ปรากฏการณ์ดาวศุกร์ผ่านดวงอาทิตย์ หรือ Transit of Venus คือปรากฏการณ์เช่นเดียวกับสุริยุปราคา เพียงแต่เปลี่ยนจากดวงจันทร์เป็นดาวศุกร์แทน คนบนโลกจะเห็นปรากฏการณ์นี้ได้เมื่อดวงอาทิตย์ ดาวศุกร์ และโลก ต่างเคลื่อนที่มาอยู่ในแนวเดียวกัน จะต่างกันก็ตรงที่ขณะเกิดสุริยุปราคาท้องฟ้าจะมืดกว่ามาก ส่วนสิ่งที่เห็นจากปรากฏการณ์ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์คือจุดดำเล็กๆ ซึ่งเป็นเงาของดาวศุกร์เคลื่อนที่ผ่านดวงอาทิตย์เท่านั้น

วีดีโอแสดงปรากฏการณ์ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ โดยใช้กล้องหลายๆ แบบ

หมายเหตุ ต่อไปนี้จะขอใช้ TOV แทนคำว่าปรากฏการณ์ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ เพื่อให้ง่ายต่อการอ่าน

     TOV เคยเกิดขึ้นมาแล้วเมื่อในวันพุธที่ 8 มิถุนายน ปี พ.ศ. 2547 และเกิดครั้งล่าสุดเมื่อวันที่ วันที่ 6 มิถุนายน ปี พ.ศ. 2555 ที่ผ่านมา ใครที่พลาดการดู TOV คุณอาจคิดว่า “ก่อนหน้าเกิดปี 2547 ครั้งนี้เกิดปี 2555 เวลาต่างกัน 8 ปีพอดี ถ้างั้นครั้งต่อไปคงเกิดใน 8 ปีข้างหน้าแน่ๆ งั้นไว้รอดูในปี 2563 ละกัน”ถ้าคุณคิดแบบนี้ ต้องขอบอกว่าเสียใจด้วยครับ เพราะว่า TOV จะเกิดอีกครั้งใน 105.5 ปีข้างหน้า (105.5 คือ 105 ปี กับ 6 เดือน) !! ที่เป็นเช่นนี้เพราะว่ารอบการเกิด TOV ค่อนข้างแปลก มันจะเกิดในทุกๆ 8 ปี และ 105.5 ปี สลับกันไป

แนวการเคลื่อนที่ของดาวศุกร์ขณะผ่านหน้าดวงอาทิตย์ ในปี 2547 และ 2555

     ในบทความนี้จะอธิบายเหตุผลของรอบการเกิด TOV ที่เป็น 8 ปี สลับกับ 105.5 ปี ข้อมูลที่ใช้แสดงนี้เป็นค่าประมาณอย่างหยาบ คือจะให้ ดาวศุกร์โคจรรอบดวงอาทิตย์ครบ 1 รอบ ใช้เวลา 224.8 วัน และ โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบ 1 รอบ ใช้เวลา 365.3 วัน พร้อมทั้งจะถือว่าวงโคจรของทั้งดาวศุกร์และโลกเป็นวงกลม โดยมีดวงอาทิตย์เป็นจุดศูนย์กลาง เริ่มจากดูวีดีโอนี้กันก่อน แล้วจะมาอธิบายกัน

วีดีโออธิบายรอบการเกิด TOV ใน 2 นาที

     จากเวลาการโคจรของดาวที่แสดงไว้ข้างต้น สามารถคำนวณได้ว่า ถ้าตอนเริ่มต้น ดวงอาทิตย์ ดาวศุกร์ โลก อยู่ในแนวเดียวกัน จะพบว่า การเรียงตัวนี้จะเกิดขึ้นอีกครั้งเมื่อโลกโคจรไป 1.6 รอบ และดาวศุกร์โคจรไป 2.6 รอบ ดูรูปประกอบ ถ้าเราเริ่มต้นที่ start คือตำแหน่งล่าสุดที่เกิด TOV จากตรงนี้ เมื่อเวลาผ่านไป 1.6 ปี ดาวจะมาอยู่แนวเดียวกันที่ตำแหน่ง 1^st pass

     จาก 1^st pass เมื่อโลกและดาวศุกร์โคจรไปอีก 1.6 รอบ และ 2.6 รอบ ตามลำดับ จะได้ว่า วัตถุทั้งสามจะมาอยู่ในแนวเดียวกันอีกครั้งที่ 2^nd pass ดังขั้นตอน

      จากรูป จะเห็นว่า จาก 2^nd pass เมื่อโคจรไปเรื่อยๆ จนกระทั่งดาวอยู่ในตำแหน่ง 5^th pass ซึ่ง เป็นตำแหน่งที่ทับกับ start พอดี นั้นคือ ดาวจะโคจรจาก start จนกลับมาที่เดิมอีกครั้งจะใช้เวลาทั้งสิ้น 1.6 คูณ 5 เท่ากับ 8 ปี ที่ตรงนี้ โลกจะโคจรครบ 8 รอบ ส่วน ดาวศุกร์จะโคจรครบ 13 รอบ

     ตอนนี้ถ้าเราดูที่รูป จะเห็นว่าทุก 8 ปี จะมี 5 ตำแหน่งที่โลกและดาวศุกร์โคจรมาตรงแนวเดียวกัน นั้นคือ 1st ถึง 5th pass แต่ว่า ตั้งแต่ 1st pass ถึง 4th pass จะไม่เกิด TOV เหตุผลก็เพราะวงโคจรของดาวศุกร์อยู่ในระนาบเอียงเมื่อเทียบกับระนาบโคจรของโลก ดังรูปด้านล่าง ทำให้ตำแหน่ง 1^st pass และ 3^thpass ดาวศุกร์จะอยู่สูงกว่าโลก ส่วนตำแหน่ง 2^nd pass และ 4^th pass ดาวศุกร์จะอยู่ต่ำกว่าโลก (ดาวศุกร์จะอยู่สูงเท่ากับโลกเฉพาะที่บนเส้นตรงสีชมพูเท่านั้นซึ่งเส้นแดงนี้เรียกว่า line of node) ทำให้ดาวที่ตำแหน่งทั้ง 4 ตำแหน่งนั้น ไม่ได้อยู่ในแนวเดียวกันอย่างแท้จริง จึงไม่เกิด TOV

รูปแสดง 1^st ถึง 5^th pass รูปซ้ายคือมุมมองจาดด้านบน ตำแหน่งของ pass ต่างๆ จะอยู่ที่แฉกของดาวพอดี รูปด้านขวาแสดงความเอียงของวงโคจรดาวศุกร์

หน้าที่ 2 - ลองใช้เลขละเอียด

     เมื่อมาถึงจุดนี้ อาจได้ข้อสรุปว่าปรากฏการณ์ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ควรเกิดทุกๆ 8 ปี (โลกโคจรครบ 8 รอบ และดาวศุกร์โคจรครบ 13 รอบ) ใช่ครับ มันควรจะเป็นอย่างนั้น แต่ต้องทบทวนความจำกันก่อน จำได้ไหมว่าตัวเลขตั้งแต่ต้นนั้นเป็นค่าประมาณหยาบ จากที่เราใช้ ดาวศุกร์โคจรรอบดวงอาทิตย์ครบ 1 รอบ ใช้เวลา 224.8 วัน และ โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบ 1 รอบ ใช้เวลา 365.3 วัน ซึ่งจริงๆ แล้ว ดาวศุกร์โคจรรอบดวงอาทิตย์ครบ 1 รอบ ใช้เวลา 224.70069 วัน และ โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบ 1 รอบ ใช้เวลา 365.25636 วัน

     นั้นหมายความว่า ดาวศุกร์จะโคจรจาก start จนครบ 13 รอบ ในเวลา 2921.10897 วัน ส่วนโลกจะโคจรจาก start จนครบ 8 รอบ ใช้เวลา 2922.05088 วัน นั้นหมายความว่าดาวศุกร์จะโคจรจาก start และกลับมาสู่start ก่อนโลกเป็นเวลา 0.94191 วัน หรือก็คือต่างกัน 22 ชั่วโมง 36 นาที 

     เมื่อวิเคราะห์ถึงตรงนี้ สามารถสรุปว่า ความต่าง 22 ชั่วโมงครึ่งนี้แหละ ที่ทำให้ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นยากมาก จากการเกิดครั้งแรก (จุดเริ่มต้น) ความต่าง 22 ชั่วโมงครึ่ง ทำให้เวลาที่ดาวใช้โคจรมาถึงตำแหน่ง 5^th pass จะไม่เท่ากับ 8 ปีเป๊ะๆ ความจริงคือจะใช้เวลาน้อยกว่า 8 ปีประมาณสองวัน (แต่ต่อไปนี้จะขอพูดหยาบๆ ว่า 8 ปี) อีกทั้งตำแหน่ง 5^th pass ก็ไม่ได้อยู่ที่ start (หรือ line of node) แบบเป๊ะๆ ด้วยดังรูป ทำไมถึงเป็นเช่นนี้? ให้ลองจิตนาการดูว่า ก่อนนี้ดาวทั้งสองกลับมาที่ start พร้อมกัน แต่คราวนี้ดาวศุกร์มาถึงก่อนโลก นั้นแสดงว่าชั่วพริบตาก่อนถึง start ดาวศุกร์ได้แซงผ่านโลกและไปถึง start ก่อน จังหวะที่ดาวศุกร์แซงโลกนี่แหละคือ 5^th pass นั้นคือ 5^th pass จะเกิดก่อนที่ดาวทั้งสองจะมาถึง start นั้นเอง

     สำหรับ 8 ปีแรก จาก start แม้ว่า 5^th pass จะไม่ไดัอยู่ที่ line of node แต่ก็ยังใกล้กันพอที่จะเห็น TOV อีกครั้ง แต่เมื่อครบรอบอีก 8 ปี (16 ปีนับจาก start) จุด 5^th pass จะอยู่ห่างจาก line of node มากขึ้น ดาวศุกร์จะอยู่สูงจากโลกมากเกินกว่าที่จะเกิดกว่าที่จะเห็น TOV

เมื่อผ่านไป 8 ปีแรก 5^th pass กลับมาไม่ตรงแนว line of node (เส้นชมพู) แต่ก็ยังพอจะเห็น TOV ได้

รอบถัดๆ ไป 5^th pass ยิ่งอยู่ห่างจาก line of node ทำให้ไม่เห็น TOV อีก เพราะดาวไม่ได้อยู่แนวเดียวกันแล้ว

     ทุกๆ ครั้งที่ครบ 8 ปี (โดยประมาณ) ตำแหน่ง 5^th pass จะหมุนไปทิศตามเข็มนาฬิกา แต่ก็ไม่ใช่ 5^th passเดียวที่หมุน pass อื่นๆ ก็หมุนด้วย ดังรูป จนกระทั่งครบ 105.5 ปี จะเป็นจังหวะที่ 1st pass ไปอยู่บน line of node พอดี ดังรูป จังหวะนี่แหละที่ชาวโลกจะเห็น TOV อีกครั้งหลังจากรอมานานนับร้อยปี

1st pass จะมาอยู่ที่ line of node เมื่อผ่านไป 105.5 ปี นับจากที่ดาวโคจรจาก start

สรุป
     ในวันที่ 8 มิถุนายน ปี พ.ศ. 2547 เปรียบได้กับ โลกและดาวศุกร์อยู่ที่ตำแหน่ง start ถัดไปคือวันที่ 6 มิถุนายน ปี พ.ศ. 2555 คือการที่ดาวมาถึง 5^th pass ครั้งแรก ซึ่งก็คือรอบ 8 ปี ครั้งแรก แต่ 8 ปีครั้งถัดจากนี้จะไม่เกิด TOV อีกเลย ชาวโลกจะเห็น TOV อีกครั้งในเดือน ธันวาคม ปี พ.ศ. 2660 เมื่อดาวโคจรมาถึง 1^stpass บนเส้น line of node นั้นเอง ใครที่พลาดการดูปรากฏการณ์ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ในวันที่ผ่านมาต้องบอกว่าคุณน่าจะไม่ได้เห็นอีกแล้วในชีวิตนี้

นี่คือโอกาสสุดท้ายที่พวกเขาจะได้เห็นปรากฏการณ์ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์