องค์ประกอบของระบบสุริยะ

        ดวงอาทิตย์ (The Sun) เป็นดาวฤกษ์ซึ่งมีมวลร้อยละ 99 ของระบบสุริยะ จึงทำให้อวกาศโค้งเกิดเป็นศูนย์กลางของแรงโน้มถ่วง โดยมีดาวเคราะห์และบริวารทั้งหลายโคจรล้อมรอบ ดวงอาทิตย์มีองค์ประกอบหลักเป็นไฮโดรเจนซึ่งเป็นอยู่ในสถานะพลาสมา (แก๊สที่มีอุณหภูมิสูงมากจนประจุหลุดออกมา) 


ภาพที่ 1 ระบบสุริยะ

        ดาวเคราะห์ (Planets) คือบริวารขนาดใหญ่ของดวงอาทิตย์ 8 ดวง เรียงลำดับจากใกล้ไปไกล ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์​ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน ดาวเคราะห์ทั้งแปดโคจรรอบดวงอาทิตย์ โดยมีระนาบใกล้เคียงกับระนาบสุริยวิถี ดาวเคราะห์ชั้นใน 4 ดวงแรก มีองค์ประกอบหลักเป็นของแข็ง ดาวเคราะห์ชั้นนอก 4 ดวงหลังมีองค์ประกอบหลักเป็นแก๊สไฮโดรเจนเช่นเดียวกับดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์เกือบทุกดวงหมุนรอบตัวเองและโคจรรอบดวงอาทิตย์ในทิศทางเดียวกัน (ดูรายละเอียดเพิ่มเติมใน การแบ่งประเภทดาวเคราะห์)

        ดวงจันทร์บริวาร (Moons หรือ Satellites) หมายถึง ดาวที่เป็นบริวารโคจรรอบดาวเคราะห์อีกที่หนึ่ง มิได้โคจรรอบดวงอาทิตย์โดยตรง  โลกมีบริวารชื่อ ดวงจันทร์ (The Moon) โคจรล้อมรอบ  ขณะที่ดาวเคราะห์ดวงอื่นก็มีดวงจันทร์บริวารโคจรล้อมรอบเช่นกัน ยกตัวอย่าง ดาวพฤหัสบดีมีดวงจันทร์ขนาดใหญ่ 4 ดวง (Galilean moons) ชื่อ ไอโอ (Io), ยูโรปา (Europa), กันนีมีด (Ganymede) และคัลลิสโต (Callisto)  ดาวเสาร์มีดวงจันทร์บริวารขนาดใหญ่ชื่อ ไททัน (Titan) 

        ดาวเคราะห์แคระ (Dwarf Planets) เป็นนิยามใหม่ของสมาพันธ์ดาราศาสตร์สากล (International Astronomical Union) ที่กล่าวถึง วัตถุขนาดเล็กที่มีรูปร่างคล้ายทรงกลม (ภาพที่ 2) ที่มีวงโคจรเป็นรอบดวงอาทิตย์ ซ้อนทับกับดาวเคราะห์ดวงอื่น และไม่อยู่ในระนาบของสุริยวิถี ยกตัวอย่าง ดาวพลูโตถูกจัดเป็นดาวเคราะห์แคระ เนื่องจากมีลักษณะคล้ายทรงกลม มีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ซ้อนทับกับวงโคจรของดาวเนปจูน และเอียงตัดกับระนาบสุริยวิถีเป็นมุม 17°   ดาวเคราะห์น้อยซีรีส ถูกจัดเป็นดาวเคราะห์แคระ เนื่องจากมีลักษณะคล้ายทรงกลม มีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ซ้อนทับกับวัตถุอื่นๆ ที่อยู่ในแถบเข็มขัดดาวเคราะห์น้อย (ดูรายละเอียดเพิ่มเติมใน นิยามของดาวเคราะห์)


ภาพที่ 2 ขนาดของดาวเคราะห์แคระเปรียบเทียบกับโลก (ที่มา: NASA, JPL)

        ดาวเคราะห์น้อย (Asteroids) คือวัตถุที่ไม่สามารถรวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์ได้ เนื่องจากถูกรบกวนจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ เช่น ดาวพฤหัสบดี และดาวเสาร์ ทำให้แรงไทดัลที่เกิดขึ้นมีกำลังมากกว่าแรงยึดเหนี่ยวระหว่างสสารภายในดาว   ดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่มีองค์ประกอบหลักเป็นหิน แต่บางดวงมีโลหะปนอยู่ ดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่อยู่ที่ "แถบดาวเคราะห์น้อย" (Asteroid belt) ซึ่งอยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี  ดาวเคราะห์น้อยมีรูปทรงเหมือนอุกกาบาต เนื่องจากมวลน้อยจึงมีแรงโน้มถ่วงน้อยไม่สามารถยุบรวมเนื้อดาวให้มีรูปร่างทรงกลม วงโคจรของดาวเคราะห์น้อยมีความรีมากกว่าวงโคจรของดาวเคราะห์ โดยวงโคจรส่วนใหญ่เอียงทำมุมกับระนาบสุริยวิถีเล็กน้อย ในปัจจุบันได้มีการค้นพบดาวเคราะห์น้อยมากกว่า 3 แสนดวง เนื่องจากดาวเคราะห์น้อยไม่สามารถรวมตัวเป็นดาวเคราะห์ได้ มันจึงไม่มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในมาหลายพันล้านปีแล้ว นักดาราศาสตร์จึงเปรียบว่า ดาวเคราะห์น้อยเป็นเสมือนฟอสซิลของระบบสุริยะ


ภาพที่ 3 แถบดาวเคราะห์น้อย (ที่มา: Pearson Prentice Hall, Inc)

        วัตถุในแถบคอยเปอร์ (Kuiper Belt Objects) มีองค์ประกอบหลักเป็นหินปนน้ำแข็ง มีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์อยู่ถัดจากดาวเนปจูนออกไป  วงโคจรของวััตถุในแถบคอยเปอร์เอียงทำมุมกับระนาบสุริยวิถีเล็กน้อย  โดยมีระยะห่างจากดวงอาทิตย์ 40 – 500 AU (AU ย่อมาจาก Astronomical Unit หรือ หน่วยดาราศาสตร์ เท่ากับระยะทางระหว่างโลกถึงดวงอาทิตย์ หรือ 150 ล้านกิโลเมตร)  ดาวพลูโตและดาวเคราะห์แคระซึ่งถูกค้นพบใหม่เป็นวัตถุในแถบคอยเปอร์  เช่น เอริส เซดนา วารูนา  ปัจจุบันมีการค้นพบวัตถุประเภทนี้แล้วมากกว่า 35,000 ดวง


ภาพที่ 4 แถบไคเปอร์ และวงโคจรของดาวพลูโต (ที่มา: NASA, JPL)

        ดาวหาง (Comets) เป็นวัตถุขนาดเล็กเช่นเดียวกับดาวเคราะห์น้อย แต่มีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรีแคบ และทำมุมเอียงตัดกับระนาบของสุริยวิถีเป็นมุมสูง  ดาวหางมีองค์ประกอบเป็นน้ำแข็ง (Ice water) และแก๊สในสถานะของแข็ง เมื่อดาวหางเคลื่อนที่เข้าหาดวงอาทิตย์ พลังงานจากดวงอาทิตย์ทำให้มวลของดาวหางระเหิดกลายเป็นแก๊ส   ลมสุริยะเป่าให้แก๊สเหล่านี้ให้พุ่งไปในทิศทางตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ ปรากฏเป็นหางยาวหลายล้านกิโลเมตร 

        เมฆออร์ต (Oort Cloud) นักดาราศาสตร์ชาวเนเธอร์แลนด์ชื่อ แจน ออร์ต (Jan Oort) ตั้งทฤษฏีว่า บริเวณขอบนอกของระบบสุริยะเป็นทรงกลม ซึ่งมีขนาดรัศมีประมาณ 50,000 AU จากดวงอาทิตย์  ห่อหุ้มด้วยวัสดุจำพวกน้ำแข็ง ซึ่งหากมีแรงโน้มถ่วงจากภายนอกมากระทบกระเทือน น้ำแข็งเหล่านี้จะหลุดเข้าสู่วงโคจรรอบดวงอาทิตย์ กลายเป็นดาวหางวงโคจรคาบยาว (Long-period comets) ซึ่งมีคาบวงโคจรรอบดวงอาทิตย์นานหลายหมื่นปี  เมื่อดาวหางโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ แรงโน้มถ่วงจากดาวเคราะห์จะส่งอิทธิพลให้เปลี่ยนเป็นดาวหางวงโคจรคาบสั้น (Short-period comets) เช่น ดาวหางฮัลเลย์มีวงโคจรรูปวงรีแคบและคาบเกี่ยวกับวงโคจรของดาวยูเรนัส มีคาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์เพียง 78 ปี 


ภาพที่ 5 ตำแหน่งของแถบคอยเปอร์และเมฆออร์ต (ที่มา: NASA, JPL)

ข้อมูลที่น่ารู้

  • ดาวพุธไม่ใช่ดาวเคราะห์ที่ร้อนที่สุดในระบบสุริยะ เพราะด้านกลางคืนที่หันออกจากดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิต่ำมาก อุณภูมิเฉลี่ยจึงไม่สูงมากนัก 
  • ดาวศุกร์มีอุณหภูมิพื้นผิวสูงที่สุดในระบบสุริยะ (ร้อนกว่าดาวพุธ) เนื่องจากมีบรรยากาศหนาแน่นเต็มไปด้วยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งทำให้เกิดภาวะเรือนกระจกอย่างยิ่งยวด (Runaway greenhouse) 
  • ดวงจันทร์บริวารขนาดใหญ่ที่โคจรรอบดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ที่ถูกค้นพบแล้ว มีจำนวนไม่น้อยกว่า 130 ดวง 
  • โฟบอส และ ดีมอส เป็นดาวจันทร์ขนาดเล็กของดาวอังคาร มีรูปร่างเหมือนก้อนหิน สันนิษฐานว่า เป็นดาวเคราะห์น้อยที่ถูกแรงโน้มถ่วงของดาวอังคารดูดจับมาเป็นบริวารในภายหลัง  
  • ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่เช่น ดาวพฤหัสบดี และดาวเสาร์ มีมวลมากจึงมีแรงโน้มถ่วงมาก จึงดูดจับดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง และวัตถุคอยเปอร์ มาเป็นบริวารได้เป็นจำนวนมาก ดวงจันทร์เล็กๆ เหล่านี้มีรูปทรงเหมือนก้อนหิน มีวงโคจรที่รีแคบ และบางดวงเคลื่อนที่สวนทางกับดาวเคราะห์ดวงแม่  
  • ดาวเคราะห์ชั้นนอกทุกดวงมีวงแหวน วงแหวนเหล่านี้เกิดจากบริวารของดาวเคราะห์ที่ถูกทำลายโดยแรงไทดัล (ความเครียดภายในของดาวซึ่งเกิดจากแรงโน้มถ่วงจากดาวเคราะห์ดวงแม่) 
  • ดาวเคราะห์น้อยบางดวงมีดวงจันทร์บริวารด้วย เช่น ดาวเคราะห์น้อยไอดา (Ida) ขนาด 28 x 13 กิโลเมตร มีดวงจันทร์แดคทิล (Dactyl) ขนาด 1 กม. โดยมีรัศมีวงโคจร 100 กิโลเมตร
  • ดาวพลูโตซึ่งถูกจัดเป็นดาวเคราะห์แคระ มีดวงจันทร์บริวารที่ค้นพบแล้ว 3 ดวง


Comments