เด็กๆ ตัวน้อยจับงานวิจัย "ไขปริศนาจักรวาล"

ดวงดาวไม่ใช่เรื่องไกลตัว และดาราศาสตร์ก็มิใช่เพียงการส่องกล้องดูดาวเท่านั้น ซึ่งเด็กกลุ่มหนึ่งได้พิสูจน์แล้วว่าเรื่องนี้เป็นจริง และสัมผัสได้ด้วยการทำงานวิจัยเกี่ยวกับโลกและดาราศาสตร์ ที่มีอะไรให้ค้นหามากมายกว่าแค่ส่องกล้องดูดาวเพียงอย่างเดียว ผู้จัดการวิทยาศาสตร์นำพาคุณไปสำรวจกิจกรรมของเหล่าเยาวชนว่าเขาค้นฟ้าและคว้าดาวกันได้อย่างไร

โลกก็คือดาวดวงหนึ่งในจักรวาลกว้างท่ามกลางดวงดาราอีกมากมาย ยุววิจัยลีซาก็คือเด็กกลุ่มหนึ่งที่สนใจในวิชาดาราศาสตร์ ท่ามกลางเด็กๆ อีกจำนวนมากที่ยังค้นหาสิ่งที่ตนเองชอบ ซึ่งเหล่ายุวชนคนรักดาวได้อาศัยธรรมชาติในจักรวาลและศูนย์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์โลกและดาราศาสตร์ หรือลีซา (LESA) เป็นแหล่งเรียนรู้นอกห้องเรียนที่ช่วยเปิดโลกทัศน์พวกเขาให้กว้างไกลไปสุดขอบจักรวาล และแสดง "อัจฉริยภาพของเด็กไทย กับงานวิจัยเรื่องโลกและดวงดาว" ให้เป็นที่ประจักษ์

สองยุววิจัยลีซารุ่นจิ๋วอย่างน้องเล็ก ด.ญ.สุธิดา ธนกูลกิจ และ น้องแพร ด.ญ.ชลธิชา จารนัย ชั้น ป.6 โรงเรียนจตุคามวิทยาคม จ.นครราชสีมา เห็นยุววิจัยรุ่นพี่ศึกษาเรื่องการเกิดพายุไต้ฝุ่นในปี 2549 ก็เกิดสนใจเรื่องของพายุขึ้นมาบ้าง ประกอบกับช่วงนั้นคือปลายเดือน ก.ย. 2550 ซึ่งกรมอุตุนิยมวิทยาคาดการณ์ว่าจะเกิดพายุโซนร้อนเลกิมาพัดผ่านมาสู่ประเทศไทย และสุดท้ายก็เป็นไปตามนั้น

สองหนูน้อยไม่รอช้า คว้าปรากฏการณ์ธรรมชาติเรื่องนี้มาเป็นหัวข้อศึกษาวิจัยทันที จึงได้ผลงานออกมาเป็น "การศึกษาปริมาณน้ำฝนจากพายุเลกิมาในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ" โดยใช้แผนที่อากาศ ภาพถ่ายเรดาร์ ภาพถ่ายดาวเทียม และข้อมูลปริมาณน้ำฝนจากสถานีอุตุนิยมวิทยาโชคชัย จ.นครราชสีมา เป็นแหล่งค้นคว้า

"พายุเลกิมาเริ่มก่อตัวตัวในประเทศฟิลิปปินส์ตั้งแต่วันที่ 30 ก.ย. 2550 เคลื่อนที่ไปทางทิศตะวันตก และเติบโตเป็นพายุโซนร้อนในทะเลจีนใต้เมื่อวันที่ 1 ต.ค. จากนั้นได้เคลื่อนตัวเข้าสู่ชายฝั่งประเทศเวียดนาม ซึ่งประเทศไทยก็ได้รับผลกระทบด้วย ทำให้มีฝนตกหนักอย่างต่อเนื่องในทุกจังหวัดของภาคตะวันออกเฉียงเหนือของไทยในช่วงวันที่ 3 - 4 ต.ค. โดยจังหวัดที่มีฝนตกหนักมากที่สุดได้แก่ นครพนม สกลนคร และมุกดาหาร วัดปริมาณน้ำฝนได้ 127.6, 93 และ 90.6 มิลลิเมตร ตามลำดับ" น้องแพร สรุปผลการศึกษาให้ฟัง

ขณะที่ภาวะโลกร้อนและภัยธรรมชาติกำลังคุกคามทุกชีวิตบนโลก เหล่ายุววิจัยก็อดสงสัยกันไม่ได้ว่าปัญหาที่เกิดขึ้นนั้นจะเกี่ยวพันกับรังสียูวี (UV) และชั้นโอโซนด้วยหรือเปล่า เพราะรังสียูวีมีผลต่อสิ่งมีชีวิตบนโลก ส่วนชั้นโอโซนก็ทำหน้าที่กรองรังสียูวีไม่ให้ผ่านชั้นบรรยากาศมาสู่พื้นโลกได้ทั้งหมด

น้องแนน ด.ญ.นริศรา ประยูรหงษ์ และน้องมินท์ ด.ญ.รุจิรา เฮงนพรัตน์กุล 2 นักเรียนชั้น ม.2 โรงเรียนจุฬาภรณราชวิทยาลัย เชียงราย ตั้งสมมติฐานไว้ว่า ความเข้มรังสียูวีและความหนาของชั้นโอโซนน่าจะมีความสัมพันธ์กับแบบผกพัน ซึ่งผลการทดลองที่ได้ก็เป็นไปตามสมมติฐานที่ตั้งไว้ในตอนแรก โดยพวกเธอได้เก็บข้อมูลรังสีจากดวงอาทิตย์บริเวณโรงเรียนระหว่างเดือน ก.ค. - ก.ย. 2550 ด้วยเครื่องวัดรังสีดวงอาทิตย์ที่เก็บข้อมูลในรูปของกระแสไฟฟ้า

จากนั้นนำมาคำนวณกาค่าความเข้มรังสียูวี และศึกษาข้อมูลความหนาแน่นของชั้นโอโซนจากเว็บไซต์ขององค์การบริหารการบินอวกาศสหรัฐฯ (นาซา) ประกอบกันผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่า ความหนาของชั้นโอโซนผกผันกับความเข้มของรังสียูวี คือ บริเวณที่มีความหนาของชั้นโอโซนมาก รังสียูวีจะผ่านมายังพื้นผิวโลกได้น้อย บริเวณที่มีความหนาของชั้นโอโซนน้อย รังสียูวีจะผ่านลงมาได้มาก

ภัยธรรมชาติที่เด็กๆ สนใจ หนึ่งในนั้นคือการเกิดแผ่นดินไหว ที่เมื่อเกิดขึ้นบ่อยครั้ง และหลายครั้งที่รุนแรงมากและสร้างความสูญเสียอย่างใหญ่หลวง กลุ่มของ ด.ญ.กิตติยา กิจวิขาม (โฟม), ด.ช.สงกรานต์ ขัตติยะ (กอล์ฟ) และ ด.ช.เกียรติชาย ใจเทศ (เจ) ชั้น ม.2 โรงเรียนจุฬาภรณราชวิทยาลัย จ.เชียงราย จึงร่วมกันศึกษาการเกิดแผ่นดินไหวในอดีตเพื่อทำนายแนวโน้มในอนาคต โดยใช้ข้อมูลย้อนหลัง 7 ปี ตั้งแต่ปี 2543 - 2549 จากศูนย์ข้อมูลการเกิดแผ่นดินไหวของสหรัฐฯ (The US Geological Survey National Earthquake Information Center) นำมาสร้างกราฟ และวิเคราะห์ข้อมูล ซึ่งพบว่าจำนวนครั้งของการเกิดแผ่นดินไหวแต่ละขนาดแปรผันตามเลข Log ฐาน 10

ส่วน น.ส.ทัศษุดา ทักษะวสุ ชั้น ม.4 โรงเรียนดาราวิทยาลัย จ.เชียงใหม่ ศึกษาข้อมูลจากเว็บไซต์ http://earthquake.usgs.gov (United State Geological Survey) เพื่อคำนวณความถี่ของการเกิดแผ่นดินไหวแต่ละขนาดที่เกิดขึ้นทั่วโลกในช่วงเดือน ส.ค. - ต.ค. ว่ามีความสัมพันธ์กันอย่างไร ผลปรากฏว่าขนาดของแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งมากที่สุดในเดือน ส.ค., ก.ย. และ ต.ค. คือแผ่นดินไหวขนาด 4.6 - 5 แมกนิจูด ความถี่ 133 ครั้ง, 4.1 - 4.5 แมกนิจูด ความถี่ 154 ครั้ง และ 4.6 -5 แมกนิจูด ความถี่ 394 ครั้ง ส่วนแผ่นดินไหวขนาดความถี่ 1 - 1.5 และ 8.1 - 8.5 แมกนิจูด เกิดน้อยครั้งที่สุด โดยมีความถี่เพียงแค่ 1 ครั้งเท่านั้น

ทั้ง 4 คนนี้ยังพบด้วยว่าบริเวณที่เกิดแผ่นดินไหวมากที่สุดอยู่ตรงบริเวณวงแหวนแห่งไฟ (Ring of fire) และรอยต่อของเปลือกโลก โดยเฉพาะหมู่เกาะของประเทศอินโดนีเซีย ปาปัวนิวกินี และแถบชายฝั่งของทวีปอเมริกาทั้งเหนือและใต้

ประโยชน์ของการศึกษาในเรื่องนี้ เด็กๆ บอกว่าทำให้รู้จักกระบวนการติดตามการเกิดแผ่นดินไหว การค้นหาข้อมูลจากแหล่งอ้างอิง ทำให้รู้แนวโน้มการเกิดแผ่นดินไหวในอนาคตได้และจะได้เตรียมการป้องกันเอาไว้ก่อนเพื่อบรรเทาความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นให้เบาบางลง

ขณะเดียวกัน ยุววิจัยอีก 2 กลุ่มสนใจศึกษาเรื่องของดวงดาว ทั้งการค้นหาดาวแปรแสงที่อยู่ไกลแสนไกล และค้นหาดาวเคราะห์น้อยที่อยู่ในระบบสุริยะ โดย ด.ช.กฤติธี เจษฎาชัย (มิค) และ ด.ช.กรวีร์ การุณรัตนกุล (โบ๊ท) 2 หนุ่มน้อยชั้น ป.6 โรงเรียนกรุงเทพคริสเตียนวิทยาลัย รายงานผลการค้นหาดาวแปรแสงในเมฆแมกเจลแลนใหญ่โดยใช้ข้อมูลภาพจากกล้องโทรทรรศน์รอทซี (ROTSE) ตั้งแต่เดือน ก.ย. ปี 2548 ถึงเดือน พ.ค. 2549 และฐานข้อมูลดาวแปรแสงจาก ซิมแบด (The Set of Measurements and Bibliography for Astronomical Data: SIMBAD)

มิคและโบ๊ทใช้เวลาหลายเดือนในการสังเกตภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์ด้วยการสลับภาพไปมา เพื่อค้นหาดาวแปรแสงที่ระยะการแปรแสงต่างกันมากที่สุด ซึ่งพบทั้งสิ้น 5 ดวง เป็นดาวแปรแสงคาบยาวที่มีระยะเวลาการแปรแสงนานเป็นเดือน ปี หรือทศวรรษ ขณะที่หากเป็นดาวแปรแสงคาบสั้นจะมีช่วงเวลาการแปรแสงเพียงไม่กี่วันเท่านั้น

ทั้งนี้ ดาวแปรแสงที่ค้นพบนั้นมีอยู่ 1 ดวง ที่ยังไม่เคยมีใครค้นพบมาก่อนด้วย มิคยังอธิบายเพิ่มเติมว่า ดาวแปรแสง คือดาวฤกษ์ที่มีการเปลี่ยนแปลงความสว่างอยู่ตลอดเวลาเนื่องจากผิวของดาวฤกษ์ขยายตัวและหดตัว หรืออาจเป็นดาวฤกษ์ที่ใกล้ระเบิด

ส่วนพี่ใหญ่สุดในที่นี้อย่าง น.ส.ตรีรัตน์ ตั้งพูลผล หรือน้องสาม นักเรียนชั้น ม.5 โรงเรียนศึกษานารี ทำงานวิจัยเรื่องการค้นหาดาวเคราะห์น้อยในแถบเข็มขัดหลัก (Main belt) ที่อยู่ระหว่างดาวอังคารและดาวพฤหัส ซึ่งศึกษาภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์ของโครงการสำรวจอวกาศคะทาลินา (Catalina Sky Survey) มหาวิทยาลัยอริโซนา สหรัฐฯ ในบริเวณระหว่างกลุ่มดาวสิงโตและกลุ่มดาวปู เมื่อวันที่ 20 ก.พ. 2549 จำนวน 8 ชุด แต่ละชุดแบ่งเป็น 32 ภาพย่อย

น้องสามใช้วิธีการดูภาพถ่ายในบริเวณเดียวกันแต่ต่างช่วงเวลากันสลับไปมาโดยใช้ชอฟแวร์ ดีเอส9 (ds9) ซึ่งหากพบวัตถุที่เคลื่อนที่และเปลี่ยนตำแหน่งไปจากเดิมก็สันนิษฐานได้ว่าอาจเป็นดาวเคราะห์น้อย แล้วจึงค้นหาข้อมูลวัตถุต้องสงสัยนั้นจากฐานข้อมูลผ่านซอฟแวร์ เดอะสกายซิกซ์ (TheSky6) ซึ่งพบดาวเคราะห์น้อยทั้งสิ้น 586 ดวง ซึ่ง 6 ดวงในจำนวนนี้อาจเป็นดาวเคราะห์น้อยดวงใหม่ที่ยังไม่มีใครเคยพบมาก่อนด้วย และยังพบดาวหาง P/2005 XA54 ที่ริค ฮิลล์ (Rik Hill) และริช โควาลสกี (Rich Kowalski) เคยพบเมื่อปี 2548

ยุววิจัยเหล่านี้เป็นเพียงตัวอย่างเล็กๆ น้อยๆ ของกลุ่มยุววิจัยลีซาที่มีเครือข่ายอยู่ในหลายโรงเรียน ซึ่งเยาวชนส่วนมากที่เข้าร่วมโครงการนี้เพราะมีใจรักในวิทยาศาสตร์และดาราศาสตร์ ขณะที่บางคนเข้ามาร่วมกิจกรรมเพราะการชักชวนของครูอาจารย์หรือเพื่อนร่วมชั้น บางคนเพิ่งเริ่มทำงานวิจัยชิ้นแรก และหลายคนที่สนุกกับงานวิจัยหลายเรื่องแล้ว

ไม่ว่าจะด้วยเหตุผลใดๆ ที่ทำให้พวกเขาได้มาพบกันและพบกับดวงดาวในโครงการนี้ สิ่งที่เด็กๆ ได้กลับไปเป็นความรู้และทักษะด้านต่างๆ ทั้งความอดทน ความพยายาม ความรับผิดชอบต่องานที่ได้รับมอบหมาย กระบวนการค้นคว้าหาข้อมูลเพื่องานวิจัยที่สมบูรณ์ เป็นต้น ซึ่งทุกคนบอกเป็นเสียงเดียวกันว่าสิ่งเหล่านั้นได้ช่วยหล่อหลอมกระบวนการคิดของเขาและจะติดตัวไปจนเติบใหญ่ ทั้งยังช่วยสานต่อจินตนาการให้กว้างไกลได้ไม่รู้จบ

(ภาพประกอบจาก LESA)