8.4 การใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีอวกาศ

การใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีอวกาศ
ความสนใจใคร่รู้ของมนุษย์เกี่ยวกับความมหัศจรรย์บนฟากฟ้า   เกี่ยวกับโลกที่มนุษย์อาศัยอยู่และดาวดวงอื่นๆ ที่มนุษย์มองเห็น  ทำให้มีการศึกษาค้นคว้าอย่างต่อเนื่องมาโดยตลอด    ส่งผลให้เกิดความก้าวหน้าของเทคโนโลยีอวกาศ   มีการใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ในการศึกษา พัฒนา และประดิษฐ์อุปกรณ์ถ่ายภาพในช่วงคลื่นต่างๆ จากระยะไกล  ตลอดจนเครื่องรับและส่งสัญญาณให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นและนำอุปกรณ์และเครื่องรับและส่งสัญญาณไปประกอบเป็นดาวเทียมที่ถูกส่งขึ้นไปโคจรรอบโลก   ทำให้สามารถสังเกตสิ่งต่างๆ บนโลกได้จากระยะไกลในเวลาอันรวดเร็ว ได้เรียนรู้เกี่ยวกัย เอภพ โลก ดวงจัทร์ และดาวอื่นๆ อีก   ความก้าวหน้าด้านเทคโนโลยีอวกาศช่วยเปิดเผยความลี้ลับในอดีต   และก่อให้เกิดประโยชน์ต่อมนุษย์ในด้านต่างๆ มากมาย

ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา
เป็นดาวเทียมที่มีอุปกรณ์ถ่ายภาพเมฆ   และเก็บข้อมูลของบรรยากาศในระดับสูง   ช่วยให้ได้ข้อมูลที่สำคัญในการพยากรณ์อากาศได้อย่างถูกต้อง   รวดเร็วรวมถึงการเฝ้าสังเกตการก่อตัว   การเปลี่ยนแปลง และการเคลื่อนตัวของพายุที่เกิดขึ้นบนโลก   ช่วยป้องกันหรือบรรเทาความเสียหายรุนแรงที่เกิดขึ้นได้อย่างมาก  ข้อมูลจากดาวเทียมเป็นข้อมูลสำคัญมากในการพยากรณ์อากาศ


ภาพถ่ายเมฆจากดาวเทียม GMS-5 (ถ่ายเมื่อ 3 ก.พ. 2546)
ดาวเทียมสำรวจทรัพยากรโลก
เป็นดาวเทียมที่มีอุปกรณ์สำรวจแหล่งทรัพยากรณ์ที่สำคัญ   นอกจากนี้ยังเฝ้าสังเกตสภาพแวดล้อมที่เกิดบนโลก   ช่วยเตือนอุทกภัย และความแห้งแล้งที่เกิดขึ้น   การตัดไม้ทำลายป่า การทับถมของตะกอนปากแม่น้ำ รวมไปถึงแหล่งที่มีปลาชุกชุม    และอื่นๆ อีกมาก

ภาพถ่ายดาวเทียมบริเวณโรงกรองน้ำและผลิตน้ำประชาชื่น   และนอร์ธปาร์ค จากดาวเทียม IRS-ID ถ่ายเมื่อ 24 ก.พ. 2544 หลอมกับภาพจาก Landsat-7 ETM + ถ่ายเมื่อ 24 ม.ค. 2545


ดาวเทียมสังเกตการณ์ดาราศาสตร์

เป็นดาวเทียมที่มีกล้องโทรทรรศน์และอุปกรณ์ดาราศาสตร์สำหรับศึกษาวัตถุท้องฟ้า   ดาวเทียมสังเกตการณ์ดาราศาสตร์มีทั้งหมดที่โคจรอยู่รอบโลกและประเภทที่โคจรผ่านไปใกล้ดาวเคราะห์   หรือลงสำรวจดาวเคราะห์   ซึ่งเรีกยอีกอย่างว่ายานอวกาศ เช่นยานอวกาศวอยเอเจอร์ที่เดินทางผ่านเฉียดดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูล เป็นต้น

ดาวเทียมสื่อสาร
เป็นดาวเทียมที่มีอุปกรณ์สื่อสารติดตั้งอยู่ เช่น ดาวเทียมอินเทลแซท (ภาพ 7.6 ) ดาวเทียมชุดนี้อยู่ในวงโคจรรอบโลก 3 แห่ง คือเหมือนมหาสมุทรอินเดียเพื่อการติดต่อระหว่างทวีปยุโรปเหนือมหาสมุทรแปซิฟิกเพื่อการติดต่อระหว่างทวีปเอเชียกับทวีปอเมริกา และและเหนือมหาสมุทรแอตแลนติกเพื่อการติดต่อระหว่างทวีปอเมริกากับทวีปยุโรป   เมื่อรวมทั้งระบบจึงสามารถติดต่อกันได้ทั่วโลก


ภาพ 7.6 ดาวเทียมอินเทลแซท
ดาวเทียมสื่อสารของไทย (ภาพ 7.7) ชื่อไทยคม สร้างโดยบริษัท ฮิวจ์ แอร์คราฟท์ ประเทศสหรัฐอเมริกา   ส่งขึ้นสู่อวกาศโดยบริษัทแอเรียน สเปซ ประเทศฝรั่งเศษ จากฐานส่งที่เมืองคูรู ดินแดนแฟรนช์เกียนา   ดาวเทียมไทยคมช่วยการติดต่อสื่อสารได้ทั่วประเทศไทยและประเทศในแถบอินโดจีนไปจนถึงเกาหลีและญี่ปุ่น   รวมทั้งชายฝั่งทะเลด้านตะวันออกของจีน   เป็นดาวเทียมสื่อสารที่ประเทศไทยให้บริการสื่อสารโทรคมนาคมด้านต่างๆ เช่น การถ่ายทอดโทรทัศน์ วิทยุ โทรศัพท์ การประชุมทางไกล และระบบถ่ายทอดสัญญาณโทรทัศน์สู่เสาอากาศของผู้รับในบ้านได้ โดยตรง

ภาพ 7.7 ดาวเทียมไทยคม
– ให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับการใช้ประโยชน์จากดาวเทียมในประเทศไทย
กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
กล้องโทรทรรศน์ เป็นอุปกรณ์สำคัญที่ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถเฝ้าติดตามสังเกตวัตถุบนท้องฟ้าได้อย่างชัดเจนและต่อเนื่อง  มีการพัฒนากล้องโทรทรรศน์ให้มีประสิทธิภาพสูงตามความต้องการที่จะศึกษา
ยานขนส่งอวกาศดิสคัฟเวอรีนำกล้องโทรทรรศน์ มูลค่า 1,500 ล้านเหรียญสหรัฐ   ขึ้นสู่อวกาศในวันที่ 25 เมษายน พ.ศ. 2533 เพื่อเป็นเกียรติแก่ เอ็ดวิน ฮับเบิล นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกา   ผู้ศึกษาค้นดว้าเรื่องราวเกี่ยวกับกาแลกซีต่างๆ กล้องโทรทรรศน์กล้องนี้จึงได้ชื่อว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลหรือเรียกสั้นๆ ว่ากล้องฮับเบิล ดังภาพ 7.8


ภาพ 7.8 กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
กล้องฮับเบิลเป็นกล้องโทรทรรศน์ชนิดสะท้อนแสงกระจกเว้ารับแสงมัขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.4 เมตร ตัวกล้องมีความกว้าง 4.3 เมตร ยาว 13.3 เมตร มวลประมาณ 11,360 กิโลกรัม   ใช้พลังงานจากแผงเซลล์สุริยะที่ปีก 2 ข้าง กระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้จะถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่นิเกิล-ไฮโดรเจนขนาดใหญ่ 6 ตัว เพื่อใช้งานเมื่อกล้องโคจรไปอยู่ในเงาของโลก   ขณะไม่ได้รับแสงอาทิตย์   อุปกรณ์สำคัญที่ติดไปกับกล้องคือ ระบบคอมพิวเตอร์ กล้องถ่ายภาพมุมกว้าง เครื่องตรวจรับสเปกตรัม   เครื่องปรับทิศทางของกล้อง เป็นต้น   โดยอุปกรณ์ทั้งหมดสามารถควบคุมการทำงานได้จากศูนยืควบคุมบนโลก   ภาพถ่ายจากกล้องจะได้รับการศึกษาวิเคราะห์โดยสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ   เพื่อใช้ป็นข้อมูลทางด้านดาราศาสตร์
กล้องบนพื้นโลกส่องสังเกตวัตถุท้องฟ้าได้ไกลราว 2 พันล้านปีแสง   แต่กล้องฮับเบิลส่องเห็นไปได้ไกลราว 14,000 ล้านปีแสง   ข้อมูลที่ได้จากกล้องฮับเบิลเพียงระยะเวลาสั้นๆ   ได้แสดงให้เห็นรายละเอียดต่างๆ ของวัตถุท้องฟ้า   ช่วยให้เกิดความเข้าใจถึงส่วนประกอบในระบบสุริยะ  การกำเนิดดาวฤกษ์โครงสร้างและการเปลี่ยนแปลงของกาแล็กซีรวมทั้งวิวัฒนาการของเอกภพ   ที่นักดาราศาสตร์เฝ้าสังเกตมานานหลายร้อยปีซึ่งไม่เคยเห็นมาก่อน   เป็นการมองออกไปในเอกภพอย่างกว้างไกล

กิจกรรม 7.2  โครงการอวกาศที่น่าสนใจ
ให้นักเรียนสืบค้นเกี่ยวกับโครงการอวกาศที่น่าสนใจ   วางแผนศึกษาประเด็นสำคัญ และนำเสนอ เช่น สถานีอวกาศนานาชาติ ผลงานของกล้องฮับเบิล โครงการสตาร์ดัสท์ (Stardust) โครงการโรเซตตา (Rosetta) โคงการแคสสินี (Cassini) เป็นต้น
ความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับดาราศาสตร์ช่วยให้เราเข้าใจกำเนิดของโลกในฐานะที่เราเป็นสมาชิกของระบบสุริยะ และกำเนิดเอกภพ รวมทั้งสารและพลังงานที่มนุษย์นำมาใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆที่เกี่ยวข้องกับชีวิตของเรา   เรื่องราวเกี่ยวกับเอกภพและอวกาศยังมีความลี้ลับอีกมากมายที่ยังรอการค้นพบ   ของนักวิทยาศาสตร์รุ่นต่อไป   ในอนาคตนักเรียนอาจเป็นคนหนึ่งในจำนวนนักดาราศาสตร์ที่เปิดโลกดาราศาสตร์ให้คนทั่วไปด้เรียนรู้มากขึ้น

ยานอวกาศ Stardust

 

Advertisements

8.3 ระบบขนส่งอวกาศ

เทคโนโลยีอวกาศ : ระบบการขนส่งอวกาศ


ระบบการขนส่งอวกาศเป็นโครงการที่ถูกออกแบบให้สามารถนำชิ้นส่วนบางส่วนที่ใช้ไปแล้วกลับมาใช้ใหม่อีกเพื่อเป็นการประหยัดและมีประสิทธิภาพมากที่สุด ประกอบด้วย 3 ส่วนหลัก คือ จรวดเชื้อเพลิงแข็ง ถังเชื้อเพลิงภายนอก (สำรองไฮโดรเจนเหลวและออกซิเจนเหลว) และยานอวกาศ

 

ส่วนประกอบของระบบขนส่งอวกาศ ยานอวกาศ

 
     ระบบขนส่งอวกาศมีน้ำหนักรวมเมื่อขึ้นจากฐานปล่อยประมาณ 2,041,200 กิโลกรัม โดยจรวดเชื้อเพลิงแข็งจะถูกขับเคลื่อนจากฐานปล่อยให้นำพาทั้งระบบขึ้นสู่อวกาศด้วยความเร็วที่มากกว่าค่าความเร็วหลุดพ้น เมื่อถึงระดับหนึ่งจรวดเชื้อเพลิงแข็งทั้งสองข้างจะแยกตัวออกมาจากระบบ จากนั้นถังเชื้อเพลิงภายนอกจะแยกตัวออกจากยานอวกาศ โดยตัวยานอวกาศจะเข้าสู่วงโคจรเพื่อปฏิบัติภารกิจต่อไป ดังรูป

 


ระบบขนส่งอวกาศ


 

 
     การปฏิบัติภารกิจสำหรับระบบขนส่งอวกาศมีหลากหลายหน้าที่ ตั้งแต่การทดลองทางวิทยาศาสตร์ (ในสภาวะไร้น้ำหนัก) การส่งดาวเทียม การประกอบกล้องโทรทรรศน์อวกาศ การส่งมนุษย์ไปบนสถานีอวกาศ ฯลฯ ยานอวกาศจึงถูกออกแบบสำหรับบรรทุกคนได้ประมาณ 7-10 คน ปฏิบัติภารกิจได้นานตั้งแต่ไม่กี่ชั่วโมงหรืออาจใช้เวลาถึง 1 เดือน สำหรับโครงการขนส่งอวกาศขององค์การนาซามีอยู่ด้วยกัน 6 โครงการ คือ

1. โครงการเอนเตอร์ไพรส์

2. โครงการโคลัมเบีย

3. โครงการดิสคัฟเวอรี

4. โครงการแอตแลนติส

5. โครงการแชลแลนเจอร์

6. โครงการเอนเดฟเวอร์

ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันว่าโครงการแชลแลนเจอร์และโครงการโคลัมเบียประสบความสูญเสียครั้งร้ายแรง เมื่อยานทั้งสองเกิดระเบิดขึ้นขณะอยู่บนท้องฟ้า โดยระบบขนส่งอวกาศแชลแลนเจอร์ระเบิดเมื่อวันที่ 28 มกราคม 2529 ระหว่างเดินทางขึ้นสู่อวกาศไม่เพียงกี่นาทีด้วยสาเหตจากการรั่วไหลของก๊าซเชื้อเพลิงอุณหภูมิสูงจากรอยต่อของจรวดเชื้อเพลิงแข็งด้านขวาของตัวยาน ทำให้ก๊าซอุณหภูมิสูงดังกล่าวลามไปถึงถังเชื้อเพลิงภายนอกที่บรรจุไฮโดรเจนเหลว จึงเกิดการเผาไหม้อย่างรุนแรงและเกิดระเบิดขึ้น คร่าชีวิตนักบินอวกาศ 7 คน ส่วนระบบขนส่งอวกาศโคลัมเบียเกิดระเบิดขึ้นเมื่อวันที่ 1 กุมภาพันธ์ 2546 (17 ปี หลังการระเบิดของยานแชลแลนเจอร์) โดยวิศวกรนาซาเชื่อว่าอาจเพราะตัวยานมีการใช้งานยาวนานจนอาจทำให้แผ่นกันความร้อนที่หุ้มยานชำรุด ทำให้เกิดระเบิดขึ้นหลังจากนักบินกำลังพยายามร่อนลงสู่พื้นโลก แต่ทั้งสองเหตุการณ์ในสหรัฐอเมริกายังไม่ร้ายแรงเท่าเหตุการณ์ระเบิดของจรวดของสหภาพโซเวียตขณะยังอยู่ที่ฐาน เมื่อวันที่ 24 ตุลาคม 2503 โดยมีผู้เสียชีวิตจากเหตุการณ์ดังกล่าวถึง 165 คน โศกนาฏกรรมเหล่านี้ที่เกิดขึ้นแม้จะทำให้เกิดความสูญเสียทั้งชีวิตและทรัพย์สิน แต่มนุษย์ก็ยังไม่เลิกล้มโครงการอวกาศ ยังมีความพยายามคิดและสร้างเทคโนโลยีใหม่ๆ เพื่อความปลอดภัยและลดค่าใช้จ่ายให้มากขึ้น ด้วยเป้าหมายหลักของโครงการขนส่งอวกาศในอนาคตคือการสร้างสถานีอวกาศถาวรและการทดลองทางวิทยาศาสตร์อื่นๆ

 

8.2 การขนส่งและการโคจรของดาวเทียม

เทคโนโลยีอวกาศ :  การโคจรของดาวเทียมและกล้องโทรทรรศน์อวกาศ


ปัจจุบันความก้าวหน้าด้านวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีด้านการโคจรภายใต้แรงดึงดูดระหว่างมวล ถูกนำมาประยุกต์ใช้เพื่อช่วยพัฒนาองค์ความรู้ต่างๆ ทั้งทางด้านวิทยาศาสตร์ เศรษฐกิจ สังคม อุตุนิยมวิทยา ภูมิศาสตร์ หรือแม้แต่ช่วยอำนวยความสะดวกด้านการติดต่อสื่อสารอย่างทั่วถึงและรวดเร็ว ดังเช่นในยุคข้อมูลไร้พรมแดนอย่างทุกวันนี้ ตัวอย่างของวัตถุที่มีการโคจรภายใต้แรงดึงดูดระหว่างมวล เช่น ดาวเทียม กล้องโทรทรรศน์อวกาศ สถานีอวกาศ เป็นต้น พื้นฐานของการโคจรภายใต้แรงดึงดูดระหว่างมวลจำเป็นต้องอาศัยความรู้เกี่ยวกับเรขาคณิตของเส้นโค้งซึ่งเป็นรูปร่างของเส้นทางการเคลื่อนที่ โดยเฉพาะเรขาคณิตของวงรี ซึ่งได้กล่าวไว้คร่าวๆ แล้วในบทที่ 4 เส้นทางการเคลื่อนที่แบบวงรีสามารถอธิบายได้ด้วยกฎของเคปเลอร์ 3 ข้อ ดังต่อไปนี้ คือ

1. ดาวเคราะห์ทั้งหมดจะมีเส้นทางการเคลื่อนที่เป็นวงรี โดยมีดวงอาทิตย์อยู่ที่ตำแหน่งจุดโฟกัสจุดหนึ่งของวงรี

2. ถ้าลากเส้นตรงเชื่อมระหว่างดาวเคราะห์กับดวงอาทิตย์แล้ว เส้นตรงดังกล่าวจะกวาดพื้นที่ได้ค่าเท่ากันเมื่อช่วงเวลาที่ใช้เท่ากัน

3. สำหรับวงโคจรแบบวงรีของวัตถุท้องฟ้าภายใต้แรงโน้มถ่วงระหว่างกัน คาบการโคจรกับระยะครึ่งแกนยาวจะมีความสัมพันธ์กันโดยที่ คาบการโคจรของวัตถุท้องฟ้า (หน่วยปี) ยกกำลังสอง จะมีค่าเท่ากับระยะครึ่งแกนยาว (ในหน่วย AU) ยกกำลังสาม

กฎของเคปเลอร์ในเบื้องต้นใช้อธิบายเส้นทางการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ ซึ่งเกิดจากแรงดึงดูดระหว่างมวลของดวงอาทิตย์กับดาวเคราะห์ แต่เนื่องจากแรงดังกล่าวเป็นแรงชนิดเดียวกับแรงดึงดูดระหว่างมวลของโลกกับดาวเทียม โลกกับสถานีอวกาศ ดวงอาทิตย์กับยานอวกาศ ฯลฯ จึงสามารถใช้กฎของเคปเลอร์ในการอธิบายเส้นทางการเคลื่อนที่ของวัตถุเหล่านี้ได้

– ดาวเทียม

ปัจจุบันดาวเทียมถูกมนุษย์ส่งไปโคจรรอบโลกจำนวนนับไม่ถ้วน ด้วยประโยชน์ต่างๆมากมาย สามารถแบ่งประเภทของดาวเทียมตามหน้าที่ต่างๆ ได้ดังนี้

(ก) ดาวเทียมสื่อสาร

(ข) ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา

(ค) ดาวเทียมสำรวจทรัพยากร

(ง) ดาวเทียมทางทหาร

(จ) ดาวเทียมสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์

ดาวเทียมถูกส่งขึ้นไปจากโลกโดยยานขนส่งอวกาศ และสามารถโคจรรอบโลกได้อาศัยหลักการโคจรตามแรงดึงดูดระหว่างมวล ซึ่ง ณ ระดับความสูงจากผิวโลกระดับหนึ่ง ดาวเทียมจะต้องมีความเร็วเพียงค่าหนึ่งเท่านั้นจึงสามารถจะโคจรรอบโลกอยู่ได้โดยไม่หลุดจากวงโคจร โดยความเร็วดังกล่าวจะอยู่ในช่วง 7.6-11.2 กิโลเมตรต่อวินาที (รูปแบบการโคจรแบบวงกลมจนกระทั่งถึงรูปแบบการโคจรแบบพาราโบลา) ดังรูปที่ 1 ความเร็วดังกล่าวนี้ถูกควบคุมตั้งแต่เริ่มต้นปล่อยดาวเทียมเข้าสู่วงโคจรเพื่อให้เส้นทางการโคจรของดาวเทียมไม่ซ้อนทับกันกับดาวเทียมดวงอื่นๆ ดังนั้นแม้จะมีดาวเทียมอยู่มากมายแต่ดาวเทียมเหล่านี้จะไม่โคจรชนกันเลย เนื่องจากดาวเทียมแต่ละดวงจะมีสมบัติการเคลื่อนที่เฉพาะตัว

ขอบเขตความเร็วเริ่มต้นของดาวเทียมรูปที่ 1

การโคจรของดาวเทียม

นอกจากนั้นยังสามารถแบ่งประเภทของดาวเทียมตามความสูงในการโคจรเทียบกับพื้นโลกได้ดังนี้คือ

(1) สูงจากพื้นโลกประมาณ 41,157 กิโลเมตร เป็นดาวเทียมที่โคจรหยุดนิ่งกับที่เทียบกับพื้นโลก(Geostationary Satellites) จะลอยอยู่หยุดนิ่งค้างฟ้าเมื่อเทียบกับตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งบนโลก โดยส่วนมากจะเป็นดาวเทียมประเภทดาวเทียมสื่อสาร ตัวอย่างเช่นดาวเทียมไทยคม ดาวเทียมเหล่านี้อยู่เหนือเส้นศูนย์สูตรโลกประมาณ จะวางตัวอยู่ในแนวเส้นศูนย์สูตรโลก และสูงจากพื้นโลกประมาณ 41,157 กิโลเมตร หรือประมาณ 1/10 เท่าของระยะทางจากโลกถึงดวงจันทร์ มีคาบการโคจรประมาณ 24 ชั่วโมง

(2) สูงจากพื้นโลกประมาณ 9,700-19,400 กิโลเมตร เป็นดาวเทียมที่ไม่ได้หยุดนิ่งเทียบกับพื้นโลก(Asynchronous Satellite) ซึ่งโดยส่วนมากจะเป็นดาวเทียมนำทางแบบจีพีเอส (GPS: Global Positioning System) ซึ่งนำไปประยุกต์ใช้ในระบบการติดตาม บอกตำแหน่ง หรือนำร่องบนโลก ไม่ว่าจะเป็น เครื่องบิน เรือเดินสมุทร รถยนต์ ระบบดาวเทียมจีพีเอสจะประกอบด้วยดาวเทียม 24 ดวง ใน 6 วงโคจร ที่มีวงโคจรเอียงทำมุม 55 องศาในลักษณะสานกันคล้ายลูกตระกร้อ ดังรูปที่ 2 มีคาบการโคจรประมาณ 12 ชั่วโมง

(3) สูงจากพื้นโลกประมาณ 4,800-9,700 กิโลเมตร เป็นดาวเทียมที่ไม่ได้หยุดนิ่งเทียบกับพื้นโลก (Asynchronous Satellite) ซึ่งเป็นระดับที่ถูกแบ่งวงโคจรไว้สำหรับดาวเทียมสำหรับการสำรวจ และสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์ อาทิเช่น การวิจัยเกี่ยวกับพืช-สัตว์ การติดตามร่องรอยของสัตว์ป่า เป็นต้น ดาวเทียมที่ระดับดังกล่าวมีคาบการโคจรประมาณ 100 นาที

(4) สูงจากพื้นโลกประมาณ 130-1940 กิโลเมตร เป็นดาวเทียมที่ไม่ได้หยุดนิ่งเทียบกับพื้นโลก (Asynchronous Satellite) โดยส่วนมากจะเป็นดาวเทียมที่ใช้ในการสำรวจทรัพยากรบนโลกรวมไปถึงดาวเทียมด้านอุตุนิยมวิทยา

– กล้องโทรทรรศน์อวกาศ

ในการสังเกตการณ์วัตถุท้องฟ้าทางดาราศาสตร์ซึ่งอยู่ไกล นักดาราศาสตร์จำเป็นต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ จึงมีกล้องโทรทรรศน์กระจายอยู่ทั่วทุกมุมโลก แต่เนื่องจากกว่าที่แสงจากวัตถุท้องฟ้าเหล่านั้นจะเข้ามาสู่กล้องโทรทรรศน์บนโลกได้ต้องผ่านชั้นบรรยากาศโลกซึ่งมีบางช่วงความยาวคลื่นที่ถูกดูดกลืนหรือกระเจิงออกไปทำให้ผลการสังเกตการณ์ต้องคิดถึงค่าการรบกวนจากชั้นบรรยากาศ จึงมีแนวความคิดในการส่งดาวเทียมซึ่งติดตั้งกล้องโทรทรรศน์สังเกตการณ์ในอวกาศ และในปี พ.ศ. 2533 องค์การนาซาได้ส่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Space Telescope) ขึ้นไปประจำในวงโคจรรอบโลกที่ความสูง 600 กิโลเมตรเหนือผิวโลก บรรยากาศที่ความสูงดังกล่าวนี้เบาบางเทียบได้กับสภาวะสุญญากาศ ในการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ที่ระดับความสูงดังกล่าวจึงไม่มีผลกระทบจากบรรยากาศ

กล้องโทรทรรศน์อวกาศ ฮับเบิล

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเป็นกล้องชนิดสะท้อนแสง มีขนาดความกว้างของกระจกปฐมภูมิ 2.4 เมตร โคจรรอบโลกทุกๆ 97 นาทีรวมน้ำหนักของตัวกล้องและอุปกรณ์ต่างๆ หนักถึง 11 ตัน มีขนาดความกว้าง 4.3 เมตร ยาว 13.3 เมตร ใช้พลังงานจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ปีกทั้งสองข้าง กระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้จะถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่นิเกิล-ไฮโดรเจนขนาดใหญ่ ตัวเพื่อใช้งานขณะที่กล้องโคจรไปอยู่ในเงาของโลกขณะไม่ได้รับแสง อุปกรณ์สำคัญที่ติดตั้งไปกับกล้องคือระบบคอมพิวเตอร์ กล้องถ่ายภาพมุมกว้าง เครื่องตรวจวัดสเปกตรัม เครื่องปรับทิศทางของกล้อง เป็นต้น ภาพถ่ายจากกล้องจะได้รับการวิเคราะห์โดยสถาบันวิทยาศาสตร์เพื่อใช้เป็นข้อมูลในทางดาราศาสตร์

กล้องบนโลกนั้นสามารถส่องวัตถุท้องฟ้าได้ไกลราว 2 พันล้านปีแสง แต่กล้องฮับเบิลสามารถส่องได้ไกลถึง 14,000 ล้านปีแสง ข้อมูลที่ได้จากกล้องฮับเบิลเพียงระยะเวลาสั้นๆ สามารถแสดงให้เห็นถึงรายละเอียดต่างๆ ของวัตถุท้องฟ้าที่มนุษย์ไม่เคยเห็นมาก่อน กล้องฮับเบิลมีอายุการใช้งานนานถึง 20 ปี โดยคาดว่านาซาจะปลดระวางในปี พ.ศ. 2553

นอกจากนั้นยังมีกล้องโทรทรรศน์อวกาศรังสีเอกซ์จันทรา (Chandra X-Ray Observatory) ซึ่งถูกส่งขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 23 กรกฎาคม 2543 ปฏิบัติภารกิจบนวงโคจรสูงจากผิวโลก โดยระยะห่างจากผิวโลกมากที่สุด 133,000 กิโลเมตร

ในอนาคตองค์การนาซาวางแผนจะสร้างและส่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศตัวใหม่เพื่อทดแทนกล้องฮับเบิล ชื่อว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศ เจมส์ เว็บบ์ (James Webb Space Telescope) คาดว่าจะส่งขึ้นไปประมาณปี 2554 โดยกล้องดังกล่าวมีขนาดกระจกปฐมภูมิใหญ่ 6.5 เมตร ซึ่งใหญ่กว่ากล้องฮับเบิลประมาณ2-3 เท่า

 

8.1 กล้องโทรทรรศน์

กล้องโทรทรรศน์ (Telescopes)

      แม้ว่าตาของคนเรา สามารถมองเห็นท้องฟ้า แต่การใช้อุปกรณ์ประเภทกล้องสองตา หรือกล้องโทรทรรศน์ จะช่วยให้ตาเราสามารถรับแสงได้มากยิ่งขึ้น ทำให้มองเห็นวัตถุที่มีความสว่างน้อย หรือจางได้สว่าง หรือชัดเจนมากขึ้น กล้องโทรทรรศน์ (Telescopes) เป็นอุปกรณ์ช่วยดูดาวประเภทหนึ่ง ที่ช่วยให้นักดูดาว สามารถศึกษาท้องฟ้า ได้มากกว่ากล้องสองตา 
คุณลักษณะของกล้องโทรทรรศน์

ตัวแปรต่างๆ ของกล้องโทรทรรศน์ ที่เราควรรู้จัก คือ …

     1. ขนาดของหน้ากล้อง (Aperture): ตัวแปรที่สำคัญที่สุด ของกล้องโทรทรรศน์ คือ ขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลาง ของกล้อง ซึ่งหมายถึงขนาดของเลนส์วัตถุ (ในกล้องโทรทรรศน์ แบบหักเหแสง) หรือขนาดของกระจกสะท้อนแสง (ในกล้องโทรทรรศน์ แบบสะท้อนแสง) ทั้งนี้ก็เพราะว่า การที่วัตถุมองไม่ค่อยเห็น เกิดจากวัตถุนั้นๆจาง หรือได้รับแสงจากวัตถุนั้นน้อย ไม่ได้เกิดจากวัตถุเล็ก แล้วต้องการกำลังขยายมาก ดังนั้น ขนาดของหน้ากล้องที่มาก จะทำให้กล้องได้รับแสงมากกว่า กล้องที่มีขนาดหน้ากล้องน้อย แต่อย่าลืมว่า กล้องที่มีขนาดใหญ่มาก น้ำหนักและการเคลื่อนย้าย ก็อาจเป็นอุปสรรคต่อการใช้งานได้

      2. กำลังขยาย (Power or Magnification): กำลังขยาย ไม่ใช่ ตัวแปรหรือปัจจัยที่สำคัญมากนัก ปกติแล้ว กำลังขยายสูงสุด จะไม่เกิน 50 เท่าของ(ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของ)กล้อง ในหน่วยนิ้ว (หรือกำลังขยายสูงสุด จะไม่เกิน 2 เท่าของกล้อง ในหน่วยมิลลิเมตร) เช่น กล้องขนาด 6 นิ้ว (6-inch) ควรจะมีกำลังขยายสูงสุดไม่เกิน 300x (300 เท่า) เป็นต้น

      การที่กล้องมีกำลังขยายไม่มากนัก จะทำให้ภาพที่ได้ มีความคมชัดสูง (ดังตัวอย่างภาพต่อมา ทางซ้าย) ขณะที่กล้องที่มีกำลังขยายเกินตัว (เมื่อเทียบกับแสงที่ได้รับ) ก็จะทำให้ภาพเบลอมาก ไม่มีประโยชน์ (ดังตัวอย่างภาพต่อมา ทางขวา) จึงไม่แปลก ที่ท่านอาจพบกล้องโทรทรรศน์ ตามห้างสรรพสินค้า ที่มีขนาดเพียง 2.4 นิ้ว แต่บอกว่า มีกำลังขยายถึง “475 เท่า!” แน่นอนที่สุด … มันเป็นเพียงแค่ของเล่นเท่านั้น

      


ประเภทของกล้องโทรทรรศน์ กล้องโทรทรรศน์ แบ่งออกได้ 3 ประเภท คือ

     1. กล้องโทรทรรศน์ แบบหักเหแสง (Refractor Telescope) 
เป็นกล้องโทรทรรศน์ ที่อาศัยหลักการหักเหของแสง ผ่านเลนส์วัตถุ (Objective Lens) แล้วหักเหอีกครั้ง ผ่านเลนส์ตา (Eye piece) กล้องชนิดนี้ ค้นพบก่อนที่กาลิเลโอจะนำมาพัฒนา และนิยมใช้จนแพร่หลาย ในสมัยของกาลิเลโอ ซึ่งเหมาะสำหรับ สำรวจพื้นผิวของดวงจันทร์, ดาวเคราะห์, วงแหวนและดาวบริวารของดาวเคราะห์ เป็นต้น

 

      ข้อดีของกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงนี้ เหมาะสำหรับมือใหม่ เนื่องจาก ราคาถูก (เมื่อเทียบกับแบบอื่น), เคลื่อนย้าย, ประกอบใช้งานง่าย, และเนื่องจากไม่ต้องตั้งอะไรมากนัก ทำให้บำรุงรักษาง่าย นอกจากนี้ โครงสร้างของกล้อง ก็ป้องกันฝุ่นในตัวอยู่แล้ว

      ข้อเสียคือ ขนาดสูงสุดของเลนส์วัตถุไม่มากนัก ซึ่งทั่วไปจะมีขนาดประมาณ 3-5 นิ้ว ดังนั้น จึงไม่สามารถสังเกตวัตถุที่จางมากๆ นอกจากนี้ ขนาดของเลนส์วัตถุที่ใใหญ่มาก จะทำให้ภาพที่ได้มีสีเพี้ยน เนื่องจากการหักเหของแต่ละสี ในสเปคตรัมของแสงไม่เท่ากัน ทำให้ต้องมีการเคลือบเลนส์ (Coating) เพื่อแก้ไข ทำให้ราคาสูงขึ้นอีก และกล้องโทรทรรศน์ชนิดนี้ มักมากับกระจกสะท้อน (The Right-angle Mirror or Diagonal Mirror) เพื่อช่วยให้สะดวกในการดูดาว ทำให้ภาพที่ได้ กลับจากซ้ายไปชวา ทำให้มือใหม่ ยากต่อการเปรียบเทียบกับแผนที่ฟ้าได้

 

 

 

       2. กล้องโทรทรรศน์ แบบสะท้อนแสง (Refrector Telescope)
เป็นกล้องโทรทรรศน์ ที่อาศัยหลักการสะท้อนของแสง ผ่านกระจกโค้ง (Concave Objective Mirror) แล้วหักเหอีกครั้ง ผ่านเลนส์ตา (Eye piece) กล้องชนิดนี้ พัฒนาโดยไอแซ็ค นิวตัน จึงมีอีกชื่อหนึ่ง คือ กล้องโทรทรรศน์แบบนิวตัน (Newtonian Telescope) ซึ่งเหมาะสำหรับ การสำรวจกระจุกดาว, เนบิวลา, วัตถุท้องฟ้า หรือกาแล็กซี่ที่ค่อนข้างจาง เป็นต้น

 

 

      กระจกโค้ง จะสะท้อนแสง ให้แสงรวมกันยังจุดโฟกัส จุดเดียว เพื่อทำให้ภาพที่ได้มีความคมชัด ดังนั้น กระจกสะท้อน จึงต้องมีความโค้งแบบพาราโบลา (Parabola) ไม่ใช่โค้งแบบส่วนหนึ่งของทรงกลม (Sphere) (ดูภาพข้างล่างประกอบ)

 

ตัวเลข f/ratio (Focal Ratio)

      กล้องแบบนี้ จะมีตัวเลข f/ratio เช่น f/5, f/6, f/16 เป็นต้น ซึ่งตัวเลขหลัง f/ เป็นตัวเลขบอก อัตราส่วนระหว่าง ระยะโฟกัส (ระยะจากกระจกโค้ง ถึงจุดรวมแสง หรือเลนส์ตา) ต่อขนาดของกล้อง

เช่น กล้องขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 นิ้ว มีระยะโฟกัสเท่ากับ 40 นิ้ว จะมีค่า f/ratio เท่ากับ f/10 เป็นต้น

     ตัวเลขที่น้อย เช่น f/5, f/6 กล้องจะมีความยาวน้อยกว่า แต่คุณภาพจะดีสู้กล้องที่มีตัวเลขมากกว่า เช่น f/10 ไม่ได้ แต่กล้องที่มีตัวเลขมากกว่า จะมีความยาวกล้องมากกว่า ทำให้เคลื่อนย้ายลำบากกว่า


และกล้องโทรทรรศน์แบบ Catadioptric ก็อาศัยหลักคำนวณแบบเดียวกัน เพียงแต่ระยะโฟกัส เป็นระยะที่เกิดจากการสะท้อน และหักเหผ่านเลนส์ตาแล้ว เท่านั้น

      ข้อดีของกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงนี้ เหมาะสำหรับทั่วไป เนื่องจาก ภาพที่ได้มีคุณภาพดี, ราคาไม่สูงมาก นอกจากนี้ ภาพที่ได้ก็เหมือนจริง (ไม่กลับข้าง) นอกจากนี้ ขนาดของหน้ากล้อง ซึ่งมีความสำคัญต่อการรับแสง กล้องชนิดนี้ ก็มีขนาดให้เลือกมากกว่า

       ข้อเสียคือ กระจกสะท้อนที่สอง (Secondary Mirror or Reflecting Mirror) ที่อยู่ภายในกล้อง ที่ทำหน้าที่สะท้อนภาพมายังเลนส์ตานั้น จะลดพื้นที่รับแสงของกล้องแบบนี้ ทำให้เมื่อขนาดของหน้ากล้องเท่ากัน กล้องแบบหักเหแสงจะรับแสงได้มากกว่า ทำให้เห็นภาพวัตถุที่จางกว่าได้ (แต่กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง มีขนาดของหน้ากล้องที่ใหญ่กว่าให้เลือกแทน) และกล้องแบบนี้ ก็ต้องการการดูแลรักษา โดยเฉพาะการป้องกันฝุ่น หรือน้ำค้าง เนื่องจากด้านหน้าของกล้อง เปิดออกรับแสงโดยตรง โดยไม่มีอะไรมาปิดไว้

      3. กล้องโทรทรรศน์ แบบ Catadioptric (Catadioptric Telescope) 
เป็นกล้องโทรทรรศน์ ที่อาศัยทั้งหลักการสะท้อนและการหักเหของแสง เข้าไว้ด้วยกัน ซึ่งกล้องชนิดนี้ ใช้ทั้งกระจกโค้งสะท้อน และเลนส์ในการหักหของแสง และเรียกกล้องชนิดนี้ว่า “Catadioptric” หมายถึง กระจก-เลนส์ (mirror-lens) ตัวอย่างเช่น กล้องแบบ Schmidt-Cassegrain, Maksutov-Cassegrain เป็นต้น กล้องชนิดนี้ จำหน่ายครั้งแรกในยุค ค.ศ. 1970s (ประมาณ 20-30 ปีที่ผ่านมาเท่านั้น) กล้องชนิดนี้ เหมาะสำหรับ การสำรวจกระจุกดาว, เนบิวลา, วัตถุท้องฟ้า หรือกาแล็กซี่ที่ค่อนข้างจาง เป็นต้น

 

      ข้อดีของกล้องโทรทรรศน์แบบนี้ ทำให้มีขนาดเล็ก (ขณะที่หน้ากล้องใหญ่ขึ้น) ทำให้เคลื่อนย้ายสะดวก, ขนาดที่ของกล้องสั้น ทำให้ติดตั้งมอเตอร์ติดตามดาวได้ง่าย เนื่องจากน้ำหนักสมดุลกว่า และติดตั้งอุปกรณ์ประกอบได้ง่าย เช่น กล้อง CCD สำหรับถ่ายภาพ เป็นต้น

      ข้อเสียคือ ราคาที่สูงกว่ากล้องแบบอื่นๆ (ในขนาดที่เท่ากัน) และภาพที่ได้ มีความคมสู้แบบสะท้อนแสงไม่ได้ (ในขนาดที่เท่ากัน) เนื่องจาก เลนส์ตาที่ทำหน้าที่หักเหแสง และกล้องโทรทรรศน์ชนิดนี้ มักมากับกระจกสะท้อน (The Right-angle Mirror or Diagonal Mirror) เพื่อช่วยให้สะดวกในการดูดาว ทำให้ภาพที่ได้ กลับจากซ้ายไปชวา เช่นเดียวกับกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสง ทำให้ยากต่อการเปรียบเทียบ กับแผนที่ฟ้าได้

 


ตัวอย่างของกล้องโทรทรรศน์

กล้องโทรทรรศน์ แบบหักเหแสง

กล้องโทรทรรศน์ แบบสะท้อนแสง

กล้องฯแบบ Schmidt-Cassegrain

 

7.3 ดวงอาทิตย์

       ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่มีขนาดไม่ใหญ่นัก  มีตำแหน่งอยู่ที่ตรงมุมหนึ่งของกาแล็กซีของเรา  ซึ่งบางทีอาจจะเป็นตำแหน่งที่ไม่อาจจะมองเห็นจากดาวเคราะห์ดวงหนึ่งดวงใดที่เป็นบริวารของดาวฤกษ์อื่นก็ได้  การดำรงชีวิตของเราต้องอาศัยดวงอาทิตย์  และเพราะว่าดวงอาทิตย์อยู่ใกล้กับโลกมากทำให้มีการศึกษาเกี่ยวกับดวงอาทิตย์มากที่สุดอันทำให้รู้จักมันได้ดีกว่าที่รู้จักดาวฤกษ์ดวงอื่น ๆ

ส่วนประกอบ (COMPOSION)
       ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ ์ประเภทดาวแคระเหลือง (yellow dwarf)  ดวงหนึ่งจัดเป็นดาวฤกษ์ขนาดย่อม  แต่เพราะว่ามันอยู่ห่างจากโลกราว  93  ล้านไมล์ ( 150  ล้านกิโลเมตร)  ดวงอาทิตย์จึงเป็นดาวฤกษ์บนฟากฟ้าที่สำคัญที่สุดสำหรับเรา  ดวงอาทิตย์เป็นลูกกลมดวงใหญ่ที่ประกอบด้วยก๊าซฮีเลียมประมาณร้อยละ  24  ไฮโดรเจนร้อยละ  75  และธาตุอื่น ๆ อีกประมาณร้อยละ  1 ภายในดวงอาทิตย์มีปฏิกิริยาการหลอมนิวเคลียส (nuclear fusion reactions)  ดำเนินอยู่ ส่งผลให้อะตอมของไฮโดรเจนหลอมรวมกันเกิดเป็นอะตอมของฮีเลียมซึ่งมีน้ำหนักมากกว่าเล็กน้อยและให้พลังงานออกมาด้วย  พลังงานนี้แผ่ผ่านอวกาศมาถึงโลกทำให้สิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นและดำรงอยู่ได้

ลักษณะทางกายภาพ

ลักษณะทางดาราศาสตร์

อุณหภูมิทีพื้นผิว 11000  ํF ขนาดที่มองเห็น -26.8
เส้นผ่านศูนย์กลาง 849,443 ไมล์ (1,392,530 กิโลเมตร) ขนาดสัมบูรณ์ +4.8
ปริมาตร  ลูกบาศก์เมตร ระยะห่างปานกลางจากโลก 9,089,000 ไมล์
มวล   กิโลกรัม ระยะเวลาหมุนรอบตัวเอง 1 รอบ 25 – 30 วัน

การสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ (OBSERVING THE SUN)
ท่านต้องไม่สังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ด้วยตาเปล่าโดยตรง  เนื่องจากอาจทำให้ท่านตาบอดได้  โดยเฉพาะอย่างยิ่งต้องไม่ดุด้วยกล้องสองตา หรือกล้องโทรทรรศน์เป็นอันขาด ในการสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ชนิดพิเศษเท่านั้น  กล้องโทรทรรศน์ชนิดพิเศษเท่านั้น  กล้องโทรทรรศน์ชนิดพิเศษนี้จะติดที่กรองแสงและทำงานโดยการสะท้อนภาพลงบนกระจก  ตัวรับภาพจะเป็นถังขนาด   ใหญ่ปลายใบอยู่ทางด้านล่างของตัวกล้องสำหรับใช้ในการศึกษาการแผ่รังสีที่มาจากใจกลางของดวงอาทิตย์  สำหรับข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับโครงสร้างของดวงอาทิตย์จะถูกรวบรวมโดยดาวเทียม  ยานอวกาศ และห้องทดลองที่ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศ
ถ้าเราดูภูมิประเทศอันเป็นพื้นราบที่อยู่ท่ามกลางแสงแดด  เราจะเห็นว่าแสงแดดสาดส่องทาบทับไปบนทุกสิ่งอย่างสม่ำเสมอกันเราไม่อาจจะมองดูดวงอาทิตย์ด้วยตาเปล่าได้  เพราะจะเป็นการเสี่ยงมากถึงขนาดที่ทำให้ตาบอดได้  แต่ถ้าเราดูดวงอาทิตย์ด้วยกล้องโทรทัศน์สุริยะ (Solar telescope) ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์สำหรับใช้ดูดวงอาทิตย์โดยเฉพาะ  เราจะสังเกตเห็นว่าพื้นผิวของดวงอาทิตย์เป็นเหมือนกับท้องทะเลอันกว้างใหญ่ไพศาล  เต็มไปด้วยคลื่นมากมายเหลือที่จะนับ  และมีจุดต่าง ๆ ซึ่งเคลื่อนที่ไปมา กับรัศมีอันโชติช่วงเจิดจ้าล้อมรอบดวงอาทิตย์อยุ่ด้วย  1 วง

โครงสร้าง  (STRUCTURE)
ดวงอาทิตย์ประกอบขึ้นด้วยมวลก๊าซจำนวนมหาศาลซึ่งทำให้ใจกลาง (core) (1) ซึ่งเป็นส่วนในสุดที่ห้อมล้อมด้วยชั้นที่เย็นกว่าหลายชั้นนั้นร้อนจัดมาก  ที่ใจกลางดังกล่าวมีอุณหภูมิราว 36 ล้านองศาฟาเรนไฮต์   แต่ที่ผิวนอกร้อนเพียง  11,000  องศาเท่านั้น ตรงส่วนบนสุดของใจกลางเป็นเขตการแผ่รังสี ( radiant zone)  (2)  ซึ่งปลดปล่อยรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาภายนอก ถัดไปเป็นเขตการพา(convection zone) (3) ซึ่งเป็นที่ที่มีลำก๊าซมหิมาจำนวนมากผุดพลุ่งขึ้นและยุบลงสลับกัน  ถัดออกมาก็เป็นผิวนอกของดวงอาทิตย์ที่เรามองเห็นได้และรู้จักกันในชื่อของโฟโตสเฟียร์ (photosphere) (4) ซึ่งเป็นชั้นบาง ๆ เพียง ชั้นเดียว


            บนชั้นโฟโตสเฟียร์นี้ยังมีชั้นบาง ๆ อีก 1 ชั้นเรียกว่า โครโมสเฟียร์ (chromosphere)  ซึ่งหนาประมาณ 1,800 ไมล์ (3,000 กิโลเมตร) ถัดออกมาเป็นชั้นของก๊าซในสภาพเป็นไอออนที่มีความหนาแน่นต่ำและร้อนจัดมากพวยพุ่งออกมาจากดวงอาทิตย์เป็นระยะทางไกลซึ่งทำให้เห็นเป็นวงแสงสีรุ้งรอบดวงอาทิตย์เมื่อเกิดสุริยุปราคา  ชั้นของก๊าซนี้เรียกว่ากลดสุริยะ (solar corona)  เป็นชั้นที่ร้อนจัดมากชั้นหนึ่ง ทั้ง  2 ชั้นนี้ถือได้ว่าเป็นชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ (the Sun’s atmoshere)

แสงสุริยะ (SOLAR LIGHT)
การที่ดวงอาทิตย์มีการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (electromagnetic radiation) ออกมาได้เป็นปริมาณมากมายมหาศาลนั้นเป็นผลมาจากปฏิกิริยาภายในดวงอาทิตย์นั้นเอง รังสีที่แผ่ออกนี้ส่วนหนึ่งมาถึงโลกของเรา รังสีดังกล่าวมีความยามคลื่น  (wavelenght) ต่างกันมาก ตั้งแต่รังสีเอกซเรย์  (X-ray)  ไปจนถึงคลื่นวิทยุ (radio waves) ซึ่งเราสามารถมองเห็นได้ก็เฉพาะแต่ส่วนของรังสีที่อยู่ในรูปของแสงที่มองเห็นได้ (visible light) เท่านั้น แสงดังกล่าวที่สายตาเรามองเห็นเป็นสีขาวนั้นมีรังสีอยู่หลายชนิด แต่ละชนิดมีความยาวคลื่นต่าง ๆ กันนั่นก็คือมีสี  (color) ต่างกันด้วย

จุดดับในดวงอาทิตย์ (SUNSPORT)
จุดดับในดวงอาทิตย์เป็นบริเวณของพื้นผิวดวงอาทิตย์ที่มีสีดำ  ซึ่งมีอุณหภูมิที่ต่ำกว่าพื้นผิวที่อยู่ด้านหลัง  จุดดับดังกล่าวปรากฎให้เห็นเฉพาะบริเวณเส้นศูนย์สูตรของดวงอาทิตย์เท่านั้น  ไม่ปรากฎว่าพบที่บริเวณขั้วทั้งสองของดวงอาทิตย์เลย  จัดดับเหล่านี้แต่ละจุดจะตรงส่วนกลางจะมืดกว่าส่วนอื่น ๆ และที่ขอบจะเป็นเงามืดน้อยกว่าส่วนกลาง  รูปร่างและขนาดของจุดดับเหล่านี้จะแปรเปลี่ยนไปอย่างมากตลอดเวลา จุดดับอาจจะเกิดขึ้นแล้วหายไปภายในไม่กี่ชั่วโมง  หรืออาจจะคงอยู่ได้เป็นหลาย ๆ เดือนกว่าจะหายไปก็ได้ขึ้นอยู่กับขนาดของมัน  จุดดับในดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ไปตามการหมุนรอบตัวเองของดวงอาทิตย์มีจำนวนที่ไม่แน่นอน  แต่จะเพิ่มขึ้นหรือลดลงทุกรอบ 11 ปี ซึ่งรู้จักกันในชื่อของ วัฎจักรสุริยะ (solar cycle)

เปลวสุริยะ] (SOLAR PROMINENCES)
ชั้นโครโมสเฟียร์ (chromosphere) ของดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิราว  180,000  องศา แต่เป็นชั้นที่มีความหนานแน่นไม่มากกนักและไม่ค่อยปลดปล่อยพลังงานใด ๆ ออกมา  ทว่าเป็นชั้นที่มีปรากฎการณ์หนึ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษกล่าวคือ มีเปลวไฟมหิมาแลบขึ้นไปจากพื้นผิวเป็นระยะทางหลายพันไมล์/กิโลเมตร เรียกกันว่าเปลวสุริยะแทรกผ่านชั้นกลดสุริยะ  (solar corona) ออกไปสู่ห้วงอวกาศ ในบางครั้งอาจจะแลบออกไปไกลถึง 610,000 ไมล์ (1 ล้านกิโลเมตร) จากพื้นผิวบนดวงอาทิตย์

การทรงกลดของดวงอาทิตย์ (THE SUN CORONA)
ส่วนนี้เป็นส่วนบรรยากาศชั้นนอก (outer atmosphere)  ของดวงอาทิตย์เริ่มจากชั้นโครโมสเฟียร์ (chromosphere)  ออกมาในห้วงอวกาศเป็นระยะทางหลายไมล์/กิโลเมตร  ส่วนนี้เป็นส่วนที่แทบจะไม่มีความหนานแน่นเลย      และแม้จะมีอุณหภูมิราวย 1.8 ล้านองศาฟาเรนไฮต์  แต่มีการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาน้อยมาก  รูปร่างของเปลวไฟก๊าซที่พวยพุ่งขึ้นไปเรียกว่ากลดสุริยะ  (solar corona)  นี้เปลี่ยนแปรไปตลอดเวลาขึ้นอยู่กับปริมาณของกิจกรรมในแต่ละรอบกิจกรรม (activity cycle) ด้วย  โดยเปลวไฟดังกล่าวจะพวยพุ่งแลบออกไปไกลมากกว่าปกติในรอบกิจกรรมที่เป็๋นจำนวนมากที่สุด
กลดสุริยะ (solar corona) สามารถสังเกตเห็นได้ในช่วงที่ดวงอาาทิตย์เกิดสุริยุปราคาเต็มดวง  (total eclipse)   ซึ่งเป็นเวลาที่เงาของดวงจันทร์ทอดทับกับวงกลมสุริยะ (solar disk)  ได้หมดพอดี  ทำให้แลเห็นได้เฉพาะแต่ชั้นโฟโตสเฟียร์ (photosphere) ของดวงอาทิตย์ที่ล้อมด้วยรัศีที่เป็นแถบกว้างสีค่อนข้างขาว 1 วง    ซึ่งเป็นเปลวไฟที่พลุ่งวูบวาบเป็นสายเล็กและยาวจำนวนมากเท่านั้น นี่คือสิ่งที่เรียกว่า กลด   (corona)   กลดสุริยะปลดปล่อยรังสี  เอกซเรย์และแสงอัลตราไวโอเลต

ลมสุริยะ (SOLAR WIND)
ลมสุริยะ เป็นคำที่ใช้เรียกการพัดอย่างต่อเนื่องกันของกระแสอนุภาคต่าง ๆ  ที่ดวงอาทิตย์ปล่อยออกสู่อวกาศโดยรอบกระแสดังกล่าวมีมวลเบาบางมากเพียง 4 หรืออ 5 อนุภาคต่อลูกบาศก์เซนติเมตรเท่านั้น  และเช่นเดียวกันเมื่อมาถึงโลกก็จะรบกวนการโทรคมนาคม และยังก่อให้เกิดปรากฎการณ์ตื่นตาตื่นใจที่เรียกว่า แสงออโรรา (aurora borealis) ด้วย  นอกจากนั้นลมสุริยะนี้ยังเป็นส่งที่ทำให้เราสามารถแลเห็นหางของดาวหางได้ด้วย

7.2 เขตของบริวารดวงอาทิตย์

ระบบสุริยะและดาวบริวาร

ระบบสุริยะ
ระบบสุริยะเป็นกลุ่มของดวงดาวซึ่งประกอบไปด้วยดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์และวัตถุบนท้องฟ้าต่าง ๆ ดาวฤกษ์มีเพียงดวงเดียว คือ ดวงอาทิยต์ ดาวเคราะห์ มี 9 ดวง ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน ดาวพลูโต ส่วนวัตถุท้องผ้าที่มีหลายชนิด เช่น อุกกาบาต ดาวหาง ดาวเคราะห์น้อย ดวงจันทร์ เป็นต้น
ดวงอาทิตย์ เป็นดาวฤกษ์เพียงดวงเดียวในระบบสุริยะซึ่งมีขนาดและความสว่างอยู่ในระดับกลาง ๆ เมื่อเทียบกับดาวฤกษ์ดวงอื่น ๆ ดวงอาทิตย์มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1,392,000 กิโลเมตร หมุนรอบตัวเอง 1 รอบใช้เวลา  25-35 วัน มีอุณหภูมิพื้นผิวประมาณ 6,000 องศาเซลเซียล

ดวงอาทิตย์สำคัญไฉน
1. ให้ความร้อน
2. ให้แสงสว่าง
3. ให้พลังงาน

ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ

ดาวพุธ เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดไม่มีดวงจันทร์เป็นบริวาร มีอุณหภูมิสูงประมาณ  400 องศาเซลเซียส ดาวพุธหมุนรอบตัวเอง 1 รอบใช้เวลา 59 วัน โคจรรอบดวงอาทิตย์ 88 วัน เราสามารถมองเห็นดาวพุธด้วยตาเปล่าในตอนเช้าก่อนดวงอาทิตย์ขึ้นและตกครึ่งชั่วโมง

ดาวศุกร์ เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 2 ระบบสุริยะ ดาวศุกร์มีขนาดใกล้เคียงกับโลกจึงได้ชื่อว่าเป็นดาวฝาแฝดของโลก ดาวศุกร์ไม่มีดวงจันทร์เป็นบริวาร ดาวศุกร์มีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์เล็กกว่าโลก เราเห็นดาวศุกร์ปรากฏได้สองฟากฟ้า เมื่อเห็นดาวศุกร์ปรากฎในท้องฟ้าด้านตะวันออกตอนเช้ามืดเรียกว่า “ดาวรุ่ง” หรือ “ดาวประกายพรึก” แต่เมื่อปรากฎทางด้านตะวันตกตอนหัวค่ำ เรียกว่า “ดาวประจำเมือง”

โลก

เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่สาม โดยโลกเป็นดาวเคราะห์หินขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ และเป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวที่วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ยืนยันได้ว่ามีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ ดาวเคราะห์โลกถือกำเนิดขึ้นเมื่อประมาณ 4,570 ล้าน (4.57×109) ปีก่อน และหลังจากนั้นไม่นานนัก ดวงจันทร์ซึ่งเป็นดาวบริวารเพียงดวงเดียวของโลกก็ถือกำเนิดตามมา

ดาวอังคาร  เป็นดาวสีแดง ชาวโรมันขนานนามว่า เทพเจ้าแห่งสงคราม พื้นผิวเต็มไปด้วยอุกกาบาต ดาวอังคารเป็นดาวแห่งพายุฝุ่น อุณหภูมิและกระแสลมที่แปรเปลี่ยนไป ทำให้เกิดพายุฝุ่นตลอดทั้งปีมีดวงจันทร์เป็นบริวาร 2 ดวง ชื่อ โฟบอส และไดมอส ซึ่งดวงจันทร์ทั้ง 2 ดวงนี้ถูกค้นพบโดยนักดาราศาสตร์ชื่อ เอแสฟ ฮออล ในปี พ.ศ. 2420

ดาวพฤหัสบดี

เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 5 และเป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ ดาวพฤหัสบดีมีมวลสูงกว่ามวลของดาวเคราะห์อื่นรวมกันราว 2.5 เท่า ทำให้ศูนย์ระบบมวลระหว่าง ดาวพฤหัสบดีกับดวงอาทิตย์ อยู่เหนือผิวดวงอาทิตย์ (1.068 เท่าของรัศมีดวงอาทิตย์ เมื่อวัดจากศูนย์กลางดวงอาทิตย์) ดาวพฤหัสบดีหนักว่าโลก 318 เท่า เส้นผ่านศูนย์กลางยาวกว่าโลก 11 เท่า และมีปริมาตรคิดเป็น 1,300 เท่าของโลก เชื่อกันว่าหากดาวพฤหัสบดีมีมวลมากกว่านี้สัก 60-70 เท่า อาจเพียงพอที่จะให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์จนกลายเป็นดาวฤกษ์ได้

ดาวเสาร์  เป็นดาวเคราะห์ที่เราสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเป็นสีเหลืองอ่อน จากภาพถ่ายของยานวอยเอเจอร์ 1 และ 2 พบว่าดาวเสาร์ มีวงแหวน 7 ชั้นใหญ่ ๆ และมีวงแหวนเล็กซ้อนกันอยู่หลายพันวง ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคน้ำแข็งและก้อนหินที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็ง ดาวเสาร์มีดวงจันทร์บริวาร 18 ดวง ดวงที่ใหญ่ที่สุดมีชื่อว่า ไททัน

ดาวยูเรนัส  มีลักษณะแปลกกว่าดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ คือ ขณะที่ดาวเคราะห์อื่นมีแกนเอียงออกกับแนวตั้งฉาก จากระนาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์เพียงเล็กน้อย แต่ดาวยูเรนัสหันขั้วเหนือออกจากแนวดิ่งถึง 98 องศา เมื่อมองจากโลกจึงดูคล้ายกับดาวยูเรนัส หมุนรอบตัวเองกลับทิศกับดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ดาวยูเรนัสถูกค้นพบเมื่อวันที่ 13 มีนาคม พ.ศ. 2324 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ชื่อ วิลเลียม เฮอร์เชลและมีดวงจันทร์เป็นบริวาร 21 ดวง

ดาวเนปจูน  เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็ลำดับที่ 8 ลักษณะเป็นดาวเคราะห์ก๊าซที่มีลักษณะคล้ายกับดาวยูเรนัส ดาวเนปจูนถูกค้นพบเมื่อวันที่ 23 กันยายน 2389 โดยนักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน ชื่อ โจฮันน์ จี. กาลเล ดาวเนปจูน มีดวงจันทร์เป็นบริวารที่ถูกค้นพบแล้ว 8 ดวง

ดาวพลูโต  อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 9 แต่เนื่องจากวงโคจรของดาวพลูโตเป็นวงรีมาก และเอียงจากสุริยวิถีมากจึงมีบางช่วงที่ดาวพลูโตอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าดาวเนปจูน ดาวพลูโต ถูกค้นพบเมื่อปี พ.ศ.2473 โดยไคล์ด ทอมบอห์ ดาวพลูโตมีดวงจันทร์เป็นบริวาร 1 ดวง ชื่อ คารอน

ดาวหาง  เป็นวัตถุที่เหลือจากการก่อตัวของดาวเคราะหืน้อยในระบบสุริยะและเป็นบริวารของดวงอาทิตย์ เพราะโคจรรอบดวงอาทิตย์เช่นเดียวกับ ดาวเคราะห์ ขณะที่ดวงหางอยู่ไกลดวงอาทิตย์จะคล้ายก้อนน้ำแข็งสกปรก แต่เมื่อดาวหางโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ในระยะวงโคจรของดาวพฤหัสบดีดาวหางเริ่มอุ่นขึ้น น้ำแข็งรอบนอกจะระเหิดกลายเป็นก๊าซและฝุ่นเกิดกลุ่มเมฆก๊าซเป็นบรรยากาศห่อหุ้มขนาดใหญ่มาก ยิ่งโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ลมสุริยะรังสีจากดวงอาทิตย์ยิ่งทำให้หางของดาวหางพัดกระพืดออกเป็นลำยาวขึ้น

ปกติดาวหางที่สว่างมากจะมี 2 หาง หางแรกเป็นหางตรงสีน้ำเงินเรียกว่า หางก๊าซ (Gas tail) ลมสุริยะพัดไปในทิศทางตรงกันข้ามกับดวงอาทิตย์ อีกหางหนึ่งสีเหลืองขาวเรียกว่าหางฝุ่น (Dust tail) เป็นห่างโค้งออกจากทางโคจรของดาวหาง ดาวหางบางดวงมีหางมากกว่า 2 หาง เช่น ดาวหาง เดอ เซซีออกซ์ มีหาง 7 หาง แผ่กระจายคล้ายหางนกยูง ดาวหางที่ควรรู้จักเช่นดาวหางฮัลเล่ย์ซึ่ง 75 ปีจะโคจรมาใกล้โลกครั้งหนึ่ง ดาวหางเองเก ซึ่งเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ในเวลา 3.3 ปี ทั้งนี้เพราะเคลื่อนที่เป็นวงรีอยู่ระหว่างวงโคจรของดาวพุธถึงวงโคจรดาวพฤหัสบดี

ดาวตก หรือ อุกาบาต หรือผีพุ่งใต้  ดาวตกหรือผีพุ่งใต้ หรือ อุกกาบาต เป็นพวกสะเก็ดดาวของหิน เหล็ก และ นิเกิล เมื่ออยู่ในอวกาศ เรียกว่า ชิ้นอุกกาบาตหรือสะเก็ดดาว แต่ตอนผ่านชั้นบรรยากาศของโลกเกิดการเสียดสีมีแสงสว่างลุกโชติช่วงเป็นแนวสว่างไปในท้องฟ้า เรียกว่า ดาวตกหรือผีพุ่งใต้ ถ้ามีขนาดใหญ่มากเผาไหม้ไม่หมดตกถึงพื้นโลกเรียกว่า ก้อนอุกกาบาต ซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบ 3 ชนิด
1.    แอโรไลทส์ เป็นพวกที่เป็นหิน
2.    ไซเดอไรทส์ เป็นพวกเหล็ก และนิเกิล
3.    ไซเดอไรไรทส์ เป็นพวกหินและโลหะบางชนิด

รูปภาพก้อนอุกกาบาตและหลุมอุกกาบาต

ดาวเคราะห์น้อย เป็นวัตถุจำพวกหินและโหะ ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์แต่มีขนาดเล้กเกินกว่าจะเป็นดาวเคราะห์ จึงเรียกว่า ดาวเคราะห์น้อย ดาวเคราะห์น้อยมีขนาดเท่าเม็ดกรวดจนถึงขนาดใหญ่ที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางเกือบ 1,000 กิโลเมตร มีประมาณ 3-5 หมื่นดวง ที่มีขนาดใหญ่ที่พบแล้วได้แก่ พาลาส, จูไน, เวสตา, และอีรอส ดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่โคจรอยู่บริเวณแถบหนึ่งที่อยู่ระหว่างดาวอังคาร กับ ดาวพฤหัสบดี โดยเกาะกันเป็นวงแหวนอยู่

7.1 การกำเนิดระบบสุริยะ

กำเนิดระบบสุริยะ



ระบบสุริยะ

ส่วนใหญ่เป็นก๊าซ ยกเว้นดาวเคราะห์ดวงนอกสุด คือ ดาวพลูโตที่มีขนาดเล็ก และมีพื้นผิวเป็นของแข็ง

     ระบบสุริยะเกิดจากกลุ่มก๊าซและฝุ่นในอวกาศ ยุบรวมกันภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง เมื่อ 4,600 ล้านปีที่ผ่านมา ที่ใจกลางของกลุ่มก๊าซเกิดเป็นดาวฤกษ์ คือ ดวงอาทิตย์ เศษฝุ่น และก๊าซที่เหลือจากการเกิดเป็นดาวฤกษ์ เคลื่อนที่อยู่ล้อมรอบ เกิดการชน และรวมตัวกัน ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง ในช่วงเวลาหลายร้อยล้านปี จนในที่สุดก็กลายเป็นดาวเคราะห์บริวาร และวัตถุอื่นๆ ในระบบสุริยะ


                                                  ภาพที่ 2 กำเนิดระบบสุริยะ

– ระบบสุริยะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 12,000 ล้านกิโลเมตร

– 99% ของเนื้อสารทั้งหมดของระบบสุริยะ รวมอยู่ที่ดวงอาทิตย์

ระบบสุริยะ ประกอบด้วยดวงอาทิตย์และวัตถุอื่นๆ ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ เช่น   ดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง และดาวบริวาร โลกเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 3 โดยทั่วไป ถ้าให้ถูกต้องที่สุดควรเรียกว่า ระบบดาวเคราะห์ เมื่อกล่าวถึงระบบที่มีวัตถุต่างๆ โคจรรอบดาวฤกษ์

คำว่า “ระบบสุริยะ” ควรใช้เฉพาะกับระบบดาวเคราะห์ที่มีโลกเป็นสมาชิก และไม่ควรเรียกว่า “ระบบสุริยะจักรวาล” อย่างที่เรียกกันติดปาก เนื่องจากไม่เกี่ยวข้องกับคำว่า “จักรวาล” ตามนัยที่ใช้ในปัจจุบัน

วัตถุในระบบสุริยะ

ระบบสุริยะประกอบด้วยวัตถุจำนวนมากและมีอยู่หลากหลายประเภท บางอย่างไม่สามารถจำแนกได้อย่างชัดเจนอย่างที่เคยทำได้ในอดีต สารานุกรมวิกิพีเดียของแยกออกเป็นประเภทต่างๆ ดังนี้

ดวงอาทิตย์ เป็นดาวฤกษ์ที่มีชนิดสเปกตรัม G2 มีมวลประมาณ 99.86% ของทั้งระบบ

ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ  มี 8 ดวง ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และ ดาวเนปจูน
– ดาวบริวาร คือ วัตถุที่โคจรรอบดาวเคราะห์
– ฝุ่นและอนุภาคขนาดเล็กอื่นๆ ที่ประกอบกันเป็นวงแหวนโคจรรอบดาวเคราะห์
– ขยะอวกาศที่โคจรรอบโลก เป็นชิ้นส่วนของจรวด ยานอวกาศ หรือดาวเทียมที่มนุษย์สร้างขึ้น
– ซากจากการก่อตัวของดาวเคราะห์ เป็นเศษฝุ่นที่จับตัวกันในยุคแรกที่ระบบสุริยะก่อกำเนิด อาจหมายรวมถึงดาวเคราะห์น้อยและดาวหาง

ดาวเคราะห์น้อย คือ วัตถุที่มีขนาดเล็กกว่าดาวเคราะห์ ส่วนใหญ่มีวงโคจรไม่เกินวงโคจรของดาวพฤหัสบดี อาจแบ่งได้เป็นกลุ่มและวงศ์ ตามลักษณะวงโคจร
– ดาวบริวารดาวเคราะห์น้อย คือ ดาวเคราะห์น้อยขนาดเล็กที่โคจรรอบดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาดใหญ่กว่าหรืออาจมีขนาดพอๆ กัน
– ดาวเคราะห์น้อยทรอย คือ ดาวเคราะห์น้อยที่มีวงโคจรอยู่ในแนววงโคจรของดาวพฤหัสบดีที่จุด L4 หรือ L5 อาจใช้ชื่อนี้สำหรับดาวเคราะห์น้อยที่อยู่ที่จุดลากรางจ์ของดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ด้วย

สะเก็ดดาว คือ ดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาดเท่าก้อนหินขนาดใหญ่ลงไปถึงผงฝุ่น

ดาวหาง คือ วัตถุที่มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นน้ำแข็ง มีวงโคจรที่มีความรีสูง โดยปกติจะมีจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดอยู่ภายในวงโคจรของดาวเคราะห์วงใน และมีจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดห่างไกลเลยวงโคจรของดาวพลูโต ดาวหางคาบสั้นมีวงโคจรใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่านี้ อย่างไรก็ตาม ดาวหางที่มีอายุเก่าแก่มักสูญเสียน้ำแข็งไปหมดจนกลายเป็นดาวเคราะห์น้อย ดาวหางที่มีวงโคจรเป็นรูปไฮเพอร์โบลา อาจมีกำเนิดจากภายนอกระบบสุริยะ

เซนทอร์ คือ วัตถุคล้ายดาวหางที่มีวงโคจรรีน้อยกว่าดาวหาง มักอยู่ในบริเวณระหว่างวงโคจรของดาวพฤหัสบดีและดาวเนปจูน

วัตถุทีเอ็นโอ คือ วัตถุที่มีกึ่งแกนเอกของวงโคจรเลยดาวเนปจูนออกไป อาจแบ่งย่อยเป็น
– วัตถุแถบไคเปอร์ มีวงโคจรอยู่ระหว่าง 30 ถึง 50 หน่วยดาราศาสตร์ คาดว่าเป็นที่กำเนิดของดาวหางคาบสั้น บางครั้งจัดดาวพลูโตเป็นวัตถุประเภทนี้ด้วย นอกเหนือจากการเป็นดาวเคราะห์ จึงเรียกชื่อวัตถุที่มีวงโคจรคล้ายดาวพลูโตว่าพลูติโน
– วัตถุเมฆออร์ต คือ วัตถุที่คาดว่ามีวงโคจรอยู่ระหว่าง 50,000 ถึง 100,000 หน่วยดาราศาสตร์ ซึ่งเชื่อว่าเป็นถิ่นกำเนิดของดาวหางคาบยาว

เซดนา วัตถุที่เพิ่งค้นพบเมื่อเร็วๆ นี้ ซึ่งมีวงโคจรเป็นวงรีสูงมาก ห่างดวงอาทิตย์ระหว่าง 76-850 หน่วยดาราศาสตร์ ไม่สามารถจัดอยู่ในประเภทใดได้ แม้ว่าผู้ค้นพบให้เหตุผลสนับสนุนว่ามันอาจเป็นส่วนหนึ่งของเมฆออร์ต

ฝุ่น  ซึ่งกระจัดกระจายอยู่ทั่วไปในระบบสุริยะ อาจเป็นสาเหตุของปรากฏการณ์แสงจักรราศี ฝุ่นบางส่วนอาจเป็นฝุ่นระหว่างดาวที่มาจากนอกระบบสุริยะ

ดาวเคราะห์

ดาวเคราะห์ (ภาษากรีก πλανήτης, planetes หรือ “ผู้พเนจร”) คือวัตถุขนาดใหญ่ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ ก่อนทศวรรษ 1990 มีดาวเคราะห์ที่เรารู้จักเพียง 9 ดวง (ทั้งหมดอยู่ในระบบสุริยะ) ปัจจุบันเรารู้จักดาวเคราะห์ใหม่อีกมากกว่า 100 ดวง ซึ่งเป็นดาวเคราะห์นอกระบบ คือ โคจรรอบดาวฤกษ์ดวงอื่นที่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์

     ทฤษฎีที่เป็นที่ยอมรับกันมากที่สุดในปัจจุบันกล่าวว่าดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นจากการยุบตัวลงของกลุ่มฝุ่นและแก๊ส พร้อมๆ กับการก่อกำเนิดดวงอาทิตย์ที่ใจกลาง ดาวเคราะห์ไม่มีแสงสว่างในตัวเอง สามารถมองเห็นได้เนื่องจากพื้นผิวสะท้อนแสงจากดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ในระบบสุริยะมีดาวบริวารโคจรรอบ ยกเว้นดาวพุธและดาวศุกร์ และสามารถพบระบบวงแหวนได้ในดาวเคราะห์ขนาดใหญ่อย่างดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน มีเพียงดาวเสาร์เท่านั้นที่สามารถมองเห็นวงแหวนได้ชัดเจนด้วยกล้องโทรทรรศน์

นิยามของดาวเคราะห์

     เมื่อวันที่ 24 สิงหาคม พ.ศ. 2549 ที่ประชุมสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล ที่กรุงปราก สาธารณรัฐเช็ก ซึ่งประกอบด้วยนักดาราศาสตร์กว่า 2500 คนจาก 75 ประเทศทั่วโลก ได้มีมติกำหนดนิยามใหม่ของดาวเคราะห์ ดังนี้

          1. ไม่ใช่ดาวฤกษ์
          2. ไม่ใช่จันทร์บริวาร
          3. มีแรงดึงดูดมากพอที่จะทำให้โครงสร้างของดาวเป็นทรงกลม
          4. เป็นดาวที่โคจรรอบดาวฤกษ์ ซึ่งในที่นี้หมายถึงดวงอาทิตย์
          5. มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างน้อย 500 ไมล์ (804.63 กิโลเมตร)

     นิยามใหม่นี้ส่งผลให้ ดาวพลูโต  ถูกปลดออกจากการเป็นดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ คงเหลือดาวเคราะห์เพียง 8 ดวง เนื่องจากดาวพลูโตไม่สามารถควบคุมแรงดึงดูดและวงโคจรของสิ่งต่างๆ ที่อยู่นอกระบบสุริยะ และให้ถือว่าดาวพลูโตเป็น ดาวเคราะห์แคระ ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะ

รายชื่อดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ  (เรียงตามระยะห่างเฉลี่ยจากดวงอาทิตย์)
– ดาวพุธ
– ดาวศุกร์
– โลก
– ดาวอังคาร
– ดาวพฤหัส
– ดาวเสาร์
– ดาวยูเรนัส
– ดาวเนปจูน

ดาวหาง

ดาวหาง (comet) คือ วัตถุชนิดหนึ่งในระบบสุริยะ มีส่วนที่ระเหิดเป็นไอ เมื่อเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดชั้นฝุ่นและก๊าซที่ฝ้ามัวล้อมรอบ และทอดเหยียดออกไปภายนอกจนดูเหมือนหาง

     ดาวหางประกอบด้วยสามส่วนใหญ่ ๆ คือ นิวเคลียส โคม่า และหาง

     นิวเคลียสของดาวหางเป็น “ก้อนน้ำแข็งสกปรก” ประกอบด้วยน้ำแข็ง คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน แอมโมเนีย และมีฝุ่นกับหินแข็งปะปนอยู่ด้วยกัน

     เมื่อดาวหางเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ความร้อนจากดวงอาทิตย์ จะทำให้น้ำแข็งระเหิดเป็นไอ และปล่อยก๊าซออกมาเกาะกลุ่มเป็นทรงกลมขนาดมหึมาล้อมรอบนิวเคลียส เรียกว่า โคม่า ซึ่งโคม่าอาจมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางถึงหลายล้านกิโลเมตรก็ได้

     จากการศึกษาดาวหางในย่านความถี่อัลตราไวโอเลต พบว่า มีชั้นของไฮโดรเจนห่อหุ้มดาวหางอีกชั้นหนึ่ง ไฮโดรเจนเหล่านี้เกิดจากไอน้ำที่แตกตัวอันเนื่องมาจากรังสีจากดวงอาทิตย์

     ก๊าซและฝุ่นพุ่งเป็นลำออกจากนิวเคลียสในด้านที่หันเข้าหาดวงอาทิตย์ หลังจากนั้นจะถูกลมสุริยะพัดให้ปลิวออกไปทางด้านหลัง

     หางของดาวหางยังแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ หางก๊าซ หรือ หางพลาสมา หรือ หางอิออน ประกอบด้วยอิออน และโมเลกุลที่ส่องสว่างโดยการเรืองแสง ถูกผลักออกไปโดยสนามแม่เหล็กในลมสุริยะ ดังนั้นความผันแปรของลมสุริยะ จึงมีผลต่อการเปลี่ยนรูปร่างของหางก๊าซด้วย หางก๊าซจะอยู่ในระนาบวงโคจรของดาวหาง และชี้ไปในทิศเกือบตรงข้ามดวงอาทิตย์พอดี หางอีกชนิดหนึ่งคือ หางฝุ่น ประกอบด้วยฝุ่นหรืออนุภาคอื่น ๆ ที่เป็นกลางทางไฟฟ้า ถูกผลักออกจากดาวหางด้วยแรงดันของรังสี ในขณะที่ดาวหางใกล้ดวงอาทิตย์ หางของมันอาจยาวได้ถึงหลายร้อยล้านกิโลเมตร

     ดาวหางแบ่งได้เป็น 2 ประเภทคือ ดาวหางคาบสั้น(short period comet)เป็นดาวหางที่มีคาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์น้อยกว่า 200 ปี เช่น ดาวหางฮัลลีย์(Halley)ซึ่งมีคาบการโคจร 76 ปี และดาวหางคาบยาว(long period comet) เป็นดาวหางที่มีคาบการโคจรมากกว่า 200 ปี

ดาวเคราะห์น้อย

ดาวเคราะห์น้อย คือวัตถุแข็งขนาดเล็กที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะอยู่ระหว่างดาวอังคารกับดาวพฤหัส เชื่อว่าดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่เป็นซากที่หลงเหลือในจานดาวเคราะห์ก่อนเกิด ซึ่งไม่สามารถรวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ได้ระหว่างการก่อกำเนิดระบบสุริยะ ดาวเคราะห์น้อยบางดวงมีดาวบริวาร เราสามารถพบดาวเคราะห์น้อยจำนวนมากได้ภายในแถบดาวเคราะห์น้อย ซึ่งอยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี

     ดาวหาง (comet) คือ วัตถุชนิดหนึ่งในระบบสุริยะ มีส่วนที่ระเหิดเป็นไอ เมื่อเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดชั้นฝุ่นและก๊าซที่ฝ้ามัวล้อมรอบ และทอดเหยียดออกไปภายนอกจนดูเหมือนหาง ดาวหางประกอบด้วยสามส่วนใหญ่ ๆ คือ นิวเคลียส โคม่า และหาง

     นิวเคลียสของดาวหางเป็น “ก้อนน้ำแข็งสกปรก” ประกอบด้วยน้ำแข็ง คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน แอมโมเนีย และมีฝุ่นกับหินแข็งปะปนอยู่ด้วยกัน

     เมื่อดาวหางเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ความร้อนจากดวงอาทิตย์ จะทำให้น้ำแข็งระเหิดเป็นไอ และปล่อยก๊าซออกมาเกาะกลุ่มเป็นทรงกลมขนาดมหึมาล้อมรอบนิวเคลียส เรียกว่า โคม่า ซึ่งโคม่าอาจมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางถึงหลายล้านกิโลเมตรก็ได้

     จากการศึกษาดาวหางในย่านความถี่อัลตราไวโอเลต พบว่า มีชั้นของไฮโดรเจนห่อหุ้มดาวหางอีกชั้นหนึ่ง ไฮโดรเจนเหล่านี้เกิดจากไอน้ำที่แตกตัวอันเนื่องมาจากรังสีจากดวงอาทิตย์

     ก๊าซและฝุ่นพุ่งเป็นลำออกจากนิวเคลียสในด้านที่หันเข้าหาดวงอาทิตย์ หลังจากนั้นจะถูกลมสุริยะพัดให้ปลิวออกไปทางด้านหลัหางของดาวหางยังแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ หางก๊าซ หรือ หางพลาสมา หรือ หางอิออน ประกอบด้วยอิออน และโมเลกุลที่ส่องสว่างโดยการเรืองแสง ถูกผลักออกไปโดยสนามแม่เหล็กในลมสุริยะ ดังนั้นความผันแปรของลมสุริยะ จึงมีผลต่อการเปลี่ยนรูปร่างของหางก๊าซด้วยหางก๊าซจะอยู่ในระนาบวงโคจรของดาวหาง และชี้ไปในทิศเกือบตรงข้ามดวงอาทิตย์พอดี หางอีกชนิดหนึ่งคือ หางฝุ่น ประกอบด้วยฝุ่นหรืออนุภาคอื่น ๆ ที่เป็นกลางทางไฟฟ้า ถูกผลักออกจากดาวหางด้วยแรงดันของรังสี ในขณะที่ดาวหางใกล้ดวงอาทิตย์ หางของมันอาจยาวได้ถึงหลายร้อยล้านกิโลเมตร

     ดาวหางแบ่งได้เป็น 2 ประเภทคือ ดาวหางคาบสั้น(short period comet)เป็นดาวหางที่มีคาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์น้อยกว่า 200 ปี เช่น ดาวหางฮัลลีย์(Halley)ซึ่งมีคาบการโคจร 76 ปี และดาวหางคาบ

6.8 มวลของดาวฤกษ์

ดาวฤกษ์มวลสูง
ดาวฤกษ์มวลสูง (High Mass Stars) เป็นดาวฤกษ์ที่มีขนาดใหญ่และมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์หลายเท่าหรือหลายสิบเท่า ในแผนภาพเฮิทซ์ปรุง – รัสเซล ดาวฤกษ์มวลสูงจะมีตำแหน่งอยู่บริเวณด้านบนซ้ายของแถบกระบวนหลัก (Main Sequence) แสดงให้เห็นว่าดาวฤกษ์มวลสูงมีความสว่างมากและมีอุณหภูมิสูง มีสีขาว น้ำเงินแกมขาว
การวิวัฒนาการของดาวฤกษ์มวลสูงในช่วงเริ่มต้นจะมีลักษณะคล้ายดาวฤกษ์มวลต่ำ กล่าวคือ เกิดจากการยุบตัวของกลุ่มก๊าซไฮโดรเจนในอวกาศ แต่เนื่องจากดาวฤกษ์ประเภทนี้ประกอบด้วยกลุ่มก๊าซขนาดใหญ่มาก จึงยุบตัวอย่างรวดเร็วในระยะก่อนกลายสภาพเป็นดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์ที่มวลประมาณ 3 เท่าของดวงอาทิตย์จะใช้เวลาเพียง 3 ล้านปี ในช่วงตั้งแต่กลุ่มก๊าซเริ่มยุบตัว จนกระทั่งกลายไปเป็นดาวฤกษ์ ส่วนดาวฤกษ์ที่มีมวลประมาณ 15 เท่าของดวงอาทิตย์ กลุ่มก๊าซใช้เวลายุบตัวเพียง 60,000 ปีเท่านั้น ก่อนกลายสภาพเป็นดาวฤกษ์
ก่อนกลายสภาพเป็นดาวฤกษ์ ขณะที่ดาวฤกษ์มวลสูงกลายเป็นดาวฤกษ์โดยสมบูรณ์แล้ว บริเวณใจกลางของดาวฤกษ์จะเกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียหลอมนิวเคลียสของไฮโดรเจนกลายไปเป็นนิวเคลียสของฮีเลียม โดยปฏิกิริยาดังกล่าวเป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบวัฏจักรซีเอ็นโอ (CNO Cycle) การส่งถ่ายพลังงานบริเวณใจกลางของดาวฤกษ์มวลสูงจะเป็นแบบการพา (Convection)
ส่วนบริเวณใกล้ผิวดาวจะมีการส่งถ่ายพลังงานแบบการแผ่รังสี (Radiation) ชีวิตของดาวฤกษ์มวลสูงจะค่อนข้างสั้น ดาวฤกษ์ประเภทนี้อาจอยู่บนแถบกระบวนหลักเพียงไม่กี่ล้านปีเท่านั้น ขั้นตอนสุดท้ายของการวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ที่มีมวลสูง บริเวณแกนกลางของดาวฤกษ์ การเผาไหม้ไฮโดรเจนบริเวณใจกลางจะดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง กลายเป็นฮีเลียม มวลของฮีเลียมที่แกนกลางมากพอที่จะยุบตัวจนทำให้อุณหภูมิที่แกนกลางสูงพอที่จะเกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลีย โดยมีฮีเลียมเป็นเชื้อเพลิง และอุณหภูมิบริเวณแกนกลางอาจสูงถึงประมาณ 100 ล้านเคลวิน
ปฏิกิริยาดังกล่าวสามารถสังเคราะห์ธาตุหนัก เช่น คาร์บอน ออกซิเจน เป็นต้น ได้ เมื่อฮีเลียมที่แกนกลางของดาวฤกษ์ถูกเผาไหม้หมด แกนกลางซึ่งมีสภาพเป็นคาร์บอนและออกซิเจนจะยุบตัวลงอีก จนอุณหภูมิสูงขึ้น ทำให้เกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียเผาไหม้ฮีเลียมบริเวณรอบ ๆ แกนคาร์บอนและออกซิเจน รวมทั้งบริเวณถัดออกไปอีกชั้นก็ยังเกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์เผาไหม้ไฮโดรเจนอีก ทำให้แกนกลางของดาวฤกษ์ยิ่งยุบตัวเร็วมากขึ้น ขณะที่เปลือกดาวเริ่มขยายตัวออก ทำให้กำลังส่องสว่างลดลง เรียกสภาวะดังกล่าวนี้ว่า “แขนงดาวยักษ์อะซิมโทติก (Asymtotic Giant Branch, AGB)”
สำหรับดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่า 8 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ขึ้นไป จะมีการยุบตัวของแกนกลางจนอุณหภูมิสูงประมาณ 600 ล้านเคลวิน ทำให้นิวเคลียสของคาร์บอนหลอมรวมกันเอง กลายเป็นนิวเคลียสของธาตุหนักขึ้นไปอีก เช่น นีออน โซเดียม แมกนีเซียม ซิลิคอน ฟอสฟอรัส กำมะถัน เป็นต้น ในที่สุดแกนกลางอาจสามารถสังเคราะห์ธาตุที่เสถียรที่สุดได้ ได้แก่ เหล็ก นั่นเอง ปฏิกิริยาการสังเคราะห์ธาตุหนักที่แกนกลางดาวฤกษ์ จะทำให้แกนกลางมีการยุบตัวด้วยอัตราเร็วมากกว่าอัตราเร็วเสียง เกิดคลื่นกระแทก (Shock Wave) ดันให้เปลือกดาวฤกษ์

ภาพตัวอย่างเนบิวลา

ระเบิดออกอย่างรุนแรง การระเบิดของเปลือกดาวฤกษ์ดังกล่าวจะทำให้มวลสารซึ่งมีทั้งธาตุหนักและเบามีการกระจายตัวออกไปสู่อวกาศ เรียกการระเบิดของเปลือกดาวฤกษ์ในลักษณะเช่นนี้ว่า “ซุปเปอร์โนวา (Supernova)” ตัวอย่างเช่น เนบิวลาปู (Crab Nebula) ในกลุ่มดาวราศีพฤษภ (Taurus) ซึ่งเกิดระเบิดขึ้นเมื่อปี ค.ศ. 1054 <br >
สำหรับดาวฤกษ์มวลสูงที่มีมวลไม่เกิน 10 เท่าของมวลของดวงอาทิตย์ แกนกลางจะยุบตัวกลายไปเป็นซากของดาวที่เรียกว่า “ดาวนิวตรอน (Neutron Star)” ซึ่งองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นอนุภาคนิวตรอนที่แกนกลาง
บริเวณรอบแกนกลางจะประกอบด้วยนิวเคลียสของธาตุหนัก เช่น เหล็ก อยู่ร่วมกับอิเล็กตรอนอิสระ ความหนาแน่นเฉลี่ยของดาวนิวตรอนที่มีรัศมีประมาณ 15 กิโลเมตร จะมีค่า 2 x 1014 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ซึ่งมากขนาดที่ปริมาณดาวนิวตรอน 1 ช้อนชา เทียบได้กับน้ำหนักของประชากรบนโลกทั้งหมด
ดาวนิวตรอนที่หมุนรอบตัวเองด้วยความเร็วสูงจะสามารถส่งคลื่นวิทยุออกมาได้เป็นห้วงๆ เนื่องจากอิเล็กตรอนถูกเร่งให้ออกมาจากผิวของดาวนิวตรอนด้วยอำนาจสนามแม่เหล็กในตัวดาวเอง นักดาราศาสตร์จึงเรียกดาวนิวตรอนที่สามารถปล่อยคลื่นวิทยุเป็นห้วงๆ ดังกล่าวว่า “พัลซาร์” (Pulsar)
สำหรับดาวฤกษ์ที่มีมวลตั้งแต่ 10-30 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ แกนกลมของดาวฤกษ์จะยุบตัวอย่างรุนแรง กลายสภาพเป็นซากดาวฤกษ์ที่มีขนาดเล็ก แต่ความหนาแน่นสูงมาก ๆ ความโน้มถ่วงที่สูงมากของซากดังกล่าวนี้มากจนแม้กระทั่งแสงก็ไม่สามารถหลุดรอดออกจากวัตถุดังกล่าวได้ เรียกซากของดาวฤกษ์ในลักษณะนี้ว่า “หลุมดำ (Black hole)” ถ้าหลุมดำอยู่ใกล้ดาวฤกษ์อีกดวงหนึ่ง เช่น ในระบบดาวคู่ หลุมดำอาจดูดสสารที่เป็นองค์ประกอบของดาวฤกษ์ให้ตกลงสู่หลุมดำได้
เนื่องจากสสารดังกล่าวเป็นลักษณะก๊าซร้อนที่มีประจุไฟฟ้า ขณะที่ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่เข้าสู่หลุมดำด้วยความเร็วสูง อาจปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าพลังงานสูง เช่น รังสีแกมมา รังสีเอ็กซ์ จำนวนมหาศาลออกมาได้ ทำให้นักดาราศาสตร์ทราบว่าบริเวณนั้นเป็นหลุมดำ

6.7 ระบบดาวฤกษ์

กาแลกซีและระบบดาวฤกษ์         
 
 
                     กาแล็กซี (GALAXY) คือ ระบบที่กว้างใหญ่ไพศาล ประกอบด้วยดาวฤกษ์ กระจุกดาวฤกษ์ ก๊าซและฝุ่นท้องฟ้า ที่เรียกว่า เนบิวลา และที่ว่างเปล่า รวมกันอยู่ภายใต้ระบบเดียวกัน เพราะมีแรงโน้มถ่วงซึ่งกันและกัน
เอกภพมีกาแล็กซีหรือดาราจักรประมาณหนึ่งแสนล้านกาแล็กซี จึงจำแนกลักษณะของกาแล็กซี ได้ 4 พวกดังนี้
 
                    1. กาแล็กซีกลมรีรูปไข่ ( ELLIPTICAL GALAXIES ) มีลักษณะกลมกลางสว่างเป็นรูปไข่ที่มีความแบนต่างกันตั้งแต่ อี7 ( แบนมาก ) ถึง อี0 ( ไม่แบนเลย )
 
 
                 
 
                    2. กาแล็กซีก้นหอย หรือ แบบกังหัน ( SPIRAL GALAXIES ) มีบริเวณตรงกลางสว่างและมีแขน แยกออกเป็น 3 ระดับ ดังนี้ 1 ) จุดตรงกลางสว่าง มีแขนหลายแขนใกล้ชิดกัน เรียกว่า สไปรัล เอส เอ 2 ) จุดกลางสว่างไม่มาก มีแขนหลวมๆ เรียกว่า สไปรัล เอส บี เช่น กาแล็กซีทางช้างเผือกและแอนโดรเมด้า 3 ) จุดกลางไม่เด่นชัด มีแขนแยกออกจากกัน เรียกว่า สไปรัล เอส ซี
 
 
                    3. กาแล็กซีก้นหอยคาน ( BARRED SPIRAL GALAXIES ) มีลักษณะที่มีแกนเป็นศูนย์กลาง ที่ปลายของแกนทั้งสองข้างมีแขนต่อออกไปเป็นกังหัน แบ่งได้เป็น 3 ระดับ ดังนี้ 1 ) แกนกลางและแขนสว่างชัดเจน เรียกว่า เอส บี เอ 2 ) แกนกลางสว่างไม่มาก และ มีแขนหลวมๆ เรียกว่า เอส บี บี 3 ) แกนกลางไม่ชัดเจน และ มีแขนหลวมๆที่แยกจากกัน เรียกว่า เอส บี ซี
 
 
                    4. กาแล็กซีไร้รูปร่าง ( IRREGULAR GALAXIES ) มีลักษณะที่แตกต่างไปจาก 3 แบบข้างต้น มีอยู่น้อยมากในเอกภพ เช่น กาแล็กซีแมกเจลแลนใหญ่และเล็ก
 
  เมื่อสังเกตจากการนำภาพถ่ายมาวิเคราะห์เราอาจจำแนกชนิดของกาแลกซี่จำแนกประเภทของกาแลกซี่ได้  3   ประเภทใหญ่ๆ  ได้แก่  กาแลกซี่รูปวงกลมรี  กาแลกซี่รูปกังหัน  และ  กาแลกซี่อสันฐาน
                                                                                         
                1. กาแลกซี่รูปวงกลมรี ( E , elliptical  galaxies)
ใช้อักษร   E แทนกาแลกซี่พวกนี้แล้วต่อท้ายด้วยตัวเลขที่มีความหมายแทน  10  เท่าของความรีของแผ่นกาแลกซี่ที่ปรากฏเรียงลำดับรูปร่าง นับตั้งแต่เป็นทรงกลม   EO  ไปจนถึงกลมแบน E7 มองด้านข้างคล้ายเลนส์นูน  ( บริเวณตรงกลางสว่างเป็นรูปไข่)
    
            2. กาแลกซี่รูปกังหัน  หรือ  แบบก้นหอย ( S , Spiral  galaxies)
ใช้อักษร   S   แทน    กาแลกซี่พวกนี้  และแบ่งออกเป็น   a , b , c , และ d  มีหลักดังนี้  ความหนาแน่นของการขดของแกนกังหัน ความชัดเจนของการเห็นแกนกังหัน – ขนาดของนิวเคลียร์ 
                     
 
 
 
 
 กาแลกรูปกังหัน  แบ่งเป็น   2   ประเภท 
 
                    2.1   กาแลกซี่รูปกังหันปกติ (Barred  Spiral  galaxies) บริเวณตรงใจกลางมีลักษณะคล้ายเลนส์นูนทั้งสองหน้า   ขอบตรงข้ามมีแขน   2   แขนยืนออกมาแล้วหมุนวนรอบ  จุดศูนย์กลางไปทางเดียวกัน  ระนาบเดียวกัน  และแบ่งออกเป็น   3   ระดับ   ได้แก่- จุดกลางสว่าง บริเวณใจกลางขนาดใหญ่แบนบาง  แขนม้วนงอชิดกัน  เรียกว่า  สไปรัล  เอส เอ  ( Spiral  Sa) – จุดกลางสว่างไม่มาก  มีแขนหลวมๆ  สองข้างเบนออกกว้าง  เรียกว่า  สไปรัล  เอส บี ( Spiral  Sb) เช่น   กาแลกซี่ทางช้างเผือก-จุดกลางไม่เด่นชัด  บริเวณใจกลางเป็นแกนเหล็ก  แขนสองข้างใหญ่     ม้วนตัวอย่างหลวมๆ แยกออกจากกัน  เรียกว่า  สไปรัล  เอส ซี (Spiral  Sc)    
                                                                                                
                2.2   กาแลกซี่อสันฐาน   หรือไร้รูปร่าง ( Irr , Irregular  galaxies) ใช้อักษร   Irr   แทน กาแลกซี่พวกนี้   และแบ่งออกเป็น   2   ประเภท  คือ- กาแลกซี่อสันฐาน 1 (Irr  I)   เป็นกาแลกซี่อสันฐานที่มีสสารอยู่ระหว่างดาวเป็นจำนวนมาก   พร้อมดาวฤกษ์อายุน้อยหรือดาวที่เพิ่งเกิดใหม่  มองเห็นเป็นความสว่างกระจัดกระจาย- กาแลกซี่อสันฐาน 2 (Irr  II)     มีจำนวนน้อย  รูปร่างไม่แน่นอน   ไม่ปรากฏให้เห็นเป็นดาวแยกเป็นดวงๆ แต่ประกอบด้วยฝุ่นและก๊าซปริมาณมาก   ตัวอย่างกาแลกซี่พวกนี้ได้แก่  เมฆแมกเจลเลนใหญ่  และเมฆแมกเจลเลนเล็ก    ซึ่งอยู่บนท้องฟ้าซีกโลกใต้  กาแลกซี่สว่างมากๆ ประมาณ 2 ใน 3     จะเป็นกาแลกซี่รูปกังหัน 
 
 
           ดาวฤกษ์ ( Stars   หรือ Fixed  stars )          
 
                     เป็นดาวที่มีแสงสว่าง  และพลังงานในตัวเอง เช่น ดวงอาทิตย์ จุดกำเนิดดาวฤกษ์ จากการศึกษาของนักดาราศาสตร์พบว่า   การเกิดดาวฤกษ์อุบัติขึ้นในบริเวณที่ลึกเข้าไปในกลุ่มเมฆ  ฝุ่นและก๊าซ   ซึ่งเรียกว่า  เนบิวล่า  ( Nebular) โดยจะเกิดจากอะตอมของก๊าซที่รวมตัวกันเข้าเป็นเมฆมืดขนาดยักษ์   มีขนาดกว้างใหญ่หลายร้อยปีแสง แรงโน้มถ่วงจะดึงก๊าซและฝุ่นเข้ารวมกันเป็นก้อนก๊าซที่อัดแน่นหมุนรอบตัวเองจนใจกลางมีอุณหภูมิสูงมากพอ   จะเกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ 
 
 
                  การศึกษาดาวฤกษ์ศึกษา  ความสว่าง   สีความสว่างและโชติมาตรของดาว   โดยทั่วไปดาวจะปรากฏสว่างมากหรือน้อยไม่ได้ขึ้นอยู่กับความสว่างจริงเพียงอย่างเดียวแต่ขึ้นอยู่กับระยะทางของดาว จึงนิยามความสว่างจริงของดาวเป็นโชติมาตรสัมบูรณ์สีของดาวฤกษ์ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของดาวแต่ละดวง   ดาวฤกษ์เป็นก้อนก๊าซสว่างที่มีอุณหภูมิสูง   พลังงานที่เกิดขึ้นภายในดวงจะส่งผ่านออกทางบรรยากาศที่เรามองเห็นได้   เรียกบรรยากาศชั้นนี้ว่า ชั้นโฟโตสเฟียร์พร้อมทั้งการแผ่รังสีอินฟราเรด    รังสีอุลตราไวโอเลต  เอกซเรย์  รวมทั้งคลื่นวิทยุ  คลื่นแสงที่ตามองเห็น การพิจารณาอุณหภูมิของดาวฤกษ์กับสี พบว่าอุณหภูมิต่ำ   จะปรากฏเป็นสีแดงและถ้าอุณหภูมิสูง จะปรากฏเป็นสีน้ำเงินและกลายเป็น  สีขาว   โดยมีการกำหนด ดาวสีน้ำเงิน  อุณหภูมิสูงเป็นพวกดาว   O ดาวสีแดงเป็นพวก M   และเมื่อเรียงลำดับอุณหภูมิสูงลงไปหาต่ำ  สเปคตรัมของดาวได้แก่   O – B – A – F – G – K – M ดวงอาทิตย์จัดเป็นพวก   G   ซึ่งมีอุณหภูมิปานกลาง 4.3 วิวัฒนาการของดาวฤกษ์ ดาวเกิดจากกลุ่มก๊าซและฝุ่นที่หดตัวลงเนื่องจากโน้มถ่วงของตัวเอง   ขณะที่กลุ่มก๊าซและฝุ่นนี้หดตัว     พลังงานศักย์โน้มถ่วงบางส่วนจะกลายเป็นพลังงานจลน์หรือพลังงานความร้อน   และบางส่วนคายออกมาสู่ภายนอก  จากการคำนวณพบว่าใจกลางจะสะสมมวลและโตขึ้นจนกลายเป็นดาวในเวลาประมาณ   1 ล้านปี   อุณหภูมิสูงขึ้นอย่างรวดเร็วพร้อมกับที่ใจกลางของดาวเริ่มเกิดขึ้น   และอนุภาคตรงใจกลางจะกลายเป็นไอ  โมเลกุล (โดยเฉพาะไฮโดรเจน) จะแตกตัวเป็นอะตอม   และในที่สุดจะแตกตัวเป็นอิออน  ฝุ่นจากภายนอกใจกลางจะบดบังแสงจากใจกลางดาวจนมองไม่เห็น ต่อมาอนุภาคและฝุ่นจะดูดกลืนรังสีจากใจกลางและคายพลังงานกลับออกมาเป็นรังสีอินฟาเรด   ทำให้กลุ่มก๊าซมีความทึบแสงจนในที่สุดกลุ่มก๊าซและฝุ่นจะตกลงในใจกลางจนหมดสิ้นดังนั้นดาวที่เกิดใหม่จึงส่องรังสีอินฟาเรด   ต่อมาเมื่อกลุ่มฝุ่นที่บดบังดาวเจือจางลง  
 
 
             ดาวจะเริ่มส่องแสงออกมาให้เห็นโดยมีอุณหภูมิตั้งแต่ 4,000 – 7,000   องศาเซลเซียส   ขึ้นอยู่กับมวลและการหดตัวจะดำเนินต่อไป   จนอุณหภูมิที่ใจกลางสูงพอที่ไฮโดรเจนจะติดไฟได้   จึงเริ่มนับกลุ่มก๊าซและฝุ่นมีสภาพเป็นดาวอายุ 0 ปี  เมื่อไฮโดรเจนติดไฟ หรือปฏิกิริยานิวเคลียร์เริ่มต้น   ความดันภายในดวงดาวจะสูงขึ้นจนเกิดแรงสมดุลกับแรงโน้มถ่วง   ดาวจะไม่ยืดและหดต่อไปช่วงนี้ดาวยังไม่เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์  เราเรียก  ดาวโปรตรอน  (Proton  Stars) ดาวจะวิวัฒนาการต่อไปในขณะที่ไฮโดรเจนกำลังรวมตัวเป็นฮีเลี่ยม ในที่สุดไฮโดรเจนในใจกลางดาวเผาไหม้หมด  จะมีการยุบตัวอย่างรวดเร็ว   มวลใจกลางจะเพิ่มมากขึ้น  จะเหลือไฮโดรเจนเผาไหม้อยู่ชั้นนอกๆ   ผิวนอกจึงขยายตัวและอุณหภูมิลดลงในสภาพนี้  เรียกว่า  ดาวยักษ์แดง   การหดตัวของใจกลางดาวทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น   ในขณะนี้ไฮโดรเจนชั้นนอกๆจะดับผิวดาวจะร้อนและสว่างขึ้น   ผิวดาวชั้นนอกอยู่ในลักษณะไม่เสถียรอาจมีการยืดหดตัวเป็นจังหวะ ทำให้ความสว่างเปลี่ยนไปเป็นจังหวะ  กลายเป็นดาวแปรแสง

 

6.6 เนบิวลา แหล่งกำเนิดดาวฤกษ์

ภาพ Orion Nebula หรือ M-42
ภาพ Orion Nebula หรือ M-42 เป็นกลุ่มก๊าซที่เรืองแสงสว่างเพราะถูกกระตุ้นโดยตรงจากพลังงานของดาวฤกษ์ที่ร้อนจัดที่ใจกลางกลุ่มก๊าซนี้ เนบิวลาสีแดงอมชมพูที่ดูคล้ายเครื่องหมายจุลภาค หรือ comma ( , ) มีชื่อว่า M-43 ก็จัดว่าเป็นส่วนหนึ่งของ Orion Nebula ด้วย ส่วนเนบิวลาสีฟ้าทางด้านขวาของภาพมีชื่อว่า NGC-1973-75-77 เป็นกลุ่มก๊าซที่เรืองแสงโดยการสะท้อนและกระจายแสงของดวงดาวที่อยู่ไกลออกไป ที่เรียกกันว่า Reflection Nebula (ภาพ : ตระกูลจิตร จิตตไสยะพันธ์)

บนโลกของเราประกอบไปด้วยเมืองทั้งขนาดเล็กและขนาดใหญ่ หากเทียบไปแล้วในจักรวาลก็มีเมืองขนาดเล็กและใหญ่อยู่มากมายเช่นเดียวกัน เมืองแห่งดวงดาวนี้เราเรียกว่า “กาแล็กซี” ในจักรวาลแห่งนี้มีกาแล็กซีหรือเมืองแห่งดวงดาวปรากฏอยู่มากมายในจำนวนที่ไม่ใช่แค่หลักล้านดังเช่นจำนวนเมืองบนโลก แต่มีจำนวนนับแสนล้านกาแล็กซีล่องลอยอยู่ทั่วไปในจักรวาลที่มีขนาดใหญ่มหึมาจนยากที่จะจินตนาการได้ ในกาแล็กซีแต่ละแห่งประกอบไปด้วยดวงดาวจำนวนมากมายจนนับไม่ถ้วน นอกจากดวงดาวแล้ว ในกาแล็กซียังประกอบไปด้วยกลุ่มก๊าซและฝุ่นปะปนอยู่มากมายอีกด้วย

ระบบสุริยะของเราอาศัยอยู่ในเมืองแห่งดวงดาวที่แสนธรรมดาแห่งหนึ่ง เราเรียกชื่อเมืองแห่งดวงดาวของเราว่า “กาแล็กซีทางช้างเผือก” หรือ “Milkyway Galaxy” กาแล็กซีทางช้างเผือกมีรูปร่างคล้ายแผ่นจานแบน ๆ ขนาดใหญ่ เมื่อมองตามแนวตั้งฉากกับแผ่นจานจะเห็นว่ามันมีลักษณะคล้ายกับกังหันหรือน้ำวน หากวัดขนาดของกาแล็กซีแห่งนี้จากขอบหนึ่งไปยังอีกขอบหนึ่งจะมีความกว้างราว ๑ แสนปีแสง เราสามารถจินตนาการได้ถึงขนาดอันมหึมาของกาแล็กซีทางช้างเผือก หากพิจารณาว่าแสงสามารถเดินทางในสุญญากาศด้วยความเร็วสูงถึง ๓ แสน กม. ต่อวินาที ในเวลา ๑ ปีแสงสามารถเดินทางได้เป็นระยะทางราว ๙.๔๖ ล้านล้านกิโลเมตร แต่ขนาดที่ใหญ่มหึมาของกาแล็กซีทำให้แสงต้องใช้เวลาเดินทางยาวนานถึง ๑ แสนปีจึงจะสามารถเดินทางข้ามจากขอบหนึ่งของกาแล็กซีไปยังอีกขอบหนึ่งได้ เราคงพอจินตนาการกันได้ว่า ถึงแม้กาแล็กซีทางช้างเผือกจะประกอบไปด้วยกลุ่มก๊าซ ฝุ่น และดวงดาว อยู่รวมกันมากมายราว ๒ แสนล้านดวง แต่ด้วยขนาดที่ใหญ่มหึมานี้ทำให้กาแล็กซีแห่งนี้เต็มไปด้วยที่ว่างจนดูราวกับว่ามันมีแต่เพียงความว่างเปล่า ซึ่งก็เป็นเช่นเดียวกับกาแล็กซีอื่น ๆ

ถ้าหากกาแล็กซีแต่ละแห่งแทบจะมีแต่ความว่างเปล่า แล้วดวงดาวที่เรามองเห็นบนท้องฟ้านั้นมาจากไหนหรือเกิดขึ้นมาได้อย่างไร ถ้าหากท้องฟ้าไม่มีดวงดาวก็ย่อมจะไม่มีชีวิตอย่างพวกเราเกิดขึ้น ดวงดาวเป็นผู้สร้างชีวิต มันให้พลังงานและความร้อน มันทำให้โลกของเราอุ่นและทำให้น้ำบนโลกคงสภาพเป็นของเหลว มันเป็นผู้ให้พลังงานแก่พืชเพื่อใช้ในการสังเคราะห์แสงเพื่อสร้างอาหาร ซึ่งเมื่อสัตว์ชนิดอื่น ๆ กินพืชเหล่านี้ก็จะได้พลังงานที่เก็บซ่อนไว้ในพืชเพื่อการดำรงชีพ ดวงดาวยังเป็นผู้สร้างสิ่งสำคัญอื่น ๆ ที่ผู้คนมักจะมองข้าม ดวงดาวคือผู้สรรค์สร้างธาตุต่าง ๆ ที่กลายมาเป็นองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิต ไม่เฉพาะชีวิตที่มีโครงสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนอย่างเช่นมนุษย์เท่านั้น แต่รวมถึงหน่วยชีวิตที่มีโครงสร้างพื้นฐานที่สุดอย่างไวรัสและแบคทีเรียด้วย

การศึกษาในเรื่องจักรวาลวิทยาทำให้พบความจริงว่า ก่อนที่จะมีดวงดาวดวงแรกเกิดขึ้นมา จักรวาลนี้มีแต่เพียงธาตุเบา ๆ อย่างเช่นไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นหลัก และมีธาตุลิเทียมปะปนอยู่เพียงเล็กน้อยเท่านั้น แต่ธาตุเบา ๆ เหล่านี้ไม่สามารถรวมตัวกันเพื่อสร้างโมเลกุลที่มีความซับซ้อนและหลากหลายที่จะกลายมาเป็นองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตได้ ชีวิตต้องการธาตุชนิดอื่น ๆ ไม่ว่าจะเป็นธาตุคาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน หรือแม้กระทั่งเหล็ก นักดาราศาสตร์พบว่าดวงดาวนั่นเองคือผู้ที่ผลิตธาตุหนักเหล่านี้ ธาตุเหล่านี้เกิดขึ้นในใจกลางของดาวฤกษ์โดยการทำปฏิกิริยานิวเคลียร์เปลี่ยนธาตุเบา ๆ อย่างเช่นไฮโดรเจนและฮีเลียมไปเป็นธาตุชนิดอื่น ๆ และเมื่อดาวฤกษ์เหล่านี้ใกล้จะตายหรือตายจากไป มันก็จะปลดปล่อยธาตุหนักที่มันสร้างขึ้นมาตลอดชีวิตของมันออกสู่อวกาศกว้าง โดยการปลดปล่อยมวลสารออกมาในรูปของลมสุริยะหรือแม้กระทั่งการระเบิดของดาวฤกษ์ทั้งดวงที่เราเรียกว่า “ซูเปอร์โนวา” หรือ “มหานวดารา” ไม่ว่าจะด้วยวิธีไหน ธาตุหนักเหล่านี้จะกระจายออกไปสู่ห้วงอวกาศและรอคอยเวลาที่มันจะไปรวมกับกลุ่มก๊าซอื่น ๆ และกลายมาเป็นวัตถุดิบในการสร้างดาวฤกษ์และดาวเคราะห์รุ่นต่อ ๆ ไป รวมทั้งกลายมาเป็นองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนในเวลาต่อมา

ความตายของสิ่งหนึ่งได้ก่อกำเนิดอีกหลาย ๆ สิ่ง เคยลองนึกกันดูบ้างไหมว่า ออกซิเจนที่เราใช้หายใจอยู่ทุกเวลานาทีนั้นมาจากไหน มันไม่ได้ถูกสร้างขึ้นมาจากพืชสีเขียวดังเช่นที่หลายคนเข้าใจ จริง ๆ แล้วพืชใช้แสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานและใช้วัตถุดิบหลักคือก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งมีธาตุออกซิเจนเป็นองค์ประกอบอยู่ก่อนแล้วในการสร้างอาหาร ก๊าซออกซิเจนเป็นผลพลอยได้จากขบวนการสร้างอาหารของพืช แต่พืชไม่ได้เป็นผู้สร้างธาตุออกซิเจนเหล่านี้ มันทำหน้าที่เป็นเพียงโรงงานแปรรูปที่เปลี่ยนสภาพของสิ่งหนึ่งไปเป็นอีกสิ่งหนึ่งเท่านั้น ลองคิดกันต่อไปอีกว่า ธาตุแคลเซียมที่เป็นองค์ประกอบสำคัญในกระดูกของสิ่งมีชีวิตจำนวนมาก ธาตุคาร์บอนที่เป็นองค์ประกอบของเซลล์ของสิ่งมีชีวิตและในอาหาร หรือแม้กระทั่งธาตุเหล็กที่เป็นองค์ประกอบสำคัญในเม็ดเลือดของเรานั้นมาจากไหน สิ่งเหล่านี้ล้วนถือกำเนิดมาจากดวงดาวทั้งสิ้น มันมาจากดาวฤกษ์ที่ตายจากไปนานนับพันล้านปีมาแล้ว ชีวิตล้วนเป็นหนี้บุญคุณดวงดาวเหล่านี้ และไม่ว่าจะมองจากมุมไหนก็จะพบว่าพวกเราทั้งหมดล้วนเป็นลูกหลานและเชื่อมโยงสัมพันธ์กับดวงดาวอย่างแท้จริง

กลับมาสู่คำถามที่ว่า หากกาแล็กซีเต็มไปด้วยความว่างเปล่า แล้วดวงดาวทั้งหลายเกิดขึ้นมาได้อย่างไรกัน ?

บริเวณใกล้ใจกลางของ Orion Nebula
ภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลในบริเวณใกล้ใจกลางของ Orion Nebula ทำให้เห็นก้อนก๊าซขนาดเล็กจำนวนมากซึ่งกำลังยุบตัวลง โดยมีดาวฤกษ์ดวงใหม่จำนวนมากที่กำลังก่อตัวขึ้นซ่อนอยู่ภายในราวกับตัวอ่อนในรังไหม

แม้ว่าในกาแล็กซีจะมีกลุ่มก๊าซที่มีไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบหลักเกาะกลุ่มกันเพียงบางเบาราวกับสุญญากาศ แต่มันก็ไม่ได้เป็นเช่นนั้นในทุก ๆ ที่ ในบางบริเวณโดยเฉพาะตามแขนกังหันของกาแล็กซี โมเลกุลของก๊าซเหล่านั้นอาจจะอยู่ใกล้กันด้วยผลของแรงดึงดูด ซึ่งทำให้ก๊าซเหล่านี้รวมตัวกันเป็นก้อนก๊าซขนาดใหญ่ที่มีความกว้างนับสิบไปจนถึงนับร้อยปีแสง บางส่วนของกลุ่มก๊าซนี้จะมีความหนาแน่นสูงกว่าในบริเวณอื่น แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของก๊าซที่อยู่กันหนาแน่นกว่าส่วนอื่นนี้ได้ทำให้มันยุบตัวเข้าหากันจนเกิดความร้อนมากขึ้นเรื่อย ๆ ในบริเวณกึ่งกลางของก๊าซที่ยุบตัวนี้ สิ่งหนึ่งกำลังเกิดขึ้น สิ่งที่กำลังจะกลายมาเป็นดาวฤกษ์ซ่อนตัวอยู่ภายในก้อนก๊าซที่หนาแน่นจนมองไม่เห็นจากภายนอก มันดูราวกับตัวอ่อนของไหมในรังที่ห่อหุ้มมันอยู่ และเมื่อแรงโน้มถ่วงทำให้ก้อนก๊าซนี้ร้อนจัดจนถึงจุดจุดหนึ่ง ปฏิกิริยานิวเคลียร์ก็จะเกิดขึ้น ณ จุดที่ความหนาแน่นของก๊าซสูงที่สุด และดาวฤกษ์ดวงใหม่ก็จะถือกำเนิดขึ้นมา สิ่งที่ซ่อนตัวอยู่ภายในก้อนก๊าซก็จะค่อย ๆ เผยโฉมขึ้นมาให้เราเห็นด้วยประกายแสงสว่างอันเจิดจ้าซึ่งจะผลักดันก้อนก๊าซที่ห่อหุ้มอยู่ให้กระจายตัวออกไป และไม่ใช่แต่เพียงดาวฤกษ์ดวงเดียวเท่านั้นที่ถือกำเนิดขึ้นมา ก้อนก๊าซขนาดมหึมานี้มีวัตถุดิบเพียงพอที่จะสร้างดาวฤกษ์ขึ้นมาได้นับพัน ๆ ดวงเลยทีเดียว

แหล่งกำเนิดดาวฤกษ์นี้มีอยู่มากมายตามบริเวณแขนกังหันของกาแล็กซี บางแห่งอยู่ใกล้กับเราจนสามารถมองเห็นได้ในยามค่ำคืนแม้ด้วยตาเปล่า บ้างก็อยู่ไกลออกไปจนยากที่จะสำรวจให้เห็นได้ ถ้าหากเราสำรวจไปยังกาแล็กซีแห่งอื่น ๆ ที่มีลักษณะรูปร่างแบบเดียวกับกาแล็กซีทางช้างเผือกของเราเอง เราก็จะเห็นสิ่งที่มีลักษณะเช่นเดียวกันนี้เกิดขึ้นในกาแล็กซีแห่งอื่น ๆ ด้วย ดวงดาวทั้งหลายรวมทั้งดวงอาทิตย์ของเราล้วนถือกำเนิดขึ้นมาจากกลุ่มก๊าซและฝุ่นเหล่านี้ ซึ่งนักดาราศาสตร์เรียกมันว่า “เนบิวลา” (Nebula) คำว่า “เนบิวลา” นี้มาจากภาษาละตินซึ่งมีความหมายว่า หมอก หรือ ก้อนเมฆ

เนบิวลาที่ปรากฏให้เห็นมีอยู่หลายลักษณะ บ้างก็เป็นเพียงกลุ่มก๊าซที่ดูดำมืดจนมองไม่เห็นนอกเสียจากว่ามันจะไปปรากฏอยู่บนฉากหลังที่เต็มไปด้วยดวงดาวที่อยู่ไกลออกไป หรือบนฉากหลังซึ่งเป็นเนบิวลาที่เรืองแสงสว่าง เนบิวลาแบบนี้เรียกว่า “เนบิวลามืด” หรือ “Dark Nebula” ก้อนก๊าซนี้ยังไม่เกิดการยุบตัวที่จะสร้างดาวฤกษ์ขึ้นมา แต่เนบิวลาอีกมากมายเป็นกลุ่มก๊าซที่เรืองแสงขึ้นมาเพราะมันได้สร้างดาวฤกษ์เกิดใหม่ขึ้นมาจำนวนมากมาย ดาวฤกษ์ที่ร้อนแรงบางดวงจะเปล่งพลังงานในย่านคลื่นความถี่สูงเช่นในย่านคลื่นอัลตราไวโอเลตจนทำให้ก๊าซที่อยู่รายรอบถูกกระตุ้นจนเรืองแสงสว่างขึ้นมาให้เราเห็น เนบิวลาเรืองแสงแบบนี้นักดาราศาสตร์เรียกว่า “Emission Nebula” กลุ่มก๊าซและฝุ่นบางแห่งอยู่ไกลออกมาจากดาวฤกษ์ที่สว่างไสวจึงไม่ได้ถูกกระตุ้นให้เรืองแสงดังเช่น Emission Nebula ข้างต้น แต่ก๊าซและฝุ่นเหล่านี้จะดูดซับและสะท้อนแสงของดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลออกไปอีกทีหนึ่ง เนบิวลาแบบนี้จะมีสีฟ้าเพราะกลุ่มก๊าซจะทำหน้าที่แบบเดียวกับโมเลกุลของชั้นบรรยากาศของโลกที่กระจายแสงอาทิตย์จนทำให้ท้องฟ้ามีสีฟ้า เนบิวลาที่สะท้อนแสงจากดวงดาวนี้นักดาราศาสตร์เรียกว่า “Reflection Nebula”

ไกลออกไปจากระบบสุริยะราว ๑,๕๐๐ ปีแสงในบริเวณแขนกังหันของกาแล็กซีทางช้างเผือกในบริเวณกลุ่มดาวนายพราน (Orion) จะมีเนบิวลาแบบเรืองแสงขนาดใหญ่ที่อยู่ใกล้กับเรามากที่สุดปรากฏอยู่ สามารถมองเห็นได้ราง ๆ ด้วยตาเปล่าดูคล้ายกับดาวฤกษ์ที่ฝ้ามัว แต่เมื่อเราใช้กล้องสองตาหรือกล้องโทรทรรศน์ส่องสำรวจในบริเวณดังกล่าว ความลับของมันก็จะเผยโฉมขึ้น สิ่งที่เห็นดูคล้ายกับก้อนหมอกที่มีรูปร่างคล้ายพัดที่คลี่ออก ภายในฝ้าแสงสีขาวอมเทานี้เราจะมองเห็นดวงดาวอยู่มากมาย ที่ใจกลางกลุ่มก๊าซนี้จะมีดาวฤกษ์สี่ดวงที่สว่างสะดุดตาอยู่ ฝ้าแสงที่เรามองเห็นนี้ก็คือกลุ่มก๊าซไฮโดรเจนและก๊าซอื่น ๆ เช่น ออกซิเจน ที่เรืองแสงขึ้นมาเมื่อถูกกระตุ้นจากรังสีอัลตราไวโอเลตของดาวฤกษ์ที่ร้อนแรงเหล่านี้ กลุ่มก๊าซนี้มีขนาดปรากฏบนท้องฟ้ากว้างราว ๆ ๑ องศา ด้วยระยะห่าง ๑,๕๐๐ ปีแสงทำให้สามารถประเมินได้ว่าก้อนก๊าซนี้มีความกว้างจริง ๆ ประมาณ ๓๐ ปีแสง เนบิวลาเรืองแสงในกลุ่มดาวนายพรานที่กำลังพูดถึงนี้มีชื่อเรียกว่า “Orion Nebula” หรือมีชื่อตามบันทึกของ Charles Messier ว่า “M-42″

Orion Nebula จัดว่าเป็นเนบิวลาแบบเรืองแสงขนาดใหญ่และสว่างมากที่สุดแห่งหนึ่งบนท้องฟ้า และเป็นวัตถุท้องฟ้าที่นักดาราศาสตร์อาชีพและสมัครเล่นทั่วโลกให้ความสนใจมากที่สุด เราสามารถมองเห็นรายละเอียดต่าง ๆ ในกลุ่มก๊าซแห่งนี้ได้ดี แต่ไม่สามารถมองเห็นสีสันของเนบิวลานี้ได้แม้ว่าจะสังเกตโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่แล้วก็ตาม ทั้งนี้เป็นเพราะตาของมนุษย์นั้นไม่ไวต่อสีในสภาพแสงที่จาง ๆ เช่นนี้ รวมทั้งสมองของเราจะเก็บและแปรสัญญาณภาพที่ตามองเห็นแต่ละภาพในเวลาสั้น ๆ เพียงแค่เศษเสี้ยวของวินาที ตาของเราไม่สามารถสะสมแสงได้นาน ๆ ดังเช่นกล้องถ่ายภาพ แต่หากเราใช้การถ่ายภาพเพื่อสะสมแสงที่เดินทางมาจากที่ที่ไกลแสนไกลในเวลาที่นานมากพอ สิ่งที่ปรากฏให้เห็นจากภาพถ่ายจะทำให้เห็นถึงความมหัศจรรย์ ความงดงาม สีสัน และความเป็นไปของกลุ่มก๊าซแห่งนี้ได้ดี

Orion Nebula ก็คือโรงงานผลิตดวงดาวแห่งหนึ่งในกาแล็กซีของเรา ก๊าซไฮโดรเจนที่มีอยู่มากที่สุดเมื่อถูกกระตุ้นโดยแสงในย่านคลื่นอัลตราไวโอเล็ตจากดวงดาวก็จะเกิดการเรืองแสงในย่านคลื่นสีแดงและสีน้ำเงิน ซึ่งเมื่อผสมผสานกันจะทำให้เรามองเห็นเป็นสีแดงอมชมพูหรือสีบานเย็น ส่วนก๊าซอื่น ๆ อาทิ ก๊าซออกซิเจน เมื่อถูกกระตุ้นด้วยพลังงานสูงก็จะเกิดการเรืองแสงในย่านคลื่นสีเขียว การผสมผสานระหว่างสีที่เปล่งออกมาจากโมเลกุลของก๊าซต่างชนิดกันในสัดส่วนต่าง ๆ กัน จะทำให้เราเห็นเนบิวลานี้เรืองแสงเป็นหลายเฉดสีในภาพถ่าย เช่นสีแดงอมชมพูของก๊าซไฮโดรเจนเมื่อผสมผสานกับสีเขียวจากก๊าซออกซิเจนในสัดส่วนใกล้เคียงกันก็จะกลายเป็นเฉดสีเหลือง เป็นต้น ดาวฤกษ์ที่เกิดขึ้นที่นี่เป็นดาวฤกษ์อายุน้อยประมาณ ๓ แสนถึง ๑ ล้านปีเท่านั้น ดาวฤกษ์เกิดใหม่บางส่วนสามารถมองเห็นกระจัดกระจายอยู่ทั่วไป แต่ดาวฤกษ์อีกบางส่วนยังคงซ่อนตัวอยู่ภายในกลุ่มก๊าซที่หนาแน่นจนมองไม่เห็นว่าเป็นดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์อีกส่วนหนึ่งถูกความสว่างและความหนาแน่นของเนบิวลาบดบัง ทำให้มองเห็นได้ยาก การสำรวจโดยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล รวมทั้งการสำรวจในย่านคลื่นแสงอินฟราเรดจากกล้องโทรทรรศน์บนพื้นโลก ได้ค้นพบดาวฤกษ์ที่กำลังก่อตัวขึ้นและยังซ่อนตัวอยู่ภายในกลุ่มก๊าซที่หนาแน่นจำนวนมาก นักดาราศาสตร์ค้นพบว่าเนบิวลาแห่งนี้ได้ก่อให้เกิดดาวฤกษ์ใหม่ ๆ ขึ้นแล้วไม่น้อยกว่า ๗๐๐ ดวงและดาวฤกษ์ที่ยังคงซ่อนตัวอยู่ในกลุ่มก๊าซอีกไม่น้อยกว่า ๑๕๐ ดวง

รูปร่างกลุ่มดาวนายพราน (Orion)
ภาพแสดงรูปร่างกลุ่มดาวนายพราน (Orion) ที่สว่างสะดุดตา พร้อมชื่อดาวฤกษ์เด่น ๆ ประจำกลุ่มดาว รวมทั้งตำแหน่งของ Orion Nebula ในบริเวณดาบของนายพรานซึ่งอยู่ทางด้านทิศใต้ของดาวฤกษ์สามดวงที่เรียงกันเป็นแถวอันเป็นสัญลักษณ์ของเข็มขัดนายพราน ในช่วงกลางเดือนกุมภาพันธ์นี้ กลุ่มดาวนายพรานจะมาอยู่ในแนวกลางฟ้า โดยอยู่ค่อนไปทางทิศใต้จากจุดกลางฟ้าเพียงเล็กน้อยในเวลาประมาณสองทุ่ม

Orion Nebula จะไม่คงสภาพดังที่เห็นนี้ตลอดไป อีกหลายหมื่นหรือหลายแสนปีข้างหน้าเมื่อมันได้ก่อให้เกิดดาวฤกษ์จำนวนมากมาย พลังงานจากดาวฤกษ์เหล่านี้จะผลักดันก๊าซที่หลงเหลือจากการสร้างดวงดาวให้กระจายตัวออกไปสู่อวกาศกว้าง รอคอยเวลาที่จะกลับมาเป็นวัตถุดิบในการสร้างดวงดาวรุ่นหลัง ๆ ต่อไปอีก ส่วนดาวฤกษ์ที่ถือกำเนิดขึ้นมากมายที่นี่ก็จะกลายสภาพเป็นกระจุกดาวเปิดขนาดใหญ่ ดังเช่นกระจุกดาวคู่ (Double Cluster) และกระจุกดาว M-37 ที่ได้กล่าวถึงใน “ส่องจักรวาล” ฉบับก่อน ๆ

ดวงอาทิตย์ของเราก็คงถือกำเนิดมาในลักษณะนี้เช่นเดียวกัน พี่น้องของดวงอาทิตย์ที่ถือกำเนิดมาจากก้อนก๊าซเดียวกันคงอยู่ที่ไหนสักแห่งในกาแล็กซีแห่งนี้ แต่มันได้แยกย้ายจากกันไปเป็นเวลานานแล้วจนยากที่จะสืบสาวราวเรื่องไปจนค้นพบความจริง คงมีแต่เพียงจินตนาการของเราเท่านั้นที่จะสามารถสัมผัสถึงอดีตที่เกิดขึ้นเมื่อราว ๕ พันล้านปีก่อนได้

– See more at: http://www.sarakadee.com/2004/03/26/nebula/#sthash.dn2EiU2q.dpuf