ระบบสุริยะ
ระบบสุริยะ (อังกฤษ: Solar System) ประกอบด้วยดวงอาทิตย์และวัตถุอื่นๆ ที่โคจรรอบดวง
อาทิตย์เนื่องจากแรงโน้มถ่วง ได้แก่ ดาวเคราะห์ 8 ดวงกับดวงจันทร์บริวารที่ค้นพบแล้ว 166 ดวง
ดาวเคราะห์แคระ 5 ดวงกับดวงจันทร์บริวารที่ค้นพบแล้ว 4 ดวง กับวัตถุขนาดเล็กอื่นๆ อีกนับล้านชิ้น ซึ่งรวมถึง ดาวเคราะห์น้อย วัตถุในแถบไคเปอร์ ดาวหาง สะเก็ดดาว และฝุ่นระหว่างดาวเคราะห์โดยทั่วไปแล้วจะแบ่งย่านต่างๆ ของระบบสุริยะ นับจากดวงอาทิตย์ออกมาดังนี้คือ ดาวเคราะห์ชั้นในจำนวน 4 ดวง แถบดาวเคราะห์น้อย ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่รอบนอกจำนวน 4 ดวง และแถบไคเปอร์ซึ่งประกอบด้วยวัตถุที่เย็นจัดเป็นน้ำแข็ง พ้นจากแถบไคเปอร์ออกไปเป็นเขตแถบจานกระจาย ขอบเขตเฮลิโอพอส (เขตแดนตามทฤษฎีที่ซึ่งลมสุริยะสิ้นกำลังลงเนื่องจากมวลสารระหว่างดวงดาว) และพ้นไปจากนั้นคือย่านของเมฆออร์ตกระแสพลาสมาที่ไหลออกจากดวงอาทิตย์ (หรือลมสุริยะ) จะแผ่ตัวไปทั่วระบบสุริยะ สร้างโพรงขนาดใหญ่ขึ้นในสสารระหว่างดาวเรียกกันว่า เฮลิโอสเฟียร์ ซึ่งขยายออกไปจากใจกลางของแถบจานกระจายดาวเคราะห์ชั้นเอกทั้ง 8 ดวงในระบบสุริยะ เรียงลำดับจากใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดออกไป มีดังนี้คือ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูนนับถึงกลางปี ค.ศ. 2008 วัตถุขนาดย่อมกว่าดาวเคราะห์จำนวน 5 ดวง ได้รับการจัดระดับให้เป็นดาวเคราะห์แคระ ได้แก่ ซีรีสในแถบดาวเคราะห์น้อย กับวัตถุอีก 4 ดวงที่โคจรรอบดวงอาทิตย์อยู่ในย่านพ้นดาวเนปจูน คือ ดาวพลูโต (ซึ่งเดิมเคยถูกจัดระดับไว้เป็นดาวเคราะห์) เฮาเมอา มาคีมาคี และ อีรีสมีดาวเคราะห์ 6 ดวงและดาวเคราะห์แคระ 3 ดวงที่มีดาวบริวารโคจรอยู่รอบๆ เราเรียกดาวบริวารเหล่านี้ว่า "ดวงจันทร์" ตามอย่างดวงจันทร์ของโลก นอกจากนี้ดาวเคราะห์ชั้นนอกยังมีวงแหวนดาวเคราะห์อยู่รอบตัวอันประกอบด้วยเศษฝุ่นและอนุภาคขนาดเล็กสำหรับคำว่า ระบบดาวเคราะห์ ใช้เมื่อกล่าวถึงระบบดาวโดยทั่วไปที่มีวัตถุต่างๆ โคจรรอบดาวฤกษ์ คำว่า "ระบบสุริยะ" ควรใช้เฉพาะกับระบบดาวเคราะห์ที่มีโลกเป็นสมาชิก และไม่ควรเรียกว่า "ระบบสุริยจักรวาล" อย่างที่เรียกกันติดปาก เนื่องจากไม่เกี่ยวข้องกับคำว่า "จักรวาล" ตามนัยที่ใช้ในปัจจุบัน
ภาพแสดงดาวเคราะห์และดาวเคราะห์แคระในระบบสุริยะ โดยย่อขนาดของดาวตามอัตราส่วนจริง แต่ระยะห่างระหว่างดาวไม่ใช่อัตรา
การสำรวจยุคแรก
ภาพ กล้องโทรทรรศน์จำลองจากชุดที่ไอแซก นิวตันใช้
ที่มา http://th.wikipedia.org/wiki
การสำรวจระบบสุริยะในยุคแรกดำเนินไปได้โดยอาศัยกล้องโทรทรรศน์ เพื่อช่วยนักดาราศาสตร์จัดทำแผนภาพท้องฟ้าแสดงตำแหน่งของวัตถุที่จางเกินกว่าจะมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า
กาลิเลโอ กาลิเลอี คือผู้แรกที่ค้นพบรายละเอียดทางกายภาพของวัตถุในระบบสุริยะ เขาค้นพบว่าผิวดวงจันทร์นั้นขรุขระ ส่วนดวงอาทิตย์ก็มีจุดด่างดำ และดาวพฤหัสบดีมีดาวบริวารสี่ดวงโคจรไปรอบๆ[6] คริสเตียน ฮอยเกนส์ เจริญรอยตามกาลิเลโอโดยค้นพบไททัน ดวงจันทร์ของดาวเสาร์ รวมถึงวงแหวนของมันด้วย[7] ในเวลาต่อมา จิโอวันนี โดเมนิโก กัสสินี ค้นพบดวงจันทร์ของดาวเสาร์เพิ่มอีก 4 ดวง ช่องว่างในวงแหวนของดาวเสาร์ รวมถึงจุดแดงใหญ่บนดาวพฤหัสบดี[8]
ปี ค.ศ. 1705 เอ็ดมันด์ ฮัลเลย์ ค้นพบว่าดาวหางหลาย ดวงในบันทึกประวัติศาสตร์ที่จริงเป็นดวงเดิมกลับมาปรากฏซ้ำ ถือเป็นการพบหลักฐานชิ้นแรกสำหรับการโคจรรอบดวงอาทิตย์ของวัตถุอื่นนอกเหนือ จากดาวเคราะห์[9] ในช่วงระยะเวลาเดียวกันนี้จึงเริ่มมีการใช้คำว่า "ระบบสุริยะ" ขึ้นเป็นครั้งแรก[10]
ค.ศ. 1781 วิลเลียม เฮอร์เชล ค้นพบดาวเคราะห์ดวงใหม่คือ ดาวยูเรนัส โดยที่ในตอนแรกเขาคิดว่าเป็นดาวหาง[11] ต่อมาในปี ค.ศ. 1801 จิวเซปเป ปิอาซซี ค้นพบวัตถุโคจรอยู่ระหว่างดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี ในตอนแรกเขาคิดว่าเป็นดาวเคราะห์ แต่ต่อมาจึงมีการค้นพบวัตถุขนาดเล็กนับเป็นพันดวงในย่านอวกาศนั้น ซึ่งในเวลาต่อมาจึงเรียกวัตถุเหล่านั้นว่า ดาวเคราะห์น้อย[12]
ไม่อาจระบุได้แน่ชัดว่า ระบบสุริยะถูก "ค้นพบ" เมื่อใดกันแน่ แต่การสังเกตการณ์ในช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 19 สามรายการสามารถบรรยายลักษณะและตำแหน่งของระบบสุริยะในเอกภพได้อย่างไม่มี ข้อสงสัย รายการแรกเกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1838 เมื่อฟรีดดริค เบสเซล สามารถวัดพารัลแลกซ์ของ ดาวได้ เขาพบว่าตำแหน่งปรากฏของดาวเปลี่ยนแปลงไปตามการเคลื่อนที่ของโลกที่โคจรไป รอบดวงอาทิตย์ นี่ไม่เพียงเป็นข้อพิสูจน์ทางตรงต่อแนวคิดดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางจักรวาล แต่ยังได้เปิดเผยให้ทราบถึงระยะทางมหาศาลระหว่างระบบสุริยะของเรากับดวงดาว อื่นเป็นครั้งแรก ต่อมาในปี ค.ศ. 1859 โรเบิร์ต บุนเซน และ กุสตาฟ เคอร์ชอฟฟ์ ได้ใช้สเปกโตรสโคปที่ ประดิษฐ์ขึ้นใหม่ตรวจวัดค่าสเปกตรัมจากดวงอาทิตย์ และพบว่ามันประกอบด้วยธาตุชนิดเดียวกันกับที่มีอยู่บนโลก นับเป็นครั้งแรกที่พบข้อมูลทางกายภาพที่เกี่ยวโยงกันระหว่างโลกกับสวรรค์[13] หลังจากนั้น คุณพ่อแองเจโล เชคคี เปรียบเทียบรายละเอียดสเปกตรัมของดวงอาทิตย์กับดาวฤกษ์ดวงอื่น และพบว่ามันเหมือนกันทุกประการ ข้อเท็จจริงที่พบว่าดวงอาทิตย์ก็เป็นดาวฤกษ์ดวงหนึ่งนำไปสู่ข้อสมมุติฐานว่า ดาวฤกษ์ดวงอื่นก็อาจมีระบบดาวเคราะห์ของมันเองเช่นกัน แม้ว่ากว่าจะค้นพบหลักฐานสำหรับข้อสมมุติฐานนี้จะต้องใช้เวลาต่อมาอีกกว่า 140 ปี
ค.ศ. 1992 มีการค้นพบหลักฐานแรกที่ส่อถึงระบบดาวเคราะห์แห่งอื่นนอกเหนือจากระบบของเรา โคจรอยู่รอบดาวพัลซาร์ พีเอสอาร์ บี1257+12 สามปีต่อมาจึงพบดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกคือ 51 เพกาซี บี โคจรรอบดาวฤกษ์ลักษณะคล้ายดวงอาทิตย์ ตราบจนถึงปี ค.ศ. 2008 มีการค้นพบระบบดาวเคราะห์อื่นแล้วกว่า 221 ระบบ[14]
การสำรวจด้วยยานอวกาศ
ภาพวาดยานไพโอเนียร์ 10 ขณะผ่านวงโคจรของดาวพลูโตเมื่อปี 1983 ได้รับสัญญาณครั้งสุดท้ายเมื่อมกราคม 2003 ส่งมาจากระยะ 82 AU
ยุคของการสำรวจอวกาศด้วยยานอวกาศเริ่มต้นขึ้นนับแต่สหภาพโซเวียตส่งดาวเทียมสปุตนิก 1 ขึ้นสู่วงโคจรรอบโลกเมื่อปี ค.ศ. 1957 โดยได้โคจรอยู่เป็นเวลา 1 ปี ต่อมายานเอกซ์พลอเรอร์ 6 ของสหรัฐอเมริกา ขึ้นสู่วงโคจรในปี 1959 และสามารถถ่ายภาพโลกจากอวกาศได้เป็นครั้งแรก
ภาพวาดยานไพโอเนียร์ 10 ขณะผ่านวงโคจรของดาวพลูโตเมื่อปี 1983 ได้รับสัญญาณครั้งสุดท้ายเมื่อมกราคม 2003 ส่งมาจากระยะ 82 AU
ยานสำรวจลำแรกที่เดินทางไปถึงวัตถุอื่นในระบบสุริยะ คือยานลูนา 1 ซึ่งเดินทางผ่านดวงจันทร์ในปี ค.ศ. 1959 ในตอนแรกตั้งใจกันว่าจะให้มันตกลงบนดวงจันทร์ แต่ยานพลาดเป้าหมายแล้วจึงกลายเป็นยานที่สร้างโดยมนุษย์ลำแรกที่ได้ โคจรรอบดวงอาทิตย์ ยานมาริเนอร์ 2 เป็นยานอวกาศลำแรกที่เดินทางไปถึงดาวเคราะห์อื่นในระบบสุริยะ คือไปเยือนดาวศุกร์ในปี ค.ศ. 1962 ต่อมายานมาริเนอร์ 4 ได้ไปถึงดาวอังคารในปี ค.ศ. 1965 และมาริเนอร์ 10 ไปถึงดาวพุธในปี ค.ศ. 1974
ยานอวกาศลำแรกที่ลงจอดบนวัตถุอื่นในระบบสุริยะได้คือยานลูนา 2 ของสหภาพโซเวียต ซึ่งลงจอดบนดวงจันทร์ได้ในปี ค.ศ. 1959 หลังจากนั้นก็มียานลงจอดบนดาวอื่นได้มากขึ้นเรื่อยๆ ยานเวเนรา 3 ลงจอดบนพื้นผิวดาวศุกร์ในปี 1966 ยานมาร์ส 3 ลงถึงพื้นดาวอังคารในปี 1971 (แต่การลงจอดที่สำเร็จจริงๆ คือยานไวกิ้ง 1 ในปี 1976) ยานเนียร์ชูเมกเกอร์ไปถึงดาวเคราะห์น้อย 433 อีรอส ในปี 2001 และยานดีปอิมแพกต์ไปถึงดาวหางเทมเพล 1 ในปี 2005
ยานสำรวจลำแรกที่ไปถึงระบบสุริยะชั้นนอกคือยานไพโอเนียร์ 10 ที่เดินทางผ่านดาวพฤหัสบดีในปี ค.ศ. 1973 ต่อมาในปี ค.ศ. 1977 ยานสำรวจอวกาศในโครงการวอยเอจเจอร์จึงได้เริ่มต้นการเดินทางครั้งใหญ่ โดยเดินทางผ่านดาวพฤหัสบดีในปี 1979 ผ่านดาวเสาร์ในปี 1980-1981 ยานวอยเอจเจอร์ 2 ได้เข้าใกล้ดาวยูเรนัสในปี 1986 และเข้าใกล้ดาวเนปจูนใน ปี 1989 ปัจจุบันนี้ ยานสำรวจวอยเอจเจอร์ทั้ง 2 ลำได้เดินทางออกพ้นวงโคจรของดาวเนปจูนไปไกลแล้ว และมุ่งไปบนเส้นทางเพื่อค้นหาและศึกษากำแพงกระแทก เฮลิโอชีท และเฮลิโอพอส ข้อมูลล่าสุดจากองค์การนาซาแจ้งว่า ยานวอยเอจเจอร์ทั้ง 2 ลำได้เดินทางผ่านกำแพงกระแทกไปแล้วที่ระยะห่างประมาณ 93 หน่วยดาราศาสตร์จากดวงอาทิตย์[15]
กำเนิดและวิวัฒนาการ
ระบบสุริยะถือกำเนิดขึ้นจากการแตกสลายด้วยแรงโน้มถ่วงภายในของเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์เมื่อกว่า 4,600 ล้านปีมาแล้ว เมฆต้นกำเนิดนี้มีความกว้างหลายปีแสง และอาจเป็นต้นกำเนิดของดาวฤกษ์อื่นอีกจำนวนมาก[16]
เมื่อย่านเนบิวลาก่อนสุริยะ ซึ่งน่าจะเป็นจุดกำเนิดของระบบสุริยะ[17]เกิดแตกสลายลง โมเมนตัมเชิงมุมที่ มีอยู่ทำให้มันหมุนตัวไปเร็วยิ่งขึ้น ที่ใจกลางของย่านซึ่งเป็นศูนย์รวมมวลอันหนาแน่นมีอุณหภูมิเพิ่มสูงมากขึ้น กว่าแผ่นจานที่หมุนอยู่รอบๆ[16] ขณะที่เนบิวลานี้หดตัวลง มันก็เริ่มมีทรงแบนยิ่งขึ้นและค่อยๆ ม้วนตัวจนกลายเป็นจานดาวเคราะห์ก่อนเกิด ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางราว 200 AU[16] พร้อมกับมีดาวฤกษ์ก่อนเกิดที่หนาแน่นและร้อนจัดอยู่ ณ ใจกลาง[18][19] เมื่อการวิวัฒนาการดำเนินมาถึงจุดนี้ เชื่อว่าดวงอาทิตย์ได้มีสภาพเป็นดาวฤกษ์ชนิด T Tauri ผลจากการศึกษาดาวฤกษ์ชนิด T Tauri พบว่ามันมักมีแผ่นจานของมวลสารดาวเคราะห์ก่อนเกิดที่มีมวลประมาณ 0.001-0.1 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ กับมวลของเนบิวลาในตัวดาวฤกษ์เองอีกเป็นส่วนใหญ่จำนวนมหาศาล[20] ดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นจากแผ่นจานรวมมวลเหล่านี้[21]
ภายในช่วงเวลา 50 ล้านปี ความดันและความหนาแน่นของไฮโดรเจนที่ใจกลางของดาวฤกษ์ก่อนเกิดก็มีมากพอจะทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นขึ้นได้[22] ทั้งอุณหภูมิ อัตราการเกิดปฏิกิริยา ความดัน ตลอดจนความหนาแน่นต่างเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งถึงสภาวะสมดุลอุทกสถิต โดยมีพลังงานความร้อนที่มากพอจะต้านทานกับการหดตัวของแรงโน้มถ่วงได้ ณ จุดนี้ดวงอาทิตย์จึงได้วิวัฒนาการเข้าสู่แถบลำดับหลักอย่างสมบูรณ์[23]
ภาพวาดโดยศิลปินแสดงให้เห็นวิวัฒนาการของดวงอาทิตย์
ซ้าย: ดวงอาทิตย์ของเราในปัจจุบันซึ่งอยู่ในแถบลำดับหลัก
กลาง: ดาวยักษ์แดง
ขวา: ดาวแคระขาว
ซ้าย: ดวงอาทิตย์ของเราในปัจจุบันซึ่งอยู่ในแถบลำดับหลัก
กลาง: ดาวยักษ์แดง
ขวา: ดาวแคระขาว
ระบบสุริยะจะดำรงสภาพอย่างที่เรารู้จักกันในปัจจุบันนี้ไปตราบจนกระทั่งดวงอาทิตย์ได้วิวัฒนาการจนออกพ้นจากแถบลำดับหลักบนไดอะแกรมของเฮิร์ตสปรัง-รัสเซลล์ เมื่อดวงอาทิตย์เผาผลาญเชื้อเพลิงไฮโดรเจนภายในไปเรื่อยๆ พลังงานที่คอยค้ำจุนแกนกลางของดาวอยู่ก็จะลดน้อยถอยลง ทำให้มันหดตัวและแตกสลายลงไป การหดตัวจะทำให้แรงดันความร้อนในแกนกลางเพิ่มมากขึ้น และทำให้มันยิ่งเผาผลาญเชื้อเพลิงเร็วขึ้น ผลที่เกิดคือดวงอาทิตย์จะส่องสว่างมากยิ่งขึ้นโดยมีอัตราเพิ่มขึ้นประมาณ 10% ในทุกๆ 1,100 ล้านปี[24]
ในอีกประมาณ 5,400 ล้านปีข้างหน้า ไฮโดรเจนในแกนกลางของดวงอาทิตย์จะเปลี่ยนไปเป็นฮีเลียมทั้งหมด ซึ่งเป็นอันจบกระบวนการวิวัฒนาการบนแถบลำดับหลัก ในเวลานั้น ชั้นผิวรอบนอกของดวงอาทิตย์จะขยายใหญ่ขึ้นประมาณ 260 เท่าของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางในปัจจุบัน ดวงอาทิตย์จะกลายเป็นดาวยักษ์แดง การที่พื้นผิวของดวงอาทิตย์ขยายตัวขึ้นอย่างมหาศาล ทำให้อุณหภูมิที่พื้นผิวของมันเย็นลงยิ่งกว่าที่เคยเป็นเมื่ออยู่บนแถบลำดับ หลัก (ตำแหน่งเย็นที่สุดคือ 2600 K) [25]
สิ่งที่เกิดขึ้นตามมาก็คือ ชั้นผิวนอกของดวงอาทิตย์จะแตกสลาย กลายไปเป็นดาวแคระขาว คือวัตถุที่มีความหนาแน่นอย่างยิ่งยวด มวลประมาณครึ่งหนึ่งของมวลดั้งเดิมของดวงอาทิตย์จะอัดแน่นอยู่ในพื้นที่ของ วัตถุขนาดประมาณเท่ากับโลก[26] การแตกสลายของชั้นผิวรอบนอกของดวงอาทิตย์จะทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า เนบิวลาดาวเคราะห์ ซึ่งเป็นการส่งคืนสสารต่างๆ อันประกอบขึ้นเป็นดวงอาทิตย์กลับคืนให้แก่สสารระหว่างดาว
โครงสร้าง
องค์ประกอบหลักที่สำคัญของระบบสุริยะคือ ดวงอาทิตย์ ดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักประเภท G2 ซึ่งมีมวลคิดเป็น 99.86% ของมวลรวมทั้งระบบเท่าที่เป็นที่รู้จัก และเป็นแหล่งแรงโน้มถ่วงหลักของระบบ[27] โดยมีดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ ซึ่งเป็นวัตถุในวงโคจรใหญ่ที่สุดสองดวงครอบครองมวลอีก 90% ของมวลส่วนที่เหลือ
วัตถุใหญ่ๆ ในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์จะเคลื่อนที่อยู่บนระนาบใกล้เคียงกับระนาบโคจรของโลก ที่เรียกว่า ระนาบสุริยวิถี ดาวเคราะห์ทั้งหมดจะเคลื่อนที่ใกล้เคียงกับระนาบนี้ ขณะที่ดาวหางและวัตถุในแถบไคเปอร์มักเคลื่อนที่ทำมุมกับระนาบค่อนข้างมาก
ดาวเคราะห์ทั้งหมดและวัตถุส่วนใหญ่ในระบบยังโคจรไปในทิศทางเดียวกับการ หมุนรอบตัวเองของดวงอาทิตย์ (ทวนเข็มนาฬิกา เมื่อมองจากมุมมองด้านขั้วเหนือของดวงอาทิตย์) มีเพียงบางส่วนที่เป็นข้อยกเว้นไม่เป็นไปตามนี้ เช่น ดาวหางฮัลเลย์ เป็นต้น
ตามกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ของเคปเลอร์ อธิบายถึงลักษณะการโคจรของวัตถุต่างๆ รอบดวงอาทิตย์ กล่าวคือ วัตถุแต่ละชิ้นจะเคลื่อนที่ไปตามแนวระนาบรอบดวงอาทิตย์โดยมีจุดโฟกัสหนึ่งจุด วัตถุที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่า (มีค่ากึ่งแกนเอกน้อย กว่า) จะใช้เวลาโคจรน้อยกว่า บนระนาบสุริยวิถีหนึ่งๆ ระยะห่างของวัตถุกับดวงอาทิตย์จะแปรผันไปตามเส้นทางบนทางโคจรของมัน จุดที่วัตถุอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดเรียกว่า "จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด" (perihelion) ขณะที่ตำแหน่งซึ่งมันอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ที่สุด เรียกว่า "จุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุด" (aphelion) วัตถุจะเคลื่อนที่ได้ความเร็วสูงที่สุดเมื่ออยู่ในตำแหน่งใกล้ดวงอาทิตย์ที่ สุด และเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่ำสุดเมื่ออยู่ในตำแหน่งไกลดวงอาทิตย์ที่สุด ลักษณะของวงโคจรของดาวเคราะห์มีรูปร่างเกือบจะเป็นวงกลม ขณะที่ดาวหาง ดาวเคราะห์น้อย และวัตถุในแถบไคเปอร์ มีวงโคจรค่อนข้างจะเป็นวงรี
เมื่อศึกษาถึงระยะห่างระหว่างดาวเคราะห์ในที่ว่างมหาศาลของระบบ เราพบว่า ยิ่งดาวเคราะห์หรือแถบต่างๆ อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์เท่าไร มันก็จะยิ่งอยู่ห่างจากวัตถุอื่นใกล้เคียงมากเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ดาวศุกร์มีระยะห่างจากดาวพุธประมาณ 0.33 หน่วยดาราศาสตร์ ส่วนดาวเสาร์อยู่ห่างจากดาวพฤหัสบดีไป 4.3 หน่วยดาราศาสตร์ และดาวเนปจูนอยู่ห่างจากดาวยูเรนัสออกไปถึง 10.5 หน่วยดาราศาสตร์ เคยมีความพยายามศึกษาและอธิบายถึงระยะห่างระหว่างวงโคจรของดาวต่างๆ (ดูรายละเอียดใน กฎของทิเทียส-โบเด) แต่จนถึงปัจจุบันยังไม่มีทฤษฎีใดเป็นที่ยอมรับ
ดาวเคราะห์ส่วนมากในระบบสุริยะจะมีระบบเล็กๆ ของตัวเองด้วย โดยจะมีวัตถุคล้ายดาวเคราะห์ขนาดเล็กโคจรไปรอบตัวเองเป็นดาวบริวาร หรือดวงจันทร์ ดวงจันทร์บางดวงมีขนาดใหญ่กว่าดาวเคราะห์เสียอีก ดาวบริวารขนาดใหญ่เหล่านี้จะมีวงโคจรที่สอดคล้องกันเป็นส่วนใหญ่ คือจะหันหน้าด้านหนึ่งของดาวเข้าหาดาวเคราะห์ดวงแม่ของมันเสมอ ดาวเคราะห์ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ 4 ดวงยังมีวงแหวนดาวเคราะห์อยู่รอบตัวด้วย เป็นแถบบางๆ ที่ประกอบด้วยเศษชิ้นส่วนเล็กๆ โคจรไปรอบๆ อย่างเป็นอันหนึ่งอันเดียวกัน
ภาพ ขนาดวงโคจรของวัตถุต่างๆ ในระบบสุริยะ จากเล็กไปใหญ่ เริ่มจากด้านซ้านบนวนตามเข็มนาฬิกา
ที่มา http://th.wikipedia.org/wiki
คำจำกัดความ
ภาพ ย่านต่างๆ ในระบบสุริยะ
ระบบสุริยะสามารถแบ่งออกเป็นย่านต่างๆ ได้แบบไม่เป็นทางการ ระบบสุริยะส่วนในประกอบด้วยดาวเคราะห์ 4 ดวงกับแถบดาวเคราะห์น้อย ระบบสุริยะส่วนนอกคือส่วนที่อยู่พ้นแถบดาวเคราะห์น้อยออกไป ประกอบด้วยดาวแก๊สยักษ์ 4 ดวง[28] ต่อมาเมื่อมีการค้นพบแถบไคเปอร์ จึงจัดเป็นย่านไกลที่สุดของระบบสุริยะ เรียกรวมๆ ว่าเป็นวัตถุพ้นดาวเนปจูน[29]
เมื่อพิจารณาจากทั้งแง่กายภาพและการเคลื่อนที่ วัตถุที่โคจรรอบดวงอาทิตย์สามารถแบ่งออกได้เป็นสามประเภทคือ ดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์แคระ และ วัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะ ดาวเคราะห์ไม่ว่าจะมีขนาดใดก็ตามที่โคจรรอบดวงอาทิตย์จะมีมวลมากพอจะสร้าง ตัวเองให้มีรูปร่างเป็นสัณฐานกลม และขับไล่ชิ้นส่วนเล็กๆ ที่อยู่รอบตัวเองให้ออกไปให้พ้นระยะ จากคำจำกัดความนี้ ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะจึงมี 8 ดวง ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน ดาวพลูโตถูกปลดออกจากตำแหน่งดาวเคราะห์เนื่องจากมันไม่สามารถขับไล่วัตถุเล็กๆ อื่นๆ ในบริเวณแถบไคเปอร์ออกไปพ้นวงโคจรของมันได้[30]
ดาวเคราะห์แคระ คือเทหวัตถุที่โคจรรอบดวงอาทิตย์และมีมวลมากพอจะทำให้ตัวเองมีสัณฐานกลม เนื่องจากแรงโน้มถ่วง แต่ไม่สามารถขจัดชิ้นส่วนก่อนเกิดดาวเคราะห์ออกไป ทั้งไม่สามารถเป็นดาวบริวาร[30] จากคำจำกัดความนี้ ระบบสุริยะจึงมีดาวเคราะห์แคระที่รู้จักแล้ว 5 ดวงคือ ซีรีส พลูโต เฮาเมอา มาคีมาคี และ อีรีส[31] วัตถุอื่นๆ ที่อาจสามารถจัดประเภทเป็นดาวเคราะห์แคระได้ ได้แก่ เซดนา ออร์กัส และควาอัวร์ ดาวเคราะห์แคระที่โคจรอยู่ในย่านพ้นดาวเนปจูนเรียกชื่อรวมๆ ว่า "พลูตอยด์"[32] นอกเหนือจากนี้ วัตถุขนาดเล็กอื่นๆ ที่โคจรไปรอบดวงอาทิตย์จัดว่าเป็นวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะ[30]
นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ใช้คำศัพท์ แก๊ส น้ำแข็ง และ หิน เพื่ออธิบายถึงประเภทองค์ประกอบสสารต่างๆ ที่พบตลอดทั่วระบบสุริยะ หิน จะใช้ในการอธิบายองค์ประกอบที่มีจุดหลอมเหลวสูง (สูงกว่า 500 เคลวิน) เช่นพวก ซิลิเกต องค์ประกอบหินมักพบได้มากในกลุ่มระบบสุริยะชั้นใน เป็นส่วนประกอบหลักของดาวเคราะห์และดาวเคราะห์น้อย แก๊ส เป็นสสารที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ เช่นอะตอมไฮโดรเจน ฮีเลียม และแก๊สมีตระกูล มักพบในย่านกึ่งกลางระบบสุริยะ เป็นส่วนประกอบส่วนใหญ่ของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ น้ำแข็ง ซึ่งประกอบด้วยน้ำ มีเทน แอมโมเนีย และคาร์บอนไดออกไซด์[33] มีจุดหลอมเหลวเพียงไม่กี่ร้อยเคลวิน เป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่อยู่ในดาวบริวารของบรรดาดาวแก๊สยักษ์ รวมถึงเป็นองค์ประกอบอยู่ในดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน (บางครั้งเรียกดาวทั้งสองนี้ว่า "ดาวน้ำแข็งยักษ์") และในวัตถุขนาดเล็กจำนวนมากที่อยู่พ้นจากวงโคจรดาวเนปจูนออกไป[34]
ดวงอาทิตย์
ดวงอาทิตย์ คือดาวฤกษ์ดวงแม่ที่เป็นหัวใจของระบบสุริยะ มีขนาดประมาณ 332,830 เท่าของมวลของโลก ด้วยปริมาณมวลที่มีอยู่มหาศาลทำให้ดวงอาทิตย์มีความหนาแน่นภายในที่สูงมากพอจะทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันอย่างต่อเนื่อง และปลดปล่อยพลังงานมหาศาลออกมา โดยมากเป็นพลังงานที่แผ่ออกไปในลักษณะของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น แสง
ดวงอาทิตย์จัดว่าเป็นดาวแคระเหลืองขนาดใหญ่ปานกลาง ทว่าเมื่อเปรียบเทียบกับดาวฤกษ์อื่นๆ ที่อยู่ในดาราจักรของเรา ถือได้ว่าดวงอาทิตย์มีขนาดใหญ่และสว่างมาก การจัดประเภทของดาวฤกษ์นี้เป็นไปตามไดอะแกรมของเฮิร์ตสปรัง-รัสเซลล์ ซึ่งเป็นแผนภูมิของกราฟระหว่างความสว่างของดาวฤกษ์เทียบกับอุณหภูมิพื้น ผิว โดยทั่วไปดาวฤกษ์ที่มีอุณหภูมิสูงกว่ามักจะสว่างกว่า ซึ่งดาวฤกษ์ใดๆ ที่มีคุณสมบัติเป็นไปดังที่ว่ามานี้ก็จะเรียกว่าเป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ในแถบลำดับหลัก ดวงอาทิตย์ของเราก็อยู่บนแถบลำดับหลักโดยอยู่ในช่วงกึ่งกลางทางด้านขวา แต่มีดาวฤกษ์จำนวนไม่มากนักที่จะสว่างกว่าและมีอุณหภูมิสูงกว่าดวงอาทิตย์ ของเรา ส่วนมากจะอ่อนแสงกว่าและมีอุณหภูมิต่ำกว่าทั้งนั้น[35]
เชื่อว่าตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนแถบลำดับหลักนั้นจัดได้ว่าอยู่ใน "ช่วงรุ่งโรจน์ของยุค" ของอายุดาวฤกษ์ มันยังมีไฮโดรเจนมากเพียงพอที่จะสร้างปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันไปอีกนาน ดวงอาทิตย์กำลังเพิ่มพูนความสว่างมากขึ้น ในอดีตดวงอาทิตย์เคยมีความสว่างเพียงแค่ 70% ของความสว่างอย่างที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน[36]
ดวงอาทิตย์จัดเป็นดาวฤกษ์ชนิดดารากร 1 ถือกำเนิดขึ้นในช่วงปลายๆ ของวิวัฒนาการของเอกภพ มีองค์ประกอบธาตุหนักที่หนักกว่าไฮโดรเจนและฮีเลียม (ในภาษาดาราศาสตร์จะเรียกว่า "โลหะ") มากกว่าดาวฤกษ์ชนิดดารากร 2 ซึ่งมีอายุมากกว่า[37] ธาตุหนักเหล่านี้ก่อกำเนิดขึ้นจากแก่นกลางของดาวฤกษ์โบราณที่ระเบิดออก ดังนั้นดาวฤกษ์ในยุคแรกเริ่มจึงต้องแตกดับไปเสียก่อนจึงจะทำให้เอกภพเต็มไป ด้วยอะตอมธาตุเหล่านี้ได้ ดาวฤกษ์ที่มีอายุเก่าแก่มากๆ จะไม่ค่อยมีองค์ประกอบโลหะมากนัก ขณะที่ดาวฤกษ์ที่เกิดในยุคหลังจะมีโลหะมากกว่า สันนิษฐานว่า การมีองค์ประกอบโลหะจำนวนมากนี้น่าจะเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้ดวงอาทิตย์ สามารถสร้างระบบดาวเคราะห์ของตัวเองขึ้นมาได้ เพราะดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นมาจากการรวมตัวกันของธาตุหนักเหล่านั้น[38]
ภาพ ภาพถ่ายดวงอาทิตย์ในรังสีเอกซ์
ที่มา http://th.wikipedia.org/wiki
สสารระหว่างดาวเคราะห์
นอกเหนือจากแสง ดวงอาทิตย์ยังแผ่รังสีที่ประกอบด้วยกระแสของประจุอนุภาคจำนวนมากต่อเนื่องกัน (เป็นพลาสมาชนิดหนึ่งที่รู้จักกันในชื่อ ลมสุริยะ) กระแสประจุนี้แผ่ออกไปด้วยความเร็วประมาณ 1.5 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง[39] ทำให้เกิดชั้นบรรยากาศบางๆ ขึ้น เรียกว่า เฮลิโอสเฟียร์ ที่แผ่ปกคลุมทั่วระบบสุริยะออกไปเป็นระยะทางอย่างน้อย 100 หน่วยดาราศาสตร์ (ดูเพิ่มที่ เฮลิโอพอส) ทั้งหมดนี้เป็นสิ่งที่เรียกกันว่า สสารระหว่างดาวเคราะห์ พายุแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวดวงอาทิตย์เช่น โซลาร์แฟลร์ หรือลำอนุภาคโคโรนา จะทำให้เกิดการรบกวนต่อเฮลิโอสเฟียร์ และสร้างสภาวะที่เรียกว่า space weather ขึ้น[40] สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ที่หมุนวนไปสร้างผลกระทบต่อสสารระหว่างดาวเคราะห์ ทำให้เกิดแผ่นกระแสเฮลิโอสเฟียร์ (heliospheric current sheet) ขึ้น ซึ่งถือเป็นโครงสร้างที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ[41]
สนามแม่เหล็กของโลกช่วย ป้องกันชั้นบรรยากาศเอาไว้มิให้เกิดปฏิกิริยากับลมสุริยะ ขณะที่ดาวศุกร์กับดาวอังคารไม่มีสนามแม่เหล็ก ลมสุริยะจึงขับไล่ชั้นบรรยากาศของดาวทั้งสองจนสูญหายไปหมด[42] การปะทะระหว่างลมสุริยะกับสนามแม่เหล็กของโลกทำให้เกิดปรากฏการณ์ออโรรา หรือแสงเหนือ-แสงใต้ ที่พบเห็นบริเวณใกล้ขั้วโลก
รังสีคอสมิก มีกำเนิดมาจากห้วงอวกาศอื่นนอกระบบสุริยะ เฮลิโอสเฟียร์ทำหน้าที่ปกป้องระบบสุริยะเอาไว้ส่วนหนึ่ง โดยสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ (สำหรับดวงที่มี) ก็ช่วยทำหน้าที่ป้องกันรังสีด้วยอีกส่วนหนึ่ง ความหนาแน่นของรังสีคอสมิกในสสารระหว่างดาวกับ ความเข้มของสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์จะเปลี่ยนแปลงไปเมื่อเวลาผ่านไปนานๆ ดังนั้นระดับของการแผ่รังสีคอสมิกในระบบสุริยะจึงไม่แน่ไม่นอน แต่จะมีอยู่เป็นปริมาณเท่าใดไม่อาจระบุได้[43]
สสารระหว่างดาวเคราะห์เป็นแหล่งกำเนิดของย่านแผ่นจานฝุ่นคอสมิกอย่างน้อย 2 แห่ง แห่งแรกคือเมฆฝุ่นจักรราศี ซึ่งอยู่ในระบบสุริยะชั้นในและเป็นต้นเหตุการเกิดแสงจักรราศี โดยมากเป็นเศษชิ้นส่วนในแถบดาวเคราะห์น้อยที่เกิดขึ้นจากการปะทะกับดาวเคราะห์[44] แผ่นจานฝุ่นแห่งที่สองแผ่ครอบคลุมพื้นที่ตั้งแต่ระยะ 10 หน่วยจนถึง 40 หน่วยดาราศาสตร์ ซึ่งน่าจะเกิดขึ้นจากการปะทะในลักษณะเดียวกันในแถบไคเปอร์[45][46]
ภาพจำลองโครงสร้าง แผ่นกระแสเฮลิโอสเฟียร์
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น