สองวันเศษแล้วตั้งแต่มีข่าวที่ถือว่าเป็นข่าวระดับโลก เมื่ออุกกาบาตขนาดเล็กซึ่งหลุดรอดการตรวจจับพุ่งเข้าสู่บรรยากาศโลกและระเบิดเหนือน่านฟ้ารัสเซียช่วงบ่ายของวันที่ 15 กุมภาพันธ์ตามเวลาในไทย

ความเสียหายที่เกิดขึ้น และเรื่องราวต่างๆที่ตามมาจากมันไหลออกมาเต็มไปหมด
ไม่แค่ในโลกออนไลน์ แต่ลุกลามไปถึงกระทั่งในข่าวทีวีหลายๆช่อง
แล้วอะไรคือความจริงของเหตุการณ์หายากครั้งนี้กันแน่?
จริงๆแล้วผมก็ไม่ได้กะตั้งกระทู้หรอกครับ มันเป็นกระทู้ฉุกเฉินซึ่งจัดทำอย่างเร่งด่วน ดังนั้นลำดับการเรียงข้อมูลและภาพอาจไม่ได้ดีนัก ต้องขออภัย
แต่ผมพยายามคัดกรองและวิเคราะห์ข้อมูลที่จะปรากฎต่อจากนี้เต็มที่แล้ว หากยังมีอะไรหลุดช่วยเตือนด้วยจะได้รีบทำการแก้ไขต่อไปครับ

สองวันที่ผ่านมามีกระทู้ผุดเป็นสิบๆในหว้ากอ บ้างก็เป็นคำถามซ้ำๆ บ้างก็เข้าใจผิด
ผมเองเจอเพื่อนระดมยิงคำถามใส่จากหลายทิศทางอยู่เหมือนกัน และจนวันนี้ก็ยังมีอยู่ เลยแบบว่า... เอาวะ ทำข้อมูลให้มันครบๆซักที่นึงก็แล้วกัน

---

1. อุกกาบาตคืออะไร? เหมือนๆกันทุกก้อนหรือไม่?
สำหรับคำถามที่ว่าอุกกาบาตคืออะไร ผมว่าทุกท่านคงทราบดีอยู่แล้ว ไม่ต้องตอบอะไรมั้ง?
แหะๆ สั้นๆดีกว่า อุกกาบาตคือเทหวัตถุขนาดเล็กในอวกาศที่หลุดรอดถึงผิวโลกครับ (ถ้าอยู่ในอวกาศเรียกว่าสะเก็ดดาว) พวกมันเป็นซากจากการก่อกำเนิดระบบสุริยะ เหมือนเศษทรายเศษหินที่เหลือจากการสร้างตึกซักหลังนี่แหละครับ
พวกมันส่วนใหญ่โคจรอยู่อย่าง(ค่อนข้าง)มีระบบในแถบดาวเคราะห์น้อย 3 แถบหลักได้แก่
- แถบดาวเคราะห์น้อยหลัก อยู่แถวๆระหว่างวงโคจรดาวอังคารและดาวพฤหัสสบดี จำนวนที่พบแล้วถึงวันนี้มากกว่า 50,000 ดวง
- กลุ่มดาวเคราะห์น้อยโทรจัน มีสองกลุ่มย่อย กลุ่มละหลายพันดวง วางตัวอยู่ในจุดสมมูลทางแรงโน้มถ่วงที่เกิดจากดาวพฤหัสและดวงอาทิตย์ เคลื่อนที่ตามดาวพฤหัสไปเรื่อยๆ
- แถบดาวเคราะห์น้อยไคเปอร์ วางตัวอยู่นอกเขตดาวเนปจูนไกลออกไปจนถึงขอบนอกๆของระบบสุริยะ คาดการณ์จำนวนไว้มากกว่า 1,000,000 ดวง หรืออาจถึงหลายพันล้านดวง


บรรดาเศษสะเก็ดดาวและดาวเคราะห์น้อยในสามกลุ่มนี้นั้นนับเป็นกว่า 95% ของสะเก็ดดาวในระบบสุริยะเราแล้ว แต่อีก 5% ไปไหน?
คำตอบคือพวกมันโคจรสะเปะสะปะครับ มีวงโคจรตัดไปๆมาๆกับดาวเคราะห์ต่างๆ และแน่นอน กับโลกของเราด้วย...

นับตั้งแต่กลุ่มดาวหางชูเมกเกอร์-เลวี่ 9 (schumacher-levy 9 comet) พุ่งชนดาวพฤหัสในเดือนกรกฎาคม 1994
นักดาราศาสตร์ทั่วโลกรวมถึงรัฐบาลของประเทศผู้นำด้านอวกาศเล็งเห็นอันตรายจากการพุ่งชนของอุกกาบาตอย่างจริงจัง และเริ่มก่อตั้งความร่วมมือในการเฝ้าระวังและค้นหาวัตถุซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อโลก
เราเรียกวัตถุอันตรายเหล่านั้นว่า 'NEOs' (Near Earth Objects) จากวันนั้นถึงวันนี้ จำนวนของ NEOs นั้นเพิ่มขึ้นจากไม่กี่ร้อยกี่พันไปเป็นหลักแสนทีเดียว!


สะเก็ดดาวมีหลากหลายขนาด ตั้งแต่ชิ้นขนาดเท่าเหรียญบาทไปจนถึงใหญ่เท่าเมืองทั้งเมือง(ดาวเคราะห์น้อย) ความยากง่ายในการหาพวกนั้นขึ้นกับขนาดเกือบจะโดยตรงครับ
เพราะสะเก็ดดาวขนาดใหญ่จะสว่างกว่าขนาดเล็ก ดังนั้นจึงง่ายในการตรวจจับตั้งแต่ระยะไกล รวมถึงง่ายในการเก็บข้อมูลอื่นๆเพื่อนำไปคำนวณวิถีโคจรของมันอีกด้วย
ดังนั้นสำหรับสะเก็ดดาวขนาดใหญ่ เราจึงไม่ได้กังวลนัก เพราะมันง่ายต่อการมองเห็นและรู้ล่วงหน้าเป็นเวลานาน

สิ่งที่นักดาราศาสตร์พยายามอยู่ในขณะนี้คือการหาสะเก็ดดาวขนาดกลาง ซึ่งมีขนาดในหลักร้อยเมตรลงไปจนถึงหลายสิบเมตร พอเห็นได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่และกล้องอินฟราเรด แต่ไม่ใช่เรื่องง่าย
สะเก็ดดาวกลุ่มนี้ถูกค้นพบเพิ่มจำนวนมากทุกปี บ้างก็พบก่อนมันจะเข้าใกล้โลกแค่ไม่กี่เดือน อย่างเจ้า 2012DA14 ที่เพิ่งผ่านไปไม่กี่วันก่อน
อุกกาบาตขนาดกลางหากพุ่งชนมีพลังทำลายระดับระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์ (ระเบิดไฮโดรเจน) ตั้งแต่ 1 ถึงหลายร้อยลูกครับ

อีกกลุ่มคือสะเก็ดดาวขนาดเล็ก ตั้งแต่ 20-30 เมตรลงไป ณ วันนี้ยังคงแทบเป็นไปไม่ได้ที่จะพบมันในระยะไกล ส่วนใหญ่ของพวกมันพบก่อนผ่านโลกแค่ไม่กี่ชั่วโมง ไม่ก็เข้ามาในบรรยากาศโลกแล้วด้วยซ้ำไป
สะเก็ดดาวขนาดเล็กน่าจะเป็นชนิดที่มีมากที่สุด และอาจพุ่งใส่โลกได้ทุกๆไม่กี่ปี ความเสียหายไม่ได้ร้ายแรงแต่ก็ส่งผลต่อชีวิตและทรัพย์สินหากตกลงเมือง ดังนั้นพวกมันก็อันตราย
พลังงานที่พวกมันมีก็ตั้งแต่ระเบิดลูกเล็กๆไปจนถึงระเบิดนิวเคลียร์ครับ

แต่นอกจากการแบ่งมันตามขนาดแล้ว เรามักแบ่งอุำกกาบาตตามองค์ประกอบของมันอีกด้วยครับ โดยมี 3 ชนิดหลัก (ซึ่งแบ่งย่อยได้อีกร่วม 50 กลุ่ม) ได้แก่

- อุกกาบาตชนิดหิน มีส่วนประกอบเป็นหินซิลิเกตและธาตุเบาเหมือนที่พบในหินบนโลก ความหนาแน่นประมาณ 2-4g/cm³

- อุกกาบาตชนิดหินผสมโลหะ เหมือนข้างบน แต่มีโลหะปนๆมาด้วย อุกกาบาตกลุ่มนี้มักมีผลึกแร่กระจายอยู่ทั่วภายใน มีความหนาแน่นราวๆ 4-7 g/cm³

- อุกกาบาตชนิดโลหะ มีโลหะเกือบทั้งหมด เป็นอุกกาบาตที่ค่อนข้างสว่างเพราะโลหะสะท้อนแสงดี และหนาแน่นสูงมากตั้งแต่ 7-1x g/cm³

อุกกาบาตชนิดโลหะพบได้ยากมากครับ เท่าที่เราทราบมันมีประมาณแค่ 6% ของอุกกาบาตทั้งหมด อีกสองชนิดที่เหลือพอๆกัน
การตีความชนิดของสะเก็ดดาวพอบอกได้จากความสว่างเทียบกับขนาดของมัน ยิ่งสว่างมากก็มีแนวโน้มที่จะเป็นโลหะสูง แต่ถ้ามากเวอร์ๆจะกลายเป็นพวกดาวหางที่เป็นฝุ่นผสมน้ำแข็งแทน ดังนั้นการตรวจสอบว่าสะเก็ดดาวก้อนนึงๆใหญ่ขนาดไหน เร็วเท่าไหร่ เป็นชนิดไหนนั้นไม่ใช่งานง่ายนักครับ...

---

2. เมื่ออุกกาบาตเข้ามาในบรรยากาศโลกจะเกิดอะไรขึ้นต่อ?
สะเก็ดดาวเป็นวัตถุที่ "เร็ว" ครับ จริงๆวัตถุในอวกาศต่างมีความเร็วสูงกันทั้งนั้น ไม่ใช่มันอยากเร็วแต่มันปฏิบัติตามกฎแรงโน้มถ่วงครับ
อย่างโลกเราเอง ก็กำลังวิ่งไปรอบๆดวงอาทิตย์เร็วถึง 30km/s เพื่อรักษาวงโคจรไว้
การบอกความเร็วอุกกาบาตเรามักบอกเป็นความเร็ว "เทียบกับพื้นโลก" เพื่อให้ง่ายต่อการคำนวณผลที่เกิดขึ้น
โดยส่วนใหญ่พวกมันไม่น่ามีดวงไหนที่ช้ากว่า 10km/s (33 มัค) ไปจนถึงระดับ 80km/s (250 มัค) หรือมากกว่า

บรรยากาศโลกมีอนุภาคหนาแน่นกว่าในอวกาศมาก ดังนั้นพวกมันจะเจอแรงต้านอากาศ(Drag Force) ที่รุนแรงมาก (แรงต้านขึ้นกับความเร็วยกกำลังสอง) ทำให้พวกมันช้าลงอย่างรวดเร็ว
ชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นพอจะมีผลต่อสะเก็ดดาวโดยตรงคือชั้นมีโซสเฟียร์ ราวๆ 80km เหนือพื้นโลกครับ นี่คือจุดที่สะเก็ดดาวเริ่ม "ลุกเป็นไฟ" เอ... แต่คำนี้อาจไม่ได้ถูกต้องซักเท่าไหร่
สะเก็ดดาวเมื่อพุ่งเข้าสู่บรรยากาศมันจะกระแทกอากาศด้านหน้ามันอย่างรุนแรงและเพิ่มความดันอากาศด้านหน้ามันอย่างเฉียบพลัน
**กฎของแก๊สบอกเราว่า ความดันแปรผันตรงกับอุณหภูมิ ถ้าความดันเพิ่ม อุณหภูมิก็จะเพิ่มด้วย
สิ่งนี่ส่งผลให้อากาศด้านหน้าอุกกาบาตร้อนขึ้นอย่างมากจนแตะระดับหลายพันองศา พวกมันกลายเป็นพลาสม่าและลุกจ้าอยู่รอบๆอุกกาบาตครับ
ดังนั้นที่เราพูดๆกันว่าอุกกาบาตเสียดสีจนลุกไหม้จึงไม่ถูกซะทีเดียว แต่ความร้อนจากการเสียดสีของอากาศก็ทำให้อุกกาบาตร้อนขึ้นนะ เพียงแค่มันมีส่วนน้อยมากเมื่อเทียบกับความร้อนจากอากาศที่โดนอัดด้านหน้ามันเท่านั้นเอง

ดังนั้นเมื่อเราเริ่มเห็นอุกกาบาตลุกจ้า นั่นเกิดขึ้นที่ราวๆตอนล่างของชั้นมีโซสเฟียร์ แถวๆ 60km เหนือพื้นดินขึ้นไปครับ
ทีนี้เจ้าพวกสะเก็ดดาวขนาดเล็กมากๆ ซึ่งอาจเรียกเป็นดาวตกหรือฝีพุ่งใต้ ซึ่งมีขนาดแค่ไม่กี่มิลลิเมตร ไปจนถึงไม่กี่สิบเซนติเมตรพวกมันจะระเหิดหายไปหมดในมีโซสเฟียร์ครับ กลุ่มนี้คือกลุ่มหลักๆของวัตถุที่เข้าสู่โลกในทุกวัน วันละหลายพันลูก และเติมน้ำหนักให้กับโลกวันละหลายสิบตันอีกด้วย
ใหญ่มาหน่อยที่ประมาณครึ่งเมตรก็หายไปหมดก่อนถึงพื้นอยู่ดีแค่อาจเห็นแสงช่วงตอนกลางวันครับ

สะเก็ดดาวสามารถเข้าโลกได้หลายมุม โดยเรามักใช้มุมที่มันทำกับบรรยากาศโลกเป็นตัวบอก โดยที่...
- กรณีเข้ามุมตื้นมาก สะเก็ดดาวพวกนี้มักแฉลบออกนอกโลกหากมาเร็วๆ แบบที่เราปาหินให้กระดอนไปบนน้ำนี่แหละครับ (มุมปะทะน้อยกว่า 10 องศา)
- เข้ามุมตื้น (10-30 องศา) สะเก็ดดาวที่เข้ามุมนี้จะมีระยะวิ่งยาวมาก ตั้งแต่ร้อยกว่าถึงหลายร้อยกิโลเมตรจึงจะชนโลก พลังงานส่วนใหญ่ของมันจึงถูกส่งไปที่อากาศและให้คลื่นกระแทก(โซนิคบูม) เป็นหลัก ก่อนจะกระแทกพื้นดิน
- เข้ามุมค่อนชัน (30-60 องศา) ระยะวิ่งของมันจะเหลือไม่ราวๆ 100km โซนิคบูมเกิดเช่นกัน แต่พลังงานในการปะทะสูงขึ้นมาก
- เข้ามุมชันมาก (60-90 องศา) ระยะวิ่งน้อยกว่า 100km มีโซนิคบูม แต่พลังงานส่วนใหญ่เกิดในการปะทะ
เมื่อดูจากมุมที่พวกมันเข้าสู่บรรยากาศโลก ยิ่งมุมปะทะตื้นเท่าไหร่ พวกมันก็จะปลอดภัยมากขึ้นครับ เนื่องจากมีระยะลดความเร็วและกระจายพลังงานไกลขึ้น พวกอุกกาบาตที่สร้างการทำลายล้างและหลุมขนาดใหญ่คือพวกมุมชันสูงๆนั่นเอง

ความร้อนหลายพันองศาที่เกิดขึ้นด้านหน้าอุกกาบาตช่วงระหว่างการลุกจ้าก็ถูกส่งผ่านไปที่อุกกาบาต...

อุกกาบาตนั้นประกอบด้วยส่วนประกอบซับซ้อน แม้เราจะมีชนิดของมันแล้ว แต่ไม่ได้หมายถึงพวกมันประกอบด้วยวัสดุเหล่านั้น 100% ภายในยังมีน้ำแข็ง แอมโมเนีย กัมมันตรังสีและสารประกอบอีกเป็นร้อยๆชนิด ซึ่งพวกมันมี "จุดเดือด" ต่างกันไป
อุณหภูมิที่สูงจัดทำให้สารจุดหลอมเหลวต่ำเช่นน้ำ หรือพวกโลหะอย่างลิเธียม เริ่มกลายเป็นไอ และสถานะแก๊ส มี "ปริมาตร" เยอะกว่าของเหลวหรือของแข็งมาก ในระดับเป็นพันเท่า
แก๊สพวกนี้อาจเกิดขึ้นที่ผิว และสร้างควันเป็นทางยาวซึ่งไม่ได้สร้างปัญหาเท่าไหร่
ปัญหาคือถ้าแก๊สนั้นดันไปเกิด "ภายใน" อุกกาบาตขึ้นมา แก๊สพวกนี้จะสร้างแรงดันและอาจทำลายอุกกาบาตเป็นชิ้นๆได้

และนี่คือสิ่งที่เกิดขึ้น
- สำหรับอุกกาบาตที่โครงสร้างไม่แข็งแรงอย่างชนิดหินหรือโลหะปนหิน เมื่อมันเข้าสู่บรรยากาศชั้นล่างๆ แถบๆตอนล่างของสตราโตสเฟียร์ (12-20km) บรรยากาศที่หนาแน่นขึ้นมากและความร้อนจำนวนมากมักทำให้อุกกาบาต "ระเบิด" และแตกเป็นเศษเล็กเศษน้อย
พลังจากการระเบิด แม้กับอุกกาบาตขนาดแค่ไม่กี่สิบเมตรก็ปล่อยพลังงานเท่าๆกับระเบิดนิวเคลียร์ขนาดเล็กได้เลยทีเดียว
- สำหรับอุกกาบาตโลหะที่แข็งกว่ามาก แก๊สพวกนี้อาจแค่สร้างรอยแตกและรั่วออกมาโดยไม่ระเบิดอุกกาบาต ผลที่เกิดคงเป็นแค่การเปลี่ยนทิศทางของมันเล็กๆน้อยๆ พวกมันจะยังคงกระแทกพื้นโลกเป็นชิ้นเดียวหรือน้อยชิ้น และสร้างการระเบิดที่รุนแรงพร้อมหลุมขนาดใหญ่

ทีนี้ถ้ามันเป็นไปได้ยากมากในการจับสะเก็ดดาวขนาดเล็ก แล้วเราจะทำอะไรมันได้มั้ยเมื่อมันเข้าชั้นบรรยากาศโลกมาแล้ว?
ด้วยความเร็วสูงมากของสะเก็ดดาว แม้มันจะช้าลงแต่ยังคงเหลือความเร็วอย่างน้อยหลาย km/s ถึงประมาณหลายสิบ km/s แม้ลูกที่ช้าที่สุด มันก็ยังเร็วกว่าอะไรก็ตามที่มนุษย์ทำได้ (ไม่นับ ICBM)
เวลาที่เราจะตอบสนองสะเก็ดดาวที่เข้าสู่บรรยากาศโลกแล้วอยู่ราว 30-45 วินาที (กรณีเข้ามุมตื้น) ไปจนถึงแค่ 10-15 วินาที (กรณีเข้ามุมชัน)
ทำให้ยังคงไม่มีระบบไหนที่ต่อต้านพวกมันได้ทันเมื่อมันเข้ามาแล้ว (แค่สั่งการหรือส่งข้อมูลผ่านสายบัญชาการก็แทบไม่ทันแล้ว)

---