บทที่ 7 ระบบสุริยะ
องค์ประกอบของระบบสุริยะ
ดวงอาทิตย์ (The Sun) เป็นดาวฤกษ์ซึ่งมีมวลร้อยละ 99 ของระบบสุริยะ จึง ทำให้อวกาศโค้งเกิดเป็นศูนย์กลางของแรงโน้มถ่วง โดยมีดาวเคราะห์และบริวารทั้งหลายโคจรล้อมรอบ ดวงอาทิตย์มีองค์ประกอบหลักเป็นไฮโดรเจนซึ่งเป็นอยู่ในสถานะพลาสมา (แก๊สที่มีอุณหภูมิสูงมากจนประจุหลุดออกมา)
ภาพที่ 1 ระบบสุริยะ
ดาวเคราะห์ (Planets) คือ บริวารขนาดใหญ่ของดวงอาทิตย์ 8 ดวง เรียงลำดับจากใกล้ไปไกล ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน ดาวเคราะห์ทั้งแปดโคจรรอบดวงอาทิตย์ โดยมีระนาบใกล้เคียงกับระนาบสุริยวิถี ดาวเคราะห์ชั้นใน 4 ดวงแรก มีองค์ประกอบหลักเป็นของแข็ง ดาวเคราะห์ชั้นนอก 4 ดวงหลังมีองค์ประกอบหลักเป็นแก๊สไฮโดรเจนเช่นเดียวกับดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์เกือบทุกดวงหมุนรอบตัวเองและโคจรรอบดวงอาทิตย์ในทิศทางเดียวกัน ดวงจันทร์บริวาร (Moons หรือ Satellites) หมายถึง ดาวที่เป็นบริวารโคจรรอบดาวเคราะห์อีกที่หนึ่ง มิได้โคจรรอบดวงอาทิตย์โดยตรง โลกมีบริวารชื่อ ดวงจันทร์ (The Moon) โคจรล้อมรอบ ขณะที่ดาวเคราะห์ดวงอื่นก็มีดวงจันทร์บริวารโคจรล้อมรอบเช่นกัน ยกตัวอย่าง ดาวพฤหัสบดีมีดวงจันทร์ขนาดใหญ่ 4 ดวง (Galilean moons) ชื่อ ไอโอ (Io), ยูโรปา(Europa), กันนีมีด (Ganymede) และคัลลิสโต (Callisto) ดาวเสาร์มีดวงจันทร์บริวารขนาดใหญ่ชื่อ ไททัน (Titan)
ดาวเคราะห์แคระ (Dwarf Planets) เป็นนิยามใหม่ของสมาพันธ์ดาราศาสตร์สากล(International Astronomical Union) ที่กล่าวถึง วัตถุขนาดเล็กที่มีรูปร่างคล้ายทรงกลม (ภาพที่2) ที่มีวงโคจรเป็นรอบดวงอาทิตย์ ซ้อนทับกับดาวเคราะห์ดวงอื่น และไม่อยู่ในระนาบของสุริยวิถี ยกตัวอย่าง ดาวพลูโตถูกจัดเป็นดาวเคราะห์แคระ เนื่องจากมีลักษณะคล้ายทรงกลม มีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ซ้อนทับกับวงโคจรของดาวเนปจูน และเอียงตัดกับระนาบสุริยวิถีเป็นมุม 17° ดาวเคราะห์น้อยซีรีส ถูกจัดเป็นดาวเคราะห์แคระ เนื่องจากมีลักษณะคล้ายทรงกลม มีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ซ้อนทับกับวัตถุอื่นๆ ที่อยู่ในแถบเข็มขัดดาวเคราะห์น้อย
ภาพที่ 2 ขนาดของดาวเคราะห์แคระเปรียบเทียบกับโลก (ที่มา: NASA, JPL)
ดาวเคราะห์น้อย (Asteroids) คือวัตถุที่ ไม่สามารถรวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์ได้ เนื่องจะถูกรบกวนจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ เช่น ดาวพฤหัสบดี และดาวเสาร์ ทำให้แรงไทดัลที่เกิดขึ้นมีกำลังมากกว่าแรงยึดเหนี่ยวระหว่างสสารภายในดาว ดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่มีองค์ประกอบหลักเป็นหิน แต่บางดวงมีโลหะปนอยู่ ดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่อยู่ที่ "แถบดาวเคราะห์น้อย" (Asteroid belt) ซึ่งอยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี ดาว เคราะห์น้อยมีรูปทรงเหมือนอุกกาบาต เนื่องจากมวลน้อยจึงมีแรงโน้มถ่วงน้อยไม่สามารถยุบรวมเนื้อดาวให้มีรูปร่าง ทรงกลม วงโคจรของดาวเคราะห์น้อยมีความรีมากกว่าวงโคจรของดาวเคราะห์ โดยวงโคจรส่วนใหญ่เอียงทำมุมกับระนาบสุริยวิถีเล็กน้อย ในปัจจุบันได้มีการค้นพบดาวเคราะห์น้อยมากกว่า 3แสน ดวง เนื่องจากดาวเคราะห์น้อยไม่สามารถรวมตัวเป็นดาวเคราะห์ได้ มันจึงไม่มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในมาหลายพันล้านปีแล้ว นักดาราศาสตร์จึงเปรียบว่า ดาวเคราะห์น้อยเป็นเสมือนฟอสซิลของระบบสุริยะ
ภาพที่ 3 แถบดาวเคราะห์น้อย (ที่มา: Pearson Prentice Hall, Inc)
วัตถุในแถบคอยเปอร์ (Kuiper Belt Objects) มีองค์ประกอบหลักเป็นหินปนน้ำแข็ง มีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์อยู่ถัดจากดาวเนปจูนออกไป วงโคจรของวััตถุในแถบคอยเปอร์เอียงทำมุมกับระนาบสุริยวิถีเล็กน้อย โดยมีระยะห่างจากดวงอาทิตย์ 40 – 500 AU (AU ย่อมาจากAstronomical Unit หรือ หน่วยดาราศาสตร์ เท่ากับระยะทางระหว่างโลกถึงดวงอาทิตย์ หรือ150 ล้านกิโลเมตร) ดาวพลูโตและดาวเคราะห์แคระซึ่งถูกค้นพบใหม่เป็นวัตถุในแถบคอยเปอร์ เช่น เอริส เซดนา วารูนา ปัจจุบันมีการค้นพบวัตถุประเภทนี้แล้วมากกว่า 35,000 ดวง
ภาพที่ 4 แถบไคเปอร์ และวงโคจรของดาวพลูโต (ที่มา: NASA, JPL)
ดาวหาง (Comets) เป็น วัตถุขนาดเล็กเช่นเดียวกับดาวเคราะห์น้อย แต่มีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรีแคบ และทำมุมเอียงตัดกับระนาบของสุริยวิถีเป็นมุมสูง ดาวหางมีองค์ประกอบเป็นน้ำแข็ง (Ice water) และแก๊สในสถานะของแข็ง เมื่อดาวหางเคลื่อนที่เข้าหาดวงอาทิตย์ พลังงานจากดวงอาทิตย์ทำให้มวลของดาวหางระเหิดกลายเป็นแก๊ส ลมสุริยะเป่าให้แก๊สเหล่านี้ให้พุ่งไปในทิศทางตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ ปรากฏเป็นหางยาวหลายล้านกิโลเมตร
เมฆออร์ต (Oort Cloud) นักดาราศาสตร์ชาวเนเธอร์แลนด์ชื่อ แจน ออร์ต (Jan Oort) ตั้งทฤษฏีว่า บริเวณขอบนอกของระบบสุริยะเป็นทรงกลม ซึ่งมีขนาดรัศมีประมาณ 50,000 AUจากดวงอาทิตย์ ห่อหุ้มด้วยวัสดุจำพวกน้ำแข็ง ซึ่งหากมีแรงโน้มถ่วงจากภายนอกมากระทบกระเทือน น้ำแข็งเหล่านี้จะหลุดเข้าสู่วงโคจรรอบดวงอาทิตย์ กลายเป็นดาวหางวงโคจรคาบยาว (Long-period comets) ซึ่งมีคาบวงโคจรรอบดวงอาทิตย์นานหลายหมื่นปี เมื่อดาวหางโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ แรงโน้มถ่วงจากดาวเคราะห์จะส่งอิทธิพลให้เปลียนเป็นดาวหางวงโคจรคาบสั้น (Short-period comets) เช่น ดาวหางฮัลเลย์มีวงโคจรรูปวงรีแคบและคาบเกี่ยวกับวงโคจรของดาวยูเรนัส มีคาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์เพียง 78 ปี
ภาพที่ 5 ตำแหน่งของแถบคอยเปอร์และเมฆออร์ต (ที่มา: NASA, JPL)
ข้อมูลที่น่ารู้
ดาว พุธไม่ใช่ดาวเคราะห์ที่ร้อนที่สุดในระบบสุริยะ เพราะด้านกลางคืนที่หันออกจากดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิต่ำมาก อุณภูมิเฉลี่ยจึงไม่สูงมากนัก
ดาวศุกร์มีอุณหภูมิพื้นผิวสูงที่สุดในระบบสุริยะ (ร้อนกว่าดาวพุธ) เนื่องจากมีบรรยากาศหนาแน่นเต็มไปด้วยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งทำให้เกิดภาวะเรือนกระจกอย่างยิ่งยวด (Runaway greenhouse)
ดวงจันทร์บริวารขนาดใหญ่ที่โคจรรอบดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ที่ถูกค้นพบแล้ว มีจำนวนไม่น้อยกว่า 130 ดวง
โฟบอส และ ดีมอส เป็นดาวจันทร์ขนาดเล็กของดาวอังคาร มีรูปร่างเหมือนก้อนหิน สันนิษฐานว่า เป็นดาวเคราะห์น้อยที่ถูกแรงโน้มถ่วงของดาวอังคารดูดจับมาเป็นบริวารในภาย หลัง
ดาว เคราะห์ขนาดใหญ่เช่น ดาวพฤหัสบดี และดาวเสาร์ มีมวลมากจึงมีแรงโน้มถ่วงมาก จึงดูดจับดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง และวัตถุคอยเปอร์ มาเป็นบริวารได้เป็นจำนวนมาก ดวงจันทร์เล็กๆ เหล่านี้มีรูปทรงเหมือนก้อนหิน มีวงโคจรที่รีแคบ และบางดวงเคลื่อนที่สวนทางกับดาวเคราะห์ดวงแม่
ดาว เคราะห์ชั้นนอกทุกดวงมีวงแหวน วงแหวนเหล่านี้เกิดจากบริวารของดาวเคราะห์ที่ถูกทำลายโดยแรงไทดัล (ความเครียดภายในของดาวซึ่งเกิดจากแรงโน้มถ่วงจากดาวเคราะห์ดวงแม่)
ดาวเคราะห์น้อยบางดวงมีดวงจันทร์บริวารด้วย เช่น ดาวเคราะห์น้อยไอดา (Ida) ขนาด28 x 13 กิโลเมตร มีดวงจันทร์แดคทิล (Dactyl) ขนาด 1 กม. โดยมีรัศมีวงโคจร 100กิโลเมตร
ดาวพลูโตซึ่งถูกจัดเป็นดาวเคราะห์แคระ มีดวงจันทร์บริวารที่ค้นพบแล้ว 3 ดวง
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น