บทที 6 ระบบสุริยะ (Solar System) 1. ความสัมพันธ์ของดวง

77

บทที 6 ระบบสุริยะ (Solar System) 1. ความสัมพันธ์ของดวงอาทิ ตย์ โลกและดวงจันทร์ 1.1 ข้างขึ0นข้างแรม ข้างขึน9 ข้างแรม (The Moon’s Phases) หมายถึง ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติทเCี รามองเห็นดวงจันทร์ เปลียC นแปลงเป็ นเสีย9 ว บางคืนก็เสีย9 วเล็ก บางคืนก็เสีย9 วใหญ่ บางคืนสว่างเต็มดวง บางบางคืนก็มดื หมดทัง9 ดวง การทีเC รามองเห็นการเปลียC นแปลงเช่นนี9เป็ นเพราะ ดวงจันทร์มรี ปู ร่างเป็ นทรงกลม ไม่มแี สงในตัวเอง แต่ได้รบั แสง จากดวงอาทิตย์ ด้านมืดของดวงจันทร์เกิดจากส่วนโค้งของดวงจันทร์บงั แสง ทําให้เกิดเงามืดทางด้านตรงข้ามกับ ดวงอาทิตย์ เมือC มองดูดวงจันทร์จากพืน9 โลก เราจึงมองเห็นเสีย9 วของดวงจันทร์มขี นาดเปลียC นไปเป็ นวงรอบ ใช้ เวลา 29.5 วัน

ภาพทีC 1 การเกิดข้างขึน9 ข้างแรม คนไทยแบ่งเดือนทางจันทรคติออกเป็ น 30 วัน คือ ขึน9 1 คํCา - ขึน9 15 คํCา และ แรม 1 คํCา - แรม 15 คํCา โดยถือให้วนั ขึน9 15 คํCา (ดวงจันทร์สว่างเต็มดวง), แรม 1 คํCา (ดวงจันทร์มดื ทัง9 ดวง), แรม 8 คํCา และขึน9 8 คํCา (ดวง จันทร์สว่างครึงC ดวง) เป็ นวันพระ • วันแรม 15 คํา (รูป ก) เมือC ดวงจันทร์อยูร่ ะหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์จะหันแต่ทางด้านมืดให้ โลก นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected], Tel.02-8497210)

78

ดวงจันทร์ปรากฏบนท้องฟ้าในตําแหน่ งใกล้กบั ดวงอาทิตย์ ทําให้เราไม่สามารถมองเห็นดวงจันทร์ได้ เลย • วันขึ0น 8 คํา (รูป ข) เมือC ดวงจันทร์เคลืCอนมาอยูใ่ นตําแหน่ งทํามุมฉากกับโลก และดวงอาทิตย์ ทําให้ เรามองเห็นด้านสว่างและด้านมืดของดวงจันทร์มขี นาดเท่าๆ กัน • วันขึ0น 15 คํา หรือ วันเพ็ญ (รูป ค) ดวงจันทร์โคจรมาอยูด่ า้ นตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์หนั ด้านทีไC ด้รบั แสงอาทิตย์เข้าหาโลก ทําให้เรามองเห็นดวงจันทร์เต็มดวง • วันแรม 8 คํา (รูป ง) ดวงจันทร์โคจรมาอยูใ่ นตําแหน่ งทํามุมฉากกับโลก และดวงอาทิตย์ ทําให้เรา มองเห็น ด้านสว่างและด้านมืดของดวงจันทร์มขี นาดเท่าๆ กัน เกร็ดความรู้:

• วันเพ็ญขึน9 15 คํCา ดวงจันทร์อยูด่ า้ นตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ ดังนัน9 เราจึงเห็นดวงจันทร์จะขึน9 ทาง ทิศตะวันออก ขณะทีดC วงอาทิตย์ตกทางทิศตะวันตก • ดวงจันทร์ขน9ึ ช้า วันละ 50 นาที • ข้างขึน9 : เราจะเห็นดวงจันทร์ในช่วงหัวคํCา • ข้างแรม: เราจะเห็นดวงจันทร์ในช่วงรุง่ เช้า • ในช่วงเวลาทีดC วงจันทร์ปรากฏเป็ นเสีย9 วบาง แต่เราก็สามารถมองเห็นด้านมืดของดวงจันทร์ได้ เป็ น เพราะแสงอาทิตย์ส่องกระทบพืน9 ผิวโลก แล้วสะท้อนไปยังดวงจันทร์ เราเรียกปรากฏการณ์น9ีว่า “เอิรธ์ ไชน์” (Earth Shine)

นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected], Tel.02-8497210)

79

ภาพทีC 2 แสงอาทิตย์สะท้อนจากโลก ทําให้เรามองเห็นส่วนมืดของดวงจันทร์

1.2 สุริยปุ ราคา (Solar Eclipse) “สุรยิ ปุ ราคา” หรือ “สุรยิ ะคราส” เกิดจากการทีดC วงจันทร์โคจรผ่านหน้าดวงอาทิตย์ เราจึงมองเห็นดวง อาทิตย์ค่อยๆ แหว่งมากขึน9 จนกระทังมื C ดมิดหมดดวง และโผล่กลับมาอีกครัง9 คนในสมัยโบราณเชืCอว่า “ราหูอม ดวงอาทิตย์”สุรยิ ปุ ราคาจะเกิดขึน9 เฉพาะในวันแรม 15 คํCา แต่ไม่เกิดขึน9 ทุกเดือน เนืCองจากระนาบทีโC ลกโคจรรอบ ดวงอาทิตย์ และระนาบทีดC วงจันทร์โคจรรอบโลก มิใช่ระนาบเดียวกัน หากตัดกันเป็ นมุม 5 องศา (ภาพทีC 1) ดังนัน9 โอกาสทีจC ะเกิดสุรยิ ปุ ราคาบนพืน9 ผิวโลก จึงมีเพียงประมาณปีละ 1 ครัง9 และเกิดไม่ซ9ําทีกC นั เนืCองจากเงาของ ดวงจันทร์ททCี าบไปบนพืน9 ผิวโลก ครอบคลุมพืน9 ทีขC นาดเล็ก และโลกหมุนทีรC อบตัวเองอย่างรวดเร็ว ระนาบทีโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์

โลก ดวงจันทร์ 5 องศา ระนาบทีดวงจันทร์โคจรรอบโลก

ภาพทีC 3 ระนาบทีดC วงจันทร์โคจรรอบโลกทํามุม 5° กับระนาบทีโC ลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ เงาของดวงจันทร์ ดวงจันทร์เคลืCอนทีบC งั แสงอาทิตย์ ทําให้เกิดเงาขึน9 2 ชนิด คือ เงามืด และเงามัว • เงามืด (Umbra) เป็ นส่วนทีมC ดื ทีสC ุด เนืCองจากดวงจันทร์บดบังดวงอาทิตย์จนหมดสิน9 ถ้าหากเข้าไป อยู่ ในเงามืด เราจะมิสามารถมองเห็นดวงอาทิตย์ได้เลย • เงามัว (Penumbra) ไม่มดื มากนักเนืCองจากได้รบั แสงเป็ นบางส่วนจากอาทิตย์ ถ้าหากเราเข้าไปอยู่ ในเงามัว เราจะมองเห็นบางส่วนของดวงอาทิตย์โผล่พน้ ส่วนโค้งของดวงจันทร์ออกมาก สุริยปุ ราคา 3 ชนิ ด • สุริยปุ ราคาเต็มดวง (Total Solar Eclipse) เกิดขึน9 เมืCอผูส้ งั เกตการณ์อยูใ่ นตําแหน่ งเงามืดบน พืน9 ผิวโลก (A) ดวงจันทร์จะบังดวงอาทิตย์จนหมดสิน9 นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected], Tel.02-8497210)

80

• สุริยปุ ราคาบางส่วน (Partial Solar Eclipse) เกิดขึน9 เมือC ผูส้ งั เกตการณ์อยูใ่ นตําแหน่ งของเงามัว (B) จึงมองเห็นดวงอาทิตย์เป็ นสว่างเป็ นเสีย9 ว สุริยปุ ราคาวงแหวน (Annular Solar Eclipse) เนืCองจากวงโคจรของดวงจันทร์เป็ นรูปวงรี บางครัง9 ดวงจันทร์อยูห่ ่างจากโลกมากเสียจนเงามืดของดวงจันทร์จะทอดยาวไม่ถงึ ผิวโลก (C) ดวงจันทร์จะมี ขนาดปรากฏเล็กกว่าดวงอาทิตย์ ทําให้ผสู้ งั เกตการณ์มองเห็นดวงอาทิตย์ปรากฏเป็ นรูปวงแหวน

ภาพทีC 4 การเกิดสุรยิ ปุ ราคา 1.3 จันทรุปราคา (Lunar Eclipse) “จันทรุปราคา” หรือ “จันทรคราส” เกิดจากการทีดC วงจันทร์โคจรผ่านเข้าไปในเงาของโลก เราจึงมองเห็น ดวงจันทร์ค่อยๆ แหว่งมากขึน9 จนหมดลับดวงและโผล่กลับขึน9 มาอีกครัง9 อย่างทีคC นสมัยโบราณเรียกว่า “ราหูอม จันทร์”จันทรุปราคาจะเกิดขึน9 เฉพาะในคืนวันเพ็ญ 15 คํCา หรือคืนวันพระจันทร์เต็มดวง อย่างไรก็ตามปรากฏการณ์ จันทรุปราคา มิสามารถเกิดขึน9 ทุกเดือน เนืCองจากระนาบทีโC ลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ และระนาบทีดC วงจันทร์โคจร รอบโลก มิใช่ระนาบเดียวกัน หากตัดกันเป็ นมุม 5 องศา (ภาพทีC 1) ดังนัน9 โอกาสทีจC ะเกิดจันทรุปราคา จึงมีเพียง ประมาณปีละ 1-2 ครัง9 โดยทีสC ามารถมองเห็นจากประเทศไทย ได้เพียงปีละ 1 ครัง9


81

ภาพทีC 5 ระนาบทีดC วงจันทร์โคจรรอบโลกทํามุม 5° กับระนาบทีโC ลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ เงาของโลก โลกเป็ นดาวเคราะห์ดวงหนึCง ไม่มแี สงสว่างในตัวเอง หากแต่ได้รบั แสงจากดวงอาทิตย์ ด้านทีหC นั หน้าเข้า หาดวงอาทิตย์เป็ นกลางวัน ส่วนด้านทีหC นั หลังให้ดวงอาทิตย์เป็ นกลางคืน การทีโC ลกบังแสงอาทิตย์ในอวกาศ บังเกิดเงา 2 ชนิด คือ เงามืด และเงามัว

ภาพทีC 6 การเกิดจันทรุปราคา • เงามืด (Umbra) เป็ นส่วนทีมC ดื ทีสC ุด เนืCองจากโลกบดบังดวงอาทิตย์จนหมดสิน9 เรามิสามารถมองเห็น ดวงอาทิตย์ได้เลย หากเข้าไปอยูใ่ นตําแหน่ งใด ๆ ในเงามืด • เงามัว (Penumbra) เป็ นส่วนทีไC ม่มดื สนิท เนืCองจากโลกบดบังดวงอาทิตย์เป็ นบางส่วนไม่ทงั 9 ดวง ถ้า เราเข้าไปอยูใ่ นตําแหน่ งใด ๆ ในเงามัว เราจะมองเห็นบางส่วนของดวงอาทิตย์โผล่พน้ ส่วนโค้งของ โลก จันทรุปราคา 3 ชนิ ด • จันทรุปราคาเต็มดวง (Total Lunar Eclipse) เกิดขึน9 เมือC ดวงจันทร์ทงั 9 ดวงเข้าไปอยูใ่ นเงามืดของ โลก • จันทรุปราคาบางส่วน (Partial Lunar Eclipse) เกิดขึนเมื น9 เมือC บางส่วนของดวงจันทร์เฉีCยวผ่านเงามัว • จันทรุปราคาเงามัว (Penumbra Lunar Eclipse) เกิดขึน9 เมือC ดวงจันทร์โคจรผ่านเข้าไปในเงามัว ของโลก โดยมิได้เฉีCยวกายเข้าไปในเงามืดแม้แต่น้อย ดวงจันทร์จงึ ยังคงมองเห็นเต็มดวงอยู่ แต่ความ นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected],, Tel.02-8497210) Tel.02

82

สว่างลดน้อยลง สีออกส้มแดง มักจะผ่านเข้าไปในเงามืดด้วย

จันทรุรุปราคาชนิดนี9หาโอกาสดูได้ยาก เพราะโดยทัวไปดวงจั C นทร์

ภาพทีC 7 จันทรุปราคาชนิดต่าง ๆ จันทรุปราคาเต็มดวงจะเกิดขึน9 เฉพาะในคืนทีดC วงจันทร์เต็มดวง เมือC ดวงจันทร์อยู่ในตําแหน่ งตรงข้ามกับ ดวงอาทิตย์ โดยมีโลกอยูต่ ําแหน่ งกลาง ผูส้ งั เกตการณ์อยูใ่ นตําแหน่ งใดๆ บนซีกมืดของโลก (หรือกลางคืน) จะ มองเห็นดวงจันทร์โคจรผ่านเงามืดด้วยความเร็ว 1 ก.ม.ต่อวินาที และด้วยเงามื วยเงามืดของโลกมีขนาดจํากัด ดังนัน9 ดวง จันทร์จะอยูใ่ นเงามืดได้นานทีสC ุดเพียง 1 ชัวโมง C 42 นาที เท่านัน9 วันที 16 ก.ค.43 10 ม.ค.44 5 ก.ค.44 16 พ.ค.46 9 พ.ย.46 5 พ.ค.47 28 ต.ค.47

เปอร์เซ็นต์การบดบัง ช่วงเวลาบังเต็มดวง 100% 1 ชัวโมง C 42 นาที 1 ชัวโมง C 2 นาที 100% 50% 100% 52 นาที 100% 24 นาที 100% 1 ชัวโมง C 16 นาที 100% 1 ชัวโมง C 22 นาที ตารางทีC 1 แสดงวันทีเC กิดจันทรุปราคาเต็มดวง

2. กําเนิ ดระบบสุริยะและวิ และวิ วฒ ั นาการของระบบสุริยะ ระบบสุรยิ ะประกอบด้วยดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ 8 ดวงและดวงจันทร์บริวารของดาวเคราะห์รวมกว่า 144 ดวง ดาวหางและอุกกาบาต วัตถุทงั 9 หมดในระบบสุรยิ ะล้วนโคจรรอบดวงอาทิตย์ไปในทิศทางเดียวกันและมีระนาบ ทางโคจรเกือบตัง9 ฉากกับแกนหมุนของดวงอาทิตย์ ทัง9 นี9อาจเป็ นเพราะว่ามวลสารเหล่านี9เกิดมาพร้อมกับดวง อาทิตย์ ดวงอาทิตย์มมีมี วลมากทีสC ุดจึงเป็ นจุดศูนย์กลางของระบบสุรยิ ะ โดยมีแรงโน้มถ่วงยึดให้ดาวเคราะห์ ทัง9 หลายโคจรอยู่โดยรอบ นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected],, Tel.02-8497210) Tel.02

83

ดวงอาทิตย์ก่อกําเนิดขึน9 จากกลุ่มก๊าซและฝุน่ ทีเC รียกว่า โซลาร์เนบิวลา (Solar Nebula) เมือC ประมาณ 4,600 ล้านปีทผCี ่านมา ตามลําดับขัน9 ตอนดังนี9 1) ด้วยอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของกลุ่มก๊าซและฝุน่ ในโซลาร์เนบิวลาซึงC หมุนรอบตัวเองทําให้ยบุ ตัว ลงอย่างช้าๆ 2) ก๊าซและฝุ่นส่วนใหญ่ยบุ ตัวลงทําให้ใจกลางของโซลาร์เนบิวลามีความกดดันสูงขึน9 และหมุนรอบ ตัวเองเร็วขึน9 เรือC ยๆ เป็ นผลให้เศษฝุน่ และก๊าซทีเC หลือโคจรรอบแกนหมุน มีรปู ร่างเหมือนเป็ นจาน แบน ฝุน่ และก๊าซบางส่วนถูกเร่งออกมาจากแกนหมุน 3) เมือC มีอายุได้ประมาณ 100,000 ปี อุณหภูมทิ ใCี จกลางสูงถึง 15 ล้านเคลวิน จึงเริมC เกิดปฏิกริ ยิ า เทอร์โมนิวเคลียร์ขน9ึ ทีแC กนกลาง เกิดเป็ นดวงอาทิตย์ทมCี อี ายุน้อยส่องสว่างแต่ยงั ถูกห้อมล้อมไป ด้วยก๊าซและฝุ่นทีเC หลือเป็ นจํานวนมาก 4) เมือC เวลาผ่านไปหลายสิบล้านปี ก๊าซและฝุน่ ทีเC หลือชนกันไปมา ทําให้บางส่วนเกาะติดกันจนมี ขนาดใหญ่ขน9ึ โดยเฉพาะบริเวณทีอC ยูใ่ กล้ดวงอาทิตย์ซงCึ มีอุณหภูมแิ ละแรงโน้มถ่วงทีสC งู กว่า บริเวณทีหC ่างออกไป 5) ก๊าซและฝุ่นบริเวณขอบนอกอยูใ่ นบริเวณทีมC อี ุณหภูมติ C ํากว่าและได้รบั อิทธิพลจากแรงโน้มถ่วง น้อยกว่าบริเวณทีใC กล้ดวงอาทิตย์ จึงยุบรวมตัวกันอย่างช้าๆ ก่อตัวเป็ นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ทCี เต็มไปด้วยก๊าซเป็ นจํานวนมาก 6) ใช้เวลานับร้อยล้านปี ดาวเคราะห์ต่างๆ จึงจะมีรปู ร่างทีเC กือบสมบูรณ์ เศษหินและฝุน่ ทีเC หลือ กลายเป็ นดาวเคราะห์น้อย ดวงจันทร์บริวารและวงแหวนของดาวเคราะห์ รวมทัง9 วัตถุขนาดเล็ก และดาวหาง


84

รูปทีC 8 แสดงลําดับขัน9 ตอนการเกิดระบบสุรยิ ะจากจากกลุ่มก๊าซยุบตัวลงด้วยอิทธิพลของแรงโน้ม ถ่วง มาเป็ นดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ต่างๆ (ภาพจากหนังสือ Discovering the Universe 6th edition)


85

ตารางทีC 1 ข้อมูลทางกายภาพของดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์ พฤหัส ข้อมูล พุธ ศุกร์ โลก อังคาร เสาร์ ยูเรนัส เนปจูน บดี ทางกายภาพ ระยะทางเฉลียC จากดวง 1,431. 2,877. 4,497. อาทิตย์ 57.9 108.2 149.6 227.9 778.3 9 4 8 (ล้าน กิโลเมตร) ระยะทางเฉลียC จากดวง อาทิตย์ 0.39 0.72 1.00 1.52 5.20 9.57 19.19 30.07 (หน่ วยดารา ศาสตร์:AU*) คาบการโคจร รอบดวง 0.24 0.62 1.00 1.88 11.86 29.37 84.10 164.86 อาทิตย์ (ปี ) ระนาบทาง โคจรเอียงทํา มุมกับระนาบ 7.00 3.39 0.00 1.85 1.30 2.48 0.77 1.77 ทางโคจรของ โลกรอบดวง อาทิตย์ (องศา) ขนาดเส้นผ่าน 142,98 120,53 ศูนย์กลาง 4,880 12,104 12,756 6,794 51,118 49,528 4 6 (กิโลเมตร) ขนาดเส้นผ่าน ศูนย์กลาง (เท่า 0.38 0.95 1.00 0.53 11.21 9.45 4.01 3.88 ของเส้นผ่าน ศูนย์กลางโลก) มวล 3.30x10 4.87x1 5.97x1 6.42x1 1.90x1 5.69x1 8.68x1 1.02x1 23 (กิโลกรัม) 024 024 023 027 026 025 026 ความหนาแน่ น 5,430 5,243 5,515 3,934 1,326 687 1,318 1,638 เฉลียC (กิโลกรัม นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected], Tel.02-8497210)

พลูโต

5,914. 7

39.54

248.60

17.12

2,300

0.18 1.31x1 022 2,000

86

ต่อลูกบาศก์ เมตร) จํานวนดวง จันทร์บริวาร

0

0

1

2

39

30

21

8

1

หมายเหตุ *หน่ วยดาราศาสตร์ (Astronomical Unit : AU) คือ ระยะทางเฉลียC ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ = 149.6 ล้าน กิโลเมตร ทีมC าข้อมูลจํานวนดวงจันทร์บริวารของดาวเคราะห์ จาก Jet Propulsion Laboratory, NASA, 2002 ระบบสุริยะประกอบด้วย 1. ดวงอาทิตย์ เป็ นดาวฤกษ์ขนาดกลางทีอC ยูใ่ กล้โลกมากทีสC ุด และเป็ นศูนย์กลางของระบบสุรยิ ะ 2. ดาวเคราะห์ในระบบสุรยิ ะคือวัตถุขนาดใหญ่ทโCี คจรรอบดวงอาทิตย์ มีทงั 9 หมด 8 ดวง ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน เรียกรวมเป็ นดาวอัฏฐ เคราะห์ 3. ดวงจันทร์หรือดาวบริวาร คือ วัตถุทโCี คจรรอบดาวเคราะห์ 4. ฝุน่ และอนุ ภาคขนาดเล็กอืCนๆ ทีปC ระกอบกันเป็ นวงแหวนโคจรรอบดาวเคราะห์ 5. ดาวเคราะห์น้อย คือ วัตถุทมCี ขี นาดเล็กกว่าดาวเคราะห์ ส่วนใหญ่มวี งโคจรอยูร่ ะหว่างดาวอังคาร กับ ดาวพฤหัสบดี 6. ดาวเคราะห์แคระ คือ วัตถุคล้ายกับดาวเคราะห์โดยทีมC วี งโคจรแตกต่างกับดาวเคราะห์ และดาว เคราะห์แคระนี9เป็ นวัตถุในระบบสุรยิ ะทีหC ลุดจากเงือC นไขของการเป็ นดาวเคราะห์ โดยดาวเคระห์ แคระทีทC างสหพันธ์ดาราศาสตร์สากลยอมรับแล้วมี 3 ดวง คือ Pluto Ceres และ 2003UB313 7. ดาวหาง คือ วัตถุทมCี อี งค์ประกอบส่วนใหญ่เป็ นนํ9าแข็ง มีวงโคจรทีมC คี วามรีสงู ซึงC จะโคจรกลับมาให้เห็น อีกครัง9 หรือดาวหางอาจมีวงโคจรเป็ นรูปไฮเพอร์โบลาซึงC จะปรากฏให้เห็นเพียงครัง9 เดียว 3. ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ

รูปทีC 9 แสดงดาวเคราะห์ในระบบสุรยิ ะ นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected], Tel.02-8497210)

87

© Calvin J. Hamilton คําว่า ดาวเคราะห์ หรือ PLANET มาจากภาษากรีก ซึงC แปลว่า นักเดินทางทีไC ร้จดุ หมาย (wanderer) ตัง9 ขึน9 เมือC ชาวกรีกสังเกตพบว่าดาวเคราะห์นัน9 เคลืCอนทีไC ปบนท้องฟ้าโดยมีตําแหน่ งทีไC ม่คงทีC เมือC เทียบกับดาวฤกษ์ ดวงอืCนๆ ดาวเคราะห์ทุกดวงเคลืCอนทีรC อบดวงอาทิตย์ตามเส้นทางทีคC งทีC เรียกว่า เส้นทางโคจรหรือ วงโคจร เมือC ไม่นานมานี9มกี ารค้นพบว่า ดาวฤกษ์ทอCี ยูห่ ่างจากเราออกไปนัน9 ก็มดี าวเคราะห์เป็ นบริวารอยูห่ ลายดวง เช่นเดียวกันกับดวงอาทิตย์ของเรา ดาวเคราะห์ส่วนใหญ่นัน9 จะมีดวงจันทร์บริวารอยูห่ ลายดวง ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่เป็ นดาวเคราะห์ก๊าซ มี วงแหวนล้อมรอบได้แก่ ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน วงแหวนดาวเสาร์นบั ว่ามีขนาดใหญ่ และสวยงามทีสC ุดในบรรดาดาวเคราะห์เหล่านี9 เราสามารถสังเกตวงแหวนดาวเสาร์ดว้ ยกล้องดูดาวขนาดเล็กได้ วงแหวนของดาวเคราะห์นัน9 ประกอบไปด้วยเศษหินและนํ9าแข็งอยูเ่ ป็ นจํานวนมาก มีขนาดแตกต่างกันไป อาจมี ขนาดเล็กเท่ากับผงฝุ่น จนถึงขนาดเท่าก้อนหินก้อนโตเท่าบ้าน เราสามารถจําแนกดาวเคราะห์ทงั 9 8 ดวงออกเป็ น ดาวเคราะห์ชนั 9 ใน ซึงC ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก และ ดาวอังคาร ซึงC มีขนาดค่อนข้างเล็ก มีพน9ื ผิวเป็ นของแข็ง และโคจรอยูใ่ กล้กบั ดวงอาทิตย์ เมือC เทียบกลับดาว เคราะห์ชนั 9 นอก อันได้แก่ ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน ทีมC ขี นาดใหญ่และมีองค์ประกอบส่วน ใหญ่เป็ นก๊าซและโคจรอยูห่ ่างจากดวงอาทิตย์มาก ดาวเคราะห์ต่างๆ และดวงจันทร์บริวารของดาวเคราะห์เหล่านี9มพี น9ื ผิวเป็ นของแข็ง จะเต็มไปด้วยหลุมบ่อ อันเนืCองมาจากการพุ่งชนของดาวหางและอุกกาบาต ดังนัน9 การศึกษาหลุมบ่อเหล่านี9ทําให้เราสามารถทราบถึง อดีตของดาวเคราะห์แต่ละดวงได้ การส่งยานสํารวจอวกาศไปยังดาวเคราะห์ต่างๆ ก็ยงั ช่วยให้เราค้นพบวงแหวน ของดาวเคราะห์และดวงจันทร์บริวารเพิมC ขึน9 และยังสามารถถ่ายภาพและทําแผนทีพC น9ื ผิวของดาวเคราะห์ ตลอด ทัง9 ดวงจันทร์บริวารได้อย่างละเอียด


88

4. วงโคจรของดาวเคราะห์ วงโคจรของดาวเคราะห์มลี กั ษณะเป็ นรูปวงรีและอยูใ่ นระนาบทีเC กือบตัง9 ฉากกับแกนหมุนของดวงอาทิตย์ (ยกเว้นดาวพลูโตทีมC วี งโคจรเอียงทํามุมถึง 17 องศา) มีกอ้ นวัตถุนบั ล้านๆ ชิน9 โคจรอยู่ระหว่างวงโคจรของดาว อังคารและดาวพฤหัสบดี เรียกว่า แถบดาวเคราะห์น้อย (Asteroid Belt) แรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดีทาํ ให้วตั ถุ เหล่านี9ไม่สามารถรวมตัวกันและกลายเป็ นดาวเคราะห์ได้

รูปทีC 10 แสดงการแบ่งวงโคจรของดาวเคราะห์วงนอกและวงใน เราสามารถจินตนาการได้ว่าระบบสุรยิ ะของเรากว้างใหญ่เพียงใด โดยเริมC เปรียบเทียบจากระยะทาง ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ ซึงC แสงอาทิตย์ทเCี ดินทางด้วยความเร็วถึง 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที ต้องใช้เวลา เดินทางประมาณ 8 นาทีจงึ จะมาถึงโลก แสงอาทิตย์ตอ้ งใช้เวลาถึง 43 นาทีในการเดินทางถึงดาวพฤหัสบดี และ ใช้เวลาเกือบ 7 ชัวโมงเพื C CอทีจC ะไปถึงดาวพลูโตทีอC ยูไ่ กลทีสC ุดจากดวงอาทิตย์


89

5. ดวงอาทิ ตย์ ดวงอาทิตย์ เป็ นดาวฤกษ์ทอCี ยูใ่ กล้โลกของเรามากทีสC ุด อยูห่ ่างประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร ดาวฤกษ์ทCี อยูใ่ กล้โลกเป็ นอันดับสองคือ ดาวพรอกซิมาเซนทอรี ซึงC อยูไ่ กลกว่าดวงอาทิตย์ถงึ 268,000 เท่า พลังงานความ ร้อนและแสงสว่างจากดวงอาทิตย์เกือ9 กูลชีวติ บนโลก พืชสีเขียวทีเC ป็ นแหล่งอาหารพืน9 ฐานของโลกใช้แสงอาทิตย์ใน กระบวนการสังเคราะห์แสง (Photosynthesis) ความสัมพันธ์ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ยงั ทําให้เกิดฤดูกาล กระแสนํ9 าในมหาสมุทร ตลอดจนการเปลียC นแปลงของสภาพภูมอิ ากาศ โครงสร้างของดวงอาทิ ตย์ ดวงอาทิตย์มมี วลมหาศาลเมือC เทียบกับโลก (มากกว่าโลกถึง 333,400 เท่า) อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงทํา ให้แกนกลาง (Core) ของดวงอาทิตย์มคี วามดันและอุณหภูมสิ งู มาก (มีความดันสูงเป็ นพันล้านเท่าของความดัน บรรยากาศโลก และมีความหนาแน่ นประมาณ 160 เท่าของความหนาแน่ นของนํ9 า) อุณหภูมทิ แCี กนกลางของดวง อาทิตย์สงู ถึง 16 ล้านเคลวิน สูงพอสําหรับการเกิดปฏิกริ ยิ านิวเคลียร์ฟิวชัน (Nuclear Fusion) ซึงC หลอมไฮโดรเจน ให้กลายเป็ นฮีเลียม และปลดปล่อยพลังงานออกมาอย่างมหาศาล พลังงานทีดC วงอาทิตย์ปลดปล่อยออกมาในแต่ ละวินาทีสงู ถึง 383,000 ล้านล้านล้าน กิโลวัตต์ หรือเท่ากับการระเบิดของลูกระเบิดทีเอ็นทีปริมาณ 100,000 ล้าน ตัน

รูปทีC 11 ภาพตัดขวาง แสดงโครงสร้างภายในและชัน9 บรรยากาศของดวงอาทิตย์


90

โครงสร้างภายในของดวงอาทิตย์ถดั จากแกนกลางออกมา คือ โซนการแผ่รงั สี (Radiative Zone) และโซน การพารังสี (Convective Zone) ตามลําดับ ซึงC อุณหภูมจิ ะค่อยๆ ลดลงจาก 8 ล้านเคลวิน เป็ น 7,000 เคลวิน โฟ ตอนทีเC กิดในแกนกลางของดวงอาทิตย์จะใช้เวลายาวนานถึง 200,000 ปี ในการเดินทางผ่านโซนทัง9 สองออกมาสู่ พืน9 ผิวของดวงอาทิตย์ทเCี รียกว่า ชัน9 โฟโตสเฟียร์ (Photosphere) มีความหนาประมาณ 500 กิโลเมตร ก๊าซร้อน ในชัน9 โฟโตสเฟียร์ของดวงอาทิตย์มอี ุณหภูมปิ ระมาณ 5,500 องศาเซลเซียส เป็ นต้นกําเนิดของแสงอาทิตย์ทเCี รา เห็นจากโลก ในชัน9 นี9ยงั มีปรากฏการณ์อCนื ๆ เช่น การพุ่งของพวยก๊าซ (Prominences) การลุกจ้า (Flare) และ การเกิดจุดบนดวงอาทิตย์ (Sunspots) ซึงC สัมพันธ์กบั การเปลียC นแปลงของสนามแม่เหล็กบนดวงอาทิตย์ ถัดจาก ชัน9 โฟโตสเฟียร์ขน9ึ ไปถึง 10,000 กิโลเมตรเรียกว่า ชัน9 โครโมสเฟียร์ (Chromosphere) มีอุณหภูมปิ ระมาณ 10,000 องศาเซลเซียส บรรยากาศชัน9 นอกสุดของดวงอาทิตย์แผ่ออกไปไกลหลายล้านกิโลเมตร เรียกว่า คอโรนา (Corona) มีอุณหภูมสิ งู ถึง 2 ล้านองศาเซลเซียส

รูปทีC 12 บรรยากาศชัน9 โครโมสเฟียร์ (สีแดง)

รูปทีC 13 บรรยากาศชัน9 คอโรนาของดวงอาทิตย์ทแCี ผ่ออกไปไกลหลายล้านกิโลเมตร นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected], Tel.02-8497210)

91

สามารถสังเกตเห็นได้ในขณะทีเC กิดสุรยิ ปุ ราคาเต็มดวง


92

จุดบนดวงอาทิ ตย์ (Sunspots) จากภาพถ่ายของพืน9 ผิวดวงอาทิตย์ มีบริเวณทีเC ป็ นจุดสีดาํ หรือทีเC รียกว่า จุดบนดวงอาทิตย์ (Sunspots) ซึงC เกิดจากการเปลียC นแปลงของสนามแม่เหล็กบนดวงอาทิตย์ทกCี นั 9 ก๊าซร้อนมิให้พุ่งขึน9 มาสู่ผวิ ในบริเวณนัน9 จึงทํา ให้บริเวณดังกล่าวมีอุณหภูมติ C ํากว่าบริเวณข้างเคียง จากภาพขยายจะเห็นว่าบริเวณใจกลางของจุดบนดวง อาทิตย์จะมืดสนิท บริเวณนี9เรียกว่า อัมบรา (Umbra) ส่วนบริเวณขอบนอกของจุดบนดวงอาทิตย์นนั 9 สว่างกว่า บริเวณใจกลาง เรียกบริเวณนี9ว่า พีนัมบรา (Penumbra) จากภาพจะเห็นว่า จุดบนดวงอาทิตย์นนั 9 บางจุดอาจมี ขนาดใหญ่กว่าโลกหลายเท่า

รูปทีC 14 จุดบนดวงอาทิตย์ (Sunspots) แสดงบริเวณอัมบราและพีนัมบรา เปรียบเทียบกับขนาดของโลก นักดาราศาสตร์สงั เกตพบว่าจุดบนดวงอาทิตย์เปลียC นแปลงอยูต่ ลอดเวลาทัง9 ตําแหน่ งทีปC รากฏและจํานวน จุด โดยมีคาบการเปลียC นแปลงทุกๆ 11 ปี เรียกว่า รอบการเปลียC นแปลงของจุดบนดวงอาทิตย์ (Sunspots cycle) ปรากฏการณ์อCนื ๆ บนดวงอาทิตย์ยงั มีรอบการเปลียC นแปลงสัมพันธ์กบั รอบการเปลียC นแปลงของจุดบนดวงอาทิตย์ ด้วย เช่น การเกิดการระเบิดจ้า (Solar Flare) เป็ นต้น


93

รูปทีC 15 กราฟแสดงรอบการเปลียC นแปลงของจุดบนดวงอาทิตย์ แกนนอนแสดงปี ค.ศ. แกนตัง9 แสดง จํานวนจุดบนดวงอาทิตย์


94

ตารางที 2 ข้อมูลดวงอาทิ ตย์ ชนิดสเปกตรัมของดาวฤกษ์ อายุ ระยะห่างเฉลียC จากโลก อัตราเร็วในการหมุนรอบตัวเอง (ทีเC ส้นศูนย์สตู ร) อัตราเร็วในการหมุนรอบตัวเอง (ทีขC วั 9 ) เส้นผ่านศูนย์กลาง มวล ส่วนประกอบ อุณหภูมทิ พCี น9ื ผิว (โฟโตสเฟียร์) พลังงานทีใC ห้ออกมา (กําลังส่องสว่าง)

G2 V 4,500 ล้านปี 150 ล้านกิโลเมตร 26.8 วัน 36 วัน 1.4 ล้านกิโลเมตร 1.99 x 1030 กิโลกรัม ไฮโดรเจน 92.1%, ฮีเลียม 7.8% และธาตุอCนื ๆ 0.1% 5,780 เคลวิน 3.83 x 1033 ergs/sec

6. ดาวพุธ (Mercury)

รูปทีC 16 ภาพถ่ายดาวพุธ จากยานมารีเนอร์ 10 (NASA/JPL) ดาวพุธเป็ นดาวเคราะห์ทอCี ยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากทีสC ุด จึงปรากฏให้เห็นบนท้องฟ้าไม่ไกลจากตําแหน่ งของ ดวงอาทิตย์ ดังนัน9 เราจึงสังเกตเห็นดาวพุธได้ในช่วงเวลาใกล้คCาํ หรือรุง่ เช้า เราจะเห็นดาวพุธได้ดที สCี ุดเมือC มันอยู่ ในตําแหน่ งทีไC กลทีสC ุดจากดวงอาทิตย์ นอกจากนี9ในบางโอกาส เราสามารถมองเห็นดาวพุธได้ เมือC มันโคจรผ่าน ทางด้านหน้าของดวงอาทิตย์ดาวพุธมีแกนหมุนทีเC กือบตัง9 ฉากกับระนาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์ ดาวพุธ หมุนรอบตัวเองช้ามาก โดยจะหมุนรอบตัวเองครบ 3 รอบเมือC โคจรรอบดวงอาทิตย์ครบ 2 รอบ วงโคจรของดาว พุธจึงแปลกประหลาดจากดาวเคราะห์อCนื ๆ การหมุนรอบตัวเองทีชC า้ มากนี9 ทําให้ดาวพุธไม่มชี นั 9 บรรยากาศห่อหุม้ ซึงC ส่งผลให้พน9ื ผิวดาวพุธมีการเปลียC นแปลงอุณหภูมอิ ย่างมาก ตัง9 แต่ –183 ถึง 427องศาเซลเซียส (มีอุณหภูม ิ ตํCาสุดในด้านมืด และมีอุณหภูมสิ งู สุดในด้านทีรC บั แสงอาทิตย์) นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected], Tel.02-8497210)

95

มนุ ษย์ได้ส่งยานอวกาศ มารีเนอร์ 10 ไปสํารวจและทําแผนทีพC น9ื ผิวดาวพุธเป็ นครัง9 แรก ในปี พ.ศ. 2517 แต่เพราะการทีมC นั อยูใ่ กล้ดวงอาทิตย์มากจึงสามารถทําแผนทีไC ด้เพียงร้อยละ 45 ของพืน9 ทีทC งั 9 หมด โครงสร้างภายในของดาวพุธ ดาวพุธมีขนาดใหญ่กว่าดวงจันทร์ของโลกเพียงเล็กน้อย ไม่มชี นั 9 บรรยากาศห่อหุม้ แห้งแล้งและเต็มไปด้วย หลุมอุกกาบาตมากมาย ส่วนใหญ่จะเป็ นหลุมทีมC อี ายุมากแล้ว แสดงว่าทีผC ่านมาไม่ค่อยมีการระเบิดของภูเขาไฟ มิฉะนัน9 หลุมเหล่านี9ตอ้ งปกคลุมไปด้วยเถ้าถ่านและลาวา แกนกลางของดาวพุธเป็ นแกนเหล็กขนาดใหญ่ มีเส้น ผ่านศูนย์กลางถึง 3,700 กิโลเมตร (ประมาณ 42 % ของปริมาตรดาวเคราะห์ทงั 9 ดวง) รอบแกนกลางมีแมนเทิล (หนาประมาณ 600 กิโลเมตร) และมีเปลือกแข็งหุม้ ซึงC มีองค์ประกอบเป็ นทรายซิลเิ กตเช่นเดียวกับทีพC บบนโลก ของเรา

© Calvin J. Hamilton รูปทีC 17 ภาพตัดขวางแสดงโครงสร้างภายใน พื0นผิวดาวพุธ ดาวพุธมีพน9ื ผิวทีคC ล้ายคลึงกับพืน9 ผิวดวงจันทร์ เต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตมากมาย มีบางบริเวณมี ลักษณะเป็ นแอ่งทีรC าบขนาดใหญ่ซงCึ สันนิษฐานว่าเกิดจากการพุ่งชนของอุกกาบาตในยุคเริมC แรกของระบบสุรยิ ะ ทํา ให้พน9ื ทีโC ดยรอบกลายเป็ นเทือกเขาทีสC งู แอ่งทีรC าบแคลอริส (Caloris Basin) มีเส้นผ่านศูนย์กลางทีกC ว้างถึง 1,300 กิโลเมตร จากภาพถ่ายทีไC ด้จากยานมารีเนอร์ 10 จุดศูนย์กลางของหลุมอยูใ่ นเงามืดและสังเกตเห็นเพียง แนวขอบหลุมทีปC ระกอบไปด้วยเทือกเขาทีตC ่อเนืCองกัน เทือกเขาเหล่านี9มคี วามสูงถึง 2 กิโลเมตร


96

รูปทีC 18 ภาพถ่ายพืน9 ผิวดาวพุธ แอ่งทีรC าบลุ่มแคลอลิส 7. ดาวศุกร์ (Venus)

รูปทีC 19 ภาพถ่ายดาวศุกร์ในช่วงรังสีอลั ตราไวโอเลต จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ดาวศุกร์ปรากฏเป็ นเสีย9 วเช่นเดียวกับดวงจันทร์ โดยเราสามารถสังเกตได้ดว้ ยกล้องโทรทรรศน์ ดาว ศุกร์นนั 9 มีขนาดใหญ่กว่าและอยูใ่ กล้โลกมากกว่าดาวพุธ เราจึงสังเกตเห็นดาวศุกร์สว่างจ้ากว่าดาวพุธมาก และมี ความสว่างเป็ นรองจากดวงจันทร์ในยามคํCาคืน เมือC ดาวศุกร์ปรากฏให้เห็นในเวลาใกล้คCาํ คนในสมัยก่อนตัง9 ชืCอให้ ว่าเป็ น ดาวประจําเมือง และเรียกว่า ดาวประกายพรึก เมือC ปรากฏให้เห็นในเวลารุง่ เช้า ดาวศุกร์นนั 9 มีขนาด ใหญ่เกือบเท่ากับโลกของเราและมีชนั 9 บรรยากาศทีหC นาห่อหุม้ อยู่ ดาวศุกร์มแี กนหมุนเกือบตัง9 ฉากกับระนาบวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ ดาวศุกร์หมุนรอบตัวเองจากทิศ ตะวันออกไปยังทิศตะวันตก ซึงC แตกต่างจากดาวเคราะห์ดวงอืCนๆ ดาวศุกร์หมุนรอบตัวเองใช้เวลา 243 วัน และ โคจรรอบดวงอาทิตย์ครบ 1 รอบ ในเวลา 228 วัน ดาวศุกร์จงึ มีช่วงเวลา 1 วันทียC าวนานกว่า 1 ปี โครงสร้างดาวศุกร์ ดาวศุกร์กบั โลกนัน9 เปรียบเสมือนเป็ นฝาแฝด เพราะดาวเคราะห์ทงั 9 สองมีขนาดและความหนาแน่ น ใกล้เคียงกัน จึงมีโครงสร้างภายในทีคC ล้ายคลึงกันด้วย แกนกลางประกอบไปด้วยเหล็ก มีรศั มี 3,000 กิโลเมตร) ชัน9 แมนเทิล มีความหนา 3,000 กิโลเมตร และเปลือกแข็งทีปC ระกอบด้วยหินซิลเิ กต มีความหนา 50 กิโลเมตร นอกจากนี9พน9ื ผิวดาวศุกร์ยงั ประกอบไปด้วยภูเขาไฟและมีชนั 9 บรรยากาศห่อหุม้ ช่วยในการป้องกันรังสีและ อุกกาบาตจากภายนอก แต่ชนั 9 บรรยากาศของดาวศุกร์นนั 9 หนาแน่ นกว่าของโลกมาก มีความดันบรรยากาศทีC พืน9 ผิวประมาณ 90 เท่าของความดันบรรยากาศทีพC น9ื ผิวโลก และยังเต็มไปด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และ กรดซัลฟูรกิ ซึงC ทําให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจก ทีเC ป็ นสาเหตุให้พน9ื ผิวดาวศุกร์มอี ุณหภูมสิ งู ถึง 467 องศา เซลเซียส นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected], Tel.02-8497210)

97

© Calvin J. Hamilton รูปทีC 20 ภาพตัดขวางแสดงโครงสร้างภายใน พื0นผิวดาวศุกร์ ยานแมคเจลแลนถูกส่งขึน9 ไปในอวกาศในปี พ.ศ. 2532 เพืCอทําแผนทีดC าวศุกร์แบบสามมิตโิ ดยใช้เรดาร์ ซึงC มีหลักการง่ายๆ คือ การส่งคลืCนไมโครเวฟไปสะท้อนทีพC น9ื ผิวของดาวศุกร์ และวัดความล่าช้าของคลืCนทีสC ะท้อน กลับมา ประกอบกับการรูต้ ําแหน่ งทีแC น่ นอนของยานแมคเจลแลน ทําให้เราทราบถึงความสูงตํCาของพืน9 ผิวและ สามารถทําแผนทีแC บบสามมิตไิ ด้ นอกจากนี9การใช้เรดาร์ยงั มีขอ้ ดีทสCี ามารถสํารวจทะลุผ่านชัน9 บรรยากาศทีC หนาแน่ นและชัน9 ฝุ่นทีปC กคลุมพืน9 ผิวของดาวศุกร์ได้ พืน9 ผิวของดาวศุกร์ปกคลุมไปด้วยทีรC าบทีเC กิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ ประมาณ 80% ของพืน9 ทีทC งั 9 หมด มีส่วนทีเC ป็ นทีสC งู อยูเ่ พียงเล็กน้อย บริเวณทีสC งู อะโฟรไดท์ (Aphrodite) มีรปู ร่างคล้ายแมงปอ่ งวางตัวอยูใ่ นแนวเส้น ศูนย์สตู รของดาวศุกร์ ทีบC ริเวณขัว9 เหนือของดาว มีภเู ขาขนาดยักษ์ มีชCอื ว่า ภูเขาแมกซ์เวลล์ (Maxwell Montes) ซึงC มีความสูงถึง 11 กิโลเมตร (สูงกว่ายอดเขาเอเวอเรสต์ถงึ 2 กิโลเมตร)

รูปทีC 21 ภาพถ่ายดาวศุกร์เต็มดวง เป็ นภาพถ่ายด้วยเทคนิคเรดาร์จากยานแมคเจลแลน (NASA/JPL) นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected], Tel.02-8497210)

98

แผนทีดาวศุกร์

รูปทีC 22 ภาพถ่ายพืน9 ผิวของดาวศุกร์แบบ 3 มิติ (NASA/JPL/Seal)

รูปทีC 23 ภาพถ่ายพืน9 ผิวของโลกแบบ 3 มิติ (NASA/USGS) ภูเขาไฟบนดาวศุกร์ ภูเขาไฟบนดาวศุกร์แตกต่างจากภูเขาไฟบนโลก บนโลกมีน9ําอยูม่ ากมาย ก๊าซทีพC ุ่งออกมาจากภูเขาไฟ เช่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ จะละลายกลับลงไปในนํ9าในมหาสมุทร และตกตะกอน อยูใ่ ต้มหาสมุทรแต่การทีบC นดาวศุกร์ไม่มนี 9ํ า ทําให้ก๊าซต่างๆทีพC ุ่งออกมาจากปล่องภูเขาไฟ โดยเฉพาะก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์ กลายเป็ นส่วนหนึCงของชัน9 บรรยากาศทําให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจก นอกจากนี9ก๊าซ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ยงั ทําปฏิกริ ยิ ากับนํ9าในบรรยากาศกลายเป็ นกรดซัลฟูรกิ ซึงC ถ้าไม่เก็บกักอยูใ่ นชัน9 เมฆก็จะตก ลงสู่พน9ื ผิวดาวศุกร์


99

รูปทีC 24 ภาพภูเขาไฟและเส้นทางลาวาบนดาวศุกร์ เป็ นภาพถ่ายด้วยเทคนิคเรดาร์จากยานแมคเจลแลน (NASA/JPL)


100

8. โลก โลกของเราเป็ นดาวเคราะห์ทอCี ยูห่ ่างจากดวงอาทิตย์เป็ นลําดับทีC 3 ถัดออกมาจากดาวพุธ และดาวศุกร์ โลกมีขนาดใหญ่เป็ นอันดับทีC 5 ในบรรดาดาวเคราะห์ทงั 9 หมดในระบบสุรยิ ะ เส้นผ่านศูนย์กลางของโลกใหญ่กว่า ดาวศุกร์เพียงไม่กรCี อ้ ยกิโลเมตร โลกอยูห่ ่างจากดวงอาทิตย์ในระยะทีพC อเหมาะ ทําให้มอี ุณหภูม ิ สภาวะอากาศ และปจั จัยอืCนๆ ทีเC อือ9 อํานวยต่อสิงC มีชวี ติ

รูปทีC 25 ภาพโลกเต็มดวง โครงสร้างภายในของโลก จากการศึกษาโดยใช้เทคนิคเกียC วกับแผ่นดินไหว (Seismic Techniques) ทําให้นกั วิทยาศาสตร์ทราบถึง โครงสร้างภายในของโลกทีแC บ่งได้เป็ นชัน9 ต่างๆ ดังนี9 1) แกนกลางชัน9 ใน มีลก ั ษณะเป็ นของแข็งทีปC ระกอบด้วยเหล็กเป็ นส่วนใหญ่ มีอุณหภูมสิ งู ประมาณ 7,500 เคลวิน (สูงกว่าทีพC น9ื ผิวของดวงอาทิตย์) มีรศั มีประมาณ 1,200 กิโลเมตร 2) แกนกลางชัน9 นอก มีลก ั ษณะเป็ นของเหลวทีปC ระกอบด้วยเหล็กและซัลเฟอร์เป็ นส่วนใหญ่ มีความหนา ประมาณ 2,200 กิโลเมตร 3) แมนเทิล มีลก ั ษณะเป็ นของเหลวหนืดคล้ายกับพลาสติกเหลว มีองค์ประกอบเป็ น เหล็ก แมกนีเซียม ซิลกิ อน อลูมเิ นียมและออกซิเจน มีความหนาประมาณ 3,000 กิโลเมตร 4) เปลือกโลก มีลก ั ษณะเป็ นของแข็ง มีองค์ประกอบส่วนใหญ่ คือ แร่ควอทซ์ (ซิลกิ อนไดออกไซด์) และเฟลสปาร์ มีความหนาประมาณ 7 ถึง 40 กิโลเมตร (ขึน9 อยูก่ บั ว่าเป็ นบริเวณใต้มหาสมุทรลึก หรือ บริเวณเทือกเขา)


101

ชัน0 บรรยากาศของโลก บรรยากาศของโลกประกอบไปด้วยไนโตรเจน 77% ออกซิเจน 21% และทีเC หลือเป็ นอาร์กอน คาร์บอนไดออกไซด์และ นํ9า ในยุคทีโC ลกกําเนิดขึน9 ใหม่ อาจจะมีคาร์บอนไดออกไซด์จาํ นวนมาก แต่มนั ถูก ดูดกลืนไปกับหินปูน (carbonate rocks) บางส่วนก็ละลายไปกับนํ9 าในมหาสมุทร และถูกบริโภคโดยพืช ปรากฏการณ์การเคลืCอนตัวของเปลือกโลกและกระบวนการทางชีวะวิทยา ก่อให้เกิดการหมุนเวียนของก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์ ปจั จุบนั มีคาร์บอนไดออกไซด์คงเหลือในบรรยากาศจํานวนเล็กน้อย แต่กย็ งั ความสําคัญมาก เพราะมันเป็ นตัวควบคุมอุณหภูมขิ องพืน9 โลก โดยอาศัย สภาวะเรือนกระจก เพิมC อุณหภูมพิ น9ื ผิวโลกให้สงู ขึน9 ถ้า ไม่มสี ภาวะเรือนกระจกจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แล้ว อุณหภูมทิ พCี น9ื ผิวโลกจะตํCาเกินไปจนทําให้น9ํ าใน มหาสมุทรแข็งตัว เป็ นผลให้สงิC มีชวี ติ ไม่สามารถดํารงอยู่ได้

รูปทีC 26 แสดงชัน9 บรรยากาศของโลก ชัน9 บรรยากาศของโลกแบ่งออกได้เป็ น 4 ชัน9 ตามการเปลียC นแปลงของอุณหภูมติ ามระดับความสูงเหนือ จากพืน9 ผิวโลก ประมาณ 50 % ของสสารในบรรยากาศของโลกทัง9 หมดอยูใ่ นชัน9 โทรโปสเฟียร์ทมCี คี วามหนา ประมาณ 10 กิโลเมตร ถัดขึน9 ไปเป็ นชัน9 สตราโตสเฟียร์ทปCี ระกอบไปด้วยชัน9 ของโอโซนทีชC ่วยดูดกลืนรังสี อัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ทเCี ป็ นอันตรายต่อสิงC มีชวี ติ ชัน9 มีโซสเฟี ยร์เป็ นชัน9 ทีวC ตั ถุต่างๆ จากอวกาศทีตC กมาสู่ โลก จะถูกเสียดสีกบั บรรยากาศและลุกไหม้ให้เราเห็นเป็ นดาวตกทีสC วยงาม ชัน9 เทอร์โมสเฟี ยร์เป็ นชัน9 บรรยากาศ ชัน9 นอกสุด ทีมC อี ุณหภูมเิ พิมC ขึน9 ตามความสูง ยานขนส่งอวกาศสเปสชัตเติล (Space Shuttle) โคจรรอบโลกอยูท่ Cี ความสูง 300 กิโลเมตร ซึงC มีอุณหภูมสิ งู ถึง 1,000 องศาเซลเซียส แต่มนั ไม่ถูกเผาไหม้ไปเพราะทีรC ะดับความสูง ดังกล่าวมีความหนาแน่ นของก๊าซตํCามาก


102

การเคลือนทีของเปลือกโลก – เพลตเทคโทนิ ค

รูปทีC 27ภาพรอยเชืCอมต่อของเปลือกโลก เปลือกโลกไม่เหมือนกับดาวเคราะห์ทมCี พี น9ื ผิวเป็ นของแข็งดวงอืCน เปลือกโลกประกอบไปด้วยแผ่นของแข็ง หลายชิน9 ทีลC อยอยูอ่ ย่างอิสระบนแมนเทิลทีเC หลวร้อน การเคลืCอนตัวของเปลือกโลกมีทงั 9 การขยายตัวและการยุบตัว การขยายตัวของเปลือกโลกเกิดขึน9 เมือC แผ่นทวีปสองแผ่นเคลืCอนทีอC อกจากกันเนืCองจากแม๊กม่าข้างใต้ดนั ตัวขึน9 มา และเย็นตัวลงกลายเป็ นผืนแผ่นดินใหม่ การยุบตัวของเปลือกโลกเกิดขึน9 เมือC แผ่นทวีปแผ่นหนึCงกดขอบของแผ่น ทวีปอีกแผ่นหนึCงให้จมลงและหลอมรวมกับแม๊กม่าทีอC ยูข่ า้ งใต้ เปลือกโลกแบ่งเป็ น 8 แผ่นทวีปหลัก ดังนี9: 1) แผ่นอเมริกาเหนือ ได้แก่ ทวีปอเมริกาเหนือ มหาสมุทรแอตแลนติกเหนือซีกตะวันตก และ กรีนแลนด์ 2) แผ่นอเมริกาใต้ ได้แก่ ทวีปอเมริกาใต้ และมหาสมุทรแอตแลนติกใต้ซก ี ตะวันตก 3) แผ่นแอนตาร์คติก ได้แก่ ทวีปแอนตาร์คติก และ มหาสมุทรใต้ 4) แผ่นยูเรเชีย ได้แก่ มหาสมุทรแอตแลนติกเหนือซีกตะวันออก ทวีปยุโรป และเอเชีย ยกเว้นอินเดีย ั C นตกของมหาสมุทร 5) แผ่นแอฟริกา ได้แก่ ทวีปแอฟริกา แอตแลนติกใต้ซก ี ตะวันออก ชายฝงตะวั อินเดีย 6) แผ่นอินเดีย-ออสเตรเลีย ได้แก่ ประเทศอินเดีย ออสเตรเลีย นิวซีแลนด์ และมหาสมุทรอินเดีย ั C านตะวันออกของมหาสมุทรแปซิฟิกจรดทวีปอเมริกาใต้ 7) แผ่นนาสคา ครอบคลุมพืน 9 ทีชC ายฝงด้ ัC 8) แผ่นแปซิฟิก ครอบคลุมเกือบทัง9 มหาสมุทรแปซิฟิก และชายฝงตอนใต้ ของแคลิฟอร์เนีย ยังมีแผ่นทวีปขนาดเล็กจํานวนมากกว่า 20 แผ่น เช่น แผ่นอาระเบีย แผ่นโคโคส และแผ่นฟิลปิ ปิ นส์ การ เกิดแผ่นดินไหวมักจะเกิดทีบC ริเวณรอยต่อของแผ่นทวีปเหล่านี9


103

ดวงจันทร์ของโลก

รูปทีC 28 ภาพถ่ายโลกและดวงจันทร์ ดวงจันทร์มคี วามสว่างทีสC ุดในท้องฟ้ายามราตรี ดวงจันทร์เป็ นบริวารดวงเดียวของโลก พืน9 ผิวดวงจันทร์ นัน9 แห้งและเยือกเย็น ไม่มชี นั 9 บรรยากาศห่อหุม้ ดวงจันทร์หมุนรอบตัวเองโดยใช้เวลาเท่ากับเวลาในการโคจรรอบ โลก ทําให้เรามองเห็นดวงจันทร์เพียงด้านเดียวเสมอ จนกระทังปี C พ.ศ.2502 เมือC รัสเซียส่งยานสํารวจอวกาศไป โคจรรอบดวงจันทร์และถ่ายภาพพืน9 ผิวดวงจันทร์โดยรอบและส่งกลับมายังโลก ยานอวกาศอะพอลโล 11 เป็ น ยานลําแรกทีพC ามนุ ษย์ไปลงสู่พน9ื ผิวดวงจันทร์ เมือC วันทีC 20 กรกฎาคม พ.ศ.2512

รูปทีC 29 มนุ ษย์ไปลงสู่พน9ื ผิวดวงจันทร์ แสงจันทร์ทเCี รามองเห็นนัน9 แท้ทจCี ริงแล้วเป็ นแสงอาทิตย์ทสCี ะท้อนจากพืน9 ผิวดวงจันทร์ ในขณะทีดC วงจันทร์ โคจรรอบโลกเราจะมองเห็นดวงจันทร์ในลักษณะทีเC ปลียC นไป เรียกว่า เฟสของดวงจันทร์ หรือ ข้างขึน9 ข้างแรม นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected], Tel.02-8497210)

104

ดวงจันทร์หมุนใช้เวลาหมุนรอบตัวเองเท่ากับเวลาในการโคจรรอบโลก คือ 27 วัน 8 ชัวโมง C จึงทําให้ดวงจันทร์หนั ด้านเดียวเข้าหาโลกตลอดเวลา โครงสร้างภายในของดวงจันทร์ จากการศึกษาแผ่นดินไหวบนดวงจันทร์ทาํ ให้เราทราบว่าโครงสร้างภายในของดวงจันทร์นนั 9 ประกอบด้วย แกนกลางทีเC ป็ นของเหลว หรือกึงC เหลวเส้นผ่านศูนย์กลางของดวงจันทร์เท่ากับ 3,476 กิโลเมตร ประมาณ หนึCงในสีC ของเส้นผ่านศูนย์กลางโลก 1) แกนชัน9 ในทีเC ป็ นของแข็ง ประกอบด้วยเหล็กเป็ นส่วนใหญ่ มีอุณหภูม ิ 1,500 องศาเซลเซียส มีรศั มี ประมาณ 350 กิโลเมตร 2) แกนชัน9 นอก ทีเC ป็ นหินเหลวหรือพลาสติก ประกอบไปด้วยเหล็กเป็ นส่วนใหญ่ มีรศั มีประมาณ 500 กิโลเมตร 3) ชัน9 แมนเทิลทีเC ป็ นของแข็ง มีความหนาประมาณ 800 กิโลเมตร 4) เปลือกนอก มีความหนาประมาณ 60-100 กิโลเมตร เปลือกนอกของดวงจันทร์ดา้ นใกล้โลกนัน 9 บางกว่า ด้านไกลโลก จึงเกิดหลุมอุกกาบาตและทะเลอยูม่ ากมาย

© Calvin J. Hamilton รูปทีC 30 ภาพจําลองโครงสร้างภายในของดวงจันทร์ พื0นผิวดวงจันทร์ พืน9 ผิวของดวงจันทร์นนั 9 เต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตมากมายและถูกตัง9 ชืCอตามนักวิทยาศาสตร์ทมCี ชี Cอื เสียงใน อดีต บริเวณทีรC าบตํCาบนดวงจันทร์ถูกเรียกว่า มาเร (Mare) ซึงC ในภาษาลาตินแปลว่า ทะเล เราสามารถมองเห็น หลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่และทะเลบนดวงจันทร์ ได้ดว้ ยตาเปล่า และจินตนาการเป็ นรูปร่างต่างๆ เช่น กระต่ายบน ดวงจันทร์ บริเวณเหล่านี9เกิดจากการพุ่งชนของอุกกาบาตซึงC เกิดจํานวนบ่อยครัง9 มากในอดีตเมือC เกิดระบบสุรยิ ะ ขึน9 ใหม่ๆ บริเวณมาเรปกคลุมไปด้วยลาวาทีรC ะเบิดออกมาจากปล่องภูเขาไฟในยุคก่อน


105

รูปทีC 31 ภาพพืน9 ผิวดวงจันทร์ทปCี กคลุมไปด้วยเรโกลิต พืน9 ผิวดวงจันทร์ปกคลุมไปด้วยดิน ทีเC รียกว่า เรโกลิต (Regolith) หนาประมาณ 15 เซนติเมตร ประกอบ ไปด้วยฝุน่ และเศษหินทีเC กิดขึน9 จากการพุ่งชนของอุกกาบาต พบว่าดินเรโกลิตมีส่วนประกอบเป็ นอนุ ภาคทีมC ี ลักษณะเป็ นผลึกใสเรียกว่า สเฟียรูล (Spherules) ซึงC เกิดจากการถูกทําให้รอ้ นและเย็นตัวอย่างรวดเร็วในช่วงทีเC กิด การพุ่งชน สเฟียรูลนี9มขี นาดประมาณ 0.025 มิลลิเมตร หิ นบนดวงจันทร์ หินบนดวงจันทร์ส่วนมากจะมีอายุในราว 3,000 – 4,600 ล้านปี ซึงC ถ้าเป็ นหินบนพืน9 โลกทีมC อี ายุเก่ากว่า 3,000 ล้านปีจะหาได้ยากมาก ดังนัน9 ดวงจันทร์จงึ เป็ นหลักฐานทีดC ถี งึ ประวัตศิ าสตร์ของระบบสุรยิ ะในยุคเริมC แรก ตัวอย่างหินทีพC บบนดวงจันทร์ ได้แก่ 1) หินเบรกเซีย (Breccias) เป็ นหินทีเC ป็ นเปลือกดวงจันทร์ในยุคแรกทีถC ูกหลอมรวมเศษ อุกกาบาตทีพC ุ่งชนพืน9 ผิวดวงจันทร์ 2) หินบะซอลต์ (Basalt) เกิดจากลาวาเย็นตัว เต็มไปด้วยฟองก๊าซ 3) หินอะนอร์โทไซต์ (Anorthosite) เป็ นชิน9 ส่วนของเปลือกดวงจันทร์ในยุคแรก

รูปทีC 32 ภาพถ่ายหินบะซอลต์ (Basalt)


106

รูปทีC 33 ภาพถ่ายหินอะนอร์โทไซต์ (Anorthosite)

รูปทีC 34ภาพถ่ายหินเบรกเซีย (Breccias)


107

9. ดาวอังคาร

รูปทีC 35 ภาพถ่ายดาวอังคารเต็มดวง จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล แสดงให้เห็นถึงขัว9 ดาวทีปC กคลุมไปด้วย หิมะ-สีขาว และบริเวณซีกใต้ของดาวทีมC พี ายุฝนุ่ ปกคลุมอยู่ (บริ บริเวณทีมC สี แี ดงเข้ม) (STScI/NASA) ดาวอังคารเป็ นดาวเคราะห์ชนั 9 ใน อยูห่ ่างจากดวงอาทิตย์เป็ นอันดับทีC 4 ถัดออกไปจะเป็ นแถบดาวเคราะห์ น้อยคันอยู C ่ระหว่างดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี ดาวอังคารมีแกนหมุนทีใC กล้เคียงกับโลก จึงทําให้มฤี ดูกาลทีC ใกล้เคียงกับฤดูกาลบนโลกด้วย ดาวอังคารหมุนรอบตัวเองใช้เวลา 24 ชัวโมง C 37 นาที ดังนัน9 ระยะเวลา 1 วันบน ดาวอังคารจึงมีค่าใกล้เคียงกับ 1 วันบนโลกของเรา วงโคจรของดาวอังคารเป็ นวงรี ยังผลให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมถิ งึ 30 องศาเซลเซียส เมือC โคจรอยู่ ในตําแหน่ งทีใC กล้และไกลทีสC ุดจากดวงอาทิตย์ และนีCคอื อิทธิพลสําคัญต่อ สภาพบรรยากาศ ของดาวอังคาร แม้ว่า อุณหภูมโิ ดยเฉลียC บนพืน9 ผิวอยูท่ Cี 218 เคลวิน (-55 องศาเซลเซียส) แต่ความแตกต่างของอุณหภูม ิ ในแต่ละภูม ิ ประเทศมีมาก เช่น ตํCาถึง 140 เคลวิน (-133 องศาเซลเซียส) ทีขC วั 9 ในฤดูหนาว หรือสูงถึง 300 เคลวิน (27 องศา เซลเซียส) ในเวลากลางวันของฤดูรอ้ น

นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected],, Tel.02-8497210) Tel.02

108

รูปทีC 36 ภาพถ่ายดาวอังคารในอดีตทีพC บว่าพืน9 ผิวดาวอังคารมีลกั ษณะคล้ายคลองส่งนํ9าทีอC าจถูกสร้างขึน9 โดย มนุ ษย์ดาวอังคาร ดาวอังคารยังเป็ นทีรC จู้ กั กันดีมาตัง9 แต่ยคุ ก่อนประวัตศิ าสตร์ และยังเป็ นทีชC Cนื ชอบของผูแ้ ต่งนิยาย วิทยาศาสตร์ ในฐานะทีเC ป็ นดาวเคราะห์ทอCี าจมีมนุ ษย์ต่างดาวอาศัยอยู่ จากการทีเC มือC หลายสิบปีก่อนมีการสังเกต ดาวอังคารเห็นรูปร่างพืน9 ผิวทีมC ลี กั ษณะคล้ายคลองส่งนํ9 า องค์การนาซาได้ส่งยานไปสํารวจดาวอังคารหลายสิบลํา ตัง9 แต่ ปี พ.ศ. 2508 จนถึงปจั จุบนั ไม่พบสิงC มีชวี ติ ใดๆ พบเพียงพืน9 ผิวร่องรอยของร่องนํ9า และพบว่ามีน9ํ าแข็งแห้ง (คาร์บอนไดออกไซด์แข็ง) ปกคลุมอยูบ่ ริเวณขัว9 ซึงC สันนิษฐานว่าภายใต้พน9ื ผิวนํ9 าแข็งแห้งนี9อาจมีน9ํ าแข็งทีเC ป็ นนํ9า อยูซ่ งCึ อาจมีซากฟอสซิลของสิงC มีชวี ติ หากเคยมีสงิC มีชวี ติ อยูบ่ นดาวอังคารมาก่อน โครงสร้างดาวอังคาร

© Calvin J. Hamilton รูปทีC 37 ภาพตัดขวางแสดงโครงสร้างภายใน โครงสร้างภายในของดาวอังคารประกอบด้วยแกนกลางทีเC ป็ นของแข็ง ทีมC รี ศั มีประมาณ 1,700 กิโลเมตร ทีมC สี ่วนผสมของเหล็กเป็ นส่วนใหญ่ ถัดขึน9 มาจากแกนกลางเป็ นชัน9 แมนเทิลทีเC ป็ นหินเหลวหนืด หนาประมาณ 1,600 กิโลเมตร และมีเปลือกนอกเป็ นของแข็งเช่นเดียวกับโลก บรรยากาศของดาวอังคารประกอบไปด้วย ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (95.3%) ไนโตรเจน (2.7%) อาร์กอน (1.6%) ออกซิเจน (0.15%) และไอนํ9า (0.03%) ดาวอังคารมีชนั 9 บรรยากาศทีเC บาบางกว่าโลกมาก แต่กย็ งั มีพายุ เกิดอยูท่ วดวงเมื ัC อC มีการเปลียC นฤดูกาล ฤดูกาลบนดาวอังคารแบ่งออกเป็ น 4 ฤดูในช่วงเวลา 1 ปี บนดาวอังคาร ซึงC ยาวนานเป็ นสองเท่าของเวลา 1 ปีบนโลกของเรา


109

พื0นผิวของดาวอังคาร

รูปทีC 38 ภาพพืน9 ผิวดาวอังคารแบบ 3 มิติ สีบอกถึงระดับความสูง ค่าติดลบแสดงถึงหุบเหว (GSFC/NASA) พืน9 ผิวของดาวอังคารปกคลุมไปด้วยฝุ่นทีเC ป็ นออกไซด์ของเหล็ก หรือสนิมเหล็กนันเอง C จึงทําให้ดาวอังคาร มีสแี ดง พืน9 ผิวดาวเต็มไปด้วยหลุมบ่อ แต่ไม่มรี อ่ งรอยการเกิดแผ่นดินเคลืCอน แสดงว่าพืน9 ผิวดาวอังคารไม่เคยมี การเปลียC นแปลงมาเป็ นเวลาหลายล้านปี การทีไC ม่มกี ารเคลืCอนทีขC องแผ่นดินทําให้ภเู ขาไฟส่วนใหญ่อยูใ่ น ตําแหน่ งเดิมทีเC ป็ นแหล่งประทุของแม๊กมา จึงเป็ นผลให้ภเู ขาไฟบนดาวอังคารมีขนาดใหญ่มาก

รูปทีC 39 ภาพถ่ายดาวอังคารเต็มดวงจากยานไวกิงออร์บเิ ตอร์ 1 ทีกC ลางดวงจะสามารถสังเกตเห็นหุบเหวมาริเนอ ริส (Valles Marineris) ซึงC เป็ นหุบเขาทีมC คี วามยาวถึง 4,000 กิโลเมตร มีความกว้าง 600 กิโลเมตรและมี ความลึกถึง 8 กิโลเมตร (USGS/NASA) บนดาวอังคารมีภเู ขาไฟทีสC งู ใหญ่ทสCี ุดในระบบสุรยิ ะ ชืCอว่า ภูเขาไฟโอลิมปสั (Olympus Mons) ทีมC คี วาม สูงถึง 25 กิโลเมตร (สูงเป็ น 3 เท่าของยอดเขาเอเวอเรสต์) และมีฐานทีแC ผ่ออกไปเป็ นรัศมีถงึ 300 กิโลเมตร นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected], Tel.02-8497210)

110

รูปทีC 40 ภาพภูเขาไฟโอลิมปสั บนดาวอังดาร (USGS/NASA)


111

ขัว0 เหนื อและขัว0 ใต้ของดาวอังคาร

รูปทีC 41 ภาพถ่ายขัว9 หิมะบนดาวอังคารแสดงถึงการเปลียC นแปลงตามฤดูกาล จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (STScI/NASA) บริเวณขัว9 เหนือและใต้ของดาวอังคารจะเปลียC นสีจากแดงเป็ นขาวตามฤดูกาลบนดาวอังคาร ในฤดูหนาว จะเห็นเป็ นสีขาวซึงC เป็ นนํ9าแข็งและนํ9 าแข็งแห้ง (คาร์บอนไดออกไซด์แข็ง) ทีปC กคลุมอยู่ เมือC ฤดูหนาวผ่านพ้นไป จะมีพายุเกิดขึน9 ทัวไปและพั C ดพาเอาฝุน่ สีแดงไปยังขัว9 เหนือและใต้ จึงเห็นขัว9 เหนือและใต้เป็ นสีแดงเหมือนกับ บริเวณอืCนๆ ของดาวอังคาร

รูปทีC 42 ภาพถ่ายขัว9 ใต้ของดาวอังคาร จากยานไวกิงออร์บเิ ตอร์ 1 แสดงให้เห็นแสงสะท้อนจากพืน9 ผิวทีมC นี 9ําเแข็ง ปกคลุมอยูเ่ ป็ นบริเวณกว้างถึง 400 กิโลเมตร (NASA/JPL)


112

ภาพถ่ายจากยานไวกิงแลนเดอร์ 2 แสดงให้เห็นถึงพืน9 ผิวบริเวณขัว9 สีขาวในฤดูหนาวทีปC กคลุมไปด้วยนํ9าแข็งแห้ง (คาร์ คาร์บอนไดออกไซด์แข็ง) ทีไC ม่เคยละลายหมดไป (NASA/JPL) (NASA/J รูปหน้ าคนบนดาวอังคาร เมือC ยานไวกิงออร์บทิ เตอร์ (Viking Orbiter) ถ่ายภาพพืน9 ผิวดาวอังคาร ในปี พ.ศ. พ 2519 ได้พบบริเวณ ภูเขาทีมC รี ปู ร่างทีคC ล้ายกับรูปหน้าคน มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1.5 กิโลเมตร ทําให้ผคู้ นสันนิษฐานว่า อาจเป็ นอนุ สาวรียท์ ถCี ูกสร้างขึน9 จากอารยธรรมบนดาวอังคาร ในปี พพ.ศ. 2541 ยานมาร์สโกลบอลเซอร์เวเยอร์ ได้ ถ่ายภาพบริเวณดังกล่าวซํ9าด้วยกล้องถ่ายภาพทีมC คี วามละเอียดสูงกว่าเดิม 3 เท่า และเป็ นแบบสามมิติ ทําให้เรา ทราบว่ามันมิได้มรี ปู ร่างเหมือนหน้าคนเลย

Viking 1976

รูปทีC 43 ภาพพื พืน9 ผิวดาวอังคาร ถ่ายจากยานไวกิงออร์บทิ เตอร์ (Viking Orbiter) ในปี พ.ศ. 2519 ปรากฏเป็ นบริเวณภูเขาทีมC รี ปู ร่างทีคC ล้ายกับรูปหน้าคน

รูปทีC 44 ภาพถ่ายรูปหน้าคนในอดีตจากยานไวกิงออร์บเิ ตอร์ 1 ในปี พ.ศ. 2519 (ซ้ซ้าย) ย ทําให้มนุ ษย์สงสัยว่าอาจ เป็ นสิงC ทีไC ม่ได้เกิดขึน9 เองตามธรรมชาติและภาพถ่ายทีไC ด้จากยานมาร์สโกลบอลเซอร์เวเยอร์ ว ในปี พ.ศ. 2541 (กลางและขวา) มีความละเอียดสูงพิสจู น์ให้เห็นว่าเป็ นเพียงเนินทรายธรรมดา (NASA/JPL)

นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected],, Tel.02-8497210) Tel.02

113

ร่องรอยของแม่นํ0าบนดาวอังคาร

รูปทีC 45 ภาพถ่ายพืน9 ผิวดาวอังคารจากยานไวกิงออร์บเิ ตอร์ 1 แสดงให้เห็นถึงเส้นสายต่างๆ คล้ายกับแม่น9ํา ภาพถ่ายขยายจากยานมาร์สโกลบอลเซอร์เวเยอร์ แสดงให้เห็นว่าเป็ นลักษณะของร่องนํ9าเก่า หรือท้องแม่น9ําทีนC 9ําเหือดแห้งไปหมดแล้ว (NASA/JPL/Malin Space Science System) ดวงจันทร์บริ วารของดาวอังคาร ดาวอังคารมีดวงจันทร์บริวารจํานวน 2 ดวงทีC มีชCอื ว่า โฟบอส (Phobos) และไดมอส (Deimos) ซีงC สามารถสังเกตได้โดยใช้กล้องดูดาวขนาดใหญ่ ดวงจันทร์ทงั 9 สองดวงนี9มลี กั ษณะทีไC ม่สมมาตร นักดาราศาสตร์จงึ สันนิษฐานว่า อาจเป็ นวัตถุในแถบดาวเคราะห์น้อยทีถC ูกแรงโน้มถ่วงของดาวอังคาร ดึงดูดให้มาโคจรรอบ 1) โฟบอส มีเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลียC ประมาณ 22 กิโลเมตร มีรศั มีวงโคจรประมาณ 9,000 กิโลเมตร 2) ไดมอส มีเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลียC ประมาณ 12 กิโลเมตร มีรศั มีวงโคจรประมาณ 23,000 กิโลเมตร

รูปทีC 46 ภาพดวงจันทร์โฟบอส (NASA/JPL)


114

รูปทีC 47 ภาพถ่ายดวงจันทร์ไดมอส (NASA/JPL) 10. ดาวพฤหัสบดี (Jupiter)

รูปทีC 48 ภาพดาวพฤหัสบดีเต็มดวง จากยานอวกาศแคสินิ ในปี พ.ศ. 2543 แสดงให้เห็นถึงแถบพายุทลCี ะติจดู ต่างๆ และจุดแดงใหญ่ จุดสีดาํ ทีเC ห็นอยู่มุมซ้ายของดาว คือ ดวงจันทร์บริวารยุโรปา (NASA/JPL/University of Arizona) ดาวพฤหัสบดีเป็ นดาวเคราะห์ทใCี หญ่ทสCี ุดในระบบสุรยิ ะ มีความสว่างเป็ นอันดับทีC 4 ในท้องฟ้ารองจาก ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดาวศุกร์ ดาวพฤหัสบดีมเี ส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าโลก 11 เท่าและมีมวลมากกว่า โลกถึง 300 เท่า มีส่วนประกอบเป็ นไฮโดรเจนถึง 90%และฮีเลียม 10 % แกนกลางของดาวพฤหัสบดีเป็ นหินแข็ง ล้อมรอบไปด้วยไฮโดรเจนเหลวทีมC อี ุณหภูมสิ งู ถึง 30,000 องศาเซลเซียส ถ้าดาวพฤหัสบดีมมี วลเพิมC ขึน9 อีก 75 เท่าก็จะสามารถเกิดปฏิกริ ยิ านิวเคลียร์ฟิวชันขึ C น9 ทีแC กนกลางและกลายเป็ นดาวฤกษ์ได้ ดาวพฤหัสบดีหมุนรอบตัวเองเร็วมาก โดยใช้เวลาในการหมุนรอบตัวเอง 10 ชัวโมง C (เพียงครึงC วันบนโลก) ทําให้สสารและก๊าซต่างๆ ทีบC ริเวณเส้นศูนย์สตู รเคลืCอนทีเC ร็วกว่าบริเวณอืCนๆ เป็ นผลให้ดาวพฤหัสบดีมรี ปู ร่าง เป็ นทรงกลมแป้นและมีชนั 9 บรรยากาศทีแC ปรปรวนและมีพายุอยูต่ ลอดเวลา ดาวพฤหัสบดีเป็ นดาวเคราะห์ทเCี ป็ นก๊าซ จึงไม่มขี อบเขตรัศมีทแCี น่ นอน การบ่งบอกรัศมีของดาวเคราะห์ ประเภทนี9ทาํ ได้โดยการวัดระยะทางจากจุดศูนย์กลางดาวมาจนถึงบริเวณทีมC คี วามดันบรรยากาศเท่ากับความดันทีC ระดับนํ9าทะเลบนโลกของเรา


115

© Calvin J. Hamilton รูปทีC 49 ภาพตัดขวางแสดงโครงสร้างภายในของดาวพฤหัสบดี โครงสร้างของดาวพฤหัสบดี ดาวพฤหัสบดีมแี กนกลางทีเC ป็ นหินล้อมรอบไปด้วยชัน9 ของเหลวร้อนทีปC ระกอบไปด้วยนํ9า มีเธน และ แอมโมเนีย ถัดขึน9 มาเป็ นแมนเทิลชัน9 ในทีปC ระกอบไปด้วยฮีเลียC มและไฮโดรเจนเหลว (ไฮโดรเจนทีมC สี มบัตเิ ป็ น โลหะ) ซึงC พบในสภาวะทีมC อี ุณหภูมแิ ละความดันสูงเท่านัน9 ภายใต้สภาวะดังกล่าวนิวเคลียสและอิเล็คตรอนของ ไฮโดรเจนประพฤติตวั เหมือนกับโลหะ แมนเทิลชัน9 นอกของดาวพฤหัสบดีประกอบไปด้วยก๊าซไฮโดรเจนและฮี เลียC มทีผC สมผสานเป็ นเนื9อเดียวกับบรรยากาศชัน9 บน ชัน0 บรรยากาศของดาวพฤหัสบดี บรรยากาศชัน9 บนของดาวพฤหัสบดีได้ถูกสํารวจอย่างละเอียดโดย กระสวยสํารวจบรรยากาศทีปC ล่อยจาก ยานอวกาศกาลิเลโอ ให้ตกลงไปในชัน9 บรรยากาศของดาวพฤหัสบดี พบว่า บรรยากาศของดาวพฤหัสบดีมเี มฆชัน9 บนทีปC ระกอบด้วยแอมโมเนีย ในระดับทีตC C ําลงไปเป็ นเมฆแอมโมเนียมไฮโดรซัลไฟด์ และเมฆชัน9 ล่างสุดเป็ นนํ9 าและ นํ9าแข็ง ภายใต้ชนั 9 เมฆเต็มไปด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียม ชัน9 บรรยากาศทีรC ะดับความดันบรรยากาศ 1 บาร์ มี อุณหภูมสิ งู ประมาณ 165 เคลวิน จากภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ในช่วงคลืCนอัลตราไวโอเลต แสดงให้เห็นถึงแสงเหนือ แสงใต้ทขCี วั 9 เหนือและใต้ของดาว แสงเหนือแสงใต้บนโลกเกิดจากอนุ ภาคทีมC พี ลังงานสูงจากดวงอาทิตย์ทปCี ระทุขน9ึ สัมพันธ์กบั การเกิดพายุสุรยิ ะบนดวงอาทิตย์ เดินทางมาสู่โลกและถูกสนามแม่เหล็กโลกเร่งเข้าสู่โลกทางขัว9 โลก เหนือและขัว9 โลกใต้ ดังนัน9 จึงทําปฏิกริ ยิ ากับโมเลกุลก๊าซในชัน9 บรรยากาศ ปรากฏเป็ นแสงสีทสCี วยงามให้เราเห็น แต่แสงเหนือแสงใต้บนดาวพฤหัสเกิดจากอนุ ภาคทีปC ระทุขน9ึ มาจากภูเขาไฟบนดวงจันทร์ไอโอ ถูกอิทธิพลของ สนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสบดีกกั ไว้ให้อยูบ่ ริเวณขัว9 แม่เหล็กของดาว และเคลืCอนทีหC มุนรอบไปกับดาว จึง เปล่งแสงออกมาตลอดเวลา

รูปทีC 50 ภาพถ่ายดาวพฤหัสบดี จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ในช่วงคลืCนอัลตราไวโอเลต แสดงให้เห็นถึงแสงเหนือแสงใต้ทขCี วั 9 เหนือและใต้ของดาว (STScI/NASA) นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected], Tel.02-8497210)

116

จุดแดงใหญ่ (The Great Red Spot) จุดแดงใหญ่ทปCี รากฏบริเวณซีกใต้ของดาวพฤหัสบดี เกิดขึน9 มาแล้วกว่า 300 ปี เป็ นจุดศูนย์กลางของ พายุหมุนอันมหึมาทีมC ขี นาดใหญ่กว่าโลกถึงสองเท่า (26,000 กิโลเมตร) สีของพายุนนั 9 ขึน9 อยูก่ บั ระดับความสูง ถ้า เป็ นพายุระดับตํCาจะเห็นเป็ นสีน9ําเงิน สูงขึน9 มาจะเป็ นสีสม้ เข้ม สีขาว และทีรC ะดับสูงสุดจะเห็นเป็ นสีแดง นอกจากนี9 สีของพายุยงั บ่งบอกถึงองค์ประกอบทางเคมีทแCี ตกต่างกันในชัน9 บรรยากาศของดาวพฤหัสบดีดว้ ย

รูปทีC 51 ภาพขยายจุดแดงใหญ่ (NASA/JPL) วงแหวนของดาวพฤหัสบดี นักดาราศาสตร์ในทีมงานของยานอวกาศวอยเอเจอร์ 1 ค้นพบว่าดาวพฤหัสบดีมวี งแหวนเช่นเดียวกับ ดาวเสาร์ แต่มขี นาดเล็กและบางกว่ามาก และไม่สว่างมากนัก อาจเป็ นเพราะเศษหินและฝุน่ ในวงแหวนมีขนาด เล็กมากและไม่มนี 9ําแข็งเป็ นส่วนประกอบทําให้สะท้อนแสงอาทิตย์ได้ไม่ดี

รูปทีC 52 ภาพวงแหวนของดาวพฤหัสบดี (NASA/JPL)


117

ดวงจันทร์บริ วารหลักของดาวพฤหัสบดี

รูปทีC 53 ภาพถ่ายเปรียบขนาดของจุดแดงใหญ่และดวงจันทร์บริวารหลัก (จาก บนลงล่าง - ไอโอ ยุโรปา แกนีมดี และคัลลิสโต) จากยานอวกาศวอยเอเจอร์ (NASA/JPL) ดาวพฤหัสบดีมดี วงจันทร์บริวารทัง9 หมด 60 ดวง แต่มเี พียง 4 ดวงทีใC หญ่พอทีจC ะสังเกตได้ดว้ ยกล้องดูดาว ขนาดเล็กหรือด้วยกล้องสองตา ได้แก่ ไอโอ ยุโรปา คัลลิสโต และแกนนีมดี กาลิเลโอเป็ นผูค้ น้ พบดวงจันทร์ 4 ดวงนี9จงึ เรียกว่า ดวงจันทร์ของกาลิเลโอ (Gallilean Satellites) 1) ไอโอ (Io) พืน9 ผิวของดวงจันทร์ไอโอมีอายุน้อยมากและมีหลุมอุกกาบาตอยูไ่ ม่มากนักซึงC แตกต่าง จากดวงจันทร์บริวารดวงอืCนๆ ไอโอเป็ นดวงจันทร์ดวงเดียวทีพC บว่ามีภเู ขาไฟทีกC ําลังคุกรุน่ อยู่ ข้อมูลจากยานกาลิเลโอบ่งชีว9 ่า ไอโอมีแกนเป็ นเหล็ก (อาจมีส่วนผสมของเหล็กซัลไฟด์ปนอยู่ ด้วย) มีรศั มีอย่างน้อย 900 ก.ม. 2) ยุโรปา (Europa) ดวงจันทร์ยโุ รปามีพน9ื ผิวทีมC อี ายุน้อยและมีหลุมอุกกาบาตน้อยเช่นเดียวกับไอโอ แต่ม ี ลักษณะทีแC ตกต่างออกไปคือ มีพน9ื ผิวทีเC ป็ นนํ9 าแข็ง คล้ายกับทะเลนํ9าแข็งบนโลก ดังนัน9 จึง สันนิษฐานว่าน่ าจะมีน9ํ าทีเC ป็ นของเหลวอยูภ่ ายใต้เปลือกนํ9าแข็งนี9 พบว่ามีเส้นสายสีคลํ9ากระจาย อยูเ่ ป็ นทางบนพืน9 ผิวทีเC ป็ นนํ9าแข็ง คาดว่าเกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ หรือนํ9 าพุรอ้ น นํ าเอา แร่ธาตุต่างๆ ขึน9 มาสู่ผวิ 3) แกนีมด ี (Ganymede) แกนีมดี เป็ นดวงจันทร์บริวารทีใC หญ่ทสCี ุดในระบบสุรยิ ะ มีขนาดใหญ่กว่าดาวพุธ แต่มมี วล เพียงครึงC หนึCงของดาวพุธ พืน9 ผิวของแกนนีมดี มีลกั ษณะภูมปิ ระเทศสองแบบ คือบริเวณทีมC ี อายุมากจะมีสคี ลํ9าและเต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาต ส่วนบริเวณทีมC อี ายุน้อยจะมีสจี างกว่าและเต็ม ไปด้วยแนวสันและร่องซึงC เกิดจากการเคลืCอนตัวของเปลือก 4) คัลลิสโต (Callisto) นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected], Tel.02-8497210)

118

ดวงจันทร์คลั ลิสโตมีขนาดเล็กกว่าดาวพุธเล็กน้อย แต่มมี วลเพียง 1 ใน 3 ของดาวพุธ มีโครงสร้างภายในทีปC ระกอบด้วยนํ9 าแข็ง 40% และหินปนนํ9 าแข็ง 60% พืน9 ผิวเกือบทัง9 หมดของ คัลลิสโตเต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่และเล็กอยูม่ ากมาย คัลลิสโตเป็ นดวงจันทร์ทมCี ี พืน9 ผิวทีมC อี ายุเก่าแก่ทสCี ุดและมีหลุมอุกกาบาตมากทีสC ุดในระบบสุรยิ ะ พืน9 ผิวของมันเปลียC นไป น้อยมาก นับตัง9 แต่การปะทะกับหมูอ่ ุกกาบาต เมือC ในยุคก่อกําเนิดระบบสุรยิ ะ เมือC 4 พันล้านปี มาแล้ว

รูปทีC 54 ภาพถ่ายพืน9 ผิวดวงจันทร์บริวารหลัก จากยานอวกาศกาลิเลโอ NASA/JPL ดาวพฤหัสบดีมดี วงจันทร์บริวารชัน9 ในอีก 4 ดวง คือ อมัลเทีย (Amalthea) เทเบ (Thebe) เมทิส (Metis) และอดราสเทีย (Adrastea) ทีโC คจรในระนาบและทิศทางเดียวกับทิศทางการหมุนรอบตัวเองของดาวพฤหัสบดี เช่นเดียวกับดวงจันทร์ของกาลิเลโอทัง9 สีดC วงและวงแหวนของดาวพฤหัสบดี ในขณะทีดC วงจันทร์อCนื ๆ ทีเC หลืออีก 31 ดวงมีวงโคจรทีแC ตกต่างกันไป ซึงC สันนิษฐานว่าพวกมันอาจเป็ นอุกกาบาตทีถC ูกแรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดี ดึงดูดมาให้โคจรรอบ


119

รูปทีC 55 ภาพถ่ายดวงจันทร์บริวารชัน9 ในและขนาดเปรียบเทียบ จากยานอวกาศกาลิเลโอ (บน) และแบบจําลอง (ล่าง) (NASA/JPL)

ดาวหางชูเมกเกอร์-เลวี 9 พุ่งชนดาวพฤหัสบดี

รูปทีC 56 ภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล แสดงวิวฒ ั นาการของพืน9 ผิวดาวพฤหัสบดี หลังจากการพุ่งเข้าชนของชิน9 ส่วน G เป็ นเวลา 5 นาที 1.5 ชัวโมง C 1.3 และ 5 วันตามลําดับ จากล่างขึน9 บน (Evans, Trauger, Hammel & HST Comet Science Team/NASA) ในปี พ.ศ. 2537 มีเหตุการณ์ทสCี าํ คัญเกิดขึน9 คือ การทีดC าวหางชูเมกเกอร์-เลวี 9 (Shoemaker-Levy 9) โคจรเข้ามาในระบบสุรยิ ะ ด้วยอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงอันมหาศาลของดาวพฤหัสบดีทาํ ให้ดาวหางแตกเป็ น เสียC งๆ จํานวน 23 ชิน9 กระจายเป็ นระยะทางประมาณ 1 ล้านกิโลเมตร (ประมาณ 3 เท่าของระยะห่างระหว่างโลก และดวงจันทร์) ชิน9 ส่วนของดาวหางทยอยพุ่งเข้าชนดาวพฤหัสบดีในช่วงเวลา 6 วัน ผลจากการชนปรากฏให้เห็นเป็ นจุดดําในชัน9 บรรยากาศ ซึงC เป็ นร่องรอยของการระเบิดอย่างมหึมา ภาพ ทีเC ห็นเป็ นภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ของบริเวณทีถC ูกชิน9 ส่วน G ทีมC ขี นาดใหญ่ทสCี ุดของดาวหาง ชน บริเวณสีดาํ เป็ นก๊าซมีเทน บริเวณทีสC ว่างกว่าเกิดจากแสงอาทิตย์สะท้อนก๊าซอืCนๆ ทีถC ูกแรงระเบิดส่งขึน9 มา เหนือชัน9 เมฆมีเทน


120

รูปทีC 57 ภาพรอยทีปC รากฏบนดาวพฤหัสบดีหลังจากการชนของดาวหาง (Hammel & HST Comet Science Team/NASA)

รูปทีC 58 ภาพดาวหางชูเมกเกอร์-เลวี 9 จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Weaver & Smith,STScI/NASA)

รูปทีC 59 ภาพถ่ายในช่วงคลืCนอินฟราเรด จากกล้องโทรทรรศน์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3.5 เมตร หอดูดาวคาลาร์ อัลโท (Calar Alto Observatory) ประเทศสเปน การชนของชิน9 ส่วน Q ในวันทีC 20 ก.ค. พ.ศ. 2537 แสดงให้เห็นถึงพลังงานความร้อนมหาศาลทีเC กิดจากการชน (Herbst, MPIA, Germany)

ภาพเปรียบเทียบถ้าชิ0 นส่วน G ของดาวหางชูเมกเกอร์-เลวี 9 ชนโลก ภาพจําลองแสดงภาพของโลก ทีเC วลา 1 ชัวโมง C 45 นาทีหลังจากถูกชิน9 ส่วน G ของดาวหางชูเมกเกอร์เลวี 9 พุ่งเข้าชนทีเC มืองดีทรอยท์ ทางซีกตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศสหรัฐอเมริกา จะเห็นว่าฝุน่ และควันทีC นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected], Tel.02-8497210)

121

เกิดจากการชนแผ่กระจายไปเป็ นวงกว้าง พาดผ่านมหาสมุทรแอตแลนติกไปยังทวีปยุโรป บางส่วนกระจายไปปก คลุมอยูท่ างตอนใต้ของทวีปอเมริกาใต้และทวีปแอฟริกา ทําให้เราสามารถจินตนาการได้ถงึ ความรุนแรงและผลทีC ตามมาจากการชนของชิน9 ส่วนดาวหางได้

รูปทีC 60 ภาพจําลองแสดงถึงสภาพทีเC กิดขึน9 กับโลก ถ้าชิน9 ส่วน G ของดาวหางชนโลกทีแC ผ่นดินทางภาค ตะวันออกเฉียงเหนือ ของประเทศสหรัฐอเมริกา (Spencer, Lowell Observatory, Flagstaff, Arizona)


122

11. ดาวเสาร์ (Saturn)

รูปทีC 61 ภาพดาวเสาร์เต็มดวงจากยานอวกาศวอยเอเจอร์ NASA/JPL ดาวเสาร์อยูไ่ กลจากดวงอาทิตย์เป็ นอันดับทีC 6 มีปริมาตรมากกว่าโลกถึง 775 เท่า ประกอบไปด้วย ไฮโดรเจนและฮีเลียมทีอC ยูใ่ นรูปก๊าซและของเหลว มีชนั 9 บรรยากาศทีมC องเห็นเป็ นแถบคาดทีลC ะติจดู ต่างๆ ของตัว ดาวและมีสแี ตกต่างกันไป เนืCองมาจากการแปรปรวนของลมในทิศทางทีสC วนกัน ดาวเสาร์โคจรรอบดวงอาทิตย์ใช้ เวลาเท่ากับ 29.5 ปีบนโลก แต่ดาวเสาร์หมุนรอบตัวเองด้วยความเร็วทีสC ูงมาก เวลาทีใC ช้ในการหมุนรอบตัวเอง 10 ชัวโมง C 40 นาที จึงทําให้มรี ปู ร่างเป็ นทรงกลมแป้นบริเวณเหนือเส้นศูนย์สตู รคล้ายกับดาวพฤหัสบดี ความเร็ว ลมทีเC ส้นศูนย์สตู รสูงถึง 1,800 กิโลเมตรต่อชัวโมง C ดาวเสาร์มแี กนหมุนทีเC อียงทํามุม 26.73 องศากับระนาบโคจร รอบดวงอาทิตย์ (ใกล้เคียงกับแกนหมุนโลก) ดาวเสาร์มคี วามหนาแน่ นน้อยกว่าดาวเคราะห์อCนื ๆ และมีค่าความหนาแน่ นน้อยกว่านํ9า ดาวเสาร์มวี ง แหวนอยูล่ อ้ มรอบเป็ นจํานวนมากมาย วงแหวนดาวเสาร์มลี กั ษณะทีซC บั ซ้อนและสวยงามทีสC ุดในระบบสุรยิ ะ ถูก ค้นพบในสมัยศตวรรษทีC 17 เมือC มีการประดิษฐ์กล้องดูดาวขึน9 ใช้ รายละเอียดของดาวเสาร์ส่วนใหญ่ได้มาจาก ข้อมูลจากการสํารวจของยานอวกาศวอยเอเจอร์ 2 พบว่าในบริเวณวงแหวนดาวเสาร์มแี ถบฝุน่ มืดคันอยู C ห่ ลายชัน9 ซึงC เรายังไม่ทราบทีมC าของแถบฝุน่ มืดเหล่านี9


123

โครงสร้างดาวเสาร์

รูปทีC 61 ภาพตัดขวางแสดงโครงสร้างดาวเสาร์ (Calvin J. Hamilton)

แกนกลางของดาวเสาร์เป็ นหินแข็งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30,000 กิโลเมตร ล้อมรอบไปด้วยชัน9 ของเหลวทีC ประกอบไปด้วยนํ9 า มีเธน และแอมโมเนีย แมนเทิลชัน9 ในประกอบด้วยฮีเลียC มและไฮโดรเจนเหลวทีมC สี มบัตเิ ป็ น โลหะ แมนเทิลชัน9 นอกประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมในรูปของของเหลวและก๊าซ บรรยากาศดาวเสาร์ประกอบไปด้วยไฮโดรเจน 96.3% ฮีเลียม 3.3% และธาตุอCนื ๆ 0.4% ชัน9 นอกสุด ของดาวเสาร์ประกอบด้วยแอมโมเนีย

รูปทีC 62 ภาพดาวเสาร์ในช่วงคลืCนอินฟราเรด ภาพดาวเสาร์ในช่วงคลืCนอินฟราเรด ด้วยชุดกล้องถ่ายภาพนิคมอส (NICMOS) แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างของ องค์ประกอบในชัน9 บรรยากาศ สีน9ําเงินแสดงถึงบริเวณทีเC ป็ นชัน9 เมฆหลักทีเC ต็มไปด้วยผลึกน้าแข็งแอมโมเนีย สี เขียวและเหลืองแสดงถึงกลุ่มเมฆทีลC อยอยูเ่ หนือชัน9 เมฆหลัก สีเขียวแสดงบริเวณทีมC เี มฆอยูเ่ บาบาง สีเหลืองแสดง นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected], Tel.02-8497210)

124

ว่ามีเมฆอยูห่ นาแน่ นกว่า สีสม้ และแดงแสดงถึงกลุ่มเมฆชัน9 สูงสุดทีเC กิดจากบริเวณทีมC พี ายุแปรปรวน คือบริเวณ รอบเส้นศูนย์สตู ร (Erich Karkoschka (University of Arizona)/NASA) แสงเหนื อ-แสงใต้ จากภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ในช่วงคลืCนอัลตราไวโอเลต แสดงให้เห็นถึงแสงเหนือ แสงใต้ทขCี วั 9 เหนือและใต้ของดาว เช่นเดียวกับแสงเหนือแสงใต้บนดาวพฤหัส เกิดจากอนุ ภาคทีมC พี ลังงานสูงถูก อิทธิพลของสนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสบดีกกั ไว้ให้อยูบ่ ริเวณขัว9 แม่เหล็กของดาว และเคลืCอนทีหC มุนรอบไปกับ ดาว จึงเปล่งแสงออกมาตลอดเวลา

รูปทีC 63 ภาพดาวเสาร์และแสงเหนือแสงใต้ทขCี วั 9 ทัง9 สอง ถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ในช่วงคลืCน อัลตราไวโอเลต Trauger, JPL/NASA


125

วงแหวนของดาวเสาร์ วงแหวนของดาวเคราะห์แต่ละดวงนัน9 มีลกั ษณะทีแC ตกต่างกันไป แต่ลว้ นประกอบไปด้วยชิน9 ส่วนทีเC ป็ น ก้อนหินและนํ9 าแข็ง ขนาดของชิน9 ส่วนนัน9 อาจมีขนาดเล็กเท่าเมล็ดองุน่ หรืออาจมีขนาดใหญ่เท่าหินก้อนโตก็ได้ เรายังไม่รแู้ น่ ชดั ถึงทีมC าของชิน9 ส่วนเหล่านี9 อาจเป็ นเศษทีเC หลือจากการเกิดดาวเคราะห์ หรืออาจเป็ นดวงจันทร์ บริวารทีแC ตกสลายลงก็ได้ ดาวเสาร์มวี งแหวนทีใC หญ่ ซับซ้อนและสวยงาม สามารถสะท้อนแสงจากดวงอาทิตย์ได้ดกี ว่าวงแหวน ของดาวเคราะห์อCนื ๆ ทําให้เรารูว้ ่าวงแหวนของดาวเสาร์นนั 9 น่ าจะประกอบไปด้วยนํ9าแข็งมากกว่าทีจC ะเป็ นเศษหิน วงแหวนดาวเสาร์มคี วามกว้างหลายพันกิโลเมตร เราสังเกตวงแหวนดาวเสาร์ดว้ ยกล้องโทรทรรศน์จากพืน9 โลก เราจะมองเห็นเพียงวงแหวนชัน9 A และ B ช่องว่างระหว่างวงแหวนทัง9 สองชัน9 นี9เรียกว่า ช่องแคบแคสสินิ (Cassini division) แต่จากภาพถ่ายวงแหวนดาวเสาร์จากยานวอยเอเจอร์พบว่า ในแถบวงแหวนชัน9 A มีช่องว่างทีเC รียกว่า ช่องว่างเอนเค (Encke gap) นอกจากนี9ยงั พบว่ามีวงแหวนชัน9 นอก (ชัน9 F, G และ E) และแถบวงแหวนชัน9 ใน (ชัน9 C และ D) ทีบC างและไม่สว่างมากนัก

รูปทีC 64 ภาพขยายแสดงกลุ่มวงแหวนชัน9 A (วงนอกสุด) ช่องแคบแคสสินิ วงแหวนชัน9 B (สีเขียวและสีสม้ ) และวง แหวนชัน9 C (สีน้าเงิน) NASA/JPL


126

รูปทีC 64 ภาพขยายแสดงวงแหวนชัน9 ใน วงแหวนชัน9 B (สีเหลือง) และวงแหวนชัน9 C (สีฟ้า) NASA/JPL ดวงจันทร์บริ วารของดาวเสาร์ ดาวเสาร์มดี วงจันทร์บริวารอย่างน้อย 30 ดวง ดวงจันทร์บริวารทีมC ขี นาดใหญ่ทสCี ุดคือ ไททัน (Titan) ทีC มีขนาดใหญ่กว่าดาวพุธ ไททันมีชนั 9 บรรยากาศทีปC ระกอบไปด้วยก๊าซไนโตรเจนเป็ นส่วนใหญ่ ซึงC อาจมีสภาพทีC คล้ายกับโลกของเราในอดีต การศึกษาบรรยากาศของดาวไททันโดยละเอียดอาจทําให้เราทราบถึงความเป็ นมา ของโลกได้ดขี น9ึ ดวงจันทร์บริวารทีมC ขี นาดใหญ่รองลงไปจากไททันได้แก่ รี (Rhea) ดิโอนี (Dione) ไออาเพตุส (Iapetus) เททิส (Tethys) เอนเซลาดุส (Enceladus) และมิมาส (Mimas) ซึงC เป็ นทีนC ่ าสังเกตว่า ดวงจันทร์เหล่านี9ม ี ความหนาแน่ นน้อยกว่า 1,400 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ทําให้เราสามารถสันนิษฐานได้ว่าดวงจันทร์เหล่านี9ม ี ส่วนประกอบส่วนใหญ่เป็ นนํ9 าแข็งและมีหนิ ผสมอยูเ่ พียงเล็กน้อย

รูปทีC 65 ภาพถ่ายดวงจันทร์ไททัน (Titan) (NASA/JPL)


127

รูปทีC 65 ภาพถ่ายชัน9 บรรยากาศของดวงจันทร์ไททัน (Titan) (NASA/JPL) 12. ดาวยูเรนัส ดาวยูเรนัสอยูไ่ กลจากดวงอาทิตย์เป็ นอันดับทีC 7 ดาวยูเรนัสถูกค้นพบโดยนักดาราศาสตร์ชCอื วิลเลียC ม เฮอร์เชล เมือC ปี พ.ศ. 2325 จากการสังเกตจากกล้องดูดาวทีเC ขาสร้างขึน9 เองและใช้สาํ รวจท้องฟ้าในยามคํCาคืน ใน ตอนแรกเขาคิดว่าเป็ นดาวหาง แต่หลังจากได้ตดิ ตามบันทึกตําแหน่ งจึงพบว่าเป็ นดาวเคราะห์ดวงใหม่ทโCี คจรอยูท่ Cี ระยะห่างประมาณ 19.5 AU ทําให้นกั ดาราศาสตร์ในสมัยนัน9 ได้จนิ ตนาการใหม่ว่าระบบสุรยิ ะเราใหญ่ขน9ึ เป็ นสอง เท่า (เดิมคิดว่าระบบสุรยิ ะมีขนาดใหญ่เท่ากับวงโคจรของดาวเสาร์ ประมาณ 9 AU) ดาวยูเรนัสโคจรรอบดวงอาทิตย์ โดยมีแกนหมุนทีเC อียงเกือบขนานกับระนาบทางโคจรรอบดวงอาทิตย์ ดังนัน9 เมือC ดาวยูเรนัสหมุนรอบตัวเอง แสงอาทิตย์จะเริมC ฉายผ่านขัว9 หนึCง และผ่านไปยังบริเวณศูนย์สตู ร และไปยัง ขัว9 ตรงกันข้าม เป็ นสาเหตุหนึCงทีทC ําให้อุณหภูมบิ นดาวยูเรนัสไม่แตกต่างกันมากนัก อย่างไรก็ตามด้วยการทีดC าว ยูเรนัสใช้เวลาโคจรรอบดวงอาทิตย์นานถึง 84 ปี ทําให้แต่ละฤดูกาลยาวนานถึงกว่า 20 ปี โครงสร้าง แกนกลางของดาวยูเรนัสเป็ นหินแข็งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 17,000 กิโลเมตร ล้อมรอบไปด้วยชัน9 ของเหลวทีปC ระกอบไปด้วยนํ9าและแอมโมเนีย แมนเทิลชัน9 นอกประกอบด้วยฮีเลียมเหลวและไฮโดรเจนเหลวทีC ผสมกลมกลืนกับชัน9 บรรยากาศ บรรยากาศของดาวยูเรนัสประกอบด้วยไฮโดรเจน 83% ฮีเลียม 15% และมีเทน 2% ชัน9 เมฆทีรC ะดับ ความดันบรรยากาศ 1 บาร์มอี ุณหภูมปิ ระมาณ -197 องศาเซลเซียส ก๊าซมีเทนดูดกลืนแสงสีแดงและสะท้อนแสงสี นํ9าเงิน ดาวยูเรนัสจึงปรากฏเป็ นสีน9ําเงินอมเขียวนวล (ภาพถ่ายจากยานวอยเอเจอร์ ในปี พ.ศ. 2529 แทบจะมอง ไม่เห็นการแปรปรวนของชัน9 บรรยากาศ แต่จากภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลในปี พ.ศ. 2541 ปรากฏให้เห็นถึงแถบสีต่างๆ ตามระดับความแตกต่างของละติจดู และยังปรากฏพายุหลายลูกในบริเวณซีกเหนือ ของดาว มีบริเวณกว้างกว่าง 1000 กิโลเมตร และสังเกตในช่วงคลืCนอินฟราเรดได้ดกี ว่าช่วงคลืCนแสง

รูปทีC 66 ภาพตัดขวางแสดงโครงสร้างภายในของดาวยูเรนัส (Calvin J. Hamilton)


128

วงแหวน วงแหวนของดาวยูเรนัสถูกค้นพบโดยบังเอิญเมือC ปี พ.ศ. 2520 จํานวน 6 วง โดยทีมนักดาราศาสตร์ทหCี อ ดูดาวไคเปอร์แอร์บอร์น ขององค์การนาซา ในขณะทีเC ฝ้าสังเกตปรากฏการณ์ทดCี าวยูเรนัสโคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์ ดวงหนึCง เพืCอวัดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของดาวยูเรนัสอย่างละเอียด และต่อมาในปี 2529 หอดูดาวเพิรท์ และ ยานวอยเอเจอร์ได้คน้ พบอีก 5 วง รวมเป็ น 11 วง วงแหวนของดาวยูเรนัสนัน9 ไม่สว่างมากนัก เช่นเดียวกับวง แหวนของดาวพฤหัสบดีและเนปจูน

รูปทีC 67 ภาพดาวยูเรนัสเต็มดวงและวงแหวน จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ปรากฏพายุบริเวณขัว9 เหนือของดาว (Erich Karkoschka (University of Arizona)/NASA) ดวงจันทร์บริ วารของดาวยูเรนัส ดาวยูเรนัสมีดวงจันทร์บริวารรวมทัง9 สิน9 21 ดวง ชืCอของดวงจันทร์บริวารมิได้ถูกตัง9 ตามเทพนิยายกรีก แต่ตงั 9 ตามตัวละครในบทประพันธ์ของเช็คสเปียร์และอเล็กซานเดอร์ โป๊ป มิรนั ดา (Miranda) เป็ นดวงจันทร์ทนCี ่ าสนใจมากทีสC ุดของดาวยูเรนัส ดังจะเห็นได้ในภาพทีถC ่ายจากยาน อวกาศวอยเอเจอร์ 2 ในปี พ.ศ. 2529 ดวงจันทร์มริ นั ดามีเส้นผ่านศูนย์กลาง 484 กิโลเมตร (ประมาณหนึCงใน เจ็ดของดวงจันทร์ของโลก) มีขนาดวงโคจรรอบดาวยูเรนัส 129,800 กิโลเมตร พืน9 ผิวทีขC รุขระของดวงจันทร์ม ิ รันดาไม่ได้เป็ นเพียงหลุมอุกกาบาตเท่านัน9 แต่เต็มไปด้วยภูเขาและหุบเหวต่างๆ ลักษณะทัง9 หมดนี9ชใ9ี ห้เห็นว่า พืน9 ผิวดวงจันทร์มริ นั ดา มีการเคลืCอนตัวคล้ายกับการเคลืCอนตัวของเปลือกโลก นอกจากนี9ยงั มีดวงจันทร์บริวารหลักทีสC าํ คัญอีกสีดC วงคือ แอเรียล (Ariel) อัมเบรียล (Umbriel) ไททาเนีย (Titania)และโอเบรอน (Oberon)


129

รูปทีC 68 ภาพดวงจันทร์บริวารหลัก แสดงลักษณะพืน9 ผิวและขนาดเปรียบเทียบ (NASA/JPL)

13. ดาวเนปจูน

รูปทีC 69 ภาพดาวเนปจูนเต็มดวง ภาพถ่ายจากยานวอยเอเจอร์ แสดงให้เห็นลักษณะเมฆทีปC กคลุม จุดดําใหญ่ (อยูก่ ลางภาพ) และพายุลกู เล็ก (มุมล่างซ้าย) บริเวณสีขาวเป็ นเมฆชัน9 สูงทีปC ระกอบไปด้วยเกล็ดนํ9าแข็งมีเทน (NASA/JPL) ดาวเนปจูนอยูไ่ กลจากดวงอาทิตย์เป็ นลําดับทีC 8 ถูกค้นพบหลังจากการค้นพบดาวยูเรนัส ด้วยการทีC พบว่าวงโคจรของดาวยูเรนัสไม่ได้เป็ นไปตามกฏแรงโน้มถ่วงของนิวตัน จึงมีการสันนิษฐานว่า ต้องมีดาวเคราะห์ อีกดวงทีรC บกวนการโคจรของดาวยูเรนัส และนักดาราศาสตร์ได้ใช้คณิตศาสตร์คํานวณตําแหน่ งและวงโคจรของ ดาวเนปจูน และสังเกตพบในปี พ.ศ. 2389 และในปีเดียวกันก็คน้ พบดวงจันทร์บริวารทริทนั ดาวเนปจูนเป็ นดาวเคราะห์สนี 9ําเงินเช่นเดียวกับดาวยูเรนัส เพราะในชัน9 บรรยากาศมีก๊าซมีเทนเป็ น องค์ประกอบอยูด่ ว้ ย ดาวเนปจูนมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 4 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางโลก หรือมีปริมาตร เป็ น 60 เท่าของโลก มีวงแหวนล้อมรอบจํานวน 4 วงและมีดวงจันทร์บริวารทัง9 สิน9 8 ดวง วงโคจรของดาวเนปจูนมีระยะเวลายาวนานถึง 165 ปีบนโลก ดังนัน9 ฤดูกาลบนดาวเนปจูนจะยาวนานถึง 41 ปี แต่ดาวเนปจูนหมุนรอบตัวเองเร็วกว่าโลกมากโดยใช้เวลาเพียง 16 ชัวโมงเศษ C ประกอบกับแกนหมุนทีC เอียง 29 องศา ทําให้เกิดการแปรปรวนของชัน9 บรรยากาศอย่างรุนแรง มีความเร็วลมสูงกว่าบนดาวพฤหัสถึง 3 เท่า นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected], Tel.02-8497210)

130

รูปทีC 70 ภาพถ่ายดาวเนปจูนทัง9 สองด้านของดาว จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล เมือC วันทีC 13 สิงหาคม พ.ศ. 2539 ปรากฏเป็ นแถบสีต่างๆ สีน9ํ าเงินเป็ นเมฆมีเทนชัน9 สูง สีเหลืองและสีแดงแสดงถึงกลุ่มเมฆทีอC ยูใ่ นชัน9 สูงสุด (ปรากฏอยูด่ า้ นบนของรูป) แถบสีเขียวบริเวณรอบขัว9 ใต้ของดาวเป็ นบริเวณทีดC ดู กลืนแสงสีน9ํ าเงินได้ดี ซึงC คาดว่าจะมีองค์ประกอบทางเคมีอCนื ๆ (Lawrence Sromovsky, University of WisconsinMadison/STScI/NASA)


131

โครงสร้าง ดาวเนปจูนมีแกนกลางทีเC ป็ นหินแข็ง มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 14,000 กิโลเมตร ชัน9 แมนเทิลชัน9 ในเป็ น ของเหลวประกอบด้วยนํ9าและแอมโมเนีย เกล็ดนํ9าแข็งในชัน9 แมนเทิลนี9ผสมผสานเข้ากับชัน9 บรรยากาศของดาว เนปจูนทีอC ยูถ่ ดั ออกไป วงแหวนของดาวเนปจูนพึงC ถูกค้นพบโดยยานวอยเอเจอร์ 2 เช่นกัน เราจึงไม่ทราบว่ามัน ประกอบด้วยอะไรบ้าง แต่นักดาราศาสตร์คดิ ว่าน่ าจะเป็ นพวกเศษหินและนํ9าแข็ง

รูปทีC 71 ภาพตัดขวางแสดงโครงสร้างภายใน (Calvin J. Hamilton) ชัน0 บรรยากาศ ประกอบด้วยไฮโดรเจน 79% ฮีเลียม 18% และมีเทน 3% ชัน9 เมฆทีรC ะดับความดันบรรยากาศ 1 บาร์ มี อุณหภูม ิ –200 องศาเซลเซียส ภาพถ่ายดาวเนปจูนจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลแสดงให้เห็นถึงแถบสี ต่างๆ คล้ายกับทีพC บบนดาวพฤหัสบดี บริเวณแถบสีอ่อนแสดงให้เห็นถึงบริเวณทีเC มฆถูกยกขึน9 ไปทีรC ะดับสูง บริเวณแถบสีเข้มเป็ นบริเวณทีเC มฆกําลังจมลงสู่เบือ9 งล่าง จุดดําใหญ่ (Great Dark Spot) ภาพถ่ายดาวเนปจูนจากยานวอยเอเจอร์ในปี พ.ศ. 2532 ปรากฏเป็ นวงรีสนี 9ําเงินเข้มทีบC ริเวณกลางดวง ใกล้กบั เส้นศูนย์สตู รดาว เรียกว่า จุดดําใหญ่ (Great Dark Spot) เป็ นบริเวณทีมC พี ายุขนาดใหญ่พอๆ กับขนาด ของโลก เคลือC นตัวด้วยความเร็วสูงถึง 1200 กิโลเมตรต่อชัวโมง C จากภาพถ่ายดาวเนปจูนจากกล้องโทรทรรศน์ อวกาศฮับเบิลในปี พ.ศ. 2537 ไม่ปรากฏจุดดําใหญ่น9ใี ห้เห็น แต่ปรากฏจุดเข้มใหม่ ทีบC ริเวณขัว9 ดาว แสดงถึงการ เปลียC นแปลงอย่างรวดเร็วในชัน9 บรรยากาศของดาวเนปจูน


132

วงแหวนของดาวเนปจูน ดาวเนปจูนมีวงแหวนอยู่ 4 วง ล้วนมีขนาดทีแC ตกต่างกันและมีลกั ษณะทีไC ม่สมบูรณ์ จากภาพถ่ายจาก ยานวอยเอเจอร์แสดงให้เห็นถึงวงแหวนหลักสองวง และวงแหวนบางๆ อยูร่ ะหว่างวงแหวนทัง9 สอง ชิน9 ส่วนในวง แหวนมีขนาดตัง9 แต่ ระดับไมครอน (1 ไมโครเมตร = 10-6 เมตร) จนถึงขนาด 10 เมตร

รูปทีC 72 ภาพถ่ายวงแหวนของดาวเนปจูน จากยานวอยเอเจอร์ แถบมืดกลางภาพเป็ นการบังแสงจากตัวดาว เพืCอทีจC ะสามารถสังเกตเห็นรายละเอียดของวงแหวนได้ดขี น9ึ (NASA) ดวงจันทร์บริ วารของดาวเนปจูน ดาวเนปจูนมีดวงจันทร์บริวารอยู่ 8 ดวง ภาพถ่ายจากยานวอยเอเจอร์ แสดงให้เห็นลักษณะของดวง จันทร์บริวารหลักคือ ดวงจันทร์ทริทนั (Triton) ทีมC ขี นาดใหญ่ทสCี ุดในบรรดาบริวารทัง9 8 ดวง ทริทนั โคจรรอบดาว เนปจูนสวนทางกับทิศทางการหมุนรอบตัวเองของดาวเนปจูน และคาดว่ามันจะโคจรเข้าใกล้ดาวเนปจูนขึน9 เรือC ยๆ และพุ่งเข้าชนดาวเนปจูนในทีสC ุด (ใช้เวลาประมาณ 10 ถึง 100 ล้านปี) เมือC ถึงวันนัน9 ดาวเนปจูนอาจมีวงแหวนทีC ใหญ่และสวยงามมากกว่าดาวเสาร์อกี ด้วย ทริทนั มีอุณภูมทิ พCี น9ื ผิวประมาณ –235 องศาเซลเซียส ถึงแม้ว่าจะมี อุณภูมติ C ําถึงเพียงนี9 ยังพบไนโตรเจนในรูปของก๊าซพุ่งออกจากบริเวณขัว9 ใต้ของดาว ทัง9 นี9อาจเนืCองมาจาก ไนโตรเจนแข็งทีปC กคลุมอยู่บริเวณขัว9 ใต้ของดาวเกิดการระเหิดเมือC มีอุณหภูมสิ งู ขึน9 ในฤดูรอ้ น


133

รูปทีC 73 แสดงภาพดวงจันทร์บริวารหลักทริทนั (Triton) (NASA/JPL) 14. ดาวพลูโต (ดาวเคราะห์แคระ)

รูปทีC 74 ภาพดาวพลูโตทัง9 สองด้านของดาว จากภาพขยายแสดงให้เห็นแสงสว่างบริเวณขัว9 เหนือและใต้ของดาว สันนิษฐานว่าอาจเป็ นขัว9 นํ9 าแข็ง บริเวณสว่างอืCนๆ ทีอC ยูใ่ กล้เส้นศูนย์สตู รดาว อาจเป็ นบริเวณแอ่งทีรC าบทีสC ามารถ สะท้อนแสงได้ดี (Stern(Southwest Research Institute), Buie(Lowell Observatory,NASA/ESA)

ถัดจากดาวเนปจูนออกไปเป็ นดาวเคราะห์แคระ คือ ดาวพลูโต โคจรรอบดวงอาทิตย์ทรCี ะยะห่างโดยเฉลียC 5,900 ล้านกิโลเมตร ซึงC ประมาณ 40 เท่าของระยะทางเฉลียC ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ หรือเท่ากับ 40 AU (Astronomical Units) ณ จุดทีไC กลจากดวงอาทิตย์มากเพียงนี9 ดาวพลูโตจะต้องมีอุณหภูมทิ เCี ยือกเย็นและอยู่ใน ความมืดเป็ นเวลาทียC าวนาน ดาวพลูโตใช้เวลาถึง 248 ปีในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ ดาวพลูโตนัน9 มีขนาดเล็ก กว่าดวงจันทร์บริวารหลักของดาวเคราะห์ดวงอืCนๆ ในระบบสุรยิ ะ นักดาราศาสตร์คน้ พบดาวพลูโตเมือC ปี พ.ศ. 2473 หลังจากทีมC กี ารใช้วธิ คี าํ นวณหาค่าการเบียC งเบนของวง โคจรดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนในการค้นหาดาวเคราะห์ แต่ดาวพลูโตนัน9 มีมวลไม่มากพอทีจC ะเบียC งเบนวงโคจร ของดาวเคราะห์ทงั 9 สองดวงได้ นักดาราศาสตร์จงึ เชืCอว่ายังมีดาวเคราะห์ดวงอืCนอยู่อกี ในระบบสุรยิ ะ และให้ชCอื ว่า เป็ นดาวเคราะห์เอ็กซ์ (Planet-X) แต่จวบจนปจั จุบนั ก็ยงั ไม่มกี ารค้นพบดาวเคราะห์ดงั กล่าว เมือC ไม่นานมานี9ม ี การวัดค่ามวลของดาวเคราะห์ทงั 9 สามอย่างละเอียดและทําการคํานวณค่าการเบียC งเบนของวงโคจรของดาวเนปจูน และดาวยูเรนัสใหม่ พบว่าเกิดจากการรบกวนของวัตถุอCนื ทีอC ยูน่ อกวงโคจรของดาวเนปจูนและมีขนาดใกล้เคียงกับ ดาวพลูโต เรียกว่า พลูตโิ น (Plutino) ซึงC เป็ นวัตถุทอCี ยูใ่ นบริเวณรอบนอกของระบบสุรยิ ะทีเC รียกว่า แถบไคเปอร์ (Kuiper Belt) นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected], Tel.02-8497210)

134

โครงสร้างของดาวพลูโต ทีจC ริงแล้วเราไม่ทราบแน่ นอนว่าดาวพลูโตนัน9 มีอะไรเป็ นองค์ประกอบ แต่จากการคํานวณความหนาแน่ น ของดาวพลูโตจากปริมาตรและมวลของมัน นักดาราศาสตร์มคี วามเห็นว่ามีแกนเป็ นหิน และมีชนั 9 แมนเทิลทีเC ป็ น นํ9าแข็ง จากการศึกษาเส้นสเปกตรัมของแสงอาทิตย์ทสCี ะท้อนจากพืน9 ผิวของดาวพลูโต นักดาราศาสตร์สนั นิษฐาน ว่า ดาวพลูโตมีพน9ื ผิวทีเC ป็ นนํ9าแข็งและมีเทน บรรยากาศของดาวพลูโตประกอบไปด้วยไนโตรเจน คาร์บอนมอนอกไซด์และมีเทน ชัน9 บรรยากาศของ ดาวพลูโตนัน9 เบาบางมากและจะเกิดขึน9 ในขณะทีอC ยูใ่ กล้ดวงอาทิตย์มากทีสC ุดเท่านัน9 เมือC ดาวพลูโตเคลืCอนทีไC กล ออกไป อุณหภูมทิ พCี น9ื ผิวจะลดลงอย่างมาก ทําให้ชนั 9 บรรยากาศแข็งตัว ดาวพลูโตมีอุณหภูมพิ น9ื ผิวโดยเฉลียC ประมาณ –220 องศาเซลเซียส

รูปทีC 75 แผนทีแC สดงพืน9 ผิวของดาวพลูโต (Stern(Southwest Research Institute), Buie(Lowell Observatory,NASA/ESA) วัตถุพลูติโน บริเวณทีอC ยูถ่ ดั ออกไปจากวงโคจรของดาวพลูโต เรียกว่า แถบไคเปอร์ ทีเC ต็มไปด้วยเศษหินและวัตถุ ต่างๆ มากมาย นักดาราศาสตร์บางท่านมีความเห็นว่า ดาวพลูโตไม่ใช่ดาวเคราะห์ แต่เป็ นก้อนหินทีมC าจาก บริเวณดังกล่าว เนืCองจากดาวพลูโตมีวงโคจรทีเC อียงแตกต่างจากไปจากดาวเคราะห์อCนื ๆ มาก นอกจากนี9ดาว พลูโตยังมีคุณสมบัตทิ คCี ล้ายคลึงกับวัตถุพลูตโิ นเหล่านี9ดว้ ย ดวงจันทร์บริ วารของดาวพลูโต ดาวพลูโตมีดวงจันทร์บริวาร ทีมC ชี Cอื ว่า คารอน (Charon) โคจรอยูท่ รCี ะยะห่างเพียง 19,640 กิโลเมตร เนืCองจากดาวพลูโตมีขนาดทีใC กล้เคียงกับดวงจันทร์คารอนมาก นักดาราศาสตร์จงึ ตัง9 สมมุตฐิ านว่าน่ าจะเป็ นระบบ ดาวเคราะห์คู่ เราไม่สามารถตรวจสอบสมมุตฐิ านนี9ได้จนกว่าจะมียานอวกาศออกไปสํารวจยังดาวพลูโต นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected], Tel.02-8497210)

135

รูปทีC 76 ภาพดาวพลูโตกับคารอนดวงจันทร์บริวาร ดาวพลูโตกับคารอนดวงจันทร์บริวาร ถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ทีรC ะยะไกลถึง 4,400 ล้าน กิโลเมตร โดยสามารถเห็นดาวพลูโตอยูแ่ ยกจากคารอนได้ชดั เจน คารอนมีสที คCี ่อนไปทางนํ9าเงินมากกว่าดาว พลูโตทําให้เราทราบว่าพืน9 ผิวของดาวทัง9 สองอาจมีลกั ษณะและองค์ประกอบทีแC ตกต่างกัน (Albrecht, ESA/ESO/NASA)


136

15. ดาวเคราะห์น้อย (Asteroids) ดาวเคราะห์น้อย (Asteroids หรือ Minor planets) เกิดขึน9 ในยุคทีเC กิดระบบสุรยิ ะเมืCอ 4,600 ล้านปีทแCี ล้ว ปจั จุบนั มีวตั ถุทนCี กั ดาราศาสตร์ได้สงั เกตพบและตัง9 ชืCอไว้อยูถ่ งึ 20,000 ดวง มีวตั ถุทมCี ขี นาดเส้นผ่านศูนย์กลาง มากกว่า 100 กิโลเมตร อยูป่ ระมาณ 200 ดวง ทีเC หลือเป็ นอุกกาบาตขนาดเล็กมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 กิโลเมตร ดาวเคราะห์น้อยโดยทัวไปมี C รปู ร่างไม่แน่ นอนและเต็มไปด้วยหลุมบ่อ แถบดาวเคราะห์น้อย (Asteroid Belt) พบอยูร่ ะหว่างวงโคจรของดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี สันนิษฐานว่าเกิดมาพร้อมๆ กับดาวเคราะห์ดวง อืCนๆ มีทฤษฎีหนึCงอธิบายว่าดาวเคราะห์น้อยในบริเวณนี9ไม่สามารถรวมตัวกันเป็ นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ได้ เนืCองจากถูกรบกวนโดยแรงโน้มถ่วงอันมหาศาลของดาวพฤหัสบดี

รูปทีC 77 ภาพจําลองบริเวณแถบดาวเคราะห์น้อยระหว่างวงโคจรของดาวอังคารและดาวพฤหัส ตลอดเวลา 30 ปีทผCี ่านมา นักดาราศาสตร์ได้ใช้สเปกโตรสโคปในการศึกษาองค์ประกอบทางเคมีและแร่ ธาตุต่างๆ บนดาวเคราะห์น้อย โดยการวิเคราะห์แสงสะท้อนจากพืน9 ผิวดาว นอกจากนี9ยงั ตรวจสอบชิน9 อุกกาบาตทีC ตกลงมาสู่พน9ื โลก พบว่าประมาณ 1 ใน 3 ของบรรดาอุกกาบาตทีศC กึ ษาพบ มีสเี ข้มและมีองค์ประกอบส่วนใหญ่ เป็ นคาร์บอน ให้ชCอื ว่าเป็ นอุกกาบาตประเภทคาร์บอนาเซียสคอนไดรท์ (carbonaceous chondrites: C-type) อีก ประมาณ 1 ใน 6 พบว่ามีสคี ่อนข้างแดงแสดงว่ามีส่วนประกอบทีเC ป็ นเหล็ก จึงเรียกว่า ประเภทหินปนเหล็ก (stony-iron bodies: S-type)


137

ดาวเคราะห์น้อยคลีโอพัตตรา (Kleopatra)

รูปทีC 78 ภาพถ่ายเรดาร์แสดงให้เห็นรูปร่างโดยละเอียดของดาวเคราะห์น้อยคลีโอพัตตรา (Kleopatra) โดยใช้การ ส่งคลืCนวิทยุจากกล้องโทรทรรศน์วทิ ยุอาเรซิโบ ไปสะท้อนทีพC น9ื ผิวดาว (Arecibo Observatory, JPL/NASA) ดาวเคราะห์น้อยไอดา (Ida)

รูปทีC 79 ภาพถ่ายดาวเคราะห์น้อยไอดา (Ida) ทีมC เี ส้นผ่านศูนย์กลาง 52 กิโลเมตร และดวงจันทร์บริวารแดคทิล (Dactyl) จากยานอวกาศกาลิเลโอ (NASA/JPL)


138

ดาวเคราะห์น้อยเอรอส (Eros)

รูปทีC 80 ภาพถ่ายดาวเคราะห์น้อยเอรอส (Eros) ทีมC คี วามยาวประมาณ 33 กิโลเมตร ถ่ายจากยานอวกาศเนียร์ชู เมกเกอร์ (NASA/JHUAPL)

รูปทีC 81 ภาพล่างเป็ นภาพสามมิติ สีแดงแสดงถึงเนินเขาสูง สีน9ําเงินแสดงถึงบริเวณทีเC ป็ นหุบเหว (NASA/JHUAPL)

รูปทีC 82 ภาพขยายให้เห็นพืน9 ผิวของดาวเคราะห์น้อยเอรอสทีปC กคลุมไปด้วยเศษหินและฝุน่ (NASA/JHUAPL)


139

ดาวเคราะห์น้อยกาสปรา (Gaspra)

รูปทีC 83 ภาพถ่ายดาวเคราะห์น้อยกาสปรา (Gaspra)

รูปทีC 84 ภาพเปรียบเทียบขนาดของดาวเคราะห์น้อยกาสปรา (Gaspra) ทีมC เี ส้นผ่านศูนย์กลาง 19 กิโลเมตร และดวงจันทร์บริวารของดาวอังคาร (โฟบอสและไดมอส) ถ่ายจากยานอวกาศกาลิเลโอ (NASA/JPL)

มีดาวเคราะห์น้อยบางดวงทีมC วี งโคจรทีไC ม่อยูใ่ นระนาบอิคลิปติกและมีวงโคจรอยูไ่ ม่ไกลกว่า 195 ล้าน กิโลเมตร ซึงC ทําให้มนั มีโอกาสทีจC ะโคจรมาพบกับโลกได้ในวันหนึCงในอนาคต ดังนัน9 นักดาราศาสตร์ไม่เพียงแต่ ค้นหาดาวเคราะห์น้อยดวงใหม่เท่านัน9 แต่ตอ้ งติดตามการเคลืCอนทีขC องดาวเคราะห์น้อยเหล่านัน9 ทีมC วี งโคจรอยู่ ใกล้เคียงกับโลก ซึงC จําแนกพวกนี9เป็ นดาวเคราะห์น้อยใกล้โลก (Near Earth Asteroids: NEAs อ่านต่อทีC http://near.jhuapl.edu) นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected], Tel.02-8497210)

140

16. ดาวหาง (Comets) ดาวหางประกอบด้วยฝุน่ และนํ9าแข็งสกปรก เมือC โคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ นํ9 าแข็งจะระเหิดกลายเป็ นหาง ก๊าซและหางฝุน่ ให้เราเห็นเป็ นทางยาว ดาวหางทีมC คี าบการโคจรสัน9 ก็จะวนเวียนอยูภ่ ายในระบบสุรยิ ะ แต่ดาว หางส่วนใหญ่จะมาจากบริเวณขอบนอกของระบบสุรยิ ะทีเC รียกว่า แถบไคเปอร์ (Kuiper Belt) ทีเC ป็ นบริเวณตัง9 แต่วง โคจรของดาวพลูโตออกไปเป็ นระยะทาง 500 AU จากดวงอาทิตย์ และดงดาวหางของออร์ต (Oort Cloud) ทีอC ยู่ ถัดจากแถบไคเปอร์ออกไปถึง 50,000 AU จากดวงอาทิตย์

รูปทีC 85 ภาพแสดงทีมC าของดาวหางคือ บริเวณแถบไคเปอร์ (Kuiper Belt) และดงดาวหางของออร์ตทีบC ริเวณขอบ นอกของระบบสุรยิ ะ

โครงสร้างของดาวหางและการเกิ ดหาง

รูปทีC 86 ภาพแสดงโครงสร้างของดาวหาง นายกันต์ธนากร น้อยเสนา ครูวชิ าการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุ สรณ์ ([email protected], Tel.02-8497210)

141

เมือC ดาวหางอยู่ทบCี ริเวณขอบนอกระบบสุรยิ ะ จะเป็ นเพียงก้อนนํ9าแข็งสกปรกทีไC ม่มหี าง นิวเคลียส (Nucleus) ประกอบไปด้วยนํ9าแข็ง คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน แอมโมเนีย และมีเปลือกแข็งทีมC เี ศษฝุน่ ปะปนอยูก่ บั นํ9าแข็ง เมือC โคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์น9ําแข็งเหล่านี9จะระเหิดกลายเป็ นก๊าซ โดยเฉพาะบริเวณทีรC บั แสงอาทิตย์จะมี การประทุของก๊าซอย่างรุนแรง ปรากฏอยูล่ อ้ มรอบนิวเคลียสเรียกว่า โคมา (Coma) ก๊าซเหล่านี9จะถูกลมสุรยิ ะพัด ออกไปเป็ นทางยาวในทิศทางตรงกันข้ามกับดวงอาทิตย์กลายเป็ นหางก๊าซ (Gas tail) ปรากฏให้เห็น แสงสีต่างๆ ทีปC รากฏเกิดจากโมเลกุลก๊าซเรืองแสงหลังจากได้รบั ความร้อนจากแสงอาทิตย์ คล้ายกับการเรืองแสงของก๊าซ นีออนในหลอดไฟฟลูออเรสเซน

รูปทีC 87 แผนภาพแสดงการเกิดหางของดาวหาง และวงโคจรของดาวหาง หางฝุน่ (Dust tail) ของดาวหางเกิดจากฝุน่ ทีพC ุ่งออกมาจากนิวเคลียส ถูกแรงดันจากแสงอาทิตย์ผลักออก จากดาวหาง ฝุน่ เหล่านี9สามารถสะท้อนแสงของดวงอาทิตย์ได้ดี จึงปรากฏเป็ นทางโค้งสว่างให้เห็นตามแนว ทิศทางของวงโคจร นิวเคลียสของดาวหางมีเส้นผ่านศูนย์กลางโดยทัวไปประมาณ C 10 กิโลเมตร ส่วนโคมาของดาวหาง โดยทัวไปแผ่ C ออกไปกว้างเป็ นรัศมีถงึ หลายแสนกิโลเมตร และหางของดาวหางนัน9 โดยทัวไปมี C ความยาวถึง 100 ล้านกิโลเมตร พอๆ กับระยะห่างระหว่างโลกถึงดวงอาทิตย์


142

รูปทีC 88 ภาพถ่ายนิวเคลียสของดาวหางฮัลเล่ย์ ถ่ายจากยานอวกาศจอตโต ในปี พ.ศ. 2529 (MPIA/ESA) 17. ดาวตกและฝนดาวตก (Meteor and Meteor Shower)

รูปทีC 89 ดาวตก ดาวตกหรือผีพุ่งใต้นนั 9 เป็ นเพียงเศษวัตถุเล็กๆ หรือฝุน่ ทีเC กิดตามทางโคจรดาวหาง เมือC เศษวัตถุเหล่านี9ตก ผ่านชัน9 บรรยากาศโลก ก็จะถูกเสียดสีและเผาไหม้เกิดเป็ นแสงให้เห็นในยามคํCาคืน การทีดC าวหางโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ได้ทง9ิ เศษฝุน่ และวัตถุขนาดเล็กตามแนวเส้นทางโคจร ในแต่ละปี โลกจะโคจรผ่านบริเวณดังกล่าว เมือC เศษฝุน่ เหล่านี9ผ่านเข้ามาสู่ชนั 9 บรรยากาศชัน9 บนของโลกจะถูกเสียดสีกบั ชัน9 บรรยากาศทําให้เกิดความร้อนและเผาไหม้เศษวัตถุนนั 9 ภายในเวลาเพียงไม่กวCี นิ าที ปรากฏให้เห็นเป็ นเส้นสว่าง สวยงามเป็ นจํานวนมาก เราจึงเรียกว่า ฝนดาวตก (Meteors Shower)

รูปทีC 90 ภาพถ่ายฝนดาวตก


143

18. อุกกาบาต (Meteorites) อุกกาบาตคือ เศษหินจากอวกาศทีเC ผาไหม้ไปไม่หมดและตกลงสู่พน9ื ผิวโลก ในแต่ละปีมชี น9ิ ส่วน อุกกาบาตทีหC นักถึง 1 กิโลกรัมนับหลายพันชิน9 ตกลงสู่พน9ื โลก ซึงC ส่วนใหญ่ตกลงในมหาสมุทรซึงC เป็ นเป็ นบริเวณทีC กว้างถึง 2 ใน 3 ของพืน9 ผิวโลกจึงไม่สามารถพบได้ ทีเC หลือตกลงบนแผ่นดินซึงC บางครัง9 จะถูกพบทันที แต่กม็ ี อุกกาบาตทีตC กลงบนพืน9 โลกเป็ นเวลานานกว่าจะมีคนไปพบ อุกกาบาตแบ่งออกเป็ นสามชนิดหลักคือ 1. อุกกาบาตทีเC ป็ นหินล้วน (stony meteorite) เป็ นอุกกาบาตส่วนใหญ่ (95%) ทีพC บบนพืน9 โลกเป็ นจํานวน มากกว่า 3,000 ชิน9 มีลกั ษณะคล้ายหินธรรมดาแต่มผี วิ ชัน9 นอกทีถC ูกหลอมในขณะทีพC ุ่งผ่านชัน9 บรรยากาศ ลงมาสู่โลก 2. อุกกาบาตทีเC ป็ นโลหะล้วน (iron meteorite) พบอยูป่ ระมาณ 4% ของอุกกาบาตทัง9 หมดทีพC บบนพืน9 โลก ส่วนใหญ่จะไม่มหี นิ เป็ นส่วนประกอบอยูเ่ ลย ถ้าไม่ใช่เหล็กล้วนก็จะมีนิเกิลผสมอยู่ประมาณ 10 % ถึง 20 % 3. อุกกาบาตทีเC ป็ นหินผสมโลหะ (stony-iron meteorite) พบอยูป่ ระมาณ 1% ของอุกกาบาตทัง9 หมดทีพC บ บนพืน9 โลก มีส่วนประกอบทีเC ป็ นเหล็กและหินอยูเ่ ท่า ๆ กัน

รูปทีC 91 อุกกาบาตทีเC ป็ นหินล้วน (stony meteorite)

รูปทีC 92 อุกกาบาตทีเC ป็ นโลหะล้วน (iron meteorite)


144

รูปทีC 93 ทีเC ป็ นหินผสมโลหะ (stony-iron meteorite) นอกจากนี9ยงั มีอุกกาบาตบางชิน9 ทีอC าจเกิดขึน9 ในขณะทีมC กี ารก่อตัวของดาวเคราะห์ดวงอืCนๆ นักวิทยาศาสตร์พบชิน9 ส่วนอุกกาบาต (ชืCอว่า ALH84001) บนพืน9 โลกบริเวณขัว9 โลก ในปี พ.ศ. 2527 ซึงC มีอายุ 4,000 ล้านปี และตกมาบนโลกเมือC 16 ล้านปีทแCี ล้ว จากข้อมูลทีมC อี ยูท่ ําให้สนั นิษฐานว่าน่ าจะมีตน้ กําเนิดจากดาว อังคาร อีกทัง9 ยังพบร่องรอยขององค์ประกอบของเซลล์สงิC มีชวี ติ ทียC งั พิสูจน์ไม่ได้ว่าเป็ นเซลล์สงิC มีชวี ติ จากนอกโลก หรือจากพืน9 ผิวโลกแทรกซึมเข้าไปในรอยร้าวของอุกกาบาตนัน9 ตัง9 แต่ในอดีต

รูปทีC 94 ภาพถ่ายอุกกาบาต ALH84001 (ภาพซ้าย) ภาพขวาเป็ นภาพขยายโดยกล้องจุลทรรศน์อเิ ล็กตรอน แสดงให้เห็นถึงซากของเซลล์แบคทีเรีย (เส้นกลม ๆ กลางภาพ)


145

หลุมอุกกาบาต (Impact Craters) เมือC อุกกาบาตขนาดใหญ่ตกลงมาถึงพืน9 โลกจะทําให้เกิดหลุมทีมC ลี กั ษณะเหมือนอ่างขนาดใหญ่เรียกว่า หลุมอุกกาบาต ทีมC ขี นาดตัง9 แต่ 1 เมตร ไปจนถึง 1,000 กิโลเมตรเลยทีเดียวทัง9 นี9ขน9ึ อยูก่ บั มวลของอุกกาบาตนัน9 และความเร็วทีพC ุ่งชนพืน9 โลก มีหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่อยูป่ ระมาณ 150 แห่งทัวโลก C หลุมอุกกาบาตทัง9 หมดทีC พบมีอายุน้อยกว่า 500 ล้านปี ทําให้เรารูว้ ่าก่อนหน้านัน9 เปลือกโลกยังมีการเปลียC นแปลงโดยกระบวนการเพลต เทคโทนิคอยู่

รูปทีC 95 ภาพหลุมอุกกาบาตบาร์รงิ เจอร์ มลรัฐเอริโซนา ประเทศสหรัฐอเมริกา มีเส้นผ่านศูนย์กลางทีกC ว้าง ถึง 1.2 กิโลเมตร เกิดจากอุกกาบาตพุ่งชนโลกเมือC 50,000 ปีทแCี ล้ว พบชิน9 ส่วนอุกกาบาตกลางมหาสมุทรแปซิฟิก ซึงC กระเด็นมาจากการชนของอุกกาบาตทีคC าบสมุทรยูคา ทาน (Yucatan) ซึงC ปรากฏเป็ นหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่ใต้ทะเล ซึงC อาจเป็ นสาเหตุททCี าํ ให้เกิดการสูญพันธุข์ อง ไดโนเสาร์เมือC 65 ล้านปีทแCี ล้ว เว็บไซด์อืนๆ เกียวกับ ระบบสุริยะ (Solar System websites) 1. 2. 3. 4.

Solar System, Jet Propulsion Laboratory, NASA - http://www.jpl.nasa.gov Views of the Solar System – http://www.solarviews.com The Nine Planets - http://www.nineplanets.org Solar System Lithograph Set for Space Science, NASA – http://spcacelink.nasa.gov/products/solar.system.Lithograph.Set


บทที 6 ระบบสุริยะ (Solar System) 1. ความสัมพันธ์ของดวง

Recommend Documents