องค์ความรู้ที่20

ระบบสุริยะ คือระบบดาวที่มีดาวฤกษ์เป็นศูนย์กลาง และมีดาวเคราะห์ (Planet) เป็นบริวารโคจรอยู่โดยรอบ เมื่อสภาพแวดล้อมเอื้ออำนวย ต่อการดำรงชีวิต สิ่งมีชีวิตก็จะเกิดขึ้นบนดาวเคราะห์เหล่านั้น หรือ บริวารของดาวเคราะห์เองที่เรียกว่าดวงจันทร์ (Satellite) นักดาราศาสตร์เชื่อว่า ในบรรดาดาวฤกษ์ทั้งหมดกว่าแสนล้านดวงในกาแลกซี่ทางช้างเผือก ต้องมีระบบสุริยะที่เอื้ออำนวยชีวิตอย่าง ระบบสุริยะที่โลกของเราเป็นบริวารอยู่อย่างแน่นอน เพียงแต่ว่าระยะทางไกลมากเกินกว่าความสามารถในการติดต่อจะทำได้ถึง

      ที่โลกของเราอยู่เป็นระบบที่ประกอบด้วย ดวงอาทิตย์ (The sun) เป็นศูนย์กลาง มีดาวเคราะห์ (Planets) 9 ดวง ที่เราเรียกกันว่า ดาวนพเคราะห์ ( นพ แปลว่า เก้า) เรียงตามลำดับ จากในสุดคือ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัส ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน ดาวพลูโต

     และยังมีดวงจันทร์บริวารของ ดวงเคราะห์แต่ละดวง (Moon of sattelites) ยกเว้นเพียง สองดวงคือ ดาวพุธ และ ดาวศุกร์ ที่ไม่มีบริวาร ดาวเคราะห์น้อย (Minor planets) ดาวหาง (Comets) อุกกาบาต (Meteorites) ตลอดจนกลุ่มฝุ่นและก๊าซ ซึ่งเคลื่อนที่อยู่ในวงโคจร ภายใต้อิทธิพลแรงดึงดูด จากดวงอาทิตย์ ขนาดของระบบสุริยะ กว้างใหญ่ไพศาลมาก เมื่อเทียบระยะทาง ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ ซึ่งมีระยะทางประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร หรือ 1au.(astronomy unit) หน่วยดาราศาสตร์ กล่าวคือ ระบบสุริยะมีระยะทางไกลไปจนถึงวงโคจร ของดาวพลูโต ดาว เคราะห์ที่มีขนาดเล็กที่สุด ในระบบสุริยะ ซึ่งอยู่ไกล เป็นระยะทาง 40 เท่าของ 1 หน่วยดาราศาสตร์ และยังไกลห่างออก ไปอีกจนถึงดงดาวหางอ๊อต (Oort's Cloud) ซึ่งอาจอยู่ไกลถึง 500,000 เท่า ของระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์ด้วย 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 ถึงแม้ว่าดวงอาทิตย์ จะเสียไฮโดรเจนไปถึง 4,000,000 ตันต่อวินาทีก็ตาม แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ยังมีความเชื่อว่าดวงอาทิตย์ จะยังคงแพร่พลังงานออกมา ในอัตรา ที่เท่ากันนี้ได้อีกนานหลายพันล้านปี

     ชื่อของดาวเคราะห์ทั้ง 9 ดวงยกเว้นโลก ถูกตั้งชื่อตามเทพของชาวกรีก เพราะเชื่อว่าเทพเหล่านั้นอยู่บนสรวงสวรค์ และเคารพบูชาแต่โบราณกาล ในสมัยโบราณจะรู้จักดาวเคราะห์เพียง 5 ดวงเท่านั้น(ไม่นับโลกของเรา) เพราะสามารถเห็นได้ ด้วยตาเปล่าคือ ดาวพุธ ดาวศุกร์ ดาวอังคาร ดาวพฤหัส ดาวเสาร์ ประกอบกับดวงอาทิตย์ และดวงจันทร์ รวมเป็น 7 ทำให้เกิดวันทั้ง 7 ในสัปดาห์นั่นเอง และดาวทั้ง 7 นี้จึงมีอิทธิกับดวงชะตาชีวิตของคนเราตามความเชื่อถือทางโหราศาสตร์ ส่วนดาวเคราะห์อีก 3 ดวงคือ ดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน ดาวพลูโต ถูกคนพบภายหลัง แต่นักดาราศาสตร์ก็ตั้งชื่อตามเทพของกรีก เพื่อให้สอดคล้องกันนั่นเอง

 

---

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

---

ดาวเคราะห์ (Planets)

     ดาวเคราะห์ หมายถึง ดาวที่ไม่มีแสงสว่างในตัวเอง แต่สะท้อนแสงอาทิตย์ส่องเข้าไปตาเรา ดาวเคราะห์ แต่ละดวง มีขนาดและจำนวนดวงจันทร์บริวารไม่เท่ากัน อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็น ระยะทางต่างกัน และดวง ต่างก็อยู่ในระบบสุริยะ โดยหมุนรอบตัวเองโคจรรอบ ดวงอาทิตย์ด้วย ความเร็วต่างกันไป จากการศึกษา เรื่องราว เกี่ยวกับดาวเคราะห์โดยใช้โลกเป็นหลักในการแบ่ง

     ดาวเคราะห์ เป็นดาวที่ไม่มีแสงในตัวเอง ไม่เหมือนกับดวงอาทิตย์ หรือดาวฤกษ์ ซึ่งสามารถส่องสว่างด้วยตนเองได้ แต่เราสามารถมองเห็นดาวเคราะห์ได้ เนื่องจากการที่ดาวเคราะห์ สะท้อนแสงจากดวงอาทิตย์ เข้าสู่ตาของเรานั่นเองแม้ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะจักรวาลของเรา จะมีถึง 8 ดวง (ไม่รวมโลก) แต่เราสามารถมองเห็นได้ ด้วยตาเปล่า เพียง 5 ดวงเท่านั้น คือ ดาวพุธ, ดาวศุกร์, ดาวอังคาร, ดาวพฤหัส และดาวเสาร์ เท่านั้น ซึ่งชาวโบราณเรียก ดาวเคราะห์ทั้งห้านี้ว่า "The Wandering Stars" หรือ "Planetes" ในภาษากรีก และเรียกดวงอาทิตย์ และดวงจันทร์ ทั้งสองดวงว่า "The Two Great Lights" ซึ่งเมื่อรวมกันทั้งหมด 7 ดวง จะเป็นที่มาของชื่อวัน ใน 1 สัปดาห์ นั่นเอง

 

ดาวเคราะห์ทั้ง 9 สามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มๆ ได้ดังนี้

1. แบ่งตามลักษณะทางกายภาพ

- ดาวเคราะห์ชั้นใน (Inner or Terrestrial Planets): จะเป็นกลุ่มดาวเคราะห์ ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าอีกกลุ่ม เป็นดาวเคราะห์ที่เย็นตัวแล้วมากกว่า ทำให้มีผิวนอกเป็นของแข็ง เหมือนผิวโลกของเรา จึงเรียกว่า Terrestrial Planets (หมายถึง "บนพื้นโลก") ได้แก่ ดาวพุธ (Mercury), ดาวศุกร์(Venus), โลก (Earth) และดาวอังคาร (Mars) ซึ่งจะใช้แถบของ ดาวเคราะห์น้อย (Asteroid Belt) เป็นแนวแบ่ง

     ภาพแสดงระยะทางเฉลี่ย ของดาวเคราะห์ชั้นใน จากดวงอาทิตย์ โดยที่ Light Minutes หมายถึง ระยะเวลาที่แสง เดินทางจากดวงอาทิตย์ มาถึงดาวเคราะห์นั้น (หน่วยเป็นนาที), และ Astronomical Units หมายถึง ระยะทาง ในหน่วยดาราศาสตร์ (AU)

 

- ดาวเคราะห์ชั้นนอก (Outer or Jovian Planets): จะเป็นกลุ่มดาวเคราะห์ ที่อยู่ไกลดวงอาทิตย์มากกว่าอีกกลุ่ม เป็นดาวเคราะห์ที่เพิ่งเย็นตัว ทำให้มีผิวนอก ปกคลุมด้วยก๊าซ เป็นส่วนใหญ่ เหมือนพื้นผิวของดาวพฤหัส ทำให้มีชื่อเรียกว่า Jovian Planets (Jovian มาจากคำว่า Jupiter-like หมายถึง คล้ายดาวพฤหัส) ได้แก่ ดาวพฤหัส (Jupiter), ดาวเสาร์ (Saturn), ดาวยูเรนัส (Uranus), ดาวเนปจูน (Neptune) และดาวพลูโต (Pluto)

     ภาพภาพแสดงระยะทางเฉลี่ย ของดาวเคราะห์ชั้นนอก จากดวงอาทิตย์ โดยที่ Light Hours หมายถึง ระยะเวลาที่แสง เดินทางจากดวงอาทิตย์ มาถึงดาวเคราะห์นั้น (หน่วยเป็นชั่วโมง) และ Astronomical Units หมายถึง ระยะทาง ในหน่วยดาราศาสตร์ (AU)

 

2. แบ่งตามวงทางโคจรดังนี้ คือ

     - ดาวเคราะห์วงใน (Interior planets) หมายถึงดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าโลก ได้แก่ดาวพุธ และดาวศุกร์

     - ดาวเคราะห์วงนอก (Superior planets) หมายถึง ดาวเคราะห์ที่อยู่ถัดจากโลกออกไป ได้แก่ ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน และดาวพลูโต

 

3. แบ่งตามลักษณะพื้นผิว ดังนี้

     - ดาวเคราะห์ก้อนหินได้แก่ 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)

      นอกจากที่เราทราบว่า ดาวเคราะห์จะหมุนรอบตัวเอง โคจรไปรอบๆดวงอาทติย์แล้ว แกนของแต่ละดาวเคราะห์ ยังเอียง (จากแนวตั้งฉากของการเคลื่อนที่) ไม่เท่ากันอีกด้วย นอกจากนี้ เมื่อเทียบทิศทางของ การหมุนรอบตัวเอง กับการหมุนรอบดวงอาทิตย์ ของแต่ละดาวเคราะห์ พบว่า ดาวศุกร์ (Venus), ดาวยูเรนัส (Uranus), และดาวพลูโต (Pluto) จะหมุนรอบตัวเอง แตกต่างไปจากดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ในระบบสุริยะจักรวาลของเรา

ภาพแสดงการหมุนของดาวเคราะห์แต่ละดวง