บทเรียนวิทยาศาสตร์ เรื่อง ดาราศาสตร์เบื้องต้น

กำเนิดเอกภพ           เอกภพ (มาจาก universe = uni + verse) หรือ จักรวาล ในดาราศาสตร์นั้น คือ พื้นที่อันกว้างใหญ่มหาศาลข้างนอกนั่นสุดที่จะจินตนาการได้ ประกอบด้วย ดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ ที่รวมทั้งโลก กาแล็คซี่ทางช้างเผือกของเรา และกาแล็คซี่อื่น ๆ อีกมากมาย และยังมีพื้นที่ว่างเปล่าระหว่างกาแล็คซี่
         สิ่งที่ตื่นเต้นล่าสุดกับการกำเนิดของเอกภพก็คือความรู้ที่ว่ากำเนิดที่แท้จริงของเอกภพไม่ใช่
บิกแบง (การระเบิดใหญ่) แต่มีเหตุการณ์หลายขั้นตอนเกิดขึ้นก่อนหน้านั้น และเมื่อย้อนเวลาขึ้นไปอีกเราก็ได้รู้ว่าเอกภพเกิดขึ้นมาจาก ศูนย์ เมื่อคิดจากสามัญสำนึกธรรมดา ก็ไม่น่าจะแปลกอะไรเลย แต่เมื่อคิดย้อนกลับจากปัจจุบันไปสู่อดีตเราจะพบกับเอกภพที่มีทั้งสภาพ ที่มีความหนาแน่นและความร้อนสูงเป็นอนันต์ (ซึ่งฮอว์คิงและเพนโรสเรียกสภาพนี้ว่าจุดซิงกูลาริตี) ซึ่งในสภาพนั้นเราจะไม่สามารถบอกได้ (ทางทฤษฎี) เลยว่าก่อนหน้านั้นเอกภพมีความเป็นมาอย่างไร นั่นก็คือเท่าที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถบอกได้ได้ง่ายนักว่าเอกภพเกิดมาจาก ศูนย์ ตราบใดที่พิสูจน์ทางทฤษฎีไม่ได้ ถึงจะเชื่อก็บอกไม่ได้ แต่ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์สามารถบอกได้แล้ว นั่นก็แสดงว่า (มนุษย์) ได้สามารถตีผ่านจุดซิงกูลาริตีได้แล้ว ซึ่งนับเป็นความก้าวหน้าที่น่าตื่นเต้น
         ทฤษฎีเกี่ยวกับกำเนิดและความเป็นมาของเอกภพเป็นสาขาวิจัยสำคัญอันหนึ่งของดาราศาสตร์ ทฤษฎีเอกภพนั้นดั้งเดิมมีรากฐานมาจาก ทฤษฎีสัมพัทธภาพ ของไอน์สไตน์ ทฤษฎีนี้ช่วยให้ความรู้เกี่ยวกับเอกภพของเราก้าวหน้าอย่างมากก็จริง แต่ทางทฤษฎีนี้ก็มีจุดอ่อนที่สำคัญ จุดหนึ่งเกี่ยวกับกำเนิดของเอกภพ ตราบใดที่คิดจากฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพ เราจะไม่สามารถแก้ปัญหาเกี่ยวกับกำเนิดของเอกภพได้เลย เพราะฉะนั้นในสมัยก่อนถ้าเราถามนักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับเอกภพว่า เอกภพเกิดขึ้นมาได้อย่างไร ผู้ถูกถามมักจะกระอักกระอวลแล้วก็ตอบแบบห้ามถามต่อว่า มีแต่พระเจ้าเท่านั้นที่รู้ นั่นก็คือไม่มีใครตอบได้นั่นเอง แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ทฤษฎีของอนุภาคพื้นฐานที่จำเป็นมากในการคิดเกี่ยวกับกำเนิดเอกภพ ได้พัฒนาก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว ช่วยให้เราสามารถพบทางแก้ปริศนาของเอกภพแนวทางใหม่นี้ได้ เหตุผลที่ทฤษฎีของอนุภาคพื้นฐานเข้ามาเกี่ยวข้องก็เพราะเอกภพซึ่งปัจจุบัน กว้างใหญ่ไพศาลนั้น ตอนที่กำเนิดทุกสิ่งทุกอย่างยังรวมตัวอัดแน่น ทั้งความหนาแน่นและอุณหภูมิจะสูงเป็นอนันต์ ในสภาพเช่นนั้นสสารทั้งหลาย จะแยกตัวออกเป็นอนุภาคพื้นฐานที่สุดในระดับควาร์ก และนี่ก็คือเหตุผลที่ทฤษฎีอนุภาคพื้นฐานต้องเข้ามาเกี่ยวข้องในการศึกษาเกี่ยวกับกำเนิดของ เอกภพ ประวัติการศึกษาการกำเนิดของเอกภพ เริ่มจากไอน์สไตน์           เราอาจกล่าวได้ว่าการศึกษาเอกภพปัจจุบันนั้นมีต้นกำเนิดรากฐานมาจาก ทฤษฎีสัมพัทธภาพ ของ ไอน์สไตน์ ไอน์สไตน์เป็นผู้ที่ทำให้เกิด การศึกษาเกี่ยวกับเอกภพนั้นเป็นวิทยาศาสตร์ แทนที่จะเป็นเพียงความเชื่อหรือศาสนา ซึ่งก่อนหน้านั้นเรามักจะคิดเพียงว่าเอกภพเป็นสถานที่ให้ดาว และกาแลกซี่อยู่ ไม่ได้เป็นจุดสำคัญของการศึกษาค้นคว้า ในปี 1917 ไอน์สไตน์ได้ใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพในการศึกษาเกี่ยวกับเอกภพ ที่จริงในปี 1917 เป็นเพียงปีเดียวให้หลังจากที่เขาประกาศทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขาเท่านั้น ซึ่งแสดงว่าเขาเริ่มสนใจการศึกษาเอกภพทันที่ที่ทฤษฎีของเขาเสร็จ นั่นเอง เขาคงอยากรู้เกี่ยวกับเอกภพอย่างแรงกล้าอยู่แล้วและอาจกล่าวได้ว่า เพราะความอยากรู้เกี่ยวกับเอกภพจึงทำให้เขาสามารถค้นพบและสร้าง ทฤษฎีสัมพัทธภาพได้ ในตอนแรกๆ ไอน์สไตน์ได้ใช้ทฤษฎีของเขากับโมเดลเอกภพที่หยุดนิ่ง สม่ำเสมอ เหมือนกันทุกทิศทาง ซึ่งก็คือโมเดลของเอกภพ ปิด สม่ำเสมอและเหมือนกันทุกทิศทาง ซึ่งหมายความว่าถ้าดูในบริเวณแคบๆ ของเอกภพอาจจะมีโลก มีดาวเสาร์ ฯลฯ แต่เมื่อดูในวงกว้างขวางแล้ว ไม่ว่าจะมองไปทิศทางไหน เอกภพจะเหมือนกันทั้งหมด ไม่มีที่ไหนที่จะพิเศษกว่าที่อื่น ปัจจุบันเราเรียกความคิดนี้ว่า กฎของเอกภพ ซึ่งเป็นความคิด พื้นฐานอันหนึ่งในการศึกษาเอกภพในปัจจุบัน แล้วผลของการคำนวณปรากฏออกมาตรงกันข้ามกับที่คาดไว้ ไอน์สไตน์พบว่าตามโมเดลเอกภพที่ปิดนี้ เอกภพจะหดตัว แทนที่จะหยุดนิ่งอย่างที่คิดไว้ ซึ่งที่จริงแล้วนี่เป็นสิ่งที่พอคาดคะเนได้ เพราะทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์นั้น ที่จริงก็คือการขยาย ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตัน ถ้าในเอกภพมีมวลสารอยู่อย่างสม่ำเสมอ มันจะดึงดูดซึ่งกันและกันเข้าหากัน ซึ่งก็คือเอกภพจะหดตัวนั่นเอง

ตามทฤษฎีเอกภพของไอน์สไตน์ เอกภพไม่มีกำเนิด
           เอกภพจะหดตัวและสลายไปไม่ได้ เพราะสมัยนั้นเชื่อกันว่า เอกภพเป็นสิ่งที่มีมาแต่ดึกดำบรรพ์และจะยั่งยืนตลอดไปในอนาคต ไอน์สไตน์เอง ก็เชื่อเช่นนั้น แต่เพื่อแก้ปัญหานี้ ไอน์สไตน์ได้เพิ่มตัวแปรเอกภพเข้าไปในทฤษฎีของเขา โดยหวังว่ามันจะช่วยให้ผลทางทฤษฎีที่ออกมาจะไม่ทำให้เอกภพ หดตัว เพราะตัวแปรเอกภพที่จะทำให้เกิดแรงต้านแรงโน้มถ่วงต่อแรงโน้มถ่วงของนิวตันและสมดุลกันไม่ให้เอกภพหดตัว แต่ไอน์สไตน์เพิ่มตัวแปร เอกภพนี้เข้าไปในทฤษฎีโดยที่เป็นเทคนิคทางทฤษฎีเท่านั้น และนี่ก็คือทฤษฎีโมเดลเอกภพหยุดนิ่ง ซึ่งไอน์สไตน์ประกาศในปี 1917 และเป็นทฤษฎีที่ เอกภพจะไม่ขยาย จะไม่หด แต่จะคงที่ ตามทฤษฎีเอกภพนี้เอกภพจะมีตั้งแต่ดึกดำบรรพ์และจะยั่งยืนต่อไปในอนาคต เพราะฉะนั้นจึงไม่จำเป็นต้องคิด ถึงกำเนิดของเอกภพ นั่นก็คือทฤษฎีอันแรกเกี่ยวกับกำเนิดของเอกภพก็คือทฤษฎีของของไอน์สไตน์ที่ว่าเอกภพไม่มีกำเนิด แต่ในปี 1922 นักคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ทฤษฎีชาวรัสเชียชื่อ ฟรีดมานน์ ได้คำนวณเกี่ยวกับเอกภพโดยใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ พบว่าเอกภพจะไม่คงที่ แต่จะต้องขยายหรือไม่ก็หด อย่างใดอย่างหนึ่ง นั่นก็คือเขาได้แสดงให้เห็นว่า เมื่อใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพคำนวณเกี่ยวกับเอกภพที่เปลี่ยนแปลง ไม่ใช่เอกภพที่หยุดนิ่งและในปี 1929 นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ชาวอเมริกันชื่อ ฮับเบิล ได้สำรวจด้วยกล้องโทรทัศน์ที่หอดาราศาสตร์วิลสันแห่ง แคลิฟอร์เนียพบว่า เอกภพนั้นกำลังขยายตัวไม่ได้หยุดนิ่ง

นิยามดาว
            ในเอกภพ จะประกอบด้วยกาแล็คซี ที่มีขนาดและรูปร่างแตกต่างกันออกไปเป็น ล้าน ๆ กาแล็คซี และภายในแกแล็คซีเอง จะประกอบด้วยดวงดาวต่าง ๆ ทั้งดาว ฤกษ์ ดาวเคราะห์ ฝุ่น และกลุ่มเนบิวล่าอีกเป็นล้าน ๆ ดวง
          ดาวฤกษ์ หมายถึง ดวงดาวที่มีแสงสว่างในตัวเอง ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ดวง หนึ่ง ดาวฤกษ์ ประกอบด้วย แก๊สไฮโดเจนและแก๊สฮีเลียมถึงร้อยละ 99
          ดาวเคราะห์ หมายถึง วัตถุขนาดใหญ่ที่โคจรรอบดาวฤกษ์หรือดวงอาทิตย์ ดาว เคราะห์ มี 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ
                      - ดาวเคราะห์หิน เช่น ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร
                      - ดาวเคราะห์แก๊ส เช่น ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวเนปจูน

กำเนิดระบบสุริยะ
            ระบบสุริยะ (Solar System) ประกอบด้วยดวงอาทิตย์และบริวาร ซึ่งโคจรอยู่รอบดวงอาทิตย์ได้แก่ ดาวเคราะห์ 8 ดวง บริวารของดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์น้อยและดาวหาง  ดาวเคราะห์ 4 ดวงที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์เรียกว่า ดาวเคราะห์ชั้นใน ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ขนาดเล็กและมีพื้นผิวเป็นของแข็ง ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลกและดาวอังคาร ดาวเคราะห์ 4 ดวงที่อยู่ถัดออกไปเรียกว่า ดาวเคราะห์ชั้นนอก ซึ่งมีขนาดใหญ่ และมีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นก๊าซ  ได้แก่ ดาวพฤหัส ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน ส่วนดาวพลูโต 
ที่มีขนาดเล็กและมีพื้นผิวเป็นของแข็ง ตอนนี้ได้ประกาศสถานะภาพเป็นดาวเคราะห์แคระ

ภาพที่ 1 ระบบสุริยะ (ที่มา: JPL/NASA) 

              ระบบสุริยะเกิดจากกลุ่มก๊าซและฝุ่นในอวกาศ ยุบรวมกันภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง เมื่อ 4,600 ล้านปีที่ผ่านมา  ที่ใจกลางของกลุ่มก๊าซเกิดเป็นดาวฤกษ์ คือ ดวงอาทิตย์ เศษฝุ่นและก๊าซที่เหลือจากการเกิดเป็นดาวฤกษ์ เคลื่อนที่อยู่ล้อมรอบ เกิดการชนและรวมตัวกันเป็นภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงในช่วงเวลาหลายร้อยล้านปี ในที่สุดกลายเป็นดาวเคราะห์บริวารและวัตถุอื่นๆ ในระบบสุริยะ

ภาพที่ 2 กำเนิดระบบสุริยะ

ข้อมูลที่น่ารู้

• ระบบสุริยะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 12,000 ล้านกิโลเมตร
• 99% ของเนื้อสารทั้งหมดของระบบสุริยะ รวมอยู่ที่ดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์  ( The sun )

          ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกของเรามากที่สุด  มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นก๊าซไฮโดรเจน ที่ใจกลางของดวงอาทิตย์อุณหภูมิและแรงดันสูงมาก จนทำให้ก๊าซไฮโดรเจนหลอมรวมกันเป็นก๊าซฮีเลียม และแผ่พลังงานออกมาอย่างมหาศาลเป็นความร้อนและแสงสว่าง เรียกปฏิกิริยานี้ว่า “ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน” พลังงานความร้อนและแสงสว่างจากดวงอาทิตย์  นี้เองที่เอื้อให้เกิดสิ่งมีชีวิตบนโลกของเรา

โครงสร้างภายในของดวงอาทิตย์   ประกอบไปด้วย

• แกนกลาง มีอุณหภูมิสูงกว่า 15 ล้านองศาเซลเซียส
• โซนการแผ่รังสี  พลังงานความร้อนถ่ายทอดออกสู่ส่วนนอกในรูปแบบคลื่น
• โซนการพารังสี อยู่เหนือโซนการแผ่รังสี พลังงานความร้อนในโซนนี้ถูกถ่ายทอดออกสู่ส่วนนอกโดยการเคลื่อนที่ของก๊าซ
• โฟโตสเฟียร์ เป็นพื้นผิวของดวงอาทิตย์ อยู่เหนือโซนการพารังสี เราสังเกตพื้นผิวส่วนนี้ได้ในช่วงคลื่นแสง มีอุณหภูมิประมาณ 5,500 องศาเซลเซียส
• โครโมสเฟียร์ เป็นบริเวณที่อยู่เหนือขึ้นมาจากชั้นโฟโตสเฟียร์ มีอุณหภูมิสูงประมาณ 10,000 องศาเซลเซียส
• คอโรนา เป็นบรรยากาศชั้นนอกสุดของดวงอาทิตย์แผ่ออกไปในอวกาศหลายล้านกิโลเมตร มีอุณหภูมิสูงมากกว่า 1 ล้านองศาเซลเซียส

ภาพที่ 2 โครงสร้างภายในดวงอาทิตย์

จุดบนดวงอาทิตย์ 
          เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กที่พื้นผิวดวงอาทิตย์ ทำให้บริเวณดังกล่าวมีอุณหภูมิต่ำกว่าบริเวณรอบข้าง จึงมีความสว่างน้อยกว่าบริเวณข้างเคียง จึงสังเกตเห็นเป็นจุดดำ จุดบนดวงอาทิตย์บางจุดมีขนาดใหญ่กว่าโลกเราหลายเท่า  จุดบนดวงอาทิตย์ มีจำนวนเพิ่มขึ้นสูงสุดทุกๆ 11 ปี ซึ่งสัมพันธ์กับการประทุจ้าที่พื้นผิวของดวงอาทิตย์ ที่เรียกว่า “โซลาร์แฟลร์” (Solar Flare)

  
ภาพที่ 3 จุดบนดวงอาทิตย์

ลมสุริยะ
          อนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์แผ่ออกสู่อวกาศทุกทิศทาง เรียกว่า ลมสุริยะ อนุภาคเหล่านี้เดินทางมาสู่โลกตลอดเวลา แต่ถูกสนามแม่เหล็กโลกปิดกั้นไว้ จึงไม่เกิดอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตบนพื้นโลก  อย่างไรก็ตามอนุภาคเหล่านี้ถูกสนามแม่เหล็กโลกเร่งเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลกในบริเวณขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ และทำปฏิกิริยากับก๊าซในชั้นบรรยากาศ ปรากฏเป็นแสงสีสวยงามบนท้องฟ้าในยามค่ำคืน เรียกว่า แสงเหนือ และแสงใต้

คำเตือน  ห้ามมองดูดวงอาทิตย์โดยตรงด้วยตาเปล่า หรือจากกล้องส่องทางไกลและกล้องโทรทรรศน์ เพราะพลังงานของแสงอาทิตย์จะทำให้ตาบอดได้ ควรสังเกตดวงอาทิตย์ทางอ้อมโดยใช้ฉากหรือกระดาษสีขาว รับภาพของดวงอาทิตย์จากกล้องส่องทางไกล หรือ กล้องโทรทรรศน์

	คาบการหมุนรอบตัวเอง บริเวณใกล้ศูนย์สูตร 35 วัน คาบการหมุนรอบตัวเอง บริเวณใกล้ขั้วดาว 25 วัน คาบการโคจรรอบกาแล็กซี  220 ล้านปี
	ความหนาแน่น  1,410 กิโลกรัม / ลูกบาศก์เมตร มวลมากกว่าโลก  3 แสนเท่า
	ดวงอาทิตย์ประกอบด้วย ไฮโดรเจน 75% และ ฮีเลียม 25% (นับโดยมวล)
	อุณหภูมิเฉลี่ย ที่ผิว 5,500 ? C  อุณหภูมิเฉลี่ย ที่ใจกลาง 15,000,000 ? C

ตารางที่ 1 คุณสมบัติทางกายภาพของดวงอาทิตย์

        ดาวพุธ (Mercury) ดาวพุธเป็นดาวเคราะห์ซึ่งอยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์มากที่สุด  เป็นดาวเคราะห์ขนาดเล็กและไม่มีดวงจันทร์บริวาร โครงสร้างภายในของดาวพุธประกอบไปด้วย แกนเหล็กขนาดใหญ่มีรัศมีประมาณ 1,800 ถึง 1,900 ก.ม. ล้อมรอบด้วยชั้นที่เป็นซิลิเกท (ในทำนองเดียวกับที่แกนของโลกถูกห่อหุ้มด้วยแมนเทิลและเปลือก) ซึ่งหนาเพียง 500 ถึง 600 กิโลเมตร บางส่วนของแกนอาจจะยังหลอมละลายอยู่
        ดาวพุธถูกเยี่ยมเยือนด้วยยานอวกาศเพียงลำเดียวคือ ยานมารีเนอร์ 10 ในปี พ.ศ. 2517 ซึ่งได้ทำการสำรวจและทำแผนที่พื้นผิวดาวพุธเป็นครั้งแรก  แต่เนื่องจากดาวพุธอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มาก จึงสามารถทำแผนที่ได้เพียงร้อยละ 45 ของพื้นที่ทั้งหมด พื้นผิวดาวพุธเต็มไปด้วยหลุมบ่อมากมาย คล้ายกับพื้นผิวดวงจันทร์ มีเทือกเขาสูงใหญ่และแอ่งที่ราบขนาดใหญ่อยู่ทั่วไป  แอ่งที่ราบแคลอริส เป็นแอ่งที่ราบขนาดใหญ่อันหนึ่งซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1,300 กิโลเมตร ทำให้ นักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่า แอ่งที่ราบขนาดใหญ่นี้เกิดจากการพุ่งชนของอุกกาบาตในยุคเริ่มแรกของระบบสุริยะ

ภาพที่ 2 พื้นผิวเต็มไปด้วยหลุมอุกาบาตคล้ายกับดวงจันทร์ของเรา

         ดาวพุธไม่มีชั้นบรรยากาศห่อหุ้ม และการที่ดาวพุธอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มาก ทำให้อุณหภูมิที่พื้นผิวดาวพุธในเวลากลางวันและกลางคืนแตกต่างกันมากถึง 600 องศาเซลเซียส โดยมีอุณหภูมิในเวลากลางวันสูงถึง 430 องศาเซลเซียส และลดลงเหลือ –180 องศาเซลเซียสในเวลากลางคืน ฉายาของดาวเคราะห์นี้คือ  เตาไฟแช่แข็ง ม้าเร็วแห่งระบบ และเทพเจ้าแห่งการสื่อสาร

ดาวศุกร์ (Venus) 

               ดาวศุกร์อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 2 เป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่เป็นอันดับที่ 6 และไม่มีดวงจันทร์บริวาร ดาวศุกร์มีลักษณะที่คล้ายคลึงกับโลก จนได้ชื่อว่าเป็นดาวเคราะห์ฝาแฝดกับโลกของเราโครงสร้างภายในของดาวศุกร์ ประกอบไปด้วยแกนกลางที่เป็นเหล็กมีรัศมีประมาณ 3,000 กิโลเมตร ห่อหุ้มด้วยชั้นแมนเทิลที่มีความหนาประมาณ 3,000 กิโลเมตรและเปลือกแข็งที่ประกอบด้วยหินซิลิเกต
               ยานอวกาศลำแรกที่เดินทางไปดาวศุกร์คือ  มาริเนอร์ 2 ใน พ.ศ.2505 หลังจากนั้นก็มีอีกหลายลำ จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2532 ยานอวกาศแมกเจลแลน ได้ใช้เรดาร์ในการสำรวจผ่านชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นของดาวศุกร์ เพื่อทำแผนที่พื้นผิวของดาว การสำรวจโดยใช้สัญญาณเรดาร์นี้ทำให้ทราบถึงความสูงต่ำของพื้นผิวดาวศุกร์ได้ พบว่าพื้นผิวดาวศุกร์ปกคลุมไปด้วยที่ราบที่เกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ และภูเขาไฟขนาดใหญ่หลายแห่ง นอกจากนี้ยังพบว่าพื้นผิวดาวศุกร์ไม่มีหลุมอุกกาบาตขนาดเล็กกระจายอยู่ทั่วไปเช่นเดียวกับดาวพุธ ทั้งนี้เป็นเพราะว่า อุกาบาตจะถูกเผาไหม้ไปจนหมดในระหว่างที่เดินทางเข้าสู่ชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นของดาวศุกร์  ชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์นั้นมีความหนาแน่นมาก ความดันบรรยากาศที่พื้นผิวดาวศุกร์มีค่าประมาณ 90 เท่าของความดันบรรยากาศที่พื้นผิวโลก หรือมีค่าเท่ากับความดันที่ใต้ทะเลลึก 1 กิโลเมตร บรรยากาศของดาวศุกร์ประกอบไปด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นส่วนใหญ่และมีชั้นเมฆอยู่หลายชั้นที่ประกอบไปด้วยก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (กรดกำมะถัน) ซึ่งมีความหนาหลายกิโลเมตร ทำให้เราไม่สามารถสังเกตเห็นพื้นผิวดาวศุกร์ได้
                ชั้นบรรยากาศที่หนาทึบนี้ทำให้เกิดสภาวะเรือนกระจก กักเก็บความร้อนไว้ภายใต้ชั้นบรรยากาศ ทำให้อุณหภูมิพื้นผิวสูงถึง 600-900 องศาเซลเซียส จะเห็นว่าพื้นผิวดาวศุกร์ร้อนกว่าพื้นผิวดาวพุธมากทั้งๆ ที่มันอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์กว่าดาวพุธถึงสองเท่าก็ตาม ดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์ที่มีความผูกพันกับมนุษย์บนโลกมานาน  ซึ่งได้รับฉายาจำนวนมาก เช่น คู่แฝดของโลก ดาวประกายพรึก ดาวประจำเมือง  เทพเจ้าแห่งความงาม สาวงามร้อนระอุ เป็นต้น

โลก (The Earth)

 “ดาวเคราะห์สีน้ำเงิน” 

            โลกของเราเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวในระบบสุริยะ ที่มีสภาวะแวดล้อมเอื้ออำนวยต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต โลกอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 3 และมีขนาดใหญ่เป็นอันดับที่ 5 ในบรรดาดาวเคราะห์ทั้งหมดในระบบสุริยะ โครงสร้างภายในของโลกประกอบไปด้วยแกนกลางชั้นในที่เป็นเหล็ก มีรัศมีประมาณ 1,200 กิโลเมตร ห่อหุ้มด้วยแกนกลางชั้นนอกที่เป็นของเหลวประกอบด้วยเหล็กและซัลเฟอร์ มีความหนาประมาณ 2,200 กิโลเมตร ถัดขึ้นมาเป็นชั้นแมนเทิลที่เป็นของเหลวหนืด ประกอบไปด้วย เหล็ก แมกนีเซียม ซิลิกอน และธาตุอื่นๆ มีความหนาประมาณ 3,000 กิโลเมตร เปลือกโลกเป็นของแข็ง มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็น แร่ควอตซ์ (ซิลิกอนไดออกไซด์) และเฟลสปาร์
             ชั้นบรรยากาศของโลกประกอบไปด้วยไนโตรเจน 77 % ออกซิเจน 21% ที่เหลือเป็นอาร์กอน คาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำ  ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ช่วยในการกักเก็บความร้อนไว้ภายใต้ชั้นบรรยากาศ โดยอาศัยสภาวะเรือนกระจก ทำให้โลกมีความอบอุ่น ไม่หนาวเย็นจนเกินไปสำหรับสิ่งมีชีวิต  อย่างไรก็ตาม ถ้าปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นมากจนเกินไปก็จะทำให้โลกร้อนขึ้นซึ่งอาจส่งผลให้สิ่งมีชีวิตไม่สามารถดำรงอยู่ได้เช่นกัน
             นอกจากนี้ โลกยังมีสนามแม่เหล็ก ที่เกิดจากการหมุนรอบตัวเองของโลก ถึงแม้ว่าจะมีความเข้มไม่มากนัก แต่ช่วยปกป้องมิให้อนุภาคที่มีพลังงานสูงจากอวกาศเดินทางผ่านมาที่ผิวโลกได้  โดยสนามแม่เหล็กจะกักให้อนุภาคเดินทางไปตามเส้นแรงแม่เหล็ก และเข้าสู่ชั้นบรรยากาศได้เพียงที่ขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้เท่านั้น  ซึ่งเป็นตำแหน่งของขั้วแม่เหล็กโลกนั่นเอง เมื่ออนุภาคเหล่านี้ทำปฏิกิริยากับโมเลกุลก๊าซในชั้นบรรยากาศ  ทำให้เกิดแสงสีสวยงาม สังเกตเห็นบนท้องฟ้ายามค่ำคืน เรียกว่า “แสงเหนือแสงใต้” (Aurora) ตามบริเวณที่ปรากฏนั่นเอง  ฉายาของโลกที่รู้จักกันก็คือ เทพีแห่งความอุดมสมบูรณ์

ดวงจันทร์ (The Moon)

 

          ดวงจันทร์เป็นบริวารดวงเดียวของโลก  มีพื้นผิวที่เป็นของเข็ง เต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตมากมาย แสงจันทร์ที่เรามองเห็นนั้นเป็นแสงอาทิตย์ที่สะท้อนจากพื้นผิวดวงจันทร์  ในขณะที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลกเราจะมองเห็นดวงจันทร์ในลักษณะที่เปลี่ยนไป ตามปริมาณของบริเวณที่ได้รับแสงและบริเวณด้านมืดที่หันหน้าเข้าหาโลก  เรียกว่า ข้างขึ้นข้างแรม
          แม้ว่าดวงจันทร์จะมีขนาดเล็ก แต่ด้วยการที่มันอยู่ใกล้กับโลกของเรามากกว่าดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ  ดวงจันทร์จึงมีอิทธิพลต่อปรากฏการณ์บนโลก เช่น การเกิดน้ำขึ้นน้ำลง  ซึ่งเกิดจากแรงโน้มถ่วงระหว่างโลกกับดวงจันทร์ และการเกิดสุริยุปราคา และจันทรุปราคา เป็นต้น
         ยานอวกาศลำแรกที่เดินทางไปสำรวจดวงจันทร์ คือ ยานลูนา 2 ของประเทศรัสเซีย ในปี พ.ศ. 2502 และยานอะพอลโล 11 เป็นยานอวกาศลำแรกที่พามนุษย์ไปลงสู่พื้นผิวดวงจันทร์ เมื่อวันที่ 20 กรกฎาคม พ.ศ. 2512 พบว่าดวงจันทร์ไม่มีชั้นบรรยากาศห่อหุ้ม จึงเป็นสาเหตุให้พื้นผิวดวงจันทร์เต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตมากมาย ทั้งขนาดใหญ่และเล็ก เราสามารถมองเห็นหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่ได้ด้วยตาเปล่าคือ บริเวณที่เราจินตนาการว่า เป็นกระต่ายบนดวงจันทร์นั่นเอง
นอกจากนี้ยังพบว่าหินบนดวงจันทร์มีอายุมากถึง 3,000 – 4,600 ล้านปี ซึ่งเก่าแก่กว่าหินบนพื้นโลกมาก ดังนั้นจึงเป็นหลักฐานที่สำคัญเกี่ยวกับการเกิดของระบบสุริยะในยุคเริ่มแรก

ดาวอังคาร (Mars)

            ดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นอันดับที่ 4 ในบรรดาดาวเคราะห์ทั้งหมด ดาวอังคารมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 0.5 เท่าของโลก ดาวอังคารมีโครงสร้างภายในประกอบด้วยแกนกลางที่เป็นของแข็ง มีรัศมีประมาณ 1,700 กิโลเมตร ห่อหุ้มด้วยชั้นแมนเทิลที่เป็นหินเหลวหนืด หนาประมาณ 1,600 กิโลเมตร และมีเปลือกแข็ง เช่นเดียวกับโลก
            เราสังเกตเห็นดาวอังคารเป็นสีแดง เพราะมีพื้นผิวที่ประกอบไปด้วยออกไซด์ของเหล็ก หรือ สนิมเหล็กนั่นเอง  พื้นผิวดาวอังคารเต็มไปด้วยหุบเหวต่างๆ มากมาย มีหุบเหวขนาดใหญ่ชื่อ หุบเหวมาริเนอริส มีความยาวถึง 4,000 กิโลเมตร กว้าง 600 กิโลเมตร และลึก 8 กิโลเมตร นอกจากนี้ดาวอังคารยังมีภูเขาไฟที่สูงที่สุดในระบบสุริยะชื่อ ภูเขาไฟโอลิมปัส ที่มีความสูงถึง 25 กิโลเมตร และมีฐานที่แผ่ออกไปเป็นรัศมี 300 กิโลเมตร
            ดาวอังคารมีบรรยากาศที่เบาบางมาก ประกอบไปด้วยคาร์บอนไดออกไซด์เป็นส่วนใหญ่ ก๊าซเหล่านี้เกิดจากการระเหิดของน้ำแข็งแห้ง (คาร์บอนไดออกไซด์แข็ง) ที่ปกคลุมอยู่ทั่วไปบนพื้นผิวดาวอังคาร โดยเฉพาะที่บริเวณขั้วเหนือและขั้วใต้ของดาวมีน้ำแข็งปกคลุมอยู่ตลอดเวลา
            ดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์ที่เป็นที่ชื่นชอบของผู้แต่งนิยายวิทยาศาสตร์ ตั้งแต่เมื่อหลายสิบปีที่ผ่านมา เมื่อเริ่มมีการสังเกตดาวอังคารผ่านกล้องโทรทรรศน์ และพบรูปร่างพื้นผิวที่คล้ายกับคลองส่งน้ำของมนุษย์ดาวอังคาร (ถ้ามีสิ่งมีชีวิตอยู่จริงบนดาวอังคาร) แต่หลังจากที่องค์การนาซาได้ส่งยานไปสำรวจดาวอังคารอย่างต่อเนื่อง ทำให้เราทราบว่า ลักษณะดังกล่าวเป็นเพียงร่องรอยที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ ฉายาของดาวอังคารคือ เทพเจ้าแห่งสงคราม
ดาวอังคารมีบริวารขนาดเล็ก 2 ดวง มีชื่อว่า โฟบัส และดีมอส  ดวงจันทร์ทั้งสองดวงมีรูปร่างไม่สมมาตร และมีขนาดเล็กกว่า 25 กิโลเมตร นักดาราศาสตร์จึงสันนิษฐานว่า อาจเป็นวัตถุในแถบดาวเคราะห์น้อยที่ถูกแรงโน้มถ่วงของดาวอังคาร ดึงดูดให้โคจรรอบ

ดาวพฤหัสบดี (Jupiter)

             ดาวพฤหัสบดี เป็นเทหวัตถุที่มีความสว่างมากเป็นอันดับที่ 4 ของท้องฟ้า (รองจาก ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และ ดาวศุกร์ แต่บางครั้งดาวอังคารอาจสว่างกว่า) และเป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่ยุคก่อนประวัติศาสตร์ ด้วยการค้นพบดวงจันทร์บริวารทั้งสี่ของกาลิเลโอ อันได้แก่ ไอโอ, ยูโรปา, แกนีมีด และ คัลลิสโต ดวงจันทร์ทั้งสี่ดวงจึงได้ชื่อว่าเป็น “ดวงจันทร์กาลิเลโอ”
ดาวพฤหัสบดี ถูกเยี่ยมเยือนเป็นครั้งแรกโดย ยานไพโอเนียร์ 10 ในปี พ.ศ. 2516 ติดตามด้วย ไพโอเนียร์ 11, วอยเอเจอร์ 1, วอยเอเจอร์ 2, ยูลิซิส และล่าสุดคือ ยานกาลิเลโอ
ดาวพฤหัสบดีเป็นดาวเคราะห์ก๊าซ โดยที่ไม่มีพื้นผิวเป็นของแข็ง แต่เต็มไปด้วยก๊าซซึ่งมีความหนาแน่นสูงกดทับกันลึกลงไป เมื่อเรามองดูดาวเคราะห์เหล่านี้ สิ่งที่เรามองเห็นคือ บรรยากาศชั้นยอดเมฆ (ซึ่งมีความหนาแน่นเบาบางกว่า 1 หน่วยบรรยากาศ)
ชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีประกอบด้วยไฮโดรเจน 90% และ ฮีเลียม10% ซึ่งปะปนด้วย มีเทน น้ำ และแอมโมเนีย เพียงเล็กน้อย ลึกลงไปด้านล่างเป็นชั้นเมนเทิลชั้นนอกที่ประกอบไปด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมเหลว และแมนเทิลชั้นในที่ประกอบไปด้วยไฮโดรเจนที่มีสมบัติเป็นโลหะ และแกนกลางที่เป็นหินแข็ง มีขนาดเป็น 2 เท่าของโลกจุดแดงใหญ่ เป็นที่รู้จักมานานกว่า 300 ปี จุดแดงใหญ่มีรูปวงรี แผ่ออกไปเป็นบริเวณกว้างถึง 25,000 กิโลเมตร ใหญ่พอที่จะบรรจุโลกได้ 3 ใบ จุดแดงใหญ่นี้เป็นพายุที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดี ซึ่งมีอายุมากกว่า 300 ปี และยังไม่ทราบว่าพายุนี้จะจางหายไปเมื่อไร  วงแหวนของดาวพฤหัสบดี จากการสำรวจของยานวอยเอเจอร์ 1 ทำให้เราทราบว่าดาวพฤหัสบดีมีวงแหวนเช่นเดียวกับดาวเสาร์ แต่มีขนาดเล็กและบางกว่ามาก ประกอบไปด้วยเศษหินและฝุ่นที่มีขนาดเล็ก และไม่มีน้ำแข็งเป็นองค์ประกอบ จึงทำให้มันไม่สว่างมากนัก (หินและฝุ่นสะท้อนแสงอาทิตย์ได้ไม่ดีเท่ากับน้ำแข็ง)ดวงจันทร์บริวารหลักของดาวพฤหัสบดี ปัจจุบันพบว่าดาวพฤหัสมีดวงจันทร์อยู่อย่างน้อย 63 ดวง แต่มีเพียง 4 ดวงที่เป็นดวงจันทร์ขนาดใหญ่และมีรูปร่างเป็นทรงกลม ได้แก่  ไอโอ ยุโรปา แกนีมีดและ คัลลิสโต ดวงจันทร์ไอโอและยุโรปาเป็นดวงจันทร์ที่มีอายุน้อยและมีหลุมอุกกาบาตอยู่ไม่มากนัก โดยเฉพาะดวงจันทร์ไอโอที่ยังมีการครุกรุ่นของภูเขาไฟอยู่ที่พื้นผิว ส่วนดวงจันทร์แกนีมีดและคัลลิสโตนั้นเป็นดวงจันทร์ที่มีขนาดใหญ่และมีอายุมากกว่า มีพื้นผิวที่เต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตอยู่มากมาย เนื่องจากมีขนาดใหญ่และมีดวงจันทร์บริวารมากจึงได้ฉายาว่า เทพเจ้าแห่งทั้งปวง

ดาวเสาร์ (Saturn)

              ดาวเสาร์เป็นดาวเคราะห์ที่รู้จักกันมาตั้งแต่ก่อนยุคประวัติศาสตร์ กาลิเลโอได้ใช้กล้องส่องทางไกลสังเกตดาวเสาร์เป็นครั้งแรกเมื่อปี พ.ศ. 2153 และพบลักษณะที่เป็นวงรี คล้ายกับเป็นดาวเคราะห์ที่มีหูสองข้าง จนกระทั่งในปี พ.ศ.2202 คริสเตียน ฮอยเกนส์ พบว่าเป็นวงแหวนของดาวเสาร์  เป็นที่เชื่อกันว่าดาวเสาร์เป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวในระบบสุริยะ ที่มีวงแหวนจนกระทั่งเมื่อไม่กี่สิบปีมานี้เองที่ได้มีการค้นพบวงแหวนบางๆ รอบดาวยูเรนัส ดาวพฤหัสบดีและดาวเนปจูน
             ดาวเสาร์ถูกเยียมเยือนครั้งแรกโดย ยานไพโอเนียร์ 11 ในปี พ.ศ.2522 ตามด้วยวอยเอเจอร์ 1 และ
วอยเอเจอร์ 2 ส่วนยานแคสสินีกำลังอยู่ในการเดินทาง ซึ่งจะไปถึงใน ปี พ.ศ.2547
             ดาวเสาร์มีองค์ประกอบคล้ายกับดาวพฤหัสบดี คือประกอบไปด้วย ไฮโดรเจน 75% ฮีเลียม 25% ปะปนไปด้วยน้ำ มีเทน แอมโมเนีย เพียงเล็กน้อย โครงสร้างภายในของดาวเสาร์ มีลักษณะคล้ายคลึงกับดาวพฤหัสบดี ซึ่งมีแกนกลางที่เป็นหินแข็งห่อหุ้มด้วยแมนเทิลชั้นในที่เป็นโลหะไฮโดรเจน และแมนเทิลชั้นนอกที่เป็นไฮโดรเจนและฮีเลียมเหลว แถบที่มีความเข้มต่างๆ กันที่ปรากฏบนดาวเสาร์เกิดจากการหมุนรอบตัวเองที่เร็วมากของดาวทำให้เกิดการหมุนวนของชั้นบรรยากาศที่มีอุณหภูมิแตกต่างกัน จึงปรากฏเป็นแถบเข้มและจางสลับกันไป
             วงแหวนดาวเสาร์   จากภาพวงแหวนดาวเสาร์ ดูคล้ายกับว่าจะมีลักษณะเป็นแผ่น แท้ที่จริงแล้วประกอบด้วยอนุภาคจำนวนมหาศาล ซึ่งมีวงโคจรอิสระ และมีขนาดตั้งแต่เซนติเมตร ไปจนหลายร้อยเมตร ส่วนใหญ่จะประกอบด้วยน้ำแข็ง ปะปนอยู่กับเศษหินเคลือบน้ำแข็ง วงแหวนของดาวเสาร์บางมาก แม้จะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางยาวถึง 250,000 กิโลเมตร แต่มีความหนาไม่ถึง 1.5 กิโลเมตร
ดวงจันทร์บริวารของดาวเสาร์
            ดาวเสาร์มีดวงจันทร์บริวารอย่างน้อย 33 ดวง ดวงจันทร์บริวารที่มีขนาดใหญ่ที่สุดคือ ไททัน มีขนาดใหญ่กว่าดาวพุธ ไททันมีชั้นบรรยากาศที่ประกอบด้วยก๊าซไนโตรเจนเป็นส่วนใหญ่  คล้ายคลึงกับชั้นบรรยากาศของโลก ดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงสนใจที่จะศึกษาดวงจันทร์ไททันอย่างละเอียดเพื่อที่จะได้นำมาเปรียบเทียบกับโลก  ดวงจันทร์บริวาร ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยน้ำแข็งและมีหินผสมอยู่เล็กน้อย ฉายาของดาวเสาร์คือ  เทพเจ้าแห่งการเพาะปลูก

ดาวยูเรนัส (Uranus)

                ยูเรนัสเป็นดาวเคราะห์ดวงแรกซึ่งถูกค้นพบในยุคใหม่ โดย วิลเลี่ยม เฮอส์เชล เมื่อวันที่ 13 มีนาคม พ.ศ.2324 ยานวอยเอเจอร์ 2 เป็นยานอวกาศลำแรกที่ไปสำรวจดาวยูเรนัส ในปี พ.ศ. 2529 องค์ประกอบหลักของดาวยูเรนัสเป็นหินและ น้ำแข็ง หลากหลายชนิด มีไฮโดรเจนเพียง 15% กับฮีเลียมอีกนิดหน่อย (ไม่เหมือนกับ ดาวพฤหัสบดีและ ดาวเสาร์ ซึ่งมีไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่) แกนของดาวยูเรนัสและเนปจูนมีลักษณะที่คล้ายคลึงกับแกนของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์คือ ห่อหุ้มด้วย โลหะไฮโดรเจนเหลว แต่แกนของดาวยูเรนัสไม่มีแกนหิน ดังเช่นดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์
               บรรยากาศของดาวยูเรนัสประกอบด้วยไฮโดรเจน 83%, ฮีเลียม 15% และมีเทน 2% เนื่องจากก๊าซมีเทนในบรรยากาศชั้นบนดูดกลืนแสงสีแดงและสะท้อนแสงสีน้ำเงิน ดาวยูเรนัสจึงปรากฏเป็นสีน้ำเงินบรรยากาศของดาวยูเรนัสอาจจะมีแถบสีดังเช่นดาวพฤหัสบดี  หรือคล้ายกับดาวก๊าซดวงอื่น แถบเมฆของดาวยูเรนัสเคลื่อนที่เร็วมาก แต่จางมากจะเห็นได้ด้วยเทคนิคพิเศษเท่านั้น ดังเช่น ภาพจาก ยานวอยเอเจอร์ 2 และจากการสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล
               ดาวเคราะห์ส่วนใหญ่มีแกนหมุนรอบตัวเองค่อนข้างจะตั้งฉากกับระนาบสุริยะวิถี  แต่แกนหมุนรอบตัวเองของดาวยูเรนัส กลับเกือบขนานกับสุริยะวิถี  ในช่วงที่ยานวอยเอเจอร์เดินทางไปถึง ยูเรนัสกำลังหันขั้วใต้ชี้ไปยังดวงอาทิตย์ เป็นผลให้บริเวณขั้วใต้ได้รับพลังงานจากดวงอาทิตย์ มากกว่าบริเวณเส้นศูนย์สูตร อุณหภูมิบนดาวยูเรนัสจะมีลักษณะตรงกันข้ามกับดาวเคราะห์ดวงอื่น  กล่าวคือ อุณหภูมิบริเวณขั้วดาวจะสูงกว่าบริเวณเส้นศูนย์สูตรเสมอวงแหวน และดวงจันทร์บริวาร ดาวยูเรนัสมีวงแหวนเช่นเดียวกับดาวเคราะห์ก๊าซดวงอื่นๆ  วงแหวนของดาวยูเรนัสมีความสว่างไม่มากนัก เช่นเดียวกับวงแหวนของดาวพฤหัสบดี เพราะประกอบด้วยอนุภาคซึ่งมีขนาดเล็กมาก ตั้งแต่ฝุ่นผงไปจนใหญ่ถึง 10 เมตร ดาวยูเรนัสนับเป็นดาวเคราะห์ดวงแรกที่ถูกค้นพบว่ามีวงแหวนล้อมรอบ เช่น เดียวกับดาวเสาร์ ซึ่งเป็นการค้นพบที่สำคัญที่ทำให้เราทราบว่า ดาวเคราะห์ก๊าซทุกดวงจะมีวงแหวนล้อมรอบอยู่ มิใช่เพียงเฉพาะดาวเสาร์เท่านั้น
ดาวยูเรนัสมีดวงจันทร์บริวารอย่างน้อย 21 ดวง ซึ่งประกอบไปด้วยดวงจันทร์ขนาดใหญ่อยู่หลายดวง ได้แก่ มิรันดา แอเรียล อัมเบรียล ไททาเนีย และโอเบรอน ฉายาของดาวยูเรนัสคือ  เทพเจ้าแห่งท้องฟ้า    

ดาวเนปจูน (Neptune)

            ดาวเนปจูนถูกค้นพบหลังจากการค้นพบดาวยูเรนัส โดยนักดาราศาสตร์พบว่าวงโคจรของดาวยูเรนัสมิได้เป็นไป ตามกฏของนิวตัน  จึงทำให้เกิดการพยากรณ์ว่าจะต้องมีดาวเคราะห์อีกดวงหนึ่งที่อยู่ไกลถัดออกไปมารบกวนวงโคจรของดาวยูเรนัส ดาวเนปจูนถูกเยี่ยมเยือนโดยยานอวกาศเพียงลำเดียวคือ วอยเอเจอร์ 2 เมื่อวันที่ 25 สิงหาคม พ.ศ.2532 เกือบทุกอย่างที่เรารู้เกี่ยวกับดาวเนปจูนมาจากการเยี่ยมเยือนในครั้งนี้  เนื่องจากวงโคจรของ ดาวพลูโต เป็นวงรีมาก ในบางครั้งจะตัดกับวงโคจรของเนปจูน ทำให้เนปจูนเป็นดาวเคราะห์ซึ่งอยู่ไกลที่สุดในบางปี
            ดาวเนปจูนมีองค์ประกอบคล้ายคลึงกับยูเรนัสคือ รูปแบบของน้ำแข็ง มีไฮโดรเจน 15% และฮีเลียมจำนวนเล็กน้อย ดาวเนปจูนแตกต่างกับดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์  ตรงที่ไม่มีการแบ่งชั้นภายในที่ชัดเจน เรารู้เพียงว่ามีแกนกลางที่มีขนาดเล็ก (มีมวลประมาณเท่าโลก) ดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์สีน้ำเงินเช่นเดียวกับดาวยูเรนัส เพราะในชั้นบรรยากาศมีก๊าซมีเทนเป็นองค์ประกอบอยู่ด้วย
            ในช่วงเวลาที่ยานวอยเอเจอร์เข้าใกล้ดาวเนปจูน  ได้ภาพถ่ายที่มีสิ่งสะดุดตาคือ จุดดำใหญ่ทางซีกใต้ของดาว มีขนาดใหญ่เกือบครึ่งหนึ่งของจุดแดงใหญ่บนดาวพฤหัสบดี (ประมาณเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางของโลก) จุดดำใหญ่นี้เป็นศูนย์กลางพายุเช่นเดียวกับจุดแดงใหญ่บนดาวพฤหัสบดี  มีทิศทางกระแสลมพัดไปทางตะวันตก ด้วยความเร็ว 300 เมตร/วินาที

วงแหวน และดวงจันทร์บริวาร 
             ดาวเนปจูนมีวงแหวนอยู่ 4 วง และมีความสว่างไม่มากนัก เพราะประกอบด้วยอนุภาคที่เป็นผงฝุ่นขนาดเล็ก จนถึงขนาดประมาณ 10 เมตร เช่นเดียวกับวงแหวนของดาวพฤหัสบดีและดาวยูเรนัส  ภาพถ่ายจากยานวอยเอเจอร์แสดงให้เห็นถึงวงแหวนหลัก 2 วง และวงแหวนบางๆ อยู่ระหว่างวงแหวนทั้งสอบ
ดาวเนปจูนมีดวงจันทร์บริวารที่ค้นพบแล้ว 8 ดวง โดยมีดวงจันทร์ชื่อ “ทายตัน” (Triton) เป็นบริวารที่มีขนาดใหญ่ที่สุด ในบรรดาดวงจันทร์บริวารทั้ง 8 ดวง ทายตันมีวงโคจรที่สวนทางกับการหมุนรอบตัวเองของดาวเนปจูน  นักดาราศาสตร์คาดว่า ทายตันจะโคจรเข้าใกล้ดาวเนปจูนเรื่อยๆ และพุ่งเข้าชนดาวเนปจูนในที่สุด (อาจใช้เวลาถึง 100 ล้านปี) ฉายาของดาวเนปจูน คือ เทพเจ้าแห่งท้องทะเล
ดาวเคราะห์น้อย
             ดาวเคราะห์น้อย (Asteroids หรือ Minor planets) เกิดขึ้นในยุคที่เกิดระบบสุริยะเมื่อ 4,600 ล้านปีที่แล้ว ปัจจุบันมีวัตถุที่นักดาราศาสตร์ได้สังเกตพบและตั้งชื่อไว้อยู่ถึง 20,000 ดวง มีวัตถุที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 100 กิโลเมตร อยู่ประมาณ 200 ดวง ที่เหลือเป็นอุกกาบาตขนาดเล็กมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 กิโลเมตร ดาวเคราะห์น้อยโดยทั่วไปมีรูปร่างไม่แน่นอนและเต็มไปด้วยหลุมบ่อ  แถบดาวเคราะห์น้อย (Asteroid Belt) พบอยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี  สันนิษฐานว่าเกิดมาพร้อม ๆ กับดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ มีทฤษฎีหนึ่งอธิบายว่าดาวเคราะห์น้อยในบริเวณนี้ไม่สามารถรวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ได้ เนื่องจากถูกรบกวนโดยแรงโน้มถ่วงอันมหาศาลของดาวพฤหัสบดี

ดาวเคราะห์น้อย

            ตลอดเวลา 30 ปีที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์ได้ใช้สเปกโตรสโคปในการศึกษาองค์ประกอบทางเคมีและแร่ธาตุต่างๆ บนดาวเคราะห์น้อย โดยการวิเคราะห์แสงสะท้อนจากพื้นผิวดาว นอกจากนี้ยังตรวจสอบชิ้นอุกกาบาตที่ตกลงมาสู่พื้นโลก พบว่าประมาณ 1 ใน 3 ของบรรดาอุกกาบาตที่ศึกษาพบ มีสีเข้มและมีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นคาร์บอน ให้ชื่อว่าเป็นอุกกาบาตประเภทคาร์บอนาเซียสคอนไดรท์ (carbonaceous chondrites: C-type) อีกประมาณ 1 ใน 6 พบว่า มีสีค่อนข้างแดงแสดงว่ามีส่วนประกอบที่เป็นเหล็ก จึงเรียกว่า ประเภทหินปนเหล็ก (stony-iron bodies: S-type)
            มีดาวเคราะห์น้อยบางดวงที่มีวงโคจรที่ไม่อยู่ในระนาบอิคลิปติกและมีวงโคจรอยู่ไม่ไกลกว่า 195 ล้านกิโลเมตร ซึ่งทำให้มันมีโอกาสที่จะโคจรมาพบกับโลกได้ในวันหนึ่งในอนาคต ดังนั้นนักดาราศาสตร์ไม่เพียงแต่ค้นหาดาวเคราะห์น้อยดวงใหม่เท่านั้น แต่ต้องติดตามการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์น้อยเหล่านั้นที่มีวงโคจรอยู่ใกล้เคียงกับโลก ซึ่งจำแนกพวกนี้เป็นดาวเคราะห์น้อยใกล้โลก (Near Earth Asteroids: NEAs)
            นอกจากนี้ยังมีวัตถุบางชิ้นที่อาจเกิดขึ้นในขณะที่มีการก่อตัวของดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ นักวิทยาศาสตร์พบชิ้นส่วนอุกกาบาต ALH 84001 ที่พบบนพื้นโลกบริเวณขั้วโลก ที่น่าจะมีต้นกำเนิดจากดาวอังคาร อีกทั้งยังพบร่องรอยขององค์ประกอบของเซลล์สิ่งมีชีวิตที่ยังพิสูจน์ไม่ได้ว่าเป็นเซลล์สิ่งมีชีวิตจากนอกโลก หรือจากพื้นผิวโลกแทรกเข้าไปในรอยร้าวของอุกกาบาตนั้น

ดาวหาง

            ดาวหางประกอบด้วยฝุ่นและน้ำแข็งสกปรก เมื่อโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ น้ำแข็งจะระเหิดกลายเป็นหางก๊าซและหางฝุ่นให้เราเห็นเป็นทางยาว  ดาวหางที่มีคาบการโคจรสั้นก็จะวนเวียนอยู่ภายในระบบสุริยะ  แต่ดาวหางส่วนใหญ่จะมาจากบริเวณขอบนอกของระบบสุริยะที่เรียกว่า แถบคุยเปอร์ (Kuiper Belt) ที่เป็นบริเวณตั้งแต่วงโคจรของดาวพลูโตออกไปเป็นระยะทาง 500 AU จากดวงอาทิตย์ และดงดาวหางของออร์ต (Oort Cloud) ที่อยู่ถัดจากแถบคุยเปอร์ออกไปถึง 50,000 AU จากดวงอาทิตย์

การเกิดหางของดาวหาง
            เมื่อดาวหางอยู่ที่บริเวณขอบนอกระบบสุริยะ จะเป็นเพียงก้อนน้ำแข็งสกปรกที่ไม่มีหาง นิวเคลียส (Nucleus) ประกอบไปด้วยน้ำแข็ง คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน แอมโมเนีย และมีเปลือกแข็งที่มีเศษฝุ่นปะปนอยู่กับน้ำแข็ง  เมื่อโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์น้ำแข็งเหล่านี้จะระเหิดกลายเป็นก๊าซ โดยเฉพาะบริเวณที่รับแสงอาทิตย์จะมีการประทุของก๊าซอย่างรุนแรง ปรากฏอยู่ล้อมรอบนิวเคลียสเรียกว่า โคมา (Coma) ก๊าซเหล่านี้จะถูกลมสุริยะพัดออกไปเป็นทางยาวในทิศทางตรงกันข้ามกับดวงอาทิตย์กลายเป็นหางก๊าซ (Gas tail) แสงสีต่างๆ ที่ปรากฏบนหางก๊าซ เกิดจากโมเลกุลก๊าซเรืองแสงหลังจากได้รับความร้อนจากแสงอาทิตย์ คล้ายกับการเรืองแสงของก๊าซนีออน ในหลอดไฟฟลูออเรสเซน หางฝุ่น (Dust tail) ของดาวหางเกิดจากฝุ่นที่พุ่งออกมาจากนิวเคลียส ถูกแรงดันจากแสงอาทิตย์ผลักออกจากดาวหาง ฝุ่นเหล่านี้สามารถสะท้อนแสงของดวงอาทิตย์ได้ดี  จึงปรากฏเป็นทางโค้งสว่างให้เห็นตามแนวทิศทางของวงโคจร
            นิวเคลียสของดาวหางมีเส้นผ่านศูนย์กลางโดยทั่วไปประมาณ 10 กิโลเมตร ส่วนโคมาของดาวหางโดยทั่วไปแผ่ออกไปกว้างเป็นรัศมีถึงหลายแสนกิโลเมตร  และหางของดาวหางนั้นโดยทั่วไปมีความยาวถึง 100 ล้านกิโลเมตร พอๆ กับระยะห่างระหว่างโลกถึงดวงอาทิตย์

การสังเกตดาวหาง
            ดาวหางบางดวงมีความสว่างมากจนเราสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า  ดาวหางโดยทั่วไปนั้นจะคล้ายกับดาวที่ขุ่นมัว หางจะปรากฏเป็นทางยาวเมื่อเข้าใกล้ดวงอาทิตย์  การบันทึกภาพดาวหางนั้นทำได้โดยการเปิดหน้ากล้องไว้ประมาณ 2-3 นาทีก็จะได้ภาพที่สวยงามดังภาพตัวอย่าง

กลุ่มดาวจักรราศี
             กลุ่มดาวในจักรราศี ประกอบด้วยกลุ่มดาว 12 กลุ่ม คนในสมัยโบราณสังเกตุว่า ในช่วงแต่ละเดือน ดวงอาทิตย์ จะเคลื่อนเข้าไปอยู่ในกลุ่มดาวกลุ่มหนึ่งเป็นประจำ   (แท้จริงแล้วโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ใน 1 ปี ทำให้ดูเหมือนว่าดวงอาทิตย์เคลื่อนที่)   มนุษย์เราจินตนาการกลุ่มดาว 12 ราศีเป็นรูปร่างต่างๆ มีทั้งสัตว์ มนุษย์ และสิ่งของ     แต่มีสัตว์เป็นส่วนใหญ่จึงเป็นที่มาของคำว่า Zodiac มาจากคำว่า Zoo กลุ่มดาวจักรราศี ใช้กันมานานกว่า 3,000 ปีก่อนคริสตกาล โดยสังเกตว่ากลุ่มดาวจักรราศีจะตกไปพร้อมกับดวงอาทิตย์ ในเดือนนั้นๆ จึงทำให้รู้ว่าเข้าเดือนใหม่แล้ว

1. กลุ่มดาวแพะทะเล Capricornus เป็นกลุ่มดาวในราศีมังกร ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 มกราคมถึง 21 กุมภาพันธ์ เข้าเดือนมกราคม เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็นกลุ่มดาวนี้อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี
2. กลุ่มดาวคนแบกหม้อน้ำ Aqurius เป็นกลุ่มดาวในราศีกุมภ์ ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 กุมภาพันธ์ ถึง 21 มีนาคม เข้าเดือนกุมภาพันธ์ เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็นกลุ่มดาวนี้อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี
3. กลุ่มดาวปลาคู่ Pisces เป็นกลุ่มดาวในราศีมีน ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 มีนาคม ถึง 21เมษายน เข้าเดือนมีนาคม เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็นกลุ่มดาวนี้ อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี
4. กลุ่มดาวแพะ Aries เป็นกลุ่มดาวในราศีเมษ ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 เมษายน ถึง 21 พฤษภาคม เข้าเดือนเมษายน เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็นกลุ่มดาวนี้ อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี
5. กลุ่มดาววัว Taurus เป็นกลุ่มดาวในราศีพฤษก ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 พฤษภาคม ถึง 21 มิถุนายน เข้าเดือนพฤษภาคม เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็นกลุ่มดาว นี้อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี
6. กลุ่มดาวคนคู่ Gemini เป็นกลุ่มดาวในราศีเมถุน ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 มิถุนายน ถึง 21 กรกฏาคม เข้าเดือนมิถุนายน เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็น กลุ่มดาวนี้อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี
7. กลุ่มดาวปู Cancer เป็นกลุ่มดาวในราศีกรกฏ ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 กรกฏาคม ถึง 21 สิงหาคม เข้าเดือนกรกฏาคม เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็นกลุ่มดาวนี้ อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี
9. กลุ่มดาวหญิงสาว Virgo เป็นกลุ่มดาวในราศีกันย์ ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 กันยายน ถึง 21 ตุลาคม เข้าเดือนกันยายน เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็นกลุ่มดาวนี้อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี
10. กลุ่มดาวคันขั่ง Libra เป็นกลุ่มดาวในราศีตุลย์ ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 ตุลาคม ถึง 21 พฤศจิกายน เข้าเดือนตุลาคม เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็นกลุ่มดาวนี้ อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี
11. กลุ่มดาวแมงป่อง Scorpio เป็นกลุ่มดาวในราศีพิจิก ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 พฤศจิกายน ถึง 21 ธันวาคม เข้าเดือนพฤศจิกายน เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็นกลุ่มดาวนี้อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี
12. กลุ่มดาวคนยิง Sagittarius เป็นกลุ่มดาวในราศีธนู ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 ธันวาคม ถึง 21 มกราคม เข้าเดือนธันวาคม เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็นกลุ่มดาวนี้อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี

Read More

พบดวงอาทิตย์ปะทุอย่างรุนแรง

16 กันยายน 2557

โลกของเรานั้นได้รับประโยชน์จากดวงอาทิตย์มากมาย อาทิเช่น พลังงานแก่พืชในรูปของแสงตลอดจนทำให้โลกเรานั้นมีสภาวะอากาศหลากหลาย เอื้อต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต ในประโยชน์ของดวงอาทิตย์ที่เราทุกคนรู้กันดี จะมีใครรู้บ้างไหมว่า พลังงานอันมหาศาลของมันอาจส่งผลกระทบต่อโลกของเราได้เช่นกัน   เมื่อกล่าวถึงผลกระทบที่เกิดจากดวงอาทิตย์ มนุษย์มีการศึกษาและเฝ้าระวังอยู่ตลอดเวลาเพื่อที่จะหาวิธีรับมือและป้องกันสิ่งที่อาจเกิดขึ้นได้ในอนาคต ล่าสุดเมื่อวันพุธ ที่ 10 กันยายน 2014 ที่ผ่านมาดวงอาทิตย์ได้ปลดปล่อยมวลโคโรนา (ภาพที่ 1) เหตุการณ์นี้ถูกตรวจจับภาพได้โดย หอสังเกตการณ์ Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) 

ภาพที่ 1: แสดงภาพของดวงอาทิตย์ที่ใช้วิธีการบังดวงอาทิตย์ของ Solar and Heliospheric Observatory เพื่อสามารถสังเกตการเปลวการปะทุของดวงอาทิตย์ได้ 

Credit : ESA / NASA / SOHO

        เหตุการณ์นี้ดวงอาทิตย์ได้ปลดปล่อยมวลโคโรนา (coronal mass ejections) ที่เกิดจากจุดมืด (sunspot) ตำแหน่งของ AR2158 ในวันที่ 8 กันยายน 2014 ที่ผ่านมา (ภาพที่ 2)  

ภาพที่ 2 : จุดมืด (sunspot) AR2158 ของวันที่ 8 กันยายน 2014 

Credit: John Chumack

ภาพที่ 3 : แสดงจุดมืด (sunspots) ทั้งหมดของดวงอาทิตย์ของวันที่ 8 กันยายน 2014  

Credit: John Chumack

        จุดมืด (sunspots) AR2158 มีขนาดใหญ่มากเมื่อเปรียบเทียบกับโลกและดาวพฤหัสบดี (ภาพที่ 4) 

ภาพที่ 4 : แสดงจุดมืด (sunspots) AR2158 

Credit : NASA Solar Dynamics Observatory

การประทุในครั้งนี้ เกิดขั้นบริเวณตรงกลางของดวงอาทิตย์ (ภาพที่ 5 ) เวลา 01:45  ตามเวลา (EDT) ในช่วงยามค่ำคืน

ภาพที่ 5 : แสดงดวงอาทิตย์ในช่วงความยาวคลื่นอัลตราไวโอเลตของวันที่ 10 กันยายน 2014

Credit: NASA/SDO

        นักดาราศาสตร์คำนวณความรุนแรงจัดอยู่ในระดับ X1.6 ความรุนแรงในระดับนี้หมายถึงความรุนแรงในระดับที่แรงมาก แต่ยังไม่เท่ากับ ระดับ X2 หรือ X3 ความแรงในระดับ X1.6 ยังไม่ส่งผลกระทบอะไรมากกับสิ่งมีชีวิตบนพื้นโลก เนื่องจากรังสีที่ปลดปล่อยออกมาไม่สามารถผ่านชั้นบรรยากาศของโลกได้ 

        แต่ผลกระทบของการปะทุระดับ X1.6 ก็รุนแรงพอต่อการสื่อสารในชั้นไอโอโนสเฟียร์ที่ดาวเทียมใช้ส่งคลื่นวิทยุสื่อสารมายังพื้นโลก เมื่อถูกสนามไฟฟ้าจากลมสุริยะรบกวนระบบอิเล็กทรอนิกส์ จะทำให้สัญญาณขาดหายเป็นบางช่วง และกระทบต่อระบบนำร่องวงโคจรดาวเทียมต่างๆ  รวมถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในชีวิตประจำวันของมนุษย์ด้วย เนื่องจากเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ในปัจจุบันนี้ ก็ใช้สัญญาณจากดาวเทียมสื่อสารกันทั้งสิ้น

        ครั้งนี้พายุสุริยะได้เคลื่อนที่มาถึงโลกตั้งแต่วันศุกร์ ที่ 12 และรบกวนไปจนถึงวันเสาร์ ที่ 13 กันยายน 2014 ที่ผ่านมาแล้ว โดยมีความเร็วประมาณ 2.5 ล้านไมล์ต่อชั่วโมง (4,020,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) นอกจาก   ผลกระทบในทางลบแล้ว ผลดีอาจทำให้เราเห็นสีสันของแสงเหนือแสงใต้ หรือ ออโรรา (Aurora) ชัดเจนได้มากยิ่งขึ้นในแถบพื้นที่ Des Moines, Iowa; Chicago; Cleveland and Albany, New York แต่ก็ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศและสภาพแสงในช่วงนั้นด้วย 

Read More

ยานอวกาศมังคาลยาน

19 กันยายน 2557

ดาวอังคาร (Mars) เปรียบเสมือนห้องปฏิบัติการขนาดใหญ่นอกโลกของนักวิทยาศาสตร์ มีโครงการสำรวจดาวอังคารมากมายทั้งทางกายภาพและทางเคมี อีกทั้งยานอวกาศที่ถูกส่งออกไปสำรวจดาวอังคารก็มีเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ อาทิ ยานสำรวจคิวริออสซิตี (Curiosity) ซึ่งปฏิบัติภารกิจอยู่บนดาวอังคารขณะนี้ ยานอวกาศมาเวน (MAVEN) ที่กำลังจะเคลื่อนที่เข้าสู่วงโคจรของดาวอังคารในช่วงเดือนกันยายนนี้เพื่อศึกษาชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร และยานอวกาศอีกหลายลำที่เคยศึกษาดาวอังคาร แต่เนื้อหาของข่าวที่จะนำเสนอต่อไปนี้ เกี่ยวกับยานอวกาศที่ถูกส่งขึ้นไปสำรวจชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร ที่มีชื่อว่า ภารกิจมาร์สออร์บิเตอร์ (Mars Orbiter Mission) ที่เรียกสั้นๆ ว่า “มอม” (MOM) หรือที่รู้จักกันในนาม “ยานอวกาศมังคาลยาน (Mangalyaan)” ของชาวอินเดีย 

        ยานอวกาศมังคาลยาน ถูกส่งขึ้นไปปฏิบัติภารกิจเมื่อวันที่ 5 พ.ย. 2556 ที่ผ่านมา นับเป็นยานอวกาศลำแรกของอินเดียและเอเชียที่ขึ้นไปศึกษาดาวอังคารโดยการโคจรรอบดาวอังคารเป็นวงรี (ระยะทางที่โคจรใกล้ดาวอังคารมากที่สุดคือ 337 กิโลเมตร และโคจรอยู่ห่างดาวอังคารมากที่สุด 80,000 กิโลเมตร) ตามแผนภารกิจแล้วยานจะเดินทางถึงวงโคจรของดาวอังคารประมาณวันที่ 24 กันยายน 2557 (ใช้เวลาในการเดินทางประมาณ 300 วัน) มีเป้าหมายในการศึกษาสำคัญๆ อยู่  3 อย่างได้แก่ 

1. เพื่อตรวจวัดปริมาณแก๊สมีเทน (CH4) และไอโซโทปของไฮโดรเจน (ดิวเทอเรียม)

2. ศึกษาสภาพแวดล้อมของชั้นบรรยากาศชั้นนอกของดาวอังคาร

3. บันทึกภาพของพื้นผิวของดาวดาวอังคารในช่วงความยามคลื่นที่ตามนุษย์มองเห็นได้ 

        ยานอวกาศมังคาลยานอยู่ภายใต้ความรับผิดชอบขององค์การวิจัยด้านอวกาศประเทศอินเดีย (Indian Space Research Organization : ISRO) ตัวยานถูกออกแบบให้มีลักษณะเป็นสี่เหลี่ยมลูกบาศก์คล้ายๆ กับยานอวกาศจันทรา -1 (Chandrayaan-1) ที่ถูกส่งขึ้นไปโคจรรอบดวงจันทร์เพื่อทำแผนที่พื้นผิวของดวงจันทร์แบบสามมิติ รวมถึงวัสดุที่ใช้ในการสร้างยานอวกาศทั้งสองนั้นก็เหมือนกัน หรือพูดง่ายๆ ว่ายานอวกาศมังคาลยานนั้นใช้วัสดุส่วนหนึ่งที่เหลือจากการสร้างยานอวกาศจันทรา -1 ส่งผลให้อินเดียใช้งบประมาณในการดำเนินโครงการน้อยมาก

ภาพแสดงแผนภารกิจของยานอวกาศมังคาลยาน

Read More

โครงงานวิทยาศาสตร์ เรื่อง กรดจากน้ำผลไม้

โครงงานวิทยาศาสตร์ 

เรื่อง  กรดจากน้ำผลไม้ 

จัดทำโดย 

1.  นางสาวเยาวรัตน์  ตอสูงเนิน      เลขที่  32

2.  นางสาวสไบนาง  สนิทภักดี        เลขที่  42

3.  นางสาวสุมินตรา   ขวัญถาวร     เลขที่   45

ครูที่ปรึกษาการจัดทำโครงงาน

คุณครูสราวุธ   โครตมา

โรงเรียนภูเขียว

สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษาชัยภูมิ  เขต  2

บทคัดย่อ

           โครงงานวิทยาศาสตร์เรื่อง กรดจากน้ำผลไม้ การทดลองนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อ ทดสอบหาระดับความเป็นกรดและความสามารถในการกัดกร่อน โดยแบ่งการทดลองออกเป็น2ตอนดังนี้ คือ ตอนที่ 1 ศึกษาหาระดับค่าความเป็นกรด โดยการนำน้ำมะนาวผสมกับน้ำสับปะรด น้ำมะนาวผสมกับน้ำส้ม และน้ำสับปะรดผสมกับน้ำส้ม เพื่อทดสอบหาระดับค่าความเป็นกรด ว่าน้ำผลไม้ที่ผสมกันนั้น แบบใดมีค่าความเป็นกรดเรียงลำดับจากค่า และในตอนที่ 2 จะศึกษาเกี่ยวกับความสามารถในการกัดกร่อนของน้ำผลไม้ที่ผสมกันในตอนที่ 1 โดยการเติมเกลือละลายน้ำลงไปในน้ำผลไม้ที่ผสมกันไว้ทั้ง 3 แบบ แล้วหลังจากนั้นนำเหรียญที่มีคราบสกปรกมาใส่ในน้ำผลไม้ทั้ง 3 แบบ และสังเกตผลการทดลอง

กิตติกรรมประกาศ

            โครงงานวิทยาศาสตรื  เรื่อง  กรกจากน้ำผลไม้  จัดทำขึ้นเพื่อศึกษาเกี่ยวกับการทดลองหาระดับความเป็นกรดของน้ำผลไม้แต่ละชนิดที่มาผสมกันและทดสอบความสามารถในการกัดกร่อนของน้ำผลไม้ที่ผสมกันแล้วนำมาเติมเกลือละลายน้ำว่ามีฤทธิ์ในการขจัดคราบสกปรกของเหรียญหรือไม่  โดยได้รับการสนับสนุนจากท่านคุณครู สราวุธ โครตมา  ครุประจำวิชาและได้รับการสนับสนุนจากผุ้อำนวยการโรงเรียนภูเขียวและขอขอบพระคุณที่ได้ให้คำปรึกษาในการจัดทำโครงงานและได้รับความอนุเคราะห์จากพ่อแม่ผู้ปกครองที่ได้ให้ข้อเสนอแนะ  แนะนำเอกสารตำราต่างๆให้ศึกษาค้นคว้า

           คณะผู้จัดทำ  ขอขอบพระคุณทุกท่านดังที่ได้กล่าวถึงมาข้างหน้าและที่ไม่ได้กล่าวถึงไว้ ณ ที่นี้เป็นอย่างสูง

 คณะผู้จัดทำ

บทที่ 1

บทนำ

   ที่มาและความสำคัญของโครงงาน

          ประชาชนส่วนใหญ่นิยมดื่มน้ำผลไม้เพื่อคลายร้อยและกระหาย  บางครั้งก็นำนำผลไม้มาแปรรูปซึ่งเป็นการถนอมอาหารอีกรูปแบบหนึ่งหรือนำมารับประทานแทนของว่างก็ได้  กลุ่มของดิฉันจึงได้นำข้อมุลเหล่านี้มาคุยและปรึกษากันกับสมาชิกภายในกลุ่มว่าเราสามารถนำผลไม้บางชนิดที่มีฤทธิ์ความเป็นกรดมาขจัดคราบสกปรกบนเหรียญได้หรือไม่และถ้าต้องจัดระดับค่าความเป็นกรดเมื่อนำน้ำผลไม้มาผสมกับนั้นจะสามารถเรียงลำดับว่าอับว่าอันไหนมีค่าความเป็นกรดสูงสุดจากข้อสงสัยต่างๆเหล่านี้กลุ่มของดิฉันจึงได้คิดค้นจัดทำโครงงานนี้ขึ้นมา

วัตถุประสงค์

           1.  เพื่อศึกษาหาระดับค่าความเป็นกรดของน้ำผลไม้เมื่อนำมาผสมกัน

         2.  เพื่อศึกษาว่ากรดจากน้ำผลไม้ที่ผสมแล้วเติมเกลือละลายน้ำลงไปจะมีความสามรถใน ในการขจัดคราบสกปรกหรือไม่

         3.  เพื่อศึกษาหาความสามรในการกัดกร่อนของน้ำผลไม้เมื่อนำเกลือละลายน้ำมาผสม

 สมมุติฐานของการศึกษา

              ตอนที่1 วัตถุดิบที่นำมาทดลอง มื่อนำมาผสมกันจะทำให้ระดับค่าความเป็นกรดเปลี่ยนไป

              ตอนที่2 ระดับค่าความเป็นกรด เมื่อนำเกลือละลายน้ำมาผสมลงไปจะทำให้ความสามารถในการกัดกร่อนและขจัดคราบสกปรกได้ดียิ่งขึ้น

ขอบเขตของการศึกษาค้นคว้า

         1. ศึกษาหาระดับค่าความเป็นกรด ของน้ำผลไม้ที่นำมาผสมกัน

        2. ศึกษาหาความสามารถในการกัดกร่อนของน้ำผลไม้ที่ผสมกัน แล้วเติมเกลือ

           ละลายน้ำลงไปและความสามารถในการขจัดคราบสกปรกบนเหรียญ

บทที่ 2 

เอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง

ส้ม

 

การจำแนกชั้นทางวิทยาศาสตร์

อาณาจักร    Plantae

ส่วน       Magnoliophyta

ชั้น          Magnoliopsida

ชั้นย่อย  Rosidae

อันดับ    Sapindales

วงศ์         Rutaceae

สกุล        Citrus

                ส้ม เป็นไม้พุ่มหรือไม้ต้นขนาดเล็กหลายชนิดในสกุล Citrus วงศ์ Rutaceae มีด้วยกันนับร้อยชนิด เติบโตกระจายอยู่ทั่วโลก โดยมากจะมีน้ำมันหอมระเหยในใบ ดอก และผล และมีกลิ่นฉุน หากนำใบขึ้นส่องกับแสงแดด จะเห็นจุดเล็กๆ เต็มไปหมด ซึ่งจุดเหล่านั้นก็คือแหล่งน้ำมันนั่นเอง ส้มหลายชนิดรับประทานได้ ผลมีรสเปรี้ยวหรือหวาน มักจะมีแคลเซียม โปแทสเซียม ไวตามินเอ และไวตามินซี มากเป็นพิเศษ ถ้าผลไม้จำพวกนี้มี มะ อยู่หน้า ต้องตัดคำ ส้ม ออก เช่น ส้มมะนาว ส้มมะกรูด เป็น มะนาว มะกรูด

มะนาว 

 

การจำแนกชั้นทางวิทยาศาสตร์

อาณาจักร Plantae

ส่วน       Magnoliophyta

ชั้น          Magnoliopsida

อันดับ    Sapindales

วงศ์         Rutaceae

สกุล        Citrus

สปีชีส์    C. aurantifolia

ชื่อวิทยาศาสตร์    Citrus aurantifolia Swing.

           มะนาว (อังกฤษ: lime) เป็นไม้ผลชนิดหนึ่ง ผลมีรสเปรี้ยวจัด จัดอยู่ในสกุล ส้ม (Citrus) ผลสีเขียว เมื่อสุกจัดจะเป็นสีเหลือง เปลือกบาง ภายในมีเนื้อแบ่งกลีบๆ ชุ่มน้ำมาก นับเป็นผลไม้ที่มีคุณค่า นิยมใช้เป็นเครื่องปรุงรส นอกจากนี้ยังถือว่ามีคุณค่าทางโภชนาการและทางการแพทย์ด้วย

สับปะรด

 

การจำแนกชั้นทางวิทยาศาสตร์

อาณาจักร                  Plantae

ส่วน พืชดอก            Magnoliophyta

ส่วนไม่จัดอันดับ      Angiosperms

ชั้นไม่จัดอันดับ         Monocots

ชั้น พืชใบเลี้ยงเดี่ยว   Liliopsida

อันดับไม่จัดอันดับ    Commelinids

อันดับ                       Poales

วงศ์                            Bromeliaceae

วงศ์ย่อย                      Bromelioideae

                   สับปะรด (ชื่อทางวิทยาศาตร์: Ananas comosus) เป็นพืชล้มลุกชนิดหนึ่ง ลำต้นมีขนาดสูงประมาณ 80-100 เซนติเมตร การปลูกก็สามารถปลูกได้ง่ายโดยการใช้หน่อหรือที่เป็นส่วนยอดของผลที่เรียก ว่า จุก มาฝังกลบดินไว้ และออกเป็นผล เปลือกของผลสับปะรดภายนอกมีลักษณะคล้ายตาล้อมรอบผล

บทที่ 3

วิธีดำเนินการโครงงาน

       อุปกรณ์และวีธีการทดลอง

              1.  วัสดุ

                    1.1  น้ำมะนาว

                    1.2  น้ำสับปะรด

                    1.3  น้ำส้ม

                    1.4   เกลือละลายน้ำ

                    1.5  เหรียญหนึ่งบาท  3  แหรียญ

             2.  อุปกรณ์

                  2.1  มีด

                  2.2   แก้วขนาดกลาง  3  ใบ

                  2.3   ชามใบเล็ก  2  ใบ

                  2.4   ช้อน  2  คัน

                  2.5   เขียง

                  2.6  กระดาษลิตมัส

      ขั้นตอนและวิธีการดำเนินงาน

              1.  ขั้นตอนการเตรียมวัสดุ

                    1.1  นำมะนาว  สับปะรดและส้มมาคั้นให้ได้น้ำและกรองเอาตะกอนทิ้ง

                    1.2   นำเกลือมาละลายน้ำละอาดทิ้งไว้ประมาณ  5  นาที

       ขั้นตอนการทดลอง

              ตอนที่  1  ศึกษาระดับค่าความเป็นกรดของน้ำผลไม้เมื่อนำมาผสมและเรียงลำดับจากค่า

                              มากไปหาค่าน้อย

                              1.1  นำมะนาว  ส้ม  สับปะรด  มาคั้นให้ได้น้ำ

                              1.2 เมื่อได้น้ำผลไม้ทั้ง 3 ชนิด แล้วให้นำมาผสมกันตามสัดส่วนดังนี้

                                    1.2.1 นำน้ำสับปะรดไปผสมกับน้ำมะนาว ในปริมาณ 1 ช้อนโต๊ะเท่ากัน

                                    1.2.2 นำน้ำส้มไปผสมกับน้ำมะนาว ในปริมาณ 1 ช้อนโต๊ะเท่ากัน

                                    1.2.3 นำน้ำส้มไปผสมกับน้ำสับปะรด ในปริมาณ 1 ช้อนโต๊ะเท่ากัน

                         1.3 เมื่อนำไปผสมตามสัดส่วนแล้ว คนให้เข้ากันแล้วทดสอบหาระดับค่าความเป็นกรดด้วยกระดาษลิตมัส

                        1.4 บันทึกผลการทดลองที่ได้ โดยการเรียงลำดับระดับค่าความเป็นกรด จากค่ามากไปหาค่าน้อย

                              

            ตอนที่ 2 ศึกษาหาความสามารถในการกัดกร่อนและขจัดคราบสกปรกบนเหรียญ เมื่อนำเกลือละลายน้ำผสมลงไป                                             

                       2.1 ให้นำเกลือละลายน้ำที่ได้ไปผสมกับน้ำผลไม้ในตอนที่1 ในปริมาณ 1 ช้อนโต๊ะ

                      2.2 คนให้เข้ากัน แล้วนำเหรียญที่มีคราบสกปรกใส่ลงไปในน้ำผลไม้ที่ผสมเกลือละลายน้ำไว้

                      2.3 ทิ้งไว้ประมาณ 30 นาที แล้วสังเกตความเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น

                     2.4 นำเหรียญออกมาล้างน้ำสะอาด เช็ดให้แห้งนำมาเปรียบเทียบกัน แล้วบันทึกผลการ ทดลองที่เกิดขึ้น

บทที่ 4 

ผลการวิเคราะห์ข้อมูล/ผลการจัดทำโครงงาน

ผลการทดลอง

    ตอนที่ 1   ระดับค่าความเป็นกรดของน้ำผลไม้เมือนำมาผสมกันเรียงลำดับจากค่ามากไปหาค่าน้อยเป็นนดังนี้

                         

น้ำผลไม้ที่นำมาผสมกัน	ระดับค่า pH ที่ได้
1.  น้ำมะนาว  +  น้ำสับปะรด  2.  น้ำมะนาว  +  น้ำส้ม    3.  น้ำส้ม   +  น้ำสับปะรด	3.0 4.0  4.5

 ตอนที่  2  ความสามารถในการกัดกร่อนและขจัดคราบสกปรกบนเหรียญเมื่อนำน้ำน้ำเกลือละลายน้ำผสมลงไป

            

 

แก้วที่  1  น้ำส้ม  +  น้ำมะนาว 

แก้วที่ 2 น้ำมะนาว +  น้ำสับปะรด 

 แก้วที่ 3  น้ำส้ม   +  น้ำสับปะรด 

เหรียญหนึ่งบาทที่สกปรกจำนวน  3  เหรียญ

 

เหรียญที่มีสกปรกใส่ในแก้วน้ำผลไม้ผสมเกลือละลายน้ำ

 

เหรียญที่ผ่านการแช่น้ำผลไม้ผสมเกลือละลายน้ำ  30  นาที 

บทที่ 5

สรุปผลและอภิปรายผลการดำนินการจัดทำโครงงาน

            จากผลการทดลองสรุปได้ดังนี้               

             1.  เมื่อนำน้ำส้มผสมกับน้ำมะนาวจะได้ค่า  pH เท่ากับ  4.0

             2.  เมื่อนำน้ำมะนาวผสมกับน้ำสับปะรดจะได้ค่า  pH  เท่ากับ  3.0

             3.  เมื่อนำน้ำสมผสมกับน้ำสับปะรดจะได้ค่า  pH  เท่ากับ  4.5

           

           แสดงว่ามื่อนำน้ำมะนาวมาผสมกับน้ำสับปะรดจะพบว่าค่าความเป็นกรดสูงกว่า  น้ำมะนาวผสมกับน้ำส้ม และน้ำส้มผสมกับน้ำสับปะรด  นอกจากนี้เรายังพบว่าเมื่อนำน้ำผลไม้ที่ได้จากการผสมกันดังกล่าวทั้ง 3 ชนิด มาเติมเกลือละลายน้ำลงไปแล้วนำเหรียญที่มีคราบสกปรกใส่ลงไปตั้งเวลาไว้ประมาณ  30  นาที  ภายหลัง  30  นาที  นำเหรียญออกมาล้างน้ำสะอาดพบว่าเหรียญที่อยู่ในน้ำผสมไม้ที่มีค่า pH สูงที่สุดมี่ความสะอาดมากที่สุด  เพราะกรดที่เข้มข้นจะมีฤทธิ์การกัดกร่อนมากที่สุดตามลำดับความเข้มข้นของกรด 

ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับจากการทดลอง

      1.  สามารถนำน้ำผลไม้มาทำความสะอาดเหรียญที่มีคราบสกปรกได้

       2.  สามารถทราบถึงฤทธิ์ของกรดที่กัดกร่อนคราบสกปรกบนเหรียญได้

       3.  สามารถทราบว่าน้ำผลไม้ชนิดใดมีค่าความเป็นกรดมากและมีฤทธิ์การกัดกร่อนไดดีที่สุด

ข้อเสนอแนะ

      1.  เราอาจนำน้ำผลไม้ชนิดอื่นที่มีฤทธิ์เป็นกรดที่หาได้ง่ายตามครัวเรือนของคุณ   

      2.  เราอาจนำการทดลองนี้ไปทดลองกับสิ่งอื่นๆที่มีคราบสกปรกติดอยู่  เช่น  สร้อยคอ  แหวน พวงกุญแจ 

บรรณานุกรม

        _____  . หนังสือเรียนวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม เล่ม 4   (เคมี ). กรุงเทพ: 2550

         _____ . ตัวอย่างโครงงานวิทยาศาสตร์จากโรงเรียนอรุโณทัย  จังหวัดลำปาง

          _____. นพ.ประวิตร  พิศาลบุตร.นิตยสารเพื่อสุขภาพ หมอชาวบ้าน (กรดคือ ?) . ฉบับที่  322 : กรุงเทพ:สำนักพิมพ์หมอชาวบ้าน บจก. , 2550

          _____. www.doctor.or.th

          _____. www.google.com 

Read More