ระบบสุริยะ

การกำเนิดของระบบสุริยะ

ระบบสุริยะ มีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับขนาดของเอกภพ แต่มีขนาดใหญ่โตมากหากแลดูจากโลก แต่จากการสังเกตจากกล้องโทรทรรศน์และจากภารกิจด้าวอวกาศต่างๆ ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถรวบรวมข้อมูลเพื่อช่วยอธิบายถึงการกำเนิดระบบสุริยะได้ ซึ่งส่วนใหญ่เชื่อว่าเกิดขึ้นเมื่อห้าพันล้านปีที่ผ่านมา ระบบสุริยะเกิดขึ้นตามขั้นตอนต้อไปนี้หมอกไฟต้นกำเนิด

เมื่อประมาณห้าพันล้านปีก่อน กลุ่มหมอกของแก๊สและละอองธุลี (เนบิวลา) แยกตัวออกจากกลุ่มหมอกเมฆขนาดใหญ่กว่ากาแลกซี่ทางช้างเผือก เพื่อก่อตัวขึ้นเป็นระบบสุริยะ การดึงของแรงโน้มถ่วงในบริเวณศูนย์กลางของกลุ่มหมอกเมฆได้ดึงเอาสสารต่างๆ เข้าสู่ด้านใน ทำให้กลุ่มหมอกเมฆมีขนาดเล็กลงและหมุนไปรอบๆ

 แผ่นจานที่กำลังหมุนตัว

ขณะที่กลุ่มหมอกเมฆหมุนไปรอบๆ สสารที่อยู่ตรงกลางมีการอัดแน่นมากขึ้น และมีสภาพร้อนจัดเกิดเป็นสิ่งซึ่งต่อมากลายเป็นดวงอาทิตย์หรือดวงอาทิตย์ยุคแรก แก๊สและละอองธุลีที่ล้อมรอบส่วนนูนตรงกลางของกลุ่มเมฆได้แฟบลงจนกลายเป็นแผ่นจานขนาดใหญ่การเกิดดาวเคราะห์ดวงน้อยยิ่ง

ในขณะที่ส่วนตรงกลางของแผ่นจานร้อนขึ้นอย่างต่อเนื่อง ส่วนขอบนอกเย็นตัวลง แก๊สและละอองธุลีจับตัวแน่นเป็นอนุภาค เป็นกลุ่มก้อนกลายเป็นดาวเคราะห์ดวงน้อยๆ ประกอบด้วย เหล็ก นิเกิล หิน และน้ำแข็ง บางทีอาจมีดาวเคราะห์น้อยยิ่งเป็นล้านๆ ดวงวนเป็นกลุ่มรอบดวงอาทิตย์ยุคแรก

การชนกันของดาวเคราะห์ดวงน้อยยิ่ง

เมื่อดาวเคราะห์ดวงน้อยยิ่งกระแทกเข้าหากัน ส่วนใหญ่จะแตกกระจายเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย แต่ก็มีบ้างที่รวมกันเข้าเป็นก้อนเดียวกัน โดยปกติแล้วดาวเคราะห์ดวงน้อยยิ่งขนาดใหญ่ จะดึงเอาดาวเคราะห์ดวงน้อยยิ่งขนาดเล็กเข้ามารวมไว้กันตัวเองเสมอ ดังนั้นการนกันในแต่ละครั้งจะทำให้ขนาดนั้นใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ

การก่อตัวของดาวเคราะห์ยุคแรก

ดาวเคราะห์ดวงน้อยยิ่งที่มาขนาดเล็กใหญ่ที่สุดบางดวง สามารถรวมเอาสสารต่างๆเข้าไว้จนเปลี่ยนเป็นดาวเคราะห์ยุคแรก ซึ่งต่อมาพัฒนาเป็นดาวเคราะห์ทั้งเก้าดวงในระยะแรกๆ นี้ดวงอาทิตย์ยุคแรกก็มีการรวมกันสสารต่างๆเข้าสู่แกนของมันเช่นกัน จนมีความหนาแน่ขึ้นเรื่อย

การก่อตัวของดวงจันทร์

ดาวเคราะห์ดวงน้อยยิ่งที่หลงเหลืออยู่บางส่วนลงเอยด้วยการโคจรไปรอบๆดาวที่เกิดขึ้นมา และกลายเป็นดวงจันทร์และแถบวงแหวนในที่สุด ดวงอาทิตย์ยุคแรกเกิดการเผาไหมที่แกนส่วนในจนร้อนแดง กำจัดเศษวัสดุที่ล่องลอยอยู่ส่วนบนออกไปกับการกรรโชกอย่างรุนแรงของลมสุริยะที่ยังคงปรากฏจนถึงทุกวันนี้

ดาวเคราะห์

 

ดาวเคราะห์แข็ง(Terrestrial Planets) หรือดาวเคราะห์หิน คือ ดาวเคราะห์ที่มีพื้นผิวดาวเป็นพื้นแข็งชัดเจนหรืออาจจะเป็นหินแบบเดียวกับโลก เรียกว่า ดาวเคราะห์แบบโลก มีขนาดเล็กและมีธาตุองค์ประกอบเป็นโลหะ เช่น เหล็กหรือนิเกิล โดยคาดว่าใช้เวลาประมาณ 100 ล้านปีจึงจะเกิดเป็นดาวเคราะห์ชั้นใน

 

ดาวเคราะห์แก๊ส(Jovian Planets) หรือดาวเคราะห์ยักษ์ คือ ดาวเคราะห์ที่มีองค์ประกอบแก๊สเกือบทั้งดวง โดยมากจะเป็นไฮโดรเจน(ดาวพฤหัสและดาวเสาร์) หรือแก๊สแอมโมเนียและมีเทน(ดาวยูเรนัสปและดาวเนปจูน) ดาวเคราะห์แก๊สไม่มีพื้นที่ผิวดาวชัดเจนจึงไม่มีหลุมอุกกาบาต เป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ มีอุณหภูมิและความดันสูง

ดาวเคราะห์น้อย(Asteriod) อาจจะเป็นชิ้นส่วนที่หลงเหลือมาตั้งแต่เกิดระบบสุริยะหรือเศษที่มาจากการพอกพูนเป็นดาวเคราะห์หิน ซึ่งไม่สามารถรวมตัวดาวเคราะห์ขนาดใหญ่มากได้เนื่องจากผลกระทบจากแรงรบกวนของดาวพฤหัส ดาวเคราะห์น้อยจึงโคจรระหว่าดาวอังคารและดาวพฤหัส

6.2 ดาวหาง

วัตถุชนิดหนึ่งในระบบสุริยะที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ มีส่วนที่ระเหิดเป็นแก๊สเมื่อเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดชั้นฝุ่นและแก๊สที่ฝ้ามัวล้อมรอบ และทอดเหยียดออกไปภายนอกจนดูเหมือนหาง ซึ่งเป็นปรากฏการณ์จากการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ไปบนนิวเคลียสของดาวหาง นิวเคลียสหรือใจกลางดาวหางเป็น “ก้อนหิมะสกปรก” ประกอบด้วยน้ำแข็ง คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน แอมโมเนีย และมีฝุ่นกับหินแข็งปะปนอยู่ด้วยกัน มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ไม่กี่กิโลเมตรไปจนถึงหลายสิบกิโลเมตร

คาบการโคจรของดาวหางมีความยาวนานแตกต่างกันได้หลายแบบ ตั้งแต่คาบโคจรเพียงไม่กี่ปี คาบโคจร 50-100 ปี จนถึงหลายร้อยหรือหลายพันปี เชื่อว่าดาวหางบางดวงเคยผ่านเข้ามาในใจกลางระบบสุริยะเพียงครั้งเดียว แล้วเหวี่ยงตัวเองออกไปสู่อวกาศระหว่างดาว ดาวหางที่มีคาบการโคจรสั้นนั้นเชื่อว่าแต่เดิมเป็นส่วนหนึ่งอยู่ในแถบไคเปอร์ที่อยู่เลยวงโคจรของดาวเนปจูนออกไป ส่วนดาวหางที่มีคาบการโคจรยาวอาจมาจากแหล่งอื่น ๆ ที่ไกลจากดวงอาทิตย์ของเรามาก เช่นในกลุ่มเมฆออร์ตซึ่งประกอบด้วยเศษซากที่หลงเหลืออยู่จากการบีบอัดตัวของเนบิวลา ดาวหางเหล่านี้ได้รับแรงโน้มถ่วงรบกวนจากดาวเคราะห์รอบนอก (กรณีของวัตถุในแถบไคเปอร์) จากดวงดาวอื่นใกล้เคียง (กรณีของวัตถุในกลุ่มเมฆออร์ต) หรือจากการชนกัน ทำให้มันเคลื่อนเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์น้อยมีกำเนิดจากกระบวนการที่ต่างไปจากนี้ อย่างไรก็ดี ดาวหางที่มีอายุเก่าแก่มากจนกระทั่งส่วนที่สามารถระเหิดเป็นแก๊สได้สูญสลายไปจนหมดก็อาจมีสภาพคล้ายคลึงกับดาวเคราะห์น้อยก็ได้ เชื่อว่าดาวเคราะห์น้อยใกล้โลกหลายดวงเคยเป็นดาวหางมาก่อนดาวหางที่สว่างมากจนสามารถสังเกตเห็นด้วยตาเปล่าได้โดยง่ายมักเรียกว่าดาวหางใหญ่ (Great Comet) นอกจากนี้ยังมีดาวหางประเภทเฉียดดวงอาทิตย์ ซึ่งมักจะแตกสลายเมื่อเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากๆ อันเป็นผลจากแรงโน้มถ่วงมหาศาล เป็นที่มาของฝนดาวตกต่างๆ และดาวหางอีกจำนวนนับพันดวงที่มีวงโคจรไม่เสถียร

ดาวหางเกิดขึ้นได้อย่างไร

เมื่อใจกลางหัวดาวหางอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์จะไม่มีหัวหรือหาง ส่วนหาง(Tail) ของดาวหางมักปรากฏเป็นทางยางนับหลายร้อยล้านกิโลเมตร และจะชี้ออกในทิศทางตรงข้ามดวงอาทิตย์เสมอ เพราะถูหกเป่าและพัดด้วยลมสุริยะ หางของดาวนั้นที่สว่างมากๆมักปรากฏให้เห็นเป็นสองทางชัดเจนคือ หางฝุ่นและหางไอออนหรือหางแก๊ส

หางที่โดดเด่นมากที่สุดมักจะเป็นดาวฝุ่น(Dust Tail) เกิดจากอนุภาคจาหกฝุ่นขนาดเล็กที่หลุดออกจากนิวเคลียส

หางไอออน(Ion Tail) มักมีความยาวมากแต่จะสว่างน้อยกว่าหางฝุ่น หางไอออนที่เกิดขึ้นจากแก๊สบริเวณหัวของดาวหางที่เรืองแสงขึ้นเนื่องจากได้รับพลังงานจากลมสุริยะ หางไอออนจึงมีทิศทางชี้ออกจากดวงอาทิตย์อย่างชัดเจน

ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่เราพบเห็นบ่อยที่สุดบนท้องฟ้า จัดเป็นดาวฤกษ์สีเหลืองชนิดสเปกตรัม G อุณหภูมิผิวประมาณ6,000  เคลวิน  ดวงอาทิตย์เป็นบ่อเกิดแหล่งพลังงานที่สำคัญยิ่งในระบบสุริยะของเราเป็นผู้ให้พลังงานในการดำรงชิตแก่มนุษย์  สัตว์ และพืช