้น ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์มีโอกาสเกิดขึ้นในเดือนพฤษภาคมและพฤศจิกายน
ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์เกิดเป็นคู่ ห่างกัน 8 ปี เมื่อเกิดที่จุดโหนดขึ้นคู่หนึ่งแล้ว จะเว้นระยะไป 105.5 ปี จึงเกิดที่จุดโหนดลงอีกคู่หนึ่ง จากนั้นเว้นระยะไปอีก 121.5 ปี จึงกลับมาเกิดที่จุดโหนดขึ้น เป็นเช่นนี้ไปเรื่อย ๆ แต่ไม่ตลอดไป จึงแบ่งเป็นชุด ๆ ได้ในลักษณะเดียวกับซารอส (saros) ของอุปราคา
 |
| ระนาบวงโคจรของดาวศุกร์เอียงทำมุมกับระนาบวงโคจรโลก (เรียกอีกชื่อหนึ่งว่าระนาบสุริยวิถี) ทำให้เกิดจุดตัด 2 จุด เส้นที่เชื่อมระหว่างกันเรียกว่าเส้นโหนด หากโลกและดาวศุกร์อยู่ใกล้แนวเส้นโหนด โดยดาวศุกร์อยู่ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ จะเกิดปรากฏการณ์ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ |
ขั้นตอนของปรากฏการณ์
ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ในวันที่ 6 มิถุนายน 2555 มีลำดับขั้นตอนของปรากฏการณ์ที่แบ่งได้เป็น 4 สัมผัส
สัมผัสที่ 1 หรือเริ่มเข้า (external ingress) เกิดขึ้นในจังหวะที่ขอบดาวศุกร์เริ่มแตะขอบดวงอาทิตย์ ดาวศุกร์จะเริ่มปรากฏเป็นส่วนโค้งสีดำ เคลื่อนเข้าไปในดวงอาทิตย์ ประเทศไทยไม่สามารถสังเกตสัมผัสที่ 1 ได้ เนื่องจากดวงอาทิตย์ยังไม่ขึ้น
สัมผัสที่ 2 หรือเข้าหมดทั้งดวง (internal ingress) เป็นจังหวะที่ดาวศุกร์ทั้งดวงเคลื่อนเข้าไปอยู่ในวงดวงอาทิตย์เป็นครั้งแรก ขอบดาวศุกร์จะสัมผัสกับขอบด้านในของดวงอาทิตย์ ประเทศไทยไม่เห็นสัมผัสที่ 2 เนื่องจากดวงอาทิตย์ยังอยู่ใต้ขอบฟ้า หลังจากนั้น ดาวศุกร์จะเคลื่อนที่อย่างช้าๆ เข้าในดวงอาทิตย์ลึกมากขึ้นเรื่อย ๆ
จังหวัดในภาคตะวันออกเฉียงเหนือเห็นดวงอาทิตย์ขึ้นก่อนภาคอื่น ๆ บริเวณชายแดนที่ติดกับประเทศลาวจะเห็นดาวศุกร์อยู่ใกล้ขอบดวงอาทิตย์มากที่สุดขณะดวงอาทิตย์ขึ้น จากนั้นเวลาประมาณ 08:32 – 08:33 น. ดาวศุกร์จะเข้าในดวงอาทิตย์ลึกที่สุด นับเป็นกึ่งกลางของปรากฏการณ์
สัมผัสที่ 3 หรือเริ่มออก (internal egress) เกิดขึ้นเมื่อขอบดาวศุกร์สัมผัสกับขอบด้านในของดวงอาทิตย์ และกำลังจะออกจากดวงอาทิตย์ กรุงเทพฯ เกิดขึ้นเวลา 11:32:28 น. ขอบดวงอาทิตย์จะแหว่งเว้าเนื่องจากดาวศุกร์เป็นเวลานานประมาณ 17 นาที
สัมผัสที่ 4 หรือออกหมดทั้งดวง (external egress) เป็นจังหวะที่ดาวศุกร์เคลื่อนออกจากดวงอาทิตย์อย่างสมบูรณ์ ขอบดาวศุกร์สัมผัสกับขอบด้านนอกของดวงอาทิตย์ นับเป็นการสิ้นสุดปรากฏการณ์ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ กรุงเทพฯ เกิดขึ้นเวลา 11:49:50 น.
ดาวศุกร์อยู่ใกล้โลก ทำให้ผู้สังเกตในที่ต่าง ๆ บนผิวโลก เห็นดาวศุกร์มีตำแหน่งต่างกันเล็กน้อยในเวลาเดียวกัน ซึ่งเป็นผลจากแพรัลแลกซ์ (parallax) เราอาจทำความเข้าใจการเกิดแพรัลแลกซ์ได้ง่าย ๆ โดยการยกนิ้วมือขึ้นมาข้างหน้า เหยียดแขนออกไป แล้วมองนิ้วของเราโดยการปิดตาทีละข้างสลับกัน จะเห็นได้ว่าตำแหน่งของนิ้วเมื่อเทียบกับผนังหรือทิวทัศน์ที่อยู่ไกล ๆ เปลี่ยนแปลงไปมา การวัดตำแหน่งดาวศุกร์จากสถานที่ที่ห่างกัน สามารถนำมาใช้วัดระยะห่างระหว่างโลกกับดาวศุกร์ได้ โดยอาศัยความรู้เรื่องตรีโกณมิติ
เวลาของสัมผัสต่าง ๆ
ปัจจุบันการคำนวณตำแหน่งดาวเคราะห์ในระบบสุริยะมีความแม่นยำสูง การพยากรณ์เวลาสัมผัสต่าง ๆ สามารถกระทำได้เมื่อทราบตำแหน่งของดวงอาทิตย์ ดาวศุกร์ โลก และผู้สังเกตบนผิวโลก การพยากรณ์เวลาดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์อาจแบ่งได้เป็น 2 กรณี คือ
- ไม่คำนึงถึงผลจากชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์
- คำนึงถึงผลจากชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ ซึ่งทำให้ดาวศุกร์มีขนาดใหญ่กว่ากรณีแรกราวร้อยละ 1
ตารางด้านล่างแสดงรายละเอียดของปรากฏการณ์เมื่อสังเกตจากกรุงเทพฯ และอำเภอเมืองของบางจังหวัด โดยไม่คำนึงถึงผลจากชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ (หากคิดผลจากชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ เวลาสัมผัสที่ 3 จะเร็วขึ้น และสัมผัสที่ 4 จะช้าลง เป็นระยะเวลาประมาณ 4-5 วินาที)
| ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ : 6 มิถุนายน 2555 | ||||
|---|---|---|---|---|
| สถานที่ | ดวงอาทิตย์ขึ้น | เข้าในดวงอาทิตย์ลึกที่สุด | สัมผัสที่ 3 | สัมผัสที่ 4 |
| กรุงเทพฯ | 05:51 น. | 08:32:25 น. | 11:32:28 น. | 11:49:50 น. |
| ขอนแก่น | 05:36 น. | 08:32:13 น. | 11:32:20 น. | 11:49:41 น. |
| จันทบุรี | 05:46 น. | 08:32:23 น. | 11:32:15 น. | 11:49:37 น. |
| เชียงใหม่ | 05:47 น. | 08:32:18 น. | 11:32:49 น. | 11:50:10 น. |
| นครราชสีมา | 05:42 น. | 08:32:18 น. | 11:32:21 น. | 11:49:43 น. |
| ประจวบคีรีขันธ์ | 05:57 น. | 08:32:30 น. | 11:32:28 น. | 11:49:50 น. |
| สงขลา | 06:02 น. | 08:32:36 น. | 11:32:12 น. | 11:49:35 น. |
| อุบลราชธานี | 05:30 น. | 08:32:10 น. | 11:32:04 น. | 11:49:26 น. |
หากต้องการเวลาสัมผัสเมื่อสังเกตจากจังหวัดหรือสถานที่อื่น ๆ ที่ไม่ได้อยู่ในกรุงเทพฯ หรืออำเภอเมืองของจังหวัดในตาราง สามารถใช้เครื่องมือคำนวณด้านล่าง ซึ่งบางกรณีอาจคลาดเคลื่อนจากเวลาในตารางนี้ได้ราว 1-2 วินาที เนื่องจากข้อจำกัดของสมการที่นำมาใช้คำนวณซึ่งถูกลดขั้นตอนให้สั้นลงเพื่อให้คำนวณได้รวดเร็ว
หมายเหตุ: ปกติการระบุเวลาดวงอาทิตย์ขึ้นจะหมายถึงเวลาที่ขอบด้านบนของดวงอาทิตย์แตะขอบฟ้า แต่ในตารางนี้ใช้เวลาเมื่อขอบด้านล่างของดวงอาทิตย์แตะขอบฟ้า (ดวงอาทิตย์ขึ้นมาอยู่เหนือขอบฟ้าทั้งดวง) ขณะดาวศุกร์เข้าในดวงอาทิตย์ลึกที่สุด ดวงอาทิตย์มีมุมเงยประมาณ 40° เมื่อสิ้นสุดปรากฏการณ์ในสัมผัสที่ 4 ดวงอาทิตย์มีมุมเงยประมาณ 80°
ส่วนใหญ่ของประเทศไทยจะเห็นดาวศุกร์เข้าในดวงอาทิตย์แล้วขณะดวงอาทิตย์ขึ้น และเห็นได้เฉพาะสัมผัสที่ 3 กับ 4 ซึ่งเป็นจังหวะที่ดาวศุกร์เคลื่อนออกจากดวงอาทิตย์ แต่อำเภอเมืองของ 4 จังหวัดในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ได้แก่ นครพนม บึงกาฬ มุกดาหาร และสกลนคร (รวมทั้งพื้นที่บริเวณชายแดนด้านตะวันออกที่ติดกับประเทศลาว) มีโอกาสเห็นสัมผัสที่ 2 ซึ่งเป็นช่วงที่ดาวศุกร์เริ่มเคลื่อนเข้ามาในดวงอาทิตย์ โดยเกิดขณะดวงอาทิตย์ขึ้น หรือหลังดวงอาทิตย์ขึ้นไม่นาน อย่างไรก็ตาม อาจสังเกตไม่ได้ เนื่องจากมีอุปสรรคจากเมฆหมอกที่อยู่ใกล้ขอบฟ้า
| สถานที่ | ดวงอาทิตย์ขึ้น | สัมผัสที่ 2 | สัมผัสที่ 3 | สัมผัสที่ 4 |
| นครพนม | 05:27 น. | 05:29:47 น. | 11:32:10 น. | 11:49:32 น. |
| บึงกาฬ | 05:30 น. | 05:29:38 น. | 11:32:19 น. | 11:49:41 น. |
| มุกดาหาร | 05:29 น. | 05:29:52 น. | 11:32:08 น. | 11:49:30 น. |
| สกลนคร | 05:30 น. | 05:29:47 น. | 11:32:13 น. | 11:49:35 น. |
คำนวณเวลาดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์สำหรับสถานที่ใด ๆ บนผิวโลก ดูข้อมูลเพิ่มเติมได้จากลิงค์นี้
การสังเกตการณ์
การสังเกตดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ใช้วิธีเดียวกับการสังเกตสุริยุปราคาบางส่วนและสุริยุปราคาวงแหวน ขณะดวงอาทิตย์เพิ่งขึ้นเหนือขอบฟ้า แสงอาทิตย์ยังอ่อนอยู่โดยเห็นเป็นสีแดงหรือส้ม จึงอาจมองดูด้วยตาเปล่าได้ แต่เมื่อดวงอาทิตย์เคลื่อนสูงขึ้นจนแสงอาทิตย์เริ่มสว่างจ้า ห้ามดูด้วยตาเปล่า ต้องใช้แผ่นกรองแสง หรือการสังเกตการณ์ทางอ้อม (ดูบทความ สุริยุปราคา 21 พฤษภาคม 2555)
ปรากฏการณ์หยดดำ
นักดาราศาสตร์ในอดีตพยายามที่จะวัดเวลาขณะดาวศุกร์แตะขอบดวงอาทิตย์ที่สังเกตได้จากสถานที่ต่างกันของโลก เพื่อนำมาใช้หาระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ แต่สิ่งที่เป็นอุปสรรคคือปรากฏการณ์หยดดำ (black drop effect) ที่มีลักษณะเป็นแถบมืดเชื่อมต่อระหว่างดาวศุกร์กับขอบดวงอาทิตย์ ทำให้การวัดเวลาจังหวะที่ขอบดาวศุกร์กับขอบดวงอาทิตย์แตะกันทำได้ยาก และมีผลต่อความเที่ยงตรงของระยะทาง 1 หน่วยดาราศาสตร์
ในช่วงเวลานั้น นักดาราศาสตร์คาดว่าปรากฏการณ์หยดดำเกิดจากการเลี้ยวเบน (diffraction) หรือการหักเห (refraction) ของแสงผ่านบรรยากาศของดาวศุกร์ แต่การที่พบปรากฏการณ์หยดดำกับดาวพุธที่แทบจะไม่มีบรรยากาศด้วย ทำให้นักดาราศาสตร์เชื่อว่าอาจเกิดจากความปั่นป่วนในบรรยากาศของโลกเอง รวมทั้งเกิดจากทัศนูปกรณ์
ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ครั้งที่ผ่านมาเมื่อ 8 ปีก่อน มีรายงานว่าเมื่อสังเกตด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ ไม่พบปรากฏการณ์หยดดำหรือสังเกตเห็นได้น้อยมาก กำลังแยก (resolving power) ของกล้องโทรทรรศน์ที่ดีขึ้น อาจเป็นปัจจัยหนึ่งที่ทำให้มองเห็นขอบดาวศุกร์คมชัดกว่าในอดีต จึงมีแนวโน้มว่าปรากฏการณ์หยดดำน่าจะเกิดจากทัศนูปกรณ์มากกว่าผลจากบรรยากาศของดาวศุกร์หรือของโลก การสังเกตปรากฏการณ์ในปีนี้อาจช่วยยืนยันสมมุติฐานดังกล่าวก็ได้
 |
| ภาพวาดแสดงให้เห็นวงแสงที่ขอบดาวศุกร์ (กลางภาพ) ซึ่งเกิดจากแสงอาทิตย์ผ่านบรรยากาศของดาวศุกร์ และปรากฏการณ์หยดดำ (ขวามือสุด) ขณะดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์เมื่อ ค.ศ. 1874 (ภาพ – H.N. Russell) |
ดาวพุธผ่านหน้าดวงอาทิตย์
ดาวพุธเป็นดาวเคราะห์วงในอีกดวงหนึ่งที่มีโอกาสเคลื่อนผ่านหน้าดวงอาทิตย์เมื่อสังเกตจากโลก ดาวพุธเคลื่อนที่เร็วกว่า จึงมีโอกาสผ่านหน้าดวงอาทิตย์ได้บ่อยกว่าดาวศุกร์ (ประมาณ 13-14 ครั้งต่อศตวรรษ) การสังเกตดาวพุธผ่านหน้าดวงอาทิตย์ จำเป็นต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ที่มีแผ่นกรองแสงปิดหน้ากล้อง เนื่องจากดาวพุธมีขนาดเล็กมาก เล็กกว่าดาวศุกร์ขณะผ่านหน้าดวงอาทิตย์ประมาณ 5-6 เท่า
ดาวพุธผ่านหน้าดวงอาทิตย์ครั้งล่าสุด เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 9 พฤศจิกายน 2549 ซึ่งเห็นได้ในประเทศไทยตั้งแต่ดวงอาทิตย์ขึ้นจนถึงเวลา 07:11 น. ครั้งถัดไปจะเกิดขึ้นในวันจันทร์ที่ 9 พฤษภาคม 2559 ประเทศไทยสังเกตได้ขณะดวงอาทิตย์กำลังจะตกลับขอบฟ้า กรุงเทพฯ สัมผัสที่ 1 เกิดขึ้นในเวลาประมาณ 18:10 น. ขณะนั้นดวงอาทิตย์มีมุมเงยเพียง 5° จากนั้นดวงอาทิตย์จะตกในเวลา 18:36 น.