บทที่ 7

ARCHIVE FOR THE ‘บทที่7 ระบบสุริยะ’ CATEGORY

ระบบสุริยะ

Posted: กันยายน 21, 2013 in บทที่7 ระบบสุริยะ

0

       7.1 การกำเนิดระบบสุริยะ

ระบบสุริยะ

     ส่วนใหญ่เป็นก๊าซ ยกเว้นดาวเคราะห์ดวงนอกสุด คือ ดาวพลูโตที่มีขนาดเล็ก และมีพื้นผิวเป็นของแข็ง

     ระบบสุริยะเกิดจากกลุ่มก๊าซและฝุ่นในอวกาศ ยุบรวมกันภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง เมื่อ 4,600 ล้านปีที่ผ่านมา ที่ใจกลางของกลุ่มก๊าซเกิดเป็นดาวฤกษ์ คือ ดวงอาทิตย์ เศษฝุ่น และก๊าซที่เหลือจากการเกิดเป็นดาวฤกษ์ เคลื่อนที่อยู่ล้อมรอบ เกิดการชน และรวมตัวกัน ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง ในช่วงเวลาหลายร้อยล้านปี จนในที่สุดก็กลายเป็นดาวเคราะห์บริวาร และวัตถุอื่นๆ ในระบบสุริยะ

                                                  ภาพที่ 2 กำเนิดระบบสุริยะ

- ระบบสุริยะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 12,000 ล้านกิโลเมตร

- 99% ของเนื้อสารทั้งหมดของระบบสุริยะ รวมอยู่ที่ดวงอาทิตย์

ระบบสุริยะ ประกอบด้วยดวงอาทิตย์และวัตถุอื่นๆ ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ เช่น   ดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง และดาวบริวาร โลกเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 3 โดยทั่วไป ถ้าให้ถูกต้องที่สุดควรเรียกว่า ระบบดาวเคราะห์ เมื่อกล่าวถึงระบบที่มีวัตถุต่างๆ โคจรรอบดาวฤกษ์

คำว่า “ระบบสุริยะ” ควรใช้เฉพาะกับระบบดาวเคราะห์ที่มีโลกเป็นสมาชิก และไม่ควรเรียกว่า “ระบบสุริยะจักรวาล” อย่างที่เรียกกันติดปาก เนื่องจากไม่เกี่ยวข้องกับคำว่า “จักรวาล” ตามนัยที่ใช้ในปัจจุบัน

วัตถุในระบบสุริยะ

     ระบบสุริยะประกอบด้วยวัตถุจำนวนมากและมีอยู่หลากหลายประเภท บางอย่างไม่สามารถจำแนกได้อย่างชัดเจนอย่างที่เคยทำได้ในอดีต สารานุกรมวิกิพีเดียของแยกออกเป็นประเภทต่างๆ ดังนี้

ดวงอาทิตย์ เป็นดาวฤกษ์ที่มีชนิดสเปกตรัม G2 มีมวลประมาณ 99.86% ของทั้งระบบ

ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ  มี 8 ดวง ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และ ดาวเนปจูน
     – ดาวบริวาร คือ วัตถุที่โคจรรอบดาวเคราะห์
     – ฝุ่นและอนุภาคขนาดเล็กอื่นๆ ที่ประกอบกันเป็นวงแหวนโคจรรอบดาวเคราะห์
     – ขยะอวกาศที่โคจรรอบโลก เป็นชิ้นส่วนของจรวด ยานอวกาศ หรือดาวเทียมที่มนุษย์สร้างขึ้น
     – ซากจากการก่อตัวของดาวเคราะห์ เป็นเศษฝุ่นที่จับตัวกันในยุคแรกที่ระบบสุริยะก่อกำเนิด อาจหมายรวมถึงดาวเคราะห์น้อยและดาวหาง

ดาวเคราะห์น้อย คือ วัตถุที่มีขนาดเล็กกว่าดาวเคราะห์ ส่วนใหญ่มีวงโคจรไม่เกินวงโคจรของดาวพฤหัสบดี อาจแบ่งได้เป็นกลุ่มและวงศ์ ตามลักษณะวงโคจร
     – ดาวบริวารดาวเคราะห์น้อย คือ ดาวเคราะห์น้อยขนาดเล็กที่โคจรรอบดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาดใหญ่กว่าหรืออาจมีขนาดพอๆ กัน
     – ดาวเคราะห์น้อยทรอย คือ ดาวเคราะห์น้อยที่มีวงโคจรอยู่ในแนววงโคจรของดาวพฤหัสบดีที่จุด L4 หรือ L5 อาจใช้ชื่อนี้สำหรับดาวเคราะห์น้อยที่อยู่ที่จุดลากรางจ์ของดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ด้วย

สะเก็ดดาว คือ ดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาดเท่าก้อนหินขนาดใหญ่ลงไปถึงผงฝุ่น

ดาวหาง คือ วัตถุที่มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นน้ำแข็ง มีวงโคจรที่มีความรีสูง โดยปกติจะมีจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดอยู่ภายในวงโคจรของดาวเคราะห์วงใน และมีจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดห่างไกลเลยวงโคจรของดาวพลูโต ดาวหางคาบสั้นมีวงโคจรใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่านี้ อย่างไรก็ตาม ดาวหางที่มีอายุเก่าแก่มักสูญเสียน้ำแข็งไปหมดจนกลายเป็นดาวเคราะห์น้อย ดาวหางที่มีวงโคจรเป็นรูปไฮเพอร์โบลา อาจมีกำเนิดจากภายนอกระบบสุริยะ

เซนทอร์ คือ วัตถุคล้ายดาวหางที่มีวงโคจรรีน้อยกว่าดาวหาง มักอยู่ในบริเวณระหว่างวงโคจรของดาวพฤหัสบดีและดาวเนปจูน

วัตถุทีเอ็นโอ คือ วัตถุที่มีกึ่งแกนเอกของวงโคจรเลยดาวเนปจูนออกไป อาจแบ่งย่อยเป็น
     – วัตถุแถบไคเปอร์ มีวงโคจรอยู่ระหว่าง 30 ถึง 50 หน่วยดาราศาสตร์ คาดว่าเป็นที่กำเนิดของดาวหางคาบสั้น บางครั้งจัดดาวพลูโตเป็นวัตถุประเภทนี้ด้วย นอกเหนือจากการเป็นดาวเคราะห์ จึงเรียกชื่อวัตถุที่มีวงโคจรคล้ายดาวพลูโตว่าพลูติโน
     – วัตถุเมฆออร์ต คือ วัตถุที่คาดว่ามีวงโคจรอยู่ระหว่าง 50,000 ถึง 100,000 หน่วยดาราศาสตร์ ซึ่งเชื่อว่าเป็นถิ่นกำเนิดของดาวหางคาบยาว

เซดนา วัตถุที่เพิ่งค้นพบเมื่อเร็วๆ นี้ ซึ่งมีวงโคจรเป็นวงรีสูงมาก ห่างดวงอาทิตย์ระหว่าง 76-850 หน่วยดาราศาสตร์ ไม่สามารถจัดอยู่ในประเภทใดได้ แม้ว่าผู้ค้นพบให้เหตุผลสนับสนุนว่ามันอาจเป็นส่วนหนึ่งของเมฆออร์ต

ฝุ่น  ซึ่งกระจัดกระจายอยู่ทั่วไปในระบบสุริยะ อาจเป็นสาเหตุของปรากฏการณ์แสงจักรราศี ฝุ่นบางส่วนอาจเป็นฝุ่นระหว่างดาวที่มาจากนอกระบบสุริยะ

ดาวเคราะห์

     ดาวเคราะห์ (ภาษากรีก πλανήτης, planetes หรือ “ผู้พเนจร”) คือวัตถุขนาดใหญ่ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ ก่อนทศวรรษ 1990 มีดาวเคราะห์ที่เรารู้จักเพียง 9 ดวง (ทั้งหมดอยู่ในระบบสุริยะ) ปัจจุบันเรารู้จักดาวเคราะห์ใหม่อีกมากกว่า 100 ดวง ซึ่งเป็นดาวเคราะห์นอกระบบ คือ โคจรรอบดาวฤกษ์ดวงอื่นที่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์

     ทฤษฎีที่เป็นที่ยอมรับกันมากที่สุดในปัจจุบันกล่าวว่าดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นจากการยุบตัวลงของกลุ่มฝุ่นและแก๊ส พร้อมๆ กับการก่อกำเนิดดวงอาทิตย์ที่ใจกลาง ดาวเคราะห์ไม่มีแสงสว่างในตัวเอง สามารถมองเห็นได้เนื่องจากพื้นผิวสะท้อนแสงจากดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ในระบบสุริยะมีดาวบริวารโคจรรอบ ยกเว้นดาวพุธและดาวศุกร์ และสามารถพบระบบวงแหวนได้ในดาวเคราะห์ขนาดใหญ่อย่างดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน มีเพียงดาวเสาร์เท่านั้นที่สามารถมองเห็นวงแหวนได้ชัดเจนด้วยกล้องโทรทรรศน์

นิยามของดาวเคราะห์
     เมื่อวันที่ 24 สิงหาคม พ.ศ. 2549 ที่ประชุมสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล ที่กรุงปราก สาธารณรัฐเช็ก ซึ่งประกอบด้วยนักดาราศาสตร์กว่า 2500 คนจาก 75 ประเทศทั่วโลก ได้มีมติกำหนดนิยามใหม่ของดาวเคราะห์ ดังนี้

          1. ไม่ใช่ดาวฤกษ์
          2. ไม่ใช่จันทร์บริวาร
          3. มีแรงดึงดูดมากพอที่จะทำให้โครงสร้างของดาวเป็นทรงกลม
          4. เป็นดาวที่โคจรรอบดาวฤกษ์ ซึ่งในที่นี้หมายถึงดวงอาทิตย์
          5. มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างน้อย 500 ไมล์ (804.63 กิโลเมตร)

     นิยามใหม่นี้ส่งผลให้ ดาวพลูโต  ถูกปลดออกจากการเป็นดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ คงเหลือดาวเคราะห์เพียง 8 ดวง เนื่องจากดาวพลูโตไม่สามารถควบคุมแรงดึงดูดและวงโคจรของสิ่งต่างๆ ที่อยู่นอกระบบสุริยะ และให้ถือว่าดาวพลูโตเป็น ดาวเคราะห์แคระ ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะ

รายชื่อดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ  (เรียงตามระยะห่างเฉลี่ยจากดวงอาทิตย์)
     – ดาวพุธ        
     – ดาวศุกร์      
     – โลก           
     – ดาวอังคาร  
     – ดาวพฤหัส   
     – ดาวเสาร์     
     – ดาวยูเรนัส   
     – ดาวเนปจูน   

ดาวหาง

     ดาวหาง (comet) คือ วัตถุชนิดหนึ่งในระบบสุริยะ มีส่วนที่ระเหิดเป็นไอ เมื่อเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดชั้นฝุ่นและก๊าซที่ฝ้ามัวล้อมรอบ และทอดเหยียดออกไปภายนอกจนดูเหมือนหาง

     ดาวหางประกอบด้วยสามส่วนใหญ่ ๆ คือ นิวเคลียส โคม่า และหาง

     นิวเคลียสของดาวหางเป็น “ก้อนน้ำแข็งสกปรก” ประกอบด้วยน้ำแข็ง คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน แอมโมเนีย และมีฝุ่นกับหินแข็งปะปนอยู่ด้วยกัน

     เมื่อดาวหางเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ความร้อนจากดวงอาทิตย์ จะทำให้น้ำแข็งระเหิดเป็นไอ และปล่อยก๊าซออกมาเกาะกลุ่มเป็นทรงกลมขนาดมหึมาล้อมรอบนิวเคลียส เรียกว่า โคม่า ซึ่งโคม่าอาจมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางถึงหลายล้านกิโลเมตรก็ได้

     จากการศึกษาดาวหางในย่านความถี่อัลตราไวโอเลต พบว่า มีชั้นของไฮโดรเจนห่อหุ้มดาวหางอีกชั้นหนึ่ง ไฮโดรเจนเหล่านี้เกิดจากไอน้ำที่แตกตัวอันเนื่องมาจากรังสีจากดวงอาทิตย์

     ก๊าซและฝุ่นพุ่งเป็นลำออกจากนิวเคลียสในด้านที่หันเข้าหาดวงอาทิตย์ หลังจากนั้นจะถูกลมสุริยะพัดให้ปลิวออกไปทางด้านหลัง

     หางของดาวหางยังแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ หางก๊าซ หรือ หางพลาสมา หรือ หางอิออน ประกอบด้วยอิออน และโมเลกุลที่ส่องสว่างโดยการเรืองแสง ถูกผลักออกไปโดยสนามแม่เหล็กในลมสุริยะ ดังนั้นความผันแปรของลมสุริยะ จึงมีผลต่อการเปลี่ยนรูปร่างของหางก๊าซด้วย หางก๊าซจะอยู่ในระนาบวงโคจรของดาวหาง และชี้ไปในทิศเกือบตรงข้ามดวงอาทิตย์พอดี หางอีกชนิดหนึ่งคือ หางฝุ่น ประกอบด้วยฝุ่นหรืออนุภาคอื่น ๆ ที่เป็นกลางทางไฟฟ้า ถูกผลักออกจากดาวหางด้วยแรงดันของรังสี ในขณะที่ดาวหางใกล้ดวงอาทิตย์ หางของมันอาจยาวได้ถึงหลายร้อยล้านกิโลเมตร

     ดาวหางแบ่งได้เป็น 2 ประเภทคือ ดาวหางคาบสั้น(short period comet)เป็นดาวหางที่มีคาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์น้อยกว่า 200 ปี เช่น ดาวหางฮัลลีย์(Halley)ซึ่งมีคาบการโคจร 76 ปี และดาวหางคาบยาว(long period comet) เป็นดาวหางที่มีคาบการโคจรมากกว่า 200 ปี

ดาวเคราะห์น้อย

     ดาวเคราะห์น้อย คือวัตถุแข็งขนาดเล็กที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะอยู่ระหว่างดาวอังคารกับดาวพฤหัส เชื่อว่าดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่เป็นซากที่หลงเหลือในจานดาวเคราะห์ก่อนเกิด ซึ่งไม่สามารถรวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ได้ระหว่างการก่อกำเนิดระบบสุริยะ ดาวเคราะห์น้อยบางดวงมีดาวบริวาร เราสามารถพบดาวเคราะห์น้อยจำนวนมากได้ภายในแถบดาวเคราะห์น้อย ซึ่งอยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี

     ดาวหาง (comet) คือ วัตถุชนิดหนึ่งในระบบสุริยะ มีส่วนที่ระเหิดเป็นไอ เมื่อเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดชั้นฝุ่นและก๊าซที่ฝ้ามัวล้อมรอบ และทอดเหยียดออกไปภายนอกจนดูเหมือนหาง ดาวหางประกอบด้วยสามส่วนใหญ่ ๆ คือ นิวเคลียส โคม่า และหาง

     นิวเคลียสของดาวหางเป็น “ก้อนน้ำแข็งสกปรก” ประกอบด้วยน้ำแข็ง คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน แอมโมเนีย และมีฝุ่นกับหินแข็งปะปนอยู่ด้วยกัน

     เมื่อดาวหางเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ความร้อนจากดวงอาทิตย์ จะทำให้น้ำแข็งระเหิดเป็นไอ และปล่อยก๊าซออกมาเกาะกลุ่มเป็นทรงกลมขนาดมหึมาล้อมรอบนิวเคลียส เรียกว่า โคม่า ซึ่งโคม่าอาจมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางถึงหลายล้านกิโลเมตรก็ได้

     จากการศึกษาดาวหางในย่านความถี่อัลตราไวโอเลต พบว่า มีชั้นของไฮโดรเจนห่อหุ้มดาวหางอีกชั้นหนึ่ง ไฮโดรเจนเหล่านี้เกิดจากไอน้ำที่แตกตัวอันเนื่องมาจากรังสีจากดวงอาทิตย์

     ก๊าซและฝุ่นพุ่งเป็นลำออกจากนิวเคลียสในด้านที่หันเข้าหาดวงอาทิตย์ หลังจากนั้นจะถูกลมสุริยะพัดให้ปลิวออกไปทางด้านหลัหางของดาวหางยังแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ หางก๊าซ หรือ หางพลาสมา หรือ หางอิออน ประกอบด้วยอิออน และโมเลกุลที่ส่องสว่างโดยการเรืองแสง ถูกผลักออกไปโดยสนามแม่เหล็กในลมสุริยะ ดังนั้นความผันแปรของลมสุริยะ จึงมีผลต่อการเปลี่ยนรูปร่างของหางก๊าซด้วยหางก๊าซจะอยู่ในระนาบวงโคจรของดาวหาง และชี้ไปในทิศเกือบตรงข้ามดวงอาทิตย์พอดี หางอีกชนิดหนึ่งคือ หางฝุ่น ประกอบด้วยฝุ่นหรืออนุภาคอื่น ๆ ที่เป็นกลางทางไฟฟ้า ถูกผลักออกจากดาวหางด้วยแรงดันของรังสี ในขณะที่ดาวหางใกล้ดวงอาทิตย์ หางของมันอาจยาวได้ถึงหลายร้อยล้านกิโลเมตร

     ดาวหางแบ่งได้เป็น 2 ประเภทคือ ดาวหางคาบสั้น(short period comet)เป็นดาวหางที่มีคาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์น้อยกว่า 200 ปี เช่น ดาวหางฮัลลีย์(Halley)ซึ่งมีคาบการโคจร 76 ปี และดาวหางคาบ

            7.2 เขตของบริวารดวงอาทิตย์

พื้นที่รอบดวงอาทิตย์แบ่ง  ตามลักษณะการเกิดและองค์ประกอบเป็น 4 ส่วน

ดาวเคราะห์ชั้นใน (Inner planets)    

            อยู่ระหว่าง ดวงอาทิตย์ กับ แถบดาวเคราะห์น้อย ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลกและดาวอังคารดาวเคราะห์เหล่านี้มีพื้นผิวแข็งเช่นเดียวกับโลก  มีแก่นเป็นโลหะจึงเรียกว่า“ดาวเคราะห์หิน” หรือดาวเคราะห์แบบโลก (terrestrial  planets) คาดว่าใช้เวลาเกิดมากกว่า 100 ปี   โดยการพอกพูนมวลหลังดวงอาทิตย์เกิด

 

 

แถบดาวเคราะห์น้อย (Asteroid belt)

            อยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี  คาดว่าก่อตัวเช่นเดียวกับวัตถุที่ก่อกำเนิดเป็นดาวเคราะห์ชั้นใน  ดาวเคราะห์น้อยจึงเป็นเศษเหลือ จากการพอกพูนเป็นดาวเคราะห์หิน  และถูกแรงรบกวนของดาวพฤหัสบดี กับดวงอาทิตย์  ทำให้มวลสารบริเวณดาวเคราะห์น้อยจับตัวให้มีขนาดใหญ่ไม่ได้  จึงมีแต่ดาวเคราะห์น้อยจำนวนมาก   เช่น  ดาวเคราะห์น้อยแกสปรา ส่วนซีรีส (Ceres)     เป็นวัตถุที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในแถบดาวเคราะห์น้อยจัดเป็นดาวเคราะห์แคระ  และวัตถุที่ใหญ่อันดับสองคือดาวเคราะห์น้อยชื่อพาลลัส (Pallas)

 

 

                                    ภาพ: ดาวเคราะห์น้อยแกสปราซึ่งไม่กลม

 

ดาวเคราะห์ชั้นนอก  (Outer planets)

 

 

 

ดาวเคราะห์ยักษ์เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ถัดจากแถบดาวเคราะห์น้อยออกไป ได้แก่ ดาวพฤหัสบดี  ดาวเสาร์  ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน  มีองค์ประกอบหลักเป็นไฮโดรเจนและฮีเลียม  จึงเรียกว่า  ดาวเคราะห์แก๊สโดยดึงดูดแก๊สที่เบาและระเหยง่ายจนมีขนาดใหญ่

 

 

 

ดงดาวหางของออร์ต (Oort’s comet could)

            เป็นบริเวณที่อยู่ของดาวหางซึ่งเป็นวัตถุท้องฟ้าที่ไม่มีแสงสว่างในตัวเอง ประกอบด้วยฝุ่นผงเศษหิน  ก้อนน้ำแข็งและแก๊สแข็งตัวจึงเรียกว่าก้อนน้ำแข็งสกปรก  โครจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรี      ขณะที่อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์   จะไม่มีหางและแสงสว่างแต่เมื่อเข้าใกล้จะทำให้ผิวนอกของใจกลางหัวดาวหางซึ่งเป็นของแข็งระเหิดเป็นแก๊ส เป็นฝุ่น  ด้วยความร้อนและลมสุริยะกลายเป็นหัวฝุ่นและแก๊สที่พุ่งไปในทิศตรงกันข้ามกับดวงอาทิตย์ กลางเป็นหางและสว่างขึ้น   ลมสุริยะดังกล่าวจะผลักดันให้หางของดาวหางพุ่งในทิศตรงกันข้ามกับดวงอาทิตย์

    

 

 

    ภาพ:ดาวหางเฮล-บอพพ์หางแก๊ส (สีน้ำเงิน)

ชี้ตรงกับหางฝุ่น (สีขาว)  เป็นหางโค้ง                   

                        

 

 

 7.3 ดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์ : ดาวฤกษ์ของเรา (THE SUN : OUR STAR)

       ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่มีขนาดไม่ใหญ่นัก  มีตำแหน่งอยู่ที่ตรงมุมหนึ่งของกาแล็กซีของเรา  ซึ่งบางทีอาจจะเป็นตำแหน่งที่ไม่อาจจะมองเห็นจากดาวเคราะห์ดวงหนึ่งดวงใดที่เป็นบริวารของดาวฤกษ์อื่นก็ได้  การดำรงชีวิตของเราต้องอาศัยดวงอาทิตย์  และเพราะว่าดวงอาทิตย์อยู่ใกล้กับโลกมากทำให้มีการศึกษาเกี่ยวกับดวงอาทิตย์มากที่สุดอันทำให้รู้จักมันได้ดีกว่าที่รู้จักดาวฤกษ์ดวงอื่น ๆ

ส่วนประกอบ (COMPOSION)       ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ ์ประเภทดาวแคระเหลือง (yellow dwarf)  ดวงหนึ่งจัดเป็นดาวฤกษ์ขนาดย่อม  แต่เพราะว่ามันอยู่ห่างจากโลกราว  93  ล้านไมล์ ( 150  ล้านกิโลเมตร)  ดวงอาทิตย์จึงเป็นดาวฤกษ์บนฟากฟ้าที่สำคัญที่สุดสำหรับเรา  ดวงอาทิตย์เป็นลูกกลมดวงใหญ่ที่ประกอบด้วยก๊าซฮีเลียมประมาณร้อยละ  24  ไฮโดรเจนร้อยละ  75  และธาตุอื่น ๆ อีกประมาณร้อยละ  1 ภายในดวงอาทิตย์มีปฏิกิริยาการหลอมนิวเคลียส (nuclear fusion reactions)  ดำเนินอยู่ ส่งผลให้อะตอมของไฮโดรเจนหลอมรวมกันเกิดเป็นอะตอมของฮีเลียมซึ่งมีน้ำหนักมากกว่าเล็กน้อยและให้พลังงานออกมาด้วย  พลังงานนี้แผ่ผ่านอวกาศมาถึงโลกทำให้สิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นและดำรงอยู่ได้

ลักษณะทางกายภาพ		ลักษณะทางดาราศาสตร์
อุณหภูมิทีพื้นผิว	11000  ํF	ขนาดที่มองเห็น	-26.8
เส้นผ่านศูนย์กลาง	849,443 ไมล์ (1,392,530 กิโลเมตร)	ขนาดสัมบูรณ์	+4.8
ปริมาตร	ลูกบาศก์เมตร	ระยะห่างปานกลางจากโลก	9,089,000 ไมล์
มวล	กิโลกรัม	ระยะเวลาหมุนรอบตัวเอง 1 รอบ	25 – 30 วัน

การสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ (OBSERVING THE SUN)
          ท่านต้องไม่สังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ด้วยตาเปล่าโดยตรง  เนื่องจากอาจทำให้ท่านตาบอดได้  โดยเฉพาะอย่างยิ่งต้องไม่ดุด้วยกล้องสองตา หรือกล้องโทรทรรศน์เป็นอันขาด ในการสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ชนิดพิเศษเท่านั้น  กล้องโทรทรรศน์ชนิดพิเศษเท่านั้น  กล้องโทรทรรศน์ชนิดพิเศษนี้จะติดที่กรองแสงและทำงานโดยการสะท้อนภาพลงบนกระจก  ตัวรับภาพจะเป็นถังขนาด   ใหญ่ปลายใบอยู่ทางด้านล่างของตัวกล้องสำหรับใช้ในการศึกษาการแผ่รังสีที่มาจากใจกลางของดวงอาทิตย์  สำหรับข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับโครงสร้างของดวงอาทิตย์จะถูกรวบรวมโดยดาวเทียม  ยานอวกาศ และห้องทดลองที่ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศ
           ถ้าเราดูภูมิประเทศอันเป็นพื้นราบที่อยู่ท่ามกลางแสงแดด  เราจะเห็นว่าแสงแดดสาดส่องทาบทับไปบนทุกสิ่งอย่างสม่ำเสมอกันเราไม่อาจจะมองดูดวงอาทิตย์ด้วยตาเปล่าได้  เพราะจะเป็นการเสี่ยงมากถึงขนาดที่ทำให้ตาบอดได้  แต่ถ้าเราดูดวงอาทิตย์ด้วยกล้องโทรทัศน์สุริยะ (Solar telescope) ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์สำหรับใช้ดูดวงอาทิตย์โดยเฉพาะ  เราจะสังเกตเห็นว่าพื้นผิวของดวงอาทิตย์เป็นเหมือนกับท้องทะเลอันกว้างใหญ่ไพศาล  เต็มไปด้วยคลื่นมากมายเหลือที่จะนับ  และมีจุดต่าง ๆ ซึ่งเคลื่อนที่ไปมา กับรัศมีอันโชติช่วงเจิดจ้าล้อมรอบดวงอาทิตย์อยุ่ด้วย  1 วง

โครงสร้าง  (STRUCTURE)
              ดวงอาทิตย์ประกอบขึ้นด้วยมวลก๊าซจำนวนมหาศาลซึ่งทำให้ใจกลาง (core) (1) ซึ่งเป็นส่วนในสุดที่ห้อมล้อมด้วยชั้นที่เย็นกว่าหลายชั้นนั้นร้อนจัดมาก  ที่ใจกลางดังกล่าวมีอุณหภูมิราว 36 ล้านองศาฟาเรนไฮต์   แต่ที่ผิวนอกร้อนเพียง  11,000  องศาเท่านั้น ตรงส่วนบนสุดของใจกลางเป็นเขตการแผ่รังสี ( radiant zone)  (2)  ซึ่งปลดปล่อยรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาภายนอก ถัดไปเป็นเขตการพา(convection zone) (3) ซึ่งเป็นที่ที่มีลำก๊าซมหิมาจำนวนมากผุดพลุ่งขึ้นและยุบลงสลับกัน  ถัดออกมาก็เป็นผิวนอกของดวงอาทิตย์ที่เรามองเห็นได้และรู้จักกันในชื่อของโฟโตสเฟียร์ (photosphere) (4) ซึ่งเป็นชั้นบาง ๆ เพียง ชั้นเดียว

             

            บนชั้นโฟโตสเฟียร์นี้ยังมีชั้นบาง ๆ อีก 1 ชั้นเรียกว่า โครโมสเฟียร์ (chromosphere)  ซึ่งหนาประมาณ 1,800 ไมล์ (3,000 กิโลเมตร) ถัดออกมาเป็นชั้นของก๊าซในสภาพเป็นไอออนที่มีความหนาแน่นต่ำและร้อนจัดมากพวยพุ่งออกมาจากดวงอาทิตย์เป็นระยะทางไกลซึ่งทำให้เห็นเป็นวงแสงสีรุ้งรอบดวงอาทิตย์เมื่อเกิดสุริยุปราคา  ชั้นของก๊าซนี้เรียกว่ากลดสุริยะ (solar corona)  เป็นชั้นที่ร้อนจัดมากชั้นหนึ่ง ทั้ง  2 ชั้นนี้ถือได้ว่าเป็นชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ (the Sun’s atmoshere)

แสงสุริยะ (SOLAR LIGHT)
              การที่ดวงอาทิตย์มีการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (electromagnetic radiation) ออกมาได้เป็นปริมาณมากมายมหาศาลนั้นเป็นผลมาจากปฏิกิริยาภายในดวงอาทิตย์นั้นเอง รังสีที่แผ่ออกนี้ส่วนหนึ่งมาถึงโลกของเรา รังสีดังกล่าวมีความยามคลื่น  (wavelenght) ต่างกันมาก ตั้งแต่รังสีเอกซเรย์  (X-ray)  ไปจนถึงคลื่นวิทยุ (radio waves) ซึ่งเราสามารถมองเห็นได้ก็เฉพาะแต่ส่วนของรังสีที่อยู่ในรูปของแสงที่มองเห็นได้ (visible light) เท่านั้น แสงดังกล่าวที่สายตาเรามองเห็นเป็นสีขาวนั้นมีรังสีอยู่หลายชนิด แต่ละชนิดมีความยาวคลื่นต่าง ๆ กันนั่นก็คือมีสี  (color) ต่างกันด้วย

จุดดับในดวงอาทิตย์ (SUNSPORT)
           จุดดับในดวงอาทิตย์เป็นบริเวณของพื้นผิวดวงอาทิตย์ที่มีสีดำ  ซึ่งมีอุณหภูมิที่ต่ำกว่าพื้นผิวที่อยู่ด้านหลัง  จุดดับดังกล่าวปรากฎให้เห็นเฉพาะบริเวณเส้นศูนย์สูตรของดวงอาทิตย์เท่านั้น  ไม่ปรากฎว่าพบที่บริเวณขั้วทั้งสองของดวงอาทิตย์เลย  จัดดับเหล่านี้แต่ละจุดจะตรงส่วนกลางจะมืดกว่าส่วนอื่น ๆ และที่ขอบจะเป็นเงามืดน้อยกว่าส่วนกลาง  รูปร่างและขนาดของจุดดับเหล่านี้จะแปรเปลี่ยนไปอย่างมากตลอดเวลา จุดดับอาจจะเกิดขึ้นแล้วหายไปภายในไม่กี่ชั่วโมง  หรืออาจจะคงอยู่ได้เป็นหลาย ๆ เดือนกว่าจะหายไปก็ได้ขึ้นอยู่กับขนาดของมัน  จุดดับในดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ไปตามการหมุนรอบตัวเองของดวงอาทิตย์มีจำนวนที่ไม่แน่นอน  แต่จะเพิ่มขึ้นหรือลดลงทุกรอบ 11 ปี ซึ่งรู้จักกันในชื่อของ วัฎจักรสุริยะ (solar cycle)

เปลวสุริยะ] (SOLAR PROMINENCES)
           ชั้นโครโมสเฟียร์ (chromosphere) ของดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิราว  180,000  องศา แต่เป็นชั้นที่มีความหนานแน่นไม่มากกนักและไม่ค่อยปลดปล่อยพลังงานใด ๆ ออกมา  ทว่าเป็นชั้นที่มีปรากฎการณ์หนึ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษกล่าวคือ มีเปลวไฟมหิมาแลบขึ้นไปจากพื้นผิวเป็นระยะทางหลายพันไมล์/กิโลเมตร เรียกกันว่าเปลวสุริยะแทรกผ่านชั้นกลดสุริยะ  (solar corona) ออกไปสู่ห้วงอวกาศ ในบางครั้งอาจจะแลบออกไปไกลถึง 610,000 ไมล์ (1 ล้านกิโลเมตร) จากพื้นผิวบนดวงอาทิตย์

การทรงกลดของดวงอาทิตย์ (THE SUN CORONA)
             ส่วนนี้เป็นส่วนบรรยากาศชั้นนอก (outer atmosphere)  ของดวงอาทิตย์เริ่มจากชั้นโครโมสเฟียร์ (chromosphere)  ออกมาในห้วงอวกาศเป็นระยะทางหลายไมล์/กิโลเมตร  ส่วนนี้เป็นส่วนที่แทบจะไม่มีความหนานแน่นเลย      และแม้จะมีอุณหภูมิราวย 1.8 ล้านองศาฟาเรนไฮต์  แต่มีการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาน้อยมาก  รูปร่างของเปลวไฟก๊าซที่พวยพุ่งขึ้นไปเรียกว่ากลดสุริยะ  (solar corona)  นี้เปลี่ยนแปรไปตลอดเวลาขึ้นอยู่กับปริมาณของกิจกรรมในแต่ละรอบกิจกรรม (activity cycle) ด้วย  โดยเปลวไฟดังกล่าวจะพวยพุ่งแลบออกไปไกลมากกว่าปกติในรอบกิจกรรมที่เป็๋นจำนวนมากที่สุด
           กลดสุริยะ (solar corona) สามารถสังเกตเห็นได้ในช่วงที่ดวงอาาทิตย์เกิดสุริยุปราคาเต็มดวง  (total eclipse)   ซึ่งเป็นเวลาที่เงาของดวงจันทร์ทอดทับกับวงกลมสุริยะ (solar disk)  ได้หมดพอดี  ทำให้แลเห็นได้เฉพาะแต่ชั้นโฟโตสเฟียร์ (photosphere) ของดวงอาทิตย์ที่ล้อมด้วยรัศีที่เป็นแถบกว้างสีค่อนข้างขาว 1 วง    ซึ่งเป็นเปลวไฟที่พลุ่งวูบวาบเป็นสายเล็กและยาวจำนวนมากเท่านั้น นี่คือสิ่งที่เรียกว่า กลด   (corona)   กลดสุริยะปลดปล่อยรังสี  เอกซเรย์และแสงอัลตราไวโอเลต

ลมสุริยะ (SOLAR WIND)
          ลมสุริยะ เป็นคำที่ใช้เรียกการพัดอย่างต่อเนื่องกันของกระแสอนุภาคต่าง ๆ  ที่ดวงอาทิตย์ปล่อยออกสู่อวกาศโดยรอบกระแสดังกล่าวมีมวลเบาบางมากเพียง 4 หรืออ 5 อนุภาคต่อลูกบาศก์เซนติเมตรเท่านั้น  และเช่นเดียวกันเมื่อมาถึงโลกก็จะรบกวนการโทรคมนาคม และยังก่อให้เกิดปรากฎการณ์ตื่นตาตื่นใจที่เรียกว่า แสงออโรรา (aurora borealis) ด้วย  นอกจากนั้นลมสุริยะนี้ยังเป็นส่งที่ทำให้เราสามารถแลเห็นหางของดาวหางได้ด้วย

มีคำถามทบทวนด้วยน๊ะจ๊ะ......

1. เพราะเหตุใดจึงกล่าวว่า ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์รุ่นหลัง

2. ดวงอาทิตย์เกิดขึ้นได้อย่างไร และจะมิวิวัฒนาการอย่างไร

3. เพราะเหตุใดโลก ดาวศุกร์ ดาวอังคาร และดาวพุธ จึงถูกจัดเป็นดาวเคราะห์หินและเกิดได้อย่าง

4. เพราะเหตุใดดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน จึงถูกจัดเป็นดาวเคราะห์ยักษ์และเกิดได้อย่างไร 

5. ดาวเคราะห์น้อยและดาวหาง อยู่บริเวณใดของระบบสุริยะ และเกิดได้อย่างไร

เฉลยยย ซื่อสัตย์ด้วยน้าา....

1.ตอบ  ดาวฤกษ์เกิดจากการยุบ ตัวของเนบิวลาที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงของเนบิวลาเอง ทำให้ที่แกนกลางของเนบิวลาที่ยุบตัวลงนี้ จะมีอุณหภูมิสูงกว่าที่ขอบนอก เมื่ออุณหภูมิแกนกลางสูงมากขึ้น เป็นหลายแสนองศาเซลเซียส เรียกช่วงนี้ว่า “ดาวฤกษ์ก่อนเกิด” (protostar) หลังจากที่ดวงอาทิตย์เพิ่งกำเนิดขึ้นมาจะคงสภาพที่ใหญ่กว่าปัจจุบันเล็กน้อย อุณหภูมิที่แกนกลางสูงขึ้นไปถึง 15 ล้าน เคลวิน และปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ได้เริ่มต้นขึ้น หลอมนิวเคลียสไฮโดรเจนเป็นนิวเคลียสฮีเลียม เมื่อเกิดความสมดุลระหว่างแรงโน้มถ่วงกับแรงดันของแก๊สร้อน ทำให้ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์สมบูรณ์ จึงกล่าวได้ว่า ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์รุ่นหลัง

2.ตอบ ดวงอาทิตย์เกิดจากการ ยุบตัวของเนบิวลา ซึ่งการยุบตัวนี้เกิดจากแรงโน้มถ่วงของเนบิวลาเอง เมื่อแก๊สยุบตัวลง ความดันของแก๊สจะสูงขึ้น ผลที่ตามมา คือ อุณหภูมิของแก๊สจะสูงขึ้นที่บริเวณแกนกลางเป็นหลายแสนองศาเซลเซียส เรียกช่วงนี้ว่า “ดาวฤกษ์ก่อนเกิด” เมื่อแรงโน้มถ่วงถึงให้แก๊สยุบตัวลงไปอีก อุณหภูมิสูงขึ้นเป็น 15 ล้านเคลวิน ซึ่งเป็นอุณหภูมิสูงมากพอที่จะเกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ (thermonuclear reaction) หลอม นิวเคลียสไฮโดรเจนเป็นนิวเคลียสฮีเลียม เมื่อเกิดความสมดุลระหว่างแรงโน้มถ่วงกับแรงดันของแก๊สร้อนจะทำให้ดวง อาทิตย์มีความสมบูรณ์ขึ้น วิวัฒนาการของดวงอาทิตย์ มีดังนี้ คือ เมื่อธาตุไฮโดรเจนที่ใช้เป็นเชื้อเพลงเหลือน้อย แรงโน้มถ่วง เนื่องจากมวลของดวงอาทิตย์สูงกว่าแรงดัน ทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นมากกว่าเดิมเป็น 100 ล้านเคลวิ น จนเกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์หลอมรวมนิวเคลียสของธาตุฮีเลียมเป็น นิวเคลียสของคาร์บอน ในขณะเดียวกันไฮโดรเจนที่อยู่รอบนอกแกนฮีเลียม มีอุณหภูมิสูงถึง 15 ล้านเคลวิน จะเกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์หลอมไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมครั้งใหม่ได้ พลังงานออกมาอย่างมหาศาล ทำให้ดวงอาทิตย์มีขนาดใหญ่ขึ้นเป็น 100 เท่า ของขนาดปัจจุบัน เมื่อผิวด้านนอกขยายตัว อุณหภูมิผิวจะลดลง สีจะเปลี่ยนจากสีเหลืองเป็นสีแดง เรียกว่า ดาวยักษ์แดง ซึ่งมีชีวิตค่อนข้างสั้น ที่แกนกลางของดวงอาทิตย์ซึ่งอยู่ในสภาพดาวยักษ์แดง ในช่วงท้ายของชีวิตจะไม่เกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ที่หลอมฮีเลียมเป็น คาร์บอนอีกต่อไป แรงโน้มถ่วงจะทำให้แกนกลางของดาวยักษ์แดงยุบตัวลง กลายเป็นดาวแคระขาว ขณะเดียวกันกับที่แกนกลางเกิดการยุบตัว มวลของผิวดาวรอบนอกไม่ได้ยุบเข้ามารวมด้วย จึงมีชั้นของแก๊สหุ้มอยู่รอบ เกิดเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ ซึ่งจะเคลื่อนห่างออกไปจากดาวแคระขาว กระจายออกไปในอวกาศ

3.ตอบ  เพราะโลก ดาวศุกร์ ดาวอังคาร และดาวพุธ ต่างเป็นดาวเคราะห์ ที่มีพื้นผิวเป็นพื้นหินแข็งชัดเจน ดาวเคราะห์หินเกิดจากตอนที่ดาวเคราะห์เพิ่งกำเนิดขึ้นเมื่อ 4,600 ล้านปีมาแล้ว มีภูเขาน้ำแข็งและก้อนหินจำนวนมากที่เหลือจากการสร้างดวงอาทิตย์อยู่ในบริเวณที่เป็นดาวเคราะห์หินในปัจจุบัน ต่อมาอีก 500ล้าน ปี วัตถุก้อนใหญ่ก็ดึงก้อนเล็กเข้าหา เกิดการชนกันพอกพูนจนใหญ่โตขึ้น เศษที่เหลืออยู่มีจำนวนน้อยลง ขณะเดียวกันวัตถุที่ระเหยง่ายหรือเบา เช่น น้ำและไฮโดรเจน ก็ถูกพลังงานจากการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ ผลักดันให้ออกไปอยู่ที่ชั้นนอกของระบบสุริยะ ดังนั้น ดาวเคราะห์ชั้นในจึงเป็นหิน

4.ตอบ  เพราะ มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นแก๊สไฮโดรเจนหรือแก๊สแอมโมเนียและมีเทน ไม่มีพื้นผิวดาวชัดเจน ภายในดาวเคราะห์ยักษ์ เป็นแก๊สความดันสูงหรือแก๊สเหลว ซึ่งมักมีอุณหภูมิและความดันสูงมาก มีขนาดใหญ่ ดาวเคราะห์ยักษ์เกิดขึ้นเนื่องจากในขณะที่ระบบสุริยะกำลังเกิดขึ้นนั้น ดาวเคราะห์ยักษ์ขยายใหญ่ขึ้นมากกว่าดาวเคราะห์หิน ซึ่งอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ เพราะอยู่ในบริเวณที่เย็นกว่า ก้อนสารที่รวมกันอยู่ชั้นนอกของระบบสุริยะรวมถึงก้อนน้ำแข็งสกปรกและแก๊สที่ แข็งตัว เป็นส่วนหนึ่งของดาวเคราะห์ยักษ์ด้วย เมื่อเข้าไปใกล้ดวงอาทิตย์ ความร้อนจากดวงอาทิตย์จะทำให้สารที่ระเหยง่าย เช่น น้ำ ระเหยออกจากดาวเคราะห์ชั้นใน เหลือแต่ส่วนที่เป็นหินแข็งและโลหะ เมื่อวัตถุที่เป็นของแข็งในตอนเริ่มต้นมีขนาดใหญ่กว่าแรงโน้มถ่วงที่สูงของ ดาวที่กำลังโตขึ้น จึงดึงดูดเอาแก๊สจำนวนมากไว้เพื่อเป็นส่วนหนึ่งของดาวเคราะห์ ทำให้มีขนาดใหญ่ขึ้นเป็นดาวเคราะห์ยักษ์

5.ตอบ   ดาวเคราะห์น้อย จะโคจรอยู่ระหว่างดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี ในระบบสุริยะ

ดาวหางอยู่รอบนอกของระบบสุริยะ ดาว เคราะห์น้อยเกิดจากเศษที่เหลือจากการพอกพูนของดาวเคราะห์หิน ถูกแรงรบกวนของดาวพฤหัสบดี ซึ่งมีขนาดใหญ่และเกิดมาก่อน ทำให้มวลสารในบริเวณแถบของดาวเคราะห์น้อยจับตัวกันมีขนาดใหญ่ไม่ได้ จึงปรากฏมีแต่ดาวเคราะห์น้อยขนาดเล็กๆ จำนวนมาก ดาวหาง เกิดจากเศษเหลือจากดาวเคราะห์ยักษ์ที่ประกอบด้วยก้อนน้ำแข็งและแก๊สแข็งตัว หลายชนิด รวมทั้งฝุ่นที่ปะปนอยู่ เมื่อก้อนน้ำแข็งนี้เข้าใกล้ดวงอาทิตย์จะได้รับรังสี ทำให้เกิดการระเหิดของวัตถุบางส่วน เกิดการพุ่งกระจายของธุลี และแก๊สออกมาจากนิวเคลียสหรือแกน เป็นส่วนหัวของดาวหางและส่วนหาง