ระบบสุริยะ (SOLAR SYSTEM)

ข้อมูลเบื้องต้น

 ความมหัศจรรย์บนโลกใบนี้ ยังมีหลายๆสิ่งหลายๆอย่างที่น่าค้นหา การกำเนิดของสิ่งมีชีวิตการดำรงอยู่ เฉพาะบนโลกใบนี้เท่านั้นจริงหรือไม่ แล้วโลกอื่นเค้ามีโทรทัศน์ดูกันใหม มีอินเตอร์เน็ตใช้กันรึเปล่า อาจจะเป็นคำถามที่ใครๆหลายๆคนจินตนาการถึงนอกโลก

เนื้อเรื่อง

 ระบบสุริยะ (Solar System) คือระบบที่ประกอบด้วย ดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางมีดาวเคราะห์ (Planets) 9 ดวง ดวงจันทร์บริวารของดวงเคราะห์แต่ละดวง (Moon of sattelites) ดาวเคราะห์น้อย (Minor planets) ดาวหาง (Comets) อุกกาบาต (Meteorites) ตลอดจนกลุ่มฝุ่นและก๊าซ ซึ่งเคลื่อนที่อยู่ในวงโคจร ภายใต้อิทธิพลแรงดึงดูด จากดวงอาทิตย์ ระบบสุริยะไม่จำเป็นต้องมีแห่งเดียว ถ้าที่อื่นมีลักาณะอย่างนี้ก็เรียกว่าระบบสุริยะได้เหมือนกัน แต่ในที่นี้จะหมายถึงระบบสุริยะของเรา ขนาดของระบบสุริยะ กว้างใหญ่ไพศาลมาก เมื่อเทียบระยะทาง ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ ซึ่งมีระยะทางประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร หรือ 1 หน่วยดาราศาสตร์

กล่าวคือ ระบบสุริยะมีระยะทางไกลไปจนถึงวงโคจรของดาวพลูโต ดาว เคราะห์ที่มีขนาดเล็กที่สุด ในระบบสุริยะ ซึ่งอยู่ไกล เป็นระยะทาง 40 เท่าของ 1 หน่วยดาราศาสตร์ และยังไกลห่างออก ไปอีกจนถึงดงดาวหาง อูร์ต (Oort's Cloud) ซึ่งอาจอยู่ไกลถึง 500,000 เท่า ของระยะทางจากถึงดวงอาทิตย์ด้วย ดวงอาทิตย์มีมวล มากกว่าร้อยละ 99 ของ มวลทั้งหมดในระบบสุริยะ ที่เหลือนอกนั้นจะเป็นมวลของ เทหวัตถุต่างๆ ซึ่ง ประกอบด้วยดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง และอุกกาบาต รวมไปถึงฝุ่นและก๊าซ ที่ล่องลอยระหว่าง ดาวเคราะห์ แต่ละดวง โดยมีแรงดึงดูด (Gravity) เป็นแรงควบคุมระบบสุริยะ ให้เทหวัตถุบนฟ้าทั้งหมด เคลื่อนที่เป็นไปตามกฏแรง แรงโน้มถ่วงของนิวตัน ดวงอาทิตย์แพร่พลังงาน ออกมา ด้วยอัตราประมาณ 90,000,000,000,000,000,000,000,000 แคลอรีต่อวินาที เป็นพลังงานที่เกิดจากปฏิกริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ โดยการเปลี่ยนไฮโดรเจนเป็นฮีเลียม ซึ่งเป็นแหล่งความร้อนให้กับดาว ดาวเคราะห์ต่างๆ ถึงแม้ว่าดวงอาทิตย์จะเสียไฮโดรเจนไปถึง 4,000,000 ตันต่อวินาทีก็ตาม แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ยังมี ความเชื่อว่าดวงอาทิตย์จะยังคงแพร่พลังงานออกมา ในอัตรา ที่เท่ากันนี้ได้อีกนานหลายพันล้านปี

ทฤษฎีการกำเนิดของระบบสุริยะ

        หลักฐานที่สำคัญของการกำเนิดของระบบสุริยะก็คือ การเรียงตัว และการเคลื่อนที่อย่างเป็นระบบระเบียบของดาว เคราะห์ ดวงจันทร์บริวาร ของดาวเคราะห์ และดาวเคราะห์น้อย ที่แสดงให้เห็นว่าเทหวัตถุ ทั้งมวลบนฟ้า นั้นเป็นของ ระบบสุริยะ ซึ่งจะเป็นเรื่องที่เป็นไปไม่ได้เลย ที่เทหวัตถุท้องฟ้า หลายพันดวง จะมีระบบ โดยบังเอิญโดยมิได้มีจุดกำเนิด ร่วมกัน 
  
Piere Simon Laplace ได้เสนอทฤษฎีจุดกำเนิดของระบบสุริยะ ไว้เมื่อปี ค.ศ.1796 กล่าวว่า ในระบบสุริยะจะ มีมวลของก๊าซรูปร่างเป็นจานแบนๆ ขนาดมหึมาหมุนรอบ ตัวเองอยู่ ในขณะที่หมุนรอบตัวเองนั้นจะเกิดการหดตัวลง เพราะแรงดึงดูดของมวลก๊าซ ซึ่งจะทำให้ อัตราการหมุนรอบตัวเองนั้น จะเกิดการหดตัวลงเพราะแรงดึงดูดของก๊าซ ซึ่งจะทำให้อัตราการ หมุนรอบตังเอง มีความเร็วสูงขึ้นเพื่อรักษาโมเมนตัมเชิงมุม (Angular Momentum) ในที่สุด เมื่อความเร็ว มีอัตราสูงขึ้น จนกระทั่งแรงหนีศูนย์กลางที่ขอบของกลุ่มก๊าซมีมากกว่าแรงดึงดูด ก็จะทำให้เกิดมีวงแหวน ของกลุ่มก๊าซแยก ตัวออกไปจากศุนย์กลางของกลุ่มก๊าซเดิม และเมื่อเกิดการหดตัวอีกก็จะมีวงแหวนของกลุ่มก๊าซเพิ่มขึ้น ขึ้นต่อไปเรื่อยๆ วงแหวนที่แยกตัวไปจากศูนย์กลางของวงแหวนแต่ละวงจะมีความกว้างไม่เท่ากัน ตรงบริเวณ ที่มีความ หนาแน่นมากที่สุดของวง จะคอยดึงวัตถุทั้งหมดในวงแหวน มารวมกันแล้วกลั่นตัว เป็นดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ของดาว ดาวเคราะห์จะเกิดขึ้นจากการหดตัวของดาวเคราะห์ สำหรับดาวหาง และสะเก็ดดาวนั้น เกิดขึ้นจากเศษหลงเหลือระหว่าง การเกิดของดาวเคราะห์ดวงต่างๆ ดังนั้น ดวงอาทิตย์ในปัจจุบันก็คือ มวลก๊าซ ดั้งเดิมที่ทำให้เกิดระบบสุริยะขึ้นมานั่นเอง       
  
  
นอกจากนี้ยังมีอีกหลายทฤษฎีที่มีความเชื่อในการเกิดระบบสุริยะ แต่ในที่สุดก็มีความเห็นคล้ายๆ กับแนวทฤษฎีของ Laplace ตัวอย่างเช่น ทฤษฎีของ Coral Von Weizsacker นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ซึ่งกล่าวว่า มีวง กลมของกลุ่มก๊าซและฝุ่นละอองหรือเนบิวลา ต้นกำเนิดดวงอาทิตย์ (Solar Nebular) ห้อมล้อมอยู่รอบดวงอาทิตย์ ขณะที่ดวงอาทิตย์เกิดใหม่ๆ และ ละอองสสารในกลุ่มก๊าซ เกิดการกระแทกซึ่งกันและกัน แล้วกลายเป็นกลุ่มก้อนสสาร ขนาดใหญ่ จนกลายเป็น เทหวัตถุแข็ง เกิดขั้นในวงโคจรของดวงอาทิตย์ ซึ่งเราเรียกว่า ดาวเคราะห์ และดวงจันทร์ของ ดาวเคราะห์นั่นเอง 
        ระบบสุริยะของเรามีขนาดใหญ่โตมากเมื่อเทียบกับโลกที่เราอาศัยอยู่ แต่มีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับกาแล็กซีของเราหรือ กาแล็กซีทางช้างเผือก ระบบสุริยะตั้งอยู่ในบริเวณ วงแขนของกาแล็กซีทางช้างเผือก (Milky Way) ซึ่งเปรียบเสมือนวง ล้อยักษ์ที่หมุนอยู่ในอวกาศ โดยระบบสุริยะ จะอยู่ห่างจาก จุดศูนย์กลางของกาแล็กซีทางช้างเผือกประมาณ 30,000 ปีแสง ดวงอาทิตย์ จะใช้เวลาประมาณ 225 ล้านปี ในการเคลื่อน ครบรอบจุดศูนย์กลาง ของกาแล็กซี ทางช้างเผือกครบ 1 รอบ นักดาราศาสตร์จึงมี ความเห็นร่วมกันว่า เทหวัตถุทั้ง มวลในระบบสุริยะไม่ว่าจะเป็นดาวเคราะห์ทุกดวง ดวงจันทร์ของ ดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง และอุกกาบาต เกิดขึ้นมาพร้อมๆกัน มีอายุเท่ากันตามทฤษฎีจุดกำเนิดของระบบ สุริยะ และจาการนำ เอาหิน จากดวงจันทร์มา วิเคราะห์การสลายตัว ของสารกัมมันตภาพรังสี ทำให้ทราบว่าดวงจันทร์มี อายุประมาณ 4,600 ล้านปี ในขณะเดียวกัน นักธรณีวิทยาก็ได้คำนวณ หาอายุของหินบนผิวโลก จากการสลายตัว ของอตอม อะตอมยูเรเนียม และสารไอโซโทป ของธาตุตะกั่ว ทำให้นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า โลก ดวงจันทร์ อุกกาบาต มีอายุประมาณ 4,600 ล้านปี และอายุของ ระบบสุริยะ นับตั้งแต่เริ่มเกิดจากฝุ่นละอองก๊าซ ในอวกาศ จึงมีอายุไม่เกิน 5000 ล้านปี       
 

ในบรรดาสมาชิกของระบบสุริยะซึ่งประกอบด้วย ดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์น้อย ดวงจันทร์ ของดาวเคราะห์ดาวหาง อุกกาบาต สะเก็ดดาว รวมทั้งฝุ่นละองก๊าซ อีกมากมาย นั้นดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ 9 ดวง จะได้รับความสนใจมากที่สุดจากนักดาราศาสตร์ ซึ่งมีข้อมูล รายละเอียดพอสรุปได้ดังนี้

1. ดวงอาทิตย์ (The Sun)

        ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่สำคัญในระบบสุริยะ เป็นดาวฤกษ์ สีเหลือง มีอายุเกือบ 5,000 ล้านปี อยู่ห่าจากโลกของ เราประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร แสงจากดวงอาทิตย์ใช้เวลาเดินทางมายังโลกเพียง 8.3 นาที หรือ 499 วินาทีเท่านั้น พลังงานจำนวนมหาศาล ในดวงอาทิตย์ได้มา จากการ เปลี่ยนก๊าซไฮโดรเจนเป็น ฮีเลียมที่อุณหภูมิประมาณ 15 ล้านเคลวิน หรือประมาณ 27 ล้านองศาฟาเรนไฮต์

ดวงอาทิตย์มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่มากกว่าโลกของเรา109 เท่า มีปริมาตร 1,300,000 เท่าของโลกและมีมวล มากกว่าโลกของเรา 333,434 เท่า กาลิเลโอเป็นคนแรก ที่พิสูจน์ให้เห็นว่า ดวงอาทิตย์หมุนรอบตัวเอง และจากการศึกษา ของนักดาราศาสตร์ทำให้ทราบว่า การหมุนรอบตัวเองของดวงอาทิตย์ในบริเวณเส้นศูนย์สูตรจะมีความเร็วกว่าที่บริเวณขั้ว เหนือและขั้วใต้ ดังนั้น นักดาราศาสตร์ บางคนจึงมีความเห็นว่ารูปร่างของดวงอาทิตย์ มีลักษณะเป็นทรงรีรูปไข่ทั้งนี้เพราะ เกิดแรงหนีศูนย์กลาง ที่มาจากการหมุน ซึ่งทำให้ดาวเคราะห์บริวารเป็นรูปทรงรีด้วย

บริเวณผิวดวงอาทิตย์ จะมีความสว่าง สามารถมองเห็นได้ เราเรียกว่า บริเวณโฟโตสเฟียร์ (Photosphere) เป็นชันที่มีธาตุที่พบทั้งหมด แต่จะไม่อยู่ในสภาพของแข็ง ซึ่งอาจจะรวมกันเป็นกลุ่มอนุภาคของเหลว ชั้นโฟโตสเฟียร์จะป็นชั้นที่แผ่พลังงานของดวงอาทิตย์สู่อวกาศ เป็นชั้นบางๆ แต่ค่อนข้างทึบแสง มีความหนาประมาณ 400 กิโลเมตร เป็นชั้นที่มีอุณหภูมิแปรเปลี่ยนตั้งแต่ประมาณ 10,000 เคลวิน ที่บริเวณ ส่วนลึกที่สุดจนถึง 6,000 เคลวินที่บริเวณส่วนบนสุด

ถัดจากชั้น โฟโตสเฟียร์ขึ้นมา ประมาณ 19,200 กิโลเมตร จะเป็นชั้นโครโมสเฟียร์ (Chromosphere) ซึ่งเป็นชั้นค่อนข้างโปร่งแสงที่มีความหนาประมาณ 4,800 กิโลเมตร อุณหภูมิของชั้นโครโมสเฟียร์ จะเพิ่มมากขึ้นตามระยะทางที่ห่างออกไปข้างนอก คือจะมีอุณหภูมิตั้งแต่ประมาณ 4,500 เคลวิน จนถึง 1,000,000 เคลวิน ดังนันชั้นบนสุดของ ชั้นโครโมสเฟียร์ จะเป็นชั้นบริเวณที่มีปรากฎการณ์รุนแรงมาก ซึ่งจะมองเห็นแนวโค้ง เป็นสีสุกใสในขณะเกิดสุริยุปราคา เนื่องจากขณะที่เกิดสุริยุปราคาเต็มดวงนั้น ชั้นของโฟโตสเฟียร์จะถูกดวงจันทร์บดบังอยู่ชั่วขณะหนึ่ง ทำให้มองเห็นชั้นของโครโมสเฟียร์เป็นแนวเว้า มีสีส้ม-แดง อยู่ในบริเวณของดวงจันทร์

ในศตวรรษที่ 19 นักดาราศาสตร์ชาวอิตาลีชื่อ Angelo Secchi ได้อธิบายถึงชั้นโครโมสเฟียร์ที่ขอบของดวงอาทิตย์ว่า เหมือนทุ่งหญ้ากำลังถูกไฟไหม้ ซึ่งเกิดจากกลุ่มก๊าซ ที่เรียกว่า สปิคุล (Spicules) เป็นลำเล็กๆ พุ่งขึ้นไปข้างบนเป็นแถว ด้วยความเร็วประมาณ 20 - 30 กิโลเมตรต่อวินาที พุ่งตัวสูงประมาณ 8,000 กิโลเมตร และจากการวิจัยด้วยสเปกโตรสโคป พบว่า ลำก๊าซ สปิคุลนี้ มีอุณหภูมิถึง 10,000 เคลวิน ในบริเวณใจกลางของมัน แต่ที่บริเวณผิวจะมีระดับความร้อนสูงกว่าถึง 50,000 เคลวิน ซึ่งละอองก๊าซที่มีความร้อนสูงมากนี้ จะเป็นแหล่งกำเนิดคลื่นอัลตราไวโอเลตของดวงอาทิตย์

ส่วนประกอบชั้นนอกที่เรียกว่า โคโรนา (Corona) คือก๊าซที่ส่องแสงสว่างหุ้มอยู่รอบๆ ดวงอาทิตย์ มีลักษณะปรากฎเป็นแสงเรือง มีรัศมีสีนวลสุกสกาวในขณะที่เกิดสุริยุปราคราเต็มดวง คุณสมบัติที่น่าอัศจรรย์ ของโคโรนาคือ การที่มีอุณหภูมิสูงมากตั้งแต่ 1,500,000 เคลวิน ถึง 2,500,000 เคลวิน การที่โคโรนา มีอุณหภูมิสูงมากเช่นนี้ จะเกิดการระเหยของก๊าซออกไปอย่างต่อเนื่อง ทำให้มีอุณหภูมิประจุไฟฟ้าที่เรียกว่า ลมสุริยะ (Solar wind) แพร่กระจายออกมาข้างนอก แล้วแพร่เข้ามายังบริเวณใกล้เคียง โลกเรา ด้วยความเร็ว 300 - 1,000 กิโลเมตรต่อนาที ดังนั้นในอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ จึงเต็มไปด้วยพลาสมา ที่มีความร้อนสูงและมีสภาพที่แตกตัวเป็นอิออน

ลักษณะพื้นผิวของ ดวงอาทิตย์นั้น จะเห็นภาพปรากฎที่เรียกว่า จุดดำบนดวงอาทิตย์ (Sunspots) เป็นบริเวณสีคล้ำบนตัวดวงหรือบนชั้นโฟโตสเฟียร์ โดยมีส่วนกลางดำคล้ำกว่าเรียกว่า เงามืด (Umbra) ส่วนรอบๆมีสีจางกว่าเรียกว่า เงาสลัว (Penumbra) บริเวณจุดบนดวงอาทิตย์นี้ ไม่ได้มืดหรือดับไป ดังที่บางคนเข้าใจ แท้จริงแล้วจุดเหล่านี้ มีความสว่างและมีความร้อนยิ่งกว่าทังสเตนขณะถึงจุดหลอมเหลว ซึ่งบางจุดมีอุณหภูมิสูงถึง 3,800 เคลวิน แต่ที่เห็นว่ามืดเป็นเพียงความรู้สึก ที่เกิดจากแสงสว่างที่จ้ากว่า ของชั้นโฟโตสเฟียร์ ตัดกับจุดนี้ จึงทำให้เรามองเห็นเป็นจุดดำ สำหรับการปรากฎมืดคล้ำ (Darkening of Limb) ลักษณะนี้เป็นสิ่งยืนยันให้เราทราบว่าดวงอาทิตย์มิใช่ของแข็ง แต่เป็นกลุ่มก๊าซ ที่แผ่รังสีออกไป ได้ไม่เท่ากัน

2.ดาวเคราะห์ (Planets)
      ดาวเคราะห์ หมายถึง ดาวที่ไม่มีแสงสว่างในตัวเอง แต่สะท้อนแสงอาทิตย์ส่องเข้าไปตาเรา ดาวเคราะห์ แต่ละดวง มีขนาดและจำนวนดวงจันทร์บริวารไม่เท่ากัน อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็น ระยะทางต่างกัน และดวง ต่างก็อยู่ในระบบสุริยะ โดยหมุนรอบตัวเองโคจรรอบ ดวงอาทิตย์ด้วย ความเร็วต่างกันไป จากการศึกษา เรื่องราว เกี่ยวกับดาวเคราะห์โดยใช้โลกเป็นหลักในการแบ่ง นักดาราศาสตร์ได้แบ่งดวงดาวออกเป็น 2 ประเภท ตามวงทางโคจรดังนี้ คือ

ดาวเคราะห์วงใน (Interior planets) 
หมายถึงดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าโลก ได้แก่ดาวพุธ และดาวศุกร์ 
ดาวเคราะห์วงนอก (Superior planets) 
หมายถึง ดาวเคราะห์ที่อยู่ถัดจากโลกออกไป ได้แก่ ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน และดาวพลูโต 
ทั้งนี้ ดาวเคราะห์ทั้ง 9 ดวง ยังสามารถจำแนกออกเป็น 2 จำพวกใหญ่ตามลักษณะพื้นผิวด้วย ดังนี้ 
ดาวเคราะห์ก้อนหิน 
ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก และดาวอังคาร ทั้ง 4 ดวงนี้มีพื้นผิวแข็งเป็นหิน มีชั้นบรรยากาศบางๆ ห่อหุ้ม ยกว้นดาวพุธที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดไม่มีบรรยากาศ
ดาวเคราะห์ก๊าซ 
ได้แก่ ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน จะเป็นก๊าซทั่วทั้งดวง อาจมีแกนหินขนาดเล็ก อยู่ภายใน พื้นผิวจึงเป็นบรรยากาศที่ปกคลุมด้วยก๊าซมีเทน แอมโมเนีย ไฮโดรเจน และฮีเลียม (สำหรับดาวพลูโตนั้นยังสรุปไม่ได้ว่าเป็นพวกใด เนื่องจากยังอยู่ห่างไกลจากโลกมาก)

บทความ :
เนื้อหาจากตำราดาราศาสตร์
ภาพประกอบจากอินเตอร์เน็ต