กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#29 ระบบสุริยะ

ระบบสุริยะที่เราเรียกว่าบ้านตั้งอยู่ในแขนก้นหอยด้านนอกของกาแล็กซี่ทางช้างเผือก (Milky Way galaxy) ระบบสุริยะของเราประกอบด้วยดวงอาทิตย์และวัตถุอื่นๆ ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์เนื่องจากแรงโน้มถ่วง เช่น ดาวเคราะห์ (planets) ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน ดวงจันทร์ (moon) ดาวเคราะห์แคระ (dwarf planets) เช่น ดาวพลูโต  และดาวเคราะห์น้อย (asteroids) ดาวหาง (comets) และดาวตก (meteoroids)

 

 

Sofia Carson – Fool’s Gold

 

 

กำเนิดดวงอาทิตย์

นักวิทยาศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดตรวจสอบกลุ่มเมฆจำนวนมากในกาแล็กซีทางช้างเผือก ซึ่งเผยให้เห็นสภาพแวดล้อมในการเกิดของดาวดวงอื่น นักวิทยาศาสตร์ได้นำสิ่งที่พวกเขาเห็นในระบบอื่นมาใช้กับระบบสุริยะของเรา จากการศึกษาหลายสิ่งหลายอย่างส่วนใหญ่เป็นอุกกาบาต (meteorites) และใช้เทคนิคการหาอายุจากสารกัมมันตรังสี (radioactive dating techniques) นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุว่าระบบสุริยะก่อตัวขึ้นเมื่อประมาณ 4.6 ​​พันล้านปี

ระบบสุริยะของเราก่อตัวขึ้นเมื่อประมาณ 4.6 พันล้านปี กลุ่มก๊าซและฝุ่นระหว่างดวงดาวที่มีความหนาแน่นมหาศาลทำให้เกิดเมฆโมเลกุลที่เรียกว่า เนบิวล่า (Nebula) ที่ประกอบด้วยก๊าซไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นหลัก ที่จุดศูนย์กลางของเนบิวล่า แรงโน้มถ่วงดึงเมฆฝุ่นและก๊าซเข้ามามากขึ้นอย่างช้าๆ เมื่อกระจุกเหล่านี้มีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ แรงโน้มถ่วงของมันก็จะแข็งแกร่งขึ้น ในที่สุดกลุ่มฝุ่นและก๊าซพังทลายลงภายใต้แรงโน้มถ่วงของมันเอง การยุบตัวทำให้ใจกลางมีความหนาแน่นและร้อนขึ้น แกนกลางที่ร้อนที่ประกอบด้วยสสารประมาณ 99.9% นี้เรียกว่า โปรโตสตาร์ (Protostar) 

 

การยุบตัวของโปรโตสตาร์ภายใต้แรงโน้มถ่วงยังคงดำเนินต่อไป จนกระทั่งแกนกลางโปรโตสตาร์มีอุณหภูมิสูงถึง 10-15 ล้านองศาเคลวิน จะทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน (nuclear fusion) ทำให้นิวเคลียสของไฮโดรเจนที่อยู่รวมกันหลอมรวมกันกลายเป็นฮีเลียม และปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลออกมาในรูปของความร้อนซึ่งทำให้เกิดการเผาไหม้อย่างต่อเนื่อง พลังงานที่สร้างขึ้นในดาวจะถูกแผ่ออกไปด้านนอกเป็นโฟตอนของแสง เมื่อโฟตอนผ่านดาวพวกมันจะสร้างความดันการแผ่รังสีออกไปด้านนอก พร้อมกับความดันจากความร้อนของวัตถุในดาวซึ่งจะไปต้านทานแรงโน้มถ่วง เมื่อแรงโน้มถ่วงสมดุลกับความดันทั้งหมด ทำให้มีรูปร่างที่มั่นคงเป็นทรงกลม การยุบตัวของดาวจึงยุติลง ด้วยเหตุนี้ดวงอาทิตย์ของเราจึงถือกำเนิดขึ้น

 

 

กำเนิดดาวเคราะห์

เมื่อโปรโตสตาร์ (Protostar) ก่อตัวขึ้นที่ใจกลางของกลุ่มเฆมที่หนาแน่นและร้อน ส่วนที่เหลือของเมฆที่ประกอบด้วยสสารประมาณ 0.1% ซึ่งประกอบด้วยก๊าซและฝุ่นที่อยู่กันอย่างหนาแน่น จะก่อตัวเป็นแผ่นดิสก์หมุนอยู่รอบๆ โปรโตสตาร์ เรียกว่า เนบิวลาสุริยะ (Solar nebula)

ภายในเนบิวลาสุริยะมีอุณหภูมิต่ำกว่า นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าอนุภาคฝุ่นและอนุภาคน้ำแข็งในก๊าซที่กำลังเคลื่อนที่ บางครั้งชนกันและรวมตัวกันเป็นก้อนด้วยแรงโน้มถ่วง ทำให้อนุภาคขนาดเล็กเหล่านี้ก่อตัวเป็นร่างใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ กระบวนการนี้เรียก “การสะสมตัวของแกนกลาง (core accretion) ด้วยวิธีนี้ ดาวเคราะห์และดวงจันทร์ ดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง จึงถูกสร้างขึ้น

ลมสุริยะจะกวาดเอาธาตุไฮโดรเจนและฮีเลียมที่มีน้ำหนักเบาออกไปไกลจากดวงอาทิตย์ จนเหลือเพียงวัสดุโลหะและหินที่มีน้ำหนักมากเพื่อสร้างดาวเคราะห์ชั้นในหรือดาวเคราะห์บก (Inner or Terrestrial planets) เช่น โลก ดาวพุธ ดาวศุกร์ และดาวอังคาร ส่วนก๊าซไฮโดรเจนและฮีเลียมที่มีน้ำหนักเบาถูกพัดออกไปไกลจากดวงอาทิตย์จะรวมตัวกันเป็นดาวก๊าซยักษ์ (Gas giants) เช่น ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน ชิ้นส่วนขนาดเล็กอื่นๆ ที่เหลืออยู่ที่ไม่สามารถรวมกันเป็นดาวเคราะห์ได้จะกลายเป็นดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง และดวงจันทร์ขนาดเล็ก

 

 

 

นับตั้งแต่มีการค้นพบดาวพลูโตในปี 1930 เด็กๆ เริ่มเรียนรู้ว่าระบบสุริยะมีดาวเคราะห์เก้าดวง ความเชื่อทั้งหมดนี้เปลี่ยนไปในช่วงปลายทศวรรษ 1990 เมื่อนักดาราศาสตร์เริ่มโต้เถียงกันอย่างมากว่าดาวพลูโตเป็นดาวเคราะห์จริงหรือไม่ ในที่สุดในปี 2006 สหพันธ์ดาราศาสตร์สากลได้ตัดสินใจให้ดาวพลูโตเป็น “ดาวเคราะห์แคระ (dwarf planets)” โดยลดรายชื่อดาวเคราะห์ที่แท้จริงของระบบสุริยะเหลือเพียงแปดดวง

 

โดยทั่วไปแล้วดาวเคราะห์ของระบบสุริยะสามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทโดยพิจารณาจากองค์ประกอบของมัน

(1) ดาวเคราะห์บก  (Terrestrial planets)

ดาวเคราะห์บก  (Terrestrial planets) หรือบางครั้งเรียกว่า ดาวเคราะห์หิน (Rocky planets) หรือ ดาวเคราะห์ชั้นใน (Inner planets)  เป็นดาวเคราะห์ที่โคจรอยู่ระหว่างดวงอาทิตย์และแถบดาวเคราะห์น้อย (Asteroid belt) เป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดเล็กและมีมวลน้อย ได้แก่ โลก ดาวพุธ ดาวศุกร์ และดาวอังคาร ดาวเคราะห์บกทั้งหมดในระบบสุริยะมีโครงสร้างพื้นฐานเหมือนกัน คือมีแกนกลางเป็นโลหะ (ส่วนใหญ่เป็นเหล็ก) ที่ล้อมรอบด้วยแมนเทิลซิลิเกต (silicate mantle) และมีพื้นผิวเป็นของแข็ง 

ดาวพุธ (Mercury)

ดาวพุธเป็นดาวเคราะห์หินที่เล็กที่สุดและใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดในระบบสุริยะ ดาวเคราะห์ดวงนี้ไม่มีดวงจันทร์  ดาวพุธประกอบด้วยโลหะประมาณ 70% และวัสดุซิลิเกต 30% โดยมีแกนกลางเป็นเหล็ก เป็นดาวเคราะห์ที่มีความหนาแน่นสูง (5.427 g/cm³) เป็นอันดับสองในระบบสุริยะรองจากโลก (5.515 g/cm³) พื้นผิวของดาวพุธมีหลุมอุกกาบาตลึกจำนวนมากและถูกปกคลุมด้วยซิลิเกต ในปี 2012 นักวิทยาศาสตร์พบหลักฐานมากมายเกี่ยวกับสารอินทรีย์ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของชีวิตรวมทั้งน้ำแข็งในหลุมอุกกาบาต ชั้นบรรยากาศที่เบาบางมากของดาวพุธและการอยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์ ดาวพุธจึงมีสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยในการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต

ดาวศุกร์ (Venus)

ดาวศุกร์และโลกมักถูกเรียกว่าฝาแฝด เนื่องจากมีขนาด มวล ความหนาแน่น องค์ประกอบ และแรงโน้มถ่วงใกล้เคียงกัน ดาวศุกร์อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 2 ในระบบสุริยะ เป็นดาวเคราะห์ที่ไม่มีดวงจันทร์บริวาร ดาวศุกร์มีบรรยากาศที่หนาทึบและเป็นพิษเต็มไปด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (96%) กับเมฆของกรดซัลฟูริก ชั้นบรรยากาศที่หนาทึบของมันดักจับความร้อนทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ ทำให้ดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์ที่ร้อนที่สุดในระบบสุริยะของเราแม้ว่าดาวพุธอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด อุณหภูมิบนดาวศุกร์สูงมากประมาณ 460 องศาเซลเซียสซึ่งร้อนเกินพอที่จะละลายตะกั่วได้ ยานอวกาศจะอยู่ได้เพียงไม่กี่ชั่วโมงหลังจากลงจอดบนดาวศุกร์ก่อนที่จะถูกทำลาย

ดาวศุกร์มีความกดอากาศที่พื้นผิวมากกว่า 90 เท่าของโลกคล้ายกับความดันที่คุณต้องเผชิญเมื่ออยู่ใต้มหาสมุทรลึก 900 เมตรบนโลก พื้นผิวของดาวศุกร์เป็นภูมิประเทศที่แห้งแล้งสลับกับหินที่มีลักษณะคล้ายแผ่นหินและมีภูเขาไฟโผล่ขึ้นมาเป็นระยะๆ

การหมุนและวงโคจรของดาวศุกร์ผิดปกติหลายประการ มีเพียงดาวศุกร์และดาวยูเรนัสเท่านั้นในระบบสุริยะที่หมุนตามเข็มนาฬิกาจากทิศตะวันออกไปทิศตะวันตก ดาวศุกร์จึงหมุนสวนทางกับดาวเคราะห์ดวงอื่น และหมุนสวนทางกับการเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์

โลก (Earth)

โลกซึ่งเป็นบ้านเกิดของเราเป็นสถานที่เดียวที่เรารู้จักจนถึงขณะนี้ว่ามีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ นอกจากนี้ยังเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวในระบบสุริยะของเราที่มีน้ำเหลวอยู่บนพื้นผิว น้ำครอบคลุมประมาณ 71 เปอร์เซ็นต์ของพื้นผิวโลก โลกเป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดและมีความหนาแน่นที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ชั้นใน 4 ดวงที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่มีองค์ประกอบเป็นโลหะและหิน บรรยากาศของโลกแตกต่างจากดาวเคราะห์ดวงอื่นอย่างสิ้นเชิงโดยมีออกซิเจนอิสระ 21% 

ดาวอังคาร (Mars)

ดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์ดวงที่สี่จากดวงอาทิตย์ มีดวงจันทร์ 2 ดวง เป็นดาวเคราะห์ที่เต็มไปด้วยฝุ่น อากาศหนาวเย็น และมีชั้นบรรยากาศเบาบางมาก  ดาวอังคารมีลักษณะพื้นผิวเป็นหลุมอุกกาบาตเหมือนที่ปรากฏบนดวงจันทร์ และภูเขาไฟ หุบเขา ทะเลทราย ตลอดจนน้ำแข็งที่ขั้วโลกเหมือนที่ปรากฏบนโลก ดาวอังคารมักถูกเรียกว่า “ดาวแดง (Red planet)” เพราะมีออกไซด์ของเหล็กดาษดื่นบนพื้นผิวทำให้มีสีออกแดงเรื่อ

ดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์ที่มีการสำรวจมากที่สุดในระบบสุริยะของเรา และเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวที่เราส่งยานอากาศไปสำรวจบนดาวอังคาร ยานสำรวจหุ่นยนต์เหล่านี้ได้พบหลักฐานมากมายว่าดาวอังคารมีอากาศที่ชื้นและอบอุ่นกว่ามาก หุ่นยนต์สำรวจโรเวอร์พบหลักฐานที่ชัดเจนว่า เมื่อหลายพันล้านปีก่อนดาวอังคารเคยมีน้ำปริมาณมากปกคลุมบนพื้นผิว ซึ่งหมายความว่าในอดีตอันไกลโพ้น ชั้นบรรยากาศของดาวอังคารมีความหนาแน่นเพียงพอและมีความอบอุ่นเพียงพอที่จะทำให้มีน้ำเป็นของเหลวบนพื้นผิวดาวเคราะห์สีแดง แต่ในปัจจุบันน้ำเกือบทั้งหมดบนดาวอังคารเป็นน้ำแข็ง

แต่เมื่อปี 2018 ยานอวกาศ Mars Express ขององค์การอวกาศยุโรป (European Space Agency; ESA) ค้นพบทะเลสาบน้ำเค็มขนาดใหญ่ใต้น้ำแข็งลึกประมาณ 1.5 กม.ที่ขั้วโลกใต้ของดาวอังคาร เครื่องมือเรดาร์ MARSIS ซึ่งติดตั้งบนยานอวกาศ Mars Express บ่งบอกว่าน้ำอยู่ในสถานะของเหลว ซึ่งเป็นการค้นพบที่สำคัญและน่าตื่นเต้น ต่อมาในปี 2020 เมื่อทีมนักวิจัยของ ESA พิจารณาข้อมูลเพิ่มเติมและทำการวิเคราะห์ด้วยวิธีที่แตกต่างออกไป จึงมีการค้นพบทะเลสาบใต้ดินเพิ่มเติมอีก 3 แห่ง ทะเลสาบใต้ดินที่ใหญ่ที่สุดมีขนาดประมาณ 20 x 30 กม. และล้อมรอบด้วยสระน้ำขนาดเล็กหลายแห่ง ทำให้มีโอกาสที่จะค้นพบสิ่งมีชีวิตต่างดาวในแหล่งน้ำเพิ่มขึ้นอีกด้วย

 

 

Rihanna – Sledgehammer (From The Motion Picture “Star Trek Beyond”)

 

 

(2) ดาวก๊าซยักษ์และดาวน้ำแข็งยักษ์ (Gas giants and Ice giants)

ดาวก๊าซยักษ์ (Gas giants) หรือบางครั้งเรียกว่า ดาวเคราะห์โจเวียน (Jovian planets) หรือ ดาวเคราะห์ชั้นนอก (Outer planets) เป็นกลุ่มดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่มีมวลมาก ได้แก่ ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน 

ดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นก๊าซไฮโดรเจนและฮีเลียม โดยมีแกนกลางเป็นหินแต่มีมวลน้อยมาก เนื่องจากองค์ประกอบของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนแตกต่างจากดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ บางครั้งนักดาราศาสตร์จัดหมวดหมู่ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนเป็น “ดาวน้ำแข็งยักษ์ (Ice giants)” มีลักษณะพื้นผิวเป็นน้ำแข็งที่ประกอบไปด้วยน้ำ แอมโมเนีย มีเทน และมีแกนหิน ส่วนไฮโดรเจนกับฮีเลียมจะอยู่ในส่วนรอบนอกสุดของดาวที่เป็นชั้นบรรยากาศ 

ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมเพียง 20% โดยมวล เมื่อเทียบกับดาวก๊าซยักษ์ของระบบสุริยะ ดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ ซึ่งมีไฮโดรเจนและฮีเลียมมากกว่า 90% โดยมวล

ดาวพฤหัสบดี (Jupiter)

ดาวพฤหัสบดีเป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะของเรา มีรัศมีเกือบ 11 เท่าของขนาดโลก มีดวงจันทร์ที่รู้จัก 79 ดวง องค์ประกอบของดาวพฤหัสบดีคล้ายกับดวงอาทิตย์โดยส่วนใหญ่เป็นก๊าซไฮโดรเจนและฮีเลียม ลึกลงไปความดันและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นบีบอัดก๊าซไฮโดรเจนให้เป็นของเหลว สิ่งนี้ทำให้ดาวพฤหัสบดีประกอบด้วยมหาสมุทรที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะซึ่งเป็นมหาสมุทรที่มีไฮโดรเจนเหลวแทนที่จะเป็นน้ำ 

 

 ดาวพฤหัสบดีมีแกนกลางเป็นวัสดุแข็งขององค์ประกอบที่ไม่แน่ชัด แกนกลางของมันถูกล้อมรอบด้วยชั้นของไฮโดรเจนโลหะ ชั้นต่อมาเป็นชั้นของไฮโดรเจนเหลวและฮีเลียมเหลว และในที่สุดก็เป็นชั้นนอกที่เป็นก๊าซไฮโดรเจนและฮีเลียม

หมายเหตุ : ไฮโดรเจนเป็นอโลหะ แต่ภายในดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ อะตอมของไฮโดรเจนที่อุณหภูมิสูงและความกดดันจะสูญเสียอิเล็กตรอนไป ทำให้นิวเคลียสของไฮโดรเจน (โปรตอน) และอิเล็กตรอนลอยอยู่อย่างอิสระ เนื่องจากอิเล็กตรอนไม่เกาะกัน จึงเคลื่อนที่ระหว่างนิวเคลียสได้ง่าย ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับโลหะ นี่คือไฮโดรเจนโลหะ ซึ่งเป็นไฮโดรเจนที่มีพฤติกรรมเหมือนโลหะที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า

แม้จะมีขนาดใหญ่ แต่ดาวพฤหัสบดีเป็นดาวเคราะห์ที่หมุนรอบตัวเองเร็วที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ดวงอื่น ใช้เวลาเพียงประมาณ 10 ชั่วโมงในการหมุนอย่างสมบูรณ์ การหมุนอย่างรวดเร็วของดาวพฤหัสบดีทำให้เกิดสนามแม่เหล็กอันทรงพลังของดาวเคราะห์ แสงหลากสีและแถบมืดที่ล้อมรอบดาวพฤหัสบดีเกิดขึ้นจากลมตะวันออก-ตะวันตกที่พัดแรงในบรรยากาศชั้นบนของดาวเคราะห์ที่เดินทางเร็วกว่า 539 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ดาวพฤหัสบดีมีวงแหวนหลายวงเช่นกัน แต่วงแหวนของดาวพฤหัสบดีนั้นจางมากและทำจากฝุ่นไม่ใช่น้ำแข็ง

ในฐานะที่เป็นดาวก๊าซยักษ์ ดาวพฤหัสบดีไม่มีพื้นผิวที่แท้จริง เนื่องจากองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นก๊าซและของเหลว ทำให้ยานอวกาศไม่มีที่ให้ลงจอดบนดาวพฤหัสบดี ทำได้เพียงบินผ่านดาวพฤหัสบดีเพื่อการสำรวจ มีการส่งยานอวกาศทั้งหมด 9 ลำไปสำรวจดาวพฤหัสบดี

ดาวเสาร์ (Satun)

ดาวเสาร์มีรัศมีประมาณ 9 เท่าของโลก ดาวเสาร์มีดวงจันทร์ 82 ดวงมีขนาดตั้งแต่หลายสิบเมตรไปจนถึงขนาดมหึมาซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าดาวพุธ ลักษณะเด่นของดาวเสาร์คือมีวงแหวนขนาดใหญ่ประกอบด้วยอนุภาคน้ำแข็งเป็นส่วนใหญ่โดยมีเศษหินและฝุ่นจำนวนน้อยกว่า ซึ่งยังคงเป็นปริศนาของวงการวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการก่อตัวของพวกมัน อย่างไรก็ตามอนุภาคดังกล่าวเชื่อว่าเป็นเศษเล็กเศษน้อยที่หลงเหลือจากดาวหาง ดาวเคราะห์น้อย หรือดวงจันทร์ที่แตกเป็นเสี่ยงๆ 

ดาวเสาร์มีองค์ประกอบที่คล้ายกับดาวพฤหัสบดีซึ่งก็คือไฮโดรเจนและฮีเลียม มีแกนกลางของเหล็ก-นิกเกิลและหิน แกนกลางของมันถูกล้อมรอบด้วยชั้นของไฮโดรเจนโลหะ ชั้นต่อมาเป็นชั้นของไฮโดรเจนเหลวและฮีเลียมเหลว และในที่สุดก็เป็นชั้นนอกที่เป็นก๊าซไฮโดรเจนและฮีเลียม ดาวเสาร์มีสีเหลืองอ่อนเนื่องจากผลึกแอมโมเนียในบรรยากาศชั้นบน ดาวเสาร์เป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวในระบบสุริยะ ที่มีความหนาแน่นเฉลี่ยน้อยกว่าน้ำ (0.70 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร)

ดาวยูเรนัส (Uranus)

ดาวยูเรนัสหรือดาวมฤตยูเป็นดาวน้ำแข็งยักษ์ (Ice giants) เส้นผ่านศูนย์กลางของมันใหญ่กว่าดาวเนปจูนเล็กน้อยประมาณสี่เท่าของโลก สิ่งที่ผิดปกติเกี่ยวกับดาวยูเรนัสคือมันหมุนตามเข็มนาฬิกาจากทิศตะวันออกไปทิศตะวันตก จึงหมุนสวนทางกับดาวเคราะห์ดวงอื่น ดาวเคราะห์อีกดวงที่หมุนแบบนี้คือดาวศุกร์ และเช่นเดียวกับดาวเสาร์ ดาวพฤหัสบดี และดาวเนปจูน ดาวยูเรนัสมีระบบวงแหวนและดวงจันทร์จำนวนมาก ตามข้อมูลของนาซา ดาวเคราะห์ดวงนี้มีดวงจันทร์ 27 ดวง ยานวอยเอเจอร์ 2 (Voyager 2) ของนาซาเป็นยานอวกาศเพียงลำเดียวที่บินเข้าใกล้ดาวยูเรนัส ยังไม่มียานอวกาศใดโคจรรอบดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลดวงนี้เพื่อศึกษาในระยะใกล้

 

โครงสร้างของดาวยูเรนัสประกอบด้วย 3 ชั้น: มีแกนกลางขนาดเล็กเป็นหิน ล้อมรอบด้วยชั้น “น้ำแข็งร้อน” ซึ่งเป็นน้ำแช่แข็งที่สามารถแข็งตัวได้ที่ความร้อนหลายพันองศา มีองค์ประกอบของน้ำ แอมโมเนีย และมีเธน บรรยากาศชั้นนอกประกอบด้วยก๊าซไฮโดรเจนและฮีเลียมเช่นเดียวกับดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ แต่ก็มีก๊าซมีเทนด้วย ก๊าซมีเทนทำให้ดาวยูเรนัสเป็นสีน้ำเงิน ดาวยูเรนัสเป็นดาวเคราะห์ที่เย็นที่สุดในระบบสุริยะแม้นว่าดาวเนปจูนอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์มากที่สุด อุณหภูมิต่ำสุดของชั้นบรรยากาศของดาวยูเรนัสคือ −224 ° C

ดาวเนปจูน (Neptun)

ดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์ลำดับที่แปดและอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ที่สุดในระบบสุริยะ ดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวในระบบสุริยะของเราที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่าและเป็นดวงแรกที่ถูกทำนายโดยใช้คณิตศาสตร์ก่อนการค้นพบ ดาวเนปจูนเป็นหนึ่งในสองดาวน้ำแข็งยักษ์ (Ice giants) ในระบบสุริยะชั้นนอก ดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์สีน้ำเงิน มืด เย็น และมีลมแรงมาก ดาวเนปจูนมีวงแหวนและมีดวงจันทร์ขนาดเล็ก 14 ดวง

บรรยากาศชั้นนอกประกอบของดาวเนปจูนประกอบด้วยด้วยก๊าซไฮโดรเจน ฮีเลียมเป็นส่วนใหญ่ แต่ก็มีก๊าซมีเทนที่ดูดซับแสงสีแดงทำให้เป็นสีน้ำเงินเข้ม ภายใต้บรรยากาศเป็นชั้นเมนเทิล (mantle) ที่มีองค์ประกอบของน้ำ แอมโมเนีย และมีเธน ซึ่งถูกบีบอัดด้วยแรงกดดันที่รุนแรงจนกลายเป็นสถานะกึ่งของแข็ง ด้วยเหตุนี้เราจึงเรียกดาวเนปจูนว่าเป็นดาวยักษ์น้ำแข็ง แม้ว่าน้ำแข็งจะไม่เหมือนกับสิ่งที่คุณพบในตู้แช่แข็งของคุณโดยมีอุณหภูมิสูงถึงหลายพันองศา!

ยานอวกาศวอยเอเจอร์ 2 (Voyager 2) ของนาซาเป็นยานอวกาศเพียงลำเดียวที่ได้เยี่ยมชมดาวเนปจูนอย่างใกล้ชิดในปี 1989

 

 

Calvin Harris – Faking It ft. Kehlani, Lil Yachty

 

 

ดวงจันทร์

มีดวงจันทร์ที่รู้จักมากกว่า 200 ดวงในระบบสุริยะของเราและอีกหลายดวงที่รอการยืนยันการค้นพบ ในบรรดาดาวเคราะห์ทั้งแปดดวงนั้น ดาวพุธและดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์ที่ไม่มีดวงจันทร์บริวาร โลกมีดวงจันทร์หนึ่งดวง ดาวอังคารมีดวงจันทร์ 2 ดวง ดาวก๊าซยักษ์ (Gas giants) เช่น ดาวเสาร์และดาวพฤหัสบดีมีดวงจันทร์มากที่สุด 82 และ 79 ดวงตามลำดับ ดาวพลูโตซึ่งเป็นดาวเคราะห์แคระ (dwarf planet) และดาวเคราะห์แคระดวงอื่นๆ รวมทั้งดาวเคราะห์น้อย (asteroid) หลายดวงก็มีดวงจันทร์ขนาดเล็กเช่นกัน

 

นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เชื่อว่าดวงจันทร์เป็น “ลูกของโลก” ในช่วงเวลาที่โลกก่อตัวขึ้นเมื่อ 4,500 ล้านปีก่อน ดาวเคราะห์ขนาดเล็กอื่นๆ ก็เติบโตขึ้นเช่นกัน หนึ่งในดาวเคราะห์ขนาดเล็กเหล่านี้ที่มีขนาดประมาณดาวอังคารซึ่งถูกตั้งชื่อว่า “Theia”  พุ่งชนโลกในช่วงปลายกระบวนการเติบโตของโลก ซึ่งพัดเอาเศษหินออกมา เศษชิ้นส่วนนั้นเข้าสู่วงโคจรรอบโลกและรวมตัวกันเป็นดวงจันทร์

แกนส่วนในของโลกประกอบด้วยเหล็กเป็นส่วนใหญ่ แต่ดวงจันทร์ไม่มี นี่เป็นเพราะธาตุเหล็กของโลกได้เกิดขึ้นในแกนกลางแล้วก่อนเวลาที่มีสิ่งพุ่งชนโลก ดังนั้นเศษเล็กเศษน้อยที่ปลิวออกมาจากโลกจึงไม่มีธาตุเหล็ก โลกมีความหนาแน่นเฉลี่ย 5.5 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร แต่ดวงจันทร์มีความหนาแน่นเพียง 3.3 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร เหตุผลก็คือดวงจันทร์ไม่มีแกนกลางที่เป็นธาตุเหล็ก

หินบนดวงจันทร์ที่นักบินอวกาศอพอลโลนำกลับมาแสดงให้เห็นว่า ดวงจันทร์มีองค์ประกอบของออกซิเจนไอโซโทป (oxygen isotopes) เหมือนกับโลก ในขณะที่หินของดาวอังคารและอุกกาบาตจากส่วนอื่นๆ ของระบบสุริยะมีองค์ประกอบของออกซิเจนไอโซโทปที่แตกต่างกัน สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าดวงจันทร์มีรูปแบบของสสารที่ก่อตัวขึ้นในพื้นที่ใกล้เคียงของโลก

 

แถบดาวเคราะห์น้อย (Asteroid  belt)

ดาวเคราะห์น้อย (Asteriod) คือ โลหะและหินอวกาศขนาดเล็กซึ่งรวมอยู่ด้วยกันจำนวนหลายพันล้านก้อนในระบบสุริยะและโคจรรอบดวงอาทิตย์ เรียกบริเวณที่ดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่โคจรอยู่ว่า “แถบดาวเคราะห์น้อย (Asteroid belt)” ซึ่งอยู่ระหว่างวงโคจรดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี ดาวเคราะห์น้อยถูกสันนิษฐานว่าก่อตัวพร้อมๆกับดาวเคราะห์ทั้งหลายในระบบสุริยะจักรวาลเมื่อ 4,500 ล้านปีที่ผ่านมา ดาวเคราะห์น้อยจึงเปรียบเสมือนฟอสซิลของระบบสุริยะ พวกมันคือวัตถุที่ไม่สามารถรวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ได้ระหว่างการก่อกำเนิดระบบสุริยะ เนื่องจากถูกรบกวนโดยแรงโน้มถ่วงมหาศาลของดาวพฤหัสบดีซึ่งอยู่ใกล้เคียง สภาพของมันจึงไม่เคยมีการเปลี่ยนแปลงนับตั้งแต่ระบบสุริยะกำเนิดขึ้นมา

 

แถบไคเปอร์ (Kuiper belt)

บริเวณที่อยู่เลยวงโคจรของดาวเนปจูนออกไปที่ด้านนอกระบบสุริยะรอบนอก เป็นแผ่นดิสก์ลักษณะคล้ายกับแถบดาวเคราะห์น้อยแต่มีขนาดใหญ่กว่าหลายเท่า เรียกว่า “แถบไคเปอร์ (Kuiper belt)” เช่นเดียวกับแถบดาวเคราะห์น้อย แถบไคเปอร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยวัตถุขนาดเล็กหรือสิ่งที่หลงเหลือจากการก่อตัวของระบบสุริยะ ในขณะที่แถบดาวเคราะห์น้อยประกอบด้วยหินและโลหะเป็นหลัก แต่วัตถุในแถบไคเปอร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสารระเหยเย็น (เรียกว่า “น้ำแข็ง”) เช่น มีเทน แอมโมเนีย และน้ำ แถบไคเปอร์เป็นที่อยู่ของดาวเคราะห์แคระ (dwarf planets) ที่ได้รับการยอมรับอย่างเป็นทางการ 3 ดวง ได้แก่ ดาวพลูโต (Pluto) ฮาวเมอา (Haumea) และมาเคอเมค (Makemake) และเป็นที่อยู่ของดาวหาง (comets) มากกว่าหนึ่งล้านล้านดวง!  อย่างไรก็ตามมวลที่คำนวณได้ของวัตถุทั้งหมดในแถบไคเปอร์ไม่เกิน 10% ของโลก แถบไคเปอร์มีอากาศหนาวเย็นมากเนื่องจากอยู่ห่างไกลจากดวงอาทิตย์มาก วัตถุในแถบนี้ใช้เวลาประมาณ 200 ปีในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ครั้งเดียว

 

เมฆออร์ต (Oort Cloud)

เมฆออร์ตเป็นพื้นที่ที่อยู่ห่างไกลที่สุดในระบบสุริยะของเรา เป็นเปลือกทรงกลมขนาดยักษ์ที่ล้อมรอบดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ และวัตถุแถบไคเปอร์ มันเหมือนกับฟองสบู่ขนาดใหญ่รอบๆ ระบบสุริยะของเรา วัตถุในเมฆออร์ตคือเศษซากอวกาศที่เหลือจากการสร้างดาวเคราะห์ เป็นก้อนน้ำแข็งขนาดเท่าภูเขาและบางครั้งก็มีขนาดใหญ่กว่า โดยโคจรรอบดวงอาทิตย์ของเราไกลถึง 1.6 ปีแสง เมฆออร์ตเป็นขอบเขตของอิทธิพลความโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์

 

ทั้งเมฆออร์ตและแถบไคเปอร์เป็นแหล่งกำเนิดของดาวหางในระบบสุริยะที่ประกอบด้วยน้ำแข็ง และฝุ่น มีส่วนที่ระเหิดเป็นแก๊สเมื่อเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ดาวหางที่มีคาบการโคจรสั้น (short-period comets) เป็นดาวหางที่มีคาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์น้อยกว่า 200 ปี พวกมันโคจรรอบดวงอาทิตย์ในระนาบเดียวกับดาวเคราะห์ ดาวหางคาบสั้นนี้มีต้นกำเนิดในแถบไคเปอร์ ส่วนดาวหางที่มีคาบการโคจรยาว (long-period comets) มักจะมีวงโคจรในลักษณะสุ่ม ซึ่งใช้เวลามากกว่า 200 ปีในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ จึงเชื่อว่าพวกมันอาจมาจากแหล่งอื่นๆ ที่ไกลจากดวงอาทิตย์ของเรามาก เช่น ในกลุ่มเมฆออร์ต

 

 

• Facebook
• Twitter
• Line