โลก ดวงดาว และดาราศาสตร์

ลำดับตอนที่ #1 : ดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์
        ดวงอาทิตย์-แหล่งกำเนิดพลังที่ยิ่งใหญ่ และสำคัญที่สุดของโลก และทุกสรรพสิ่ง บนโลก กล่าวได้ว่า ดวงอาทิตย์เป็น ผู้ให้ชีวิตแก่โลก ดวงอาทิตย์มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 1,392,000 กิโลเมตร ยาวเป็น 109 เท่าของ เส้นผ่าศูนย์กลางโลก ผิวของดวงอาทิตย์ มีอุณหภูมิราว 6,000 เคลวิน ขณะที่ใจกลางดวงอาทิตย์ มีอุณหภูมิสูงมากถึง 15,000,000 เคลวิน


พลังงานจากดวงอาทิตย์
        ดวงอาทิตย์ปล่อยพลังงานออกมาจำนวน 386,000,000,000,000,000,000,000,000 วัตต์ พลังงานที่ ดวงอาทิตย์ปล่อยมา ได้แก่ อนุภาคพลังงานสูง และคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ทุกช่วงคลื่นได้แก่ รังสีแกมมา รังสีเอกซ์ รังสีอัลตร้าไวโอเลต แสงสว่าง รังสีอินฟราเรด และคลื่นวิทยุ ดวงอาทิตย์ปล่อยพลังงานออกมา รอบตัวทุกทิศทาง มีพลังงานเพียงส่วนน้อย ที่พุ่งตรงมายังโลกของเรา

บรรยากาศช่วยป้องกันโลก
        บรรยากาศโลกช่วยกักกั้น และดูดกลืนพลังงานที่มา จากอวกาศส่วนใหญ่ไว้ มีแสงสว่าง รังสีอัลตร้าไวโอเลต บางส่วน รังสีอินฟราเรดบางส่วนและคลื่นวิทยุรวมทั้งอุกกาบาตบางส่วน ที่ผ่านบรรยากาศเคลื่อนที่มาถึงพื้นโลก

โครงสร้างของดวงอาทิตย์
1.ใจกลางดวง(Core)อุณหภูมิประมาณ 15,000,000 เคลวิน เกิดปฏิกิริยายาเทอร์โมนิวเคลียร์ เป็นแหล่งสร้าง พลังงานของดวงอาทิตย์
2.ชั้นแผ่รังสี (Radiation Zone) พลังงานจากใจกลางดวงแผ่รังสีออกสู่ด้านนอก
3.ชั้นพาพลังงาน (Convection Zone) เป็นชั้นที่มวลสาร ของดวงอาทิตย์รับพลังงาน จากชั้นแผ่รังสีพาออก สู่ผิวดวงปรากฏสว่างจ้าในบรรยากาศชั้นโฟโตสเฟียร์

บรรยากาศของดวงอาทิตย์
1.โฟโตสเฟียร์(Photosphere) ชั้นแสงจ้าผิวของดวงอาทิตย์อุณหภูมิราว 6,000 เคลวิน เป็นชั้นบาง ๆ ทึบแสง ลึกลงไป คือ ตัวดวงอาทิตย์ไม่สามารถมองเห็นได้พลังงาน จากภายในดวงเคลื่อนออกสู่ภายนอกที่บรรยากาศชั้นนี้
2.โครโมสเฟียร์ (Chromosphere) ชั้นแสงสี เป็นชั้นบาง ๆ สูงจากชั้นแสงจ้า เกิดพวยก๊าซปรากฏ ที่ขอบดวงเห็นได้ ขณะเกิดสุริยุปราคาเต็มดวง
3.โคโรน่า(Corona) บรรยากาศชั้นนอกสุดของดวงอาทิตย์มีรูปร่างเปลี่ยนแปลง ตลอดเวลา สัมพันธ์กับ ปรากฏการณ์ ที่ผิวดวง

วิวัฒนาการของดวงอาทิตย์
        ปัจจุบัน ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์สีเหลือง (Type G) อุณหภูมิผิวราว 6000 เคลวิน มีอายุราว 5000ล้านปี อยู่ในช่วงกึ่งกลางชีวิต ประมาณว่าดวงอาทิตย์คงมีอายุราว 10000 ล้านปี ซึ่งเป็นชีวิตโดยเฉลี่ยของดาวฤกษ์ เมื่อราว 5000 ล้านปีมาแล้วกลุ่มฝุ่นก๊าซ ขนาดใหญ่ (เนบิวลา) ได้ยุบตัว เกิดเป็นดาวฤกษ์มีการเปลี่ยนแปลง ในช่วงเวลาไม่มากนักจนดาวฤกษ์อยู่ในสภาพสมดุลยเป็นดวงอาทิตย์ ซึ่งจะอยู่ในสมดุลย์ นานกว่า 8000 ล้านปี คือเกือบตลอดชีวิตของ ดวงอาทิตย์ ช่วงปลายชีวิต ดวงอาทิตย์จะขยายตัว มีขนาดใหญ่กลายเป็น ดาวยักษ์แดง ใช้พลังงานหมดเปลืองอย่างรวดเร็ว จากนั้นเกิดการระเบิดเป็นโนวา(Nova) มวลด้านนอก กระจายออกเป็น เนบิวลา (ซึ่งจะไปรวมตัวกัน เพื่อเกิดเป็นดาวฤกษ์รุ่นต่อไป) มวลที่ศูนย์กลาง จะถูกแรงอัดกลายเป็น ดาวแคระขาว (White Dwarf) ซึ่งจะเย็นลงช้า ๆ มีแสง ริบหรี่ลง ตามลำดับจนมองไม่เห็นในที่สุด จบชีวิต การเป็นดาวฤกษ์ ของดวงอาทิตย์

ชนิดของดาวฤกษ์ ( แบ่งตามสีและอุณหภูมิผิว )
เมื่อนำแสงของดาวฤกษ์มาวิเคราะห์ สามารถแบ่งชนิดของดาวฤกษ์ตามสีและอุณหภูมิผิวได้เป็น 7 แบบหลัก ๆ คือแบบ O B A F G K และ M ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์แบบ G มีสีเหลือง อุณหภูมิผิวราว 6,000 เคลวิน แผนผังเฮิรตซ-รัสเซล(Hertzsprung-Russell Diagram) แต่ละจุด มาจากข้อมูล ของดาวฤกษ์แต่ละดวง ด้วยการนำสี ความสว่างและอุณหภูมิผิวของดาวมาสัมพันธ์กัน ดาวฤกษ์จะแยกชนิด และรวมกันเป็นกลุ่ม ตามขนาดและความสว่างของดาว ชนิดที่สำคัญได้แก่ ดาวยักษ์ใหญ่ (Super Giant stars) ดาวยักษ์ (Giant stars) ดาวสามัญ(Main sequence stars) และดาวแคระขาว(White dwarf stars) เป็นต้น ดวงอาทิตย์อยู่ในกลุ่มดาวสามัญ ตัวอย่างของดาวฤกษ์บางดวงในแผนผังเฮิรตซปรุง-รัสเซล ดาวที่อยู่ ในกลุ่ม ของดาวสามัญ คือดาวที่อยู่ในสภาพสมดุลย ซึ่งเป็นช่วงที่ ยาวนานที่สุด ของชีวิต ดาวฤกษ์ ที่กำลัง เข้าใกล้จุดจบของชีวิต

วิวัฒนาการของดาวฤกษ์
        เมื่อเนบิวลาเกิดการยุบตัวจนศูนย์กลาง มีอุณหภูมิสูงมากเกิดปฏิกริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ ปล่อยพลังงานมหาศาล ออกมาต่อต้านการยุบตัว เมื่อแรงทั้งสองเท่ากัน ดาวฤกษ์อยู่ในสภาพสมดุลย เป็นดาวฤกษ์ ในกลุ่มของดาวสามัญ ซึ่งเป็นช่วงยาวนานที่สุดของชีวิต แต่จุดจบของดาวฤกษ์ จะแตกต่างกันขึ้นกับขนาดและมวลของดาวฤกษ์ดวงนั้น

        ดาวฤกษ์ที่มีมวลพอ ๆ กับดวงอาทิตย์จะขยายตัวเป็นดาวยักษ์แดง เกิดระเบิดเป็นโนว่า มวลที่ศูนย์กลาง จะถูกอัดแน่น เป็นดาวแคระขาวค่อย ๆ มีแสงริบหรี่ลง... จนมองไม่เห็น จบชีวิตการเป็นดาวฤกษ์ไปอย่างสงบ ดาวฤกษ์ที่มีมวล มากกว่าดวงอาทิตย์จะขยายตัวเป็นดาวยักษ์ใหญ่ เกิดการระเบิดอย่างรุนแรง เป็นซุปเปอร์โนว่า มวลที่ศูนย์กลาง ถูกแรงอัดมหาศาล เป็นดาวนิวตรอน (Neutron star) ซึ่งเป็นดาวที่มีขนาดเล็กมาก มีมวลและความหนาแน่น สูง มากหมุนรอบตัวเองอย่างรวดเร็วปล่อยคลื่นวิทยุออกมาเป็นช่วง ๆ เรียกว่า พัลซ่าร์ (Pulsar) และถ้าดาวมีมวล มากกว่าดวงอาทิตย์มาก ๆ หลังการระเบิดรุนแรงเป็นซุปเปอร์โนว่า จะมีแรงอัดรุนแรง มหาศาลยิ่งอัดมวล ให้มี ขนาดเล็กลง ไปอย่างไม่มีที่สิ้นสุด จึงมีแรงโน้มถ่วงมหาศาล ดูดได้ทุกอย่าง แม้กระทั่งแสง เรียกว่า หลุมดำ (Black Hole)