บทที่ 7 ระบบสุริยะ
การกำเนิดระบบสุริยะ
ระบบสุริยะเกิดจากกลุ่มฝุ่นและแก๊สในอวกาศซึ่งเรียกว่า “โซลาร์เนบิวลา”
(Solar Nebula) รวมตัวกันเมื่อประมาณ 4,600
ล้านปีมาแล้ว (นักวิทยาศาสตร์คำนวณจากอัตราการหลอมรวมไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมภายในดวงอาทิตย์)
เมื่อสสารมากขึ้นแรงโน้มถ่วงระหว่างมวลสารมากขึ้นตามไปด้วย
กลุ่มฝุ่นและแก๊สยุบตัวหมุนเป็นรูปจานตามหลักอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม ดังภาพที่ 1
แรงโน้มถ่วงที่เพิ่มขึ้นสร้างแรงกดดันที่ใจกลางจนอุณหภูมิสูงถึง 15 ล้านเคลวิน
จุดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน หลอมรวมอะตอมของไฮโดรเจนให้เป็นฮีเลียม
ดวงอาทิตย์กำเนิดเป็นดาวฤกษ์
วัสดุรอบๆ ดวงอาทิตย์ (Planetisimal) ยังคงหมุนวนและโคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยโมเมนตัมที่มีอยู่เดิม
มวลสารในวงโคจรแต่ละชั้นรวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์
อิทธิพลจากแรงโน้มถ่วงทำให้วัสดุที่อยู่รอบๆ พุ่งเข้าหาดาวเคราะห์จากทุกทิศทาง
ถ้าทิศทางของการเคลื่อนที่มีมุมลึกก็จะพุ่งชนดาวเคราะห์
ทำให้ดาวเคราะห์นั้นมีขนาดใหญ่และมีมวลเพิ่มขึ้น แต่ถ้ามุมของการพุ่งชนตื้นเกินไปก็อาจจะทำให้แฉลบเข้าสู่วงโคจร
และเกิดการรวมตัวกลายเป็นดวงจันทร์บริวาร ดังจะเห็นว่า ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ เช่น
ดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์มีดวงจันทร์บริวารหลายดวง
เนื่องจากเป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่มีมวลมากจึงมีแรงโน้มถ่วงมาก
ต่างกับดาวพุธซึ่งเป็นดาวเคราะห์ขนาดเล็กมีมวลน้อยจึงมีแรงโน้มถ่วงน้อยจึงไม่มีดวงจันทร์บริวารเลย
ส่วนดาวเคราะห์น้อยและดาวหางนั้นมีรูปทรงเหมือนอุกกาบาต
เพราะเป็นดาวขนาดเล็กมีมวลน้อย
แรงโน้มถ่วงจึงไม่สามารถเอาชนะแรงยึดเหนี่ยวระหว่างสสารให้ยุบรวมเป็นทรงกลมได้
หลักฐานที่ยืนยันทฤษฏีกำเนิดระบบสุริยะก็คือ ถ้ามองจากด้านบนของระบบสุริยะ
(Top view) จะสังเกตได้ว่า
ทั้งดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ และดวงจันทร์บริวารเกือบทุกดวง
หมุนรอบตัวเองในทิศทวนเข็มนาฬิกา* และโคจรรอบดวงทิตย์ในทิศทวนเข็มนาฬิกา
ดวงอาทิตย์
ดวงอาทิตย์ (The
Sun) คือดาวฤกษ์ที่อยู่ตรงศูนย์กลางของระบบสุริยะ
มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.4 ล้านกิโลเมตร หรือ 109 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางโลก
อยู่ห่างจากโลก 149,600,000
กิโลเมตร หรือ 1 หน่วยดาราศาสตร์ (AU) ดวงอาทิตย์มีมวลมากกว่าโลก
333,000 เท่า
แต่มีความหนาแน่นเพียง 0.25 เท่าของโลก เนื่องจากมีองค์ประกอบเป็นไฮโดรเจน 74%
ฮีเลียม 25% และธาตุชนิดอื่น 1%
โครงสร้างภายในของดวงอาทิตย์
แก่นปฏิกรณ์นิวเคลียร์
(Fusion core) อยู่ที่ใจกลางของดวงงอาทิตย์ถึงระยะ
25% ของรัศมี แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ทำให้มวลสารของดาวกดทับกันจนอุณหภูมิที่ใจกลางสูงถึง
15 ล้านเคลวิน
จุดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันหลอมอะตอมของไฮโดรเจนให้กลายเป็นฮีเลียม
และปลดปล่อยพลังงานออกมา
โซนการแผ่รังสี (Radiative zone) อยู่ที่ระยะ
25 - 70% ของรัศมี พลังงานที่เกิดขึ้นจากแก่นปฏิกรณ์นิวเคลียร์ถูกนำขึ้นสู่ชั้นบนโดยการแผ่รังสีด้วยอนุภาคโฟตอน
โซนการพาความร้อน (Convection zone) อยู่ที่ระยะ
70 - 100% ของรัศมี พลังงานที่เกิดขึ้นไม่สามารถแผ่สู่อวกาศได้โดยตรง
เนื่องจากมวลของดวงอาทิตย์เต็มไปด้วยแก๊สไฮโดรเจนซึ่งเคลื่อนที่หมุนวนด้วยกระบวนการพาความร้อน
พลังงานจากภายในจึงถูกพาออกสู่พื้นผิวด้วยการหมุนวนของแก๊สร้อน
ลมสุริยะ
ดวงอาทิตย์เป็นก้อนแก๊สซึ่งมีอุณหภูมิสูงจนอะตอมของไฮโดรเจนสูญเสียอิเล็กตรอนกลายเป็นประจุทุกๆ
วินาที เราเรียกสถานะนี้ว่า "พลาสมา" (Plasma)
ดวงอาทิตย์ปลดปล่อยมวลสู่อวกาศในรูปของลมสุริยะ
(Solar Wind) ลมสุริยะไม่ใช่กระแสลมในบรรยากาศ
แต่เป็นกระแสอนุภาคพลังงานสูงซึ่งเกิดจากแก๊สร้อนของดวงอาทิตย์สูญเสียประจุสู่ห้วงอวกาศในรูปของโปรตอน
อิเล็กตรอน และอนุภาคอื่นๆ ซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ450 กิโลเมตร/วินาที
โดยจะใช้เวลาในการเดินทางถึงโลกประมาณ 4 วัน
ในขณะที่รังสีจากดวงอาทิตย์ใช้เวลาเดินทางถึงโลกเพียง 8 นาทีครึ่ง
โดยปกติลมสุริยะไม่มีความรุนแรงมากนัก แต่ในบางครั้งที่ดวงอาทิตย์มีการลุกจ้า (Solar
Flare) หรือการปล่อยก้อนมวลจากคอโรนา (CME)
ออกมาจำนวนมากจนกลายเป็นพายุสุริยะ (Solar
storm) อนุภาคเหล่านี้อาจสร้างความเสียหายแก่ดาวเทียม
ยานอวกาศ ระบบสื่อสารโทรคมนาคมและระบบไฟฟ้า รวมทั้งทำลายโครงสร้าง DNA ของสิ่งมีชีวิต
ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงส่งยานอวกาศ SOHO ขึ้นไปเฝ้าสังเกตการเปลี่ยนแปลของดวงอาทิตย์
เพื่อการแจ้งเตือนและพยากรณ์สภาพอวกาศ (Space weather)
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น