ดาวเคราะห์น้อย (ต่อ)

ดาวเคราะห์น้อยซีเรส (Ceres)

ภาพเปรียบเทียบขนาดของดาวเคราะห์น้อยซีเรสกับโลกและดวงจันทร์ของโลก

ดาวเคราะห์น้อยคลีโอพัตตรา (Kleopatra)

ภาพถ่ายเรดาร์แสดงให้เห็นรูปร่างโดยละเอียดของดาวเคราะห์น้อยคลีโอพัตตรา (Kleopatra)
 โดยใช้การส่งคลื่นวิทยุจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุอาเรซิโบไปสะท้อนที่พื้นผิวดาว
 (Arecibo Observatory, JPL/NASA)

ดาวเคราะห์น้อยไอดา (Ida)

ภาพถ่ายดาวเคราะห์น้อยไอดา (Ida) ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 52 กิโลเมตร และดวงจันทร์บริวารแดคทิล (Dactyl)จากยานอวกาศกาลิเลโอ (NASA/JPL)

ดาวเคราะห์น้อยเอรอส (Eros)

ภาพถ่ายดาวเคราะห์น้อยเอรอส (Eros) ที่มีความยาวประมาณ 33 กิโลเมตร
ถ่ายจากยานอวกาศเนียร์ชูเมกเกอร์ (NASA/JHUAPL)

ดาวเคราะห์น้อยกาสปรา (Gaspra)

ภาพถ่ายดาวเคราะห์น้อยกาสปรา (Gaspra)

                      มีดาวเคราะห์น้อยบางดวงที่มีวงโคจรที่ไม่อยู่ในระนาบอิคลิปติกและมีวงโคจรอยู่ไม่ไกลกว่า 195 ล้านกิโลเมตร ซึ่งทำให้มันมีโอกาสที่จะโคจรมาพบกับโลกได้ในวันหนึ่งในอนาคต ดังนั้นนักดาราศาสตร์ไม่เพียงแต่ค้นหาดาวเคราะห์น้อยดวงใหม่เท่านั้น แต่ต้องติดตามการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์น้อยเหล่านั้นที่มีวงโคจรอยู่ใกล้เคียงกับโลก ซึ่งจำแนกพวกนี้เป็นดาวเคราะห์น้อยใกล้โลก (Near Earth Asteroids: NEAs อ่านต่อที่ http://near.jhuapl.edu)

ดาวเคราะห์น้อย (Asteroids)

                  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 สันนิษฐานว่าเกิดมาพร้อมๆ กับดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ มีทฤษฎีหนึ่งอธิบายว่าดาวเคราะห์น้อยในบริเวณนี้ไม่สามารถรวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ได้ เนื่องจากถูกรบกวนโดยแรงโน้มถ่วงอันมหาศาลของดาวพฤหัสบดี

ภาพจำลองบริเวณแถบดาวเคราะห์น้อยระหว่างวงโคจรของดาวอังคารและดาวพฤหัส

               ตลอดเวลา 30 ปีที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์ได้ใช้สเปกโตรสโคปในการศึกษาองค์ประกอบทางเคมีและแร่ธาตุต่างๆ บนดาวเคราะห์น้อย โดยการวิเคราะห์แสงสะท้อนจากพื้นผิวดาว นอกจากนี้ยังตรวจสอบชิ้นอุกกาบาตที่ตกลงมาสู่พื้นโลก พบว่าประมาณ 1 ใน 3 ของบรรดาอุกกาบาตที่ศึกษาพบ มีสีเข้มและมีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นคาร์บอน ให้ชื่อว่าเป็นอุกกาบาตประเภทคาร์บอนาเซียสคอนไดรท์ (carbonaceous chondrites: C-type) อีกประมาณ 1 ใน 6 พบว่ามีสีค่อนข้างแดงแสดงว่ามีส่วนประกอบที่เป็นเหล็ก จึงเรียกว่า ประเภทหินปนเหล็ก (stony-iron bodies: S-type)

ดาวพลูโต

ภาพดาวพลูโตทั้งสองด้านของดาว จากภาพขยายแสดงให้เห็นแสงสว่างบริเวณขั้วเหนือและใต้ของดาว

สันนิษฐานว่าอาจเป็นขั้วน้ำแข็ง บริเวณสว่างอื่นๆ ที่อยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตรดาว อาจเป็นบริเวณแอ่งที่ราบที่สามารถสะท้อนแสงได้ดี (Stern(Southwest Research Institute), Buie(Lowell Observatory,NASA/ESA)

                  ถัดจากดาวเนปจูนออกไปเป็นดาวเคราะห์ดวงที่อยู่ไกลสุดจากดวงอาทิตย์คือ ดาวพลูโต โคจรรอบดวงอาทิตย์ที่ระยะห่างโดยเฉลี่ย 5,900 ล้านกิโลเมตร ซึ่งประมาณ 40 เท่าของระยะทางเฉลี่ยระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ หรือเท่ากับ 40 AU (Astronomical Units) ณ จุดที่ไกลจากดวงอาทิตย์มากเพียงนี้ ดาวพลูโตจะต้องมีอุณหภูมิที่เยือกเย็นและอยู่ในความมืดเป็นเวลาที่ยาวนาน ดาวพลูโตใช้เวลาถึง 248 ปีในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ ดาวพลูโตนั้นมีขนาดเล็กกว่าดวงจันทร์บริวารหลักของดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ในระบบสุริยะ

                  นักดาราศาสตร์ค้นพบดาวพลูโตเมื่อปี พ.ศ. 2473 หลังจากที่มีการใช้วิธีคำนวณหาค่าการเบี่ยงเบนของวงโคจรดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนในการค้นหาดาวเคราะห์ แต่ดาวพลูโตนั้นมีมวลไม่มากพอที่จะเบี่ยงเบนวงโคจรของดาวเคราะห์ทั้งสองดวงได้ นักดาราศาสตร์จึงเชื่อว่ายังมีดาวเคราะห์ดวงอื่นอยู่อีกในระบบสุริยะ และให้ชื่อว่าเป็นดาวเคราะห์เอ็กซ์ (Planet-X) แต่จวบจนปัจจุบันก็ยังไม่มีการค้นพบดาวเคราะห์ดังกล่าว เมื่อไม่นานมานี้มีการวัดค่ามวลของดาวเคราะห์ทั้งสามอย่างละเอียดและทำการคำนวณค่าการเบี่ยงเบนของวงโคจรของดาวเนปจูนและดาวยูเรนัสใหม่ พบว่าเกิดจากการรบกวนของวัตถุอื่นที่อยู่นอกวงโคจรของดาวเนปจูนและมีขนาดใกล้เคียงกับดาวพลูโต เรียกว่า พลูติโน (Plutino) ซึ่งเป็นวัตถุที่อยู่ในบริเวณรอบนอกของระบบสุริยะที่เรียกว่า แถบไคเปอร์ (Kuiper Belt)

โครงสร้างของดาวพลูโต

                    ที่จริงแล้วเราไม่ทราบแน่นอนว่าดาวพลูโตนั้นมีอะไรเป็นองค์ประกอบ แต่จากการคำนวณความหนาแน่นของดาวพลูโตจากปริมาตรและมวลของมัน นักดาราศาสตร์มีความเห็นว่ามีแกนเป็นหิน และมีชั้นแมนเทิลที่เป็นน้ำแข็ง จากการศึกษาเส้นสเปกตรัมของแสงอาทิตย์ที่สะท้อนจากพื้นผิวของดาวพลูโต นักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่า ดาวพลูโตมีพื้นผิวที่เป็นน้ำแข็งและมีเทน

                   บรรยากาศของดาวพลูโตประกอบไปด้วยไนโตรเจน คาร์บอนมอนอกไซด์และมีเทน ชั้นบรรยากาศของดาวพลูโตนั้นเบาบางมากและจะเกิดขึ้นในขณะที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดเท่านั้น เมื่อดาวพลูโตเคลื่อนที่ไกลออกไป อุณหภูมิที่พื้นผิวจะลดลงอย่างมาก ทำให้ชั้นบรรยากาศแข็งตัว ดาวพลูโตมีอุณหภูมิพื้นผิวโดยเฉลี่ยประมาณ –220 องศาเซลเซียส

แผนที่แสดงพื้นผิวของดาวพลูโต
 (Stern(Southwest Research Institute), Buie(Lowell Observatory,NASA/ESA)

วัตถุพลูติโน

                 บริเวณที่อยู่ถัดออกไปจากวงโคจรของดาวพลูโต เรียกว่า แถบไคเปอร์ ที่เต็มไปด้วยเศษหินและวัตถุต่างๆ มากมาย นักดาราศาสตร์บางท่านมีความเห็นว่า ดาวพลูโตไม่ใช่ดาวเคราะห์ แต่เป็นก้อนหินที่มาจากบริเวณดังกล่าว เนื่องจากดาวพลูโตมีวงโคจรที่เอียงแตกต่างจากไปจากดาวเคราะห์อื่นๆ มาก นอกจากนี้ดาวพลูโตยังมีคุณสมบัติที่คล้ายคลึงกับวัตถุพลูติโนเหล่านี้ด้วย

ดวงจันทร์บริวารของดาวพลูโต

                   ดาวพลูโตมีดวงจันทร์บริวาร ที่มีชื่อว่า คารอน (Charon) โคจรอยู่ที่ระยะห่างเพียง 19,640 กิโลเมตร เนื่องจากดาวพลูโตมีขนาดที่ใกล้เคียงกับดวงจันทร์คารอนมาก นักดาราศาสตร์จึงตั้งสมมุติฐานว่าน่าจะเป็นระบบดาวเคราะห์คู่ เราไม่สามารถตรวจสอบสมมุติฐานนี้ได้จนกว่าจะมียานอวกาศออกไปสำรวจยังดาวพลูโต

ภา

ภาพดาวพลูโตกับคารอนดวงจันทร์บริวาร ถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
ที่ระยะไกลถึง 4,400 ล้านกิโลเมตรโดยสามารถเห็นดาวพลูโตอยู่แยกจากคารอนได้ชัดเจน คารอนมีสีที่ค่อนไปทางน้ำเงินมากกว่าดาวพลูโตทำให้เราทราบว่า
พื้นผิวของดาวทั้งสองอาจมีลักษณะและองค์ประกอบที่แตกต่างกัน (Albrecht, ESA/ESO/NASA)

ดาวเนปจูน

ภาพดาวเนปจูนเต็มดวง ภาพถ่ายจากยานวอยเอเจอร์ แสดงให้เห็นลักษณะเมฆที่ปกคลุม
จุดดำใหญ่ (อยู่กลางภาพ)และพายุลูกเล็ก (มุมล่างซ้าย)
 บริเวณสีขาวเป็นเมฆชั้นสูงที่ประกอบไปด้วยเกล็ดน้ำแข็งมีเทน (NASA/JPL)

                     ดาวเนปจูนอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 8 ถูกค้นพบหลังจากการค้นพบดาวยูเรนัส ด้วยการที่พบว่าวงโคจรของดาวยูเรนัสไม่ได้เป็นไปตามกฏแรงโน้มถ่วงของนิวตัน จึงมีการสันนิษฐานว่า ต้องมีดาวเคราะห์อีกดวงที่รบกวนการโคจรของดาวยูเรนัส และนักดาราศาสตร์ได้ใช้คณิตศาสตร์คำนวณตำแหน่งและวงโคจรของดาวเนปจูน และสังเกตพบในปี พ.ศ. 2389 และในปีเดียวกันก็ค้นพบดวงจันทร์บริวารทริทัน

                    ดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์สีน้ำเงินเช่นเดียวกับดาวยูเรนัส เพราะในชั้นบรรยากาศมีก๊าซมีเทนเป็นองค์ประกอบอยู่ด้วย ดาวเนปจูนมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 4 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางโลก หรือมีปริมาตรเป็น 60 เท่าของโลก มีวงแหวนล้อมรอบจำนวน 4 วงและมีดวงจันทร์บริวารทั้งสิ้น 8 ดวง

วงโคจรของดาวเนปจูนมีระยะเวลายาวนานถึง 165 ปีบนโลก ดังนั้นฤดูกาลบนดาวเนปจูนจะยาวนานถึง 41 ปี แต่ดาวเนปจูนหมุนรอบตัวเองเร็วกว่าโลกมากโดยใช้เวลาเพียง 16 ชั่วโมงเศษ ประกอบกับแกนหมุนที่เอียง 29 องศา ทำให้เกิดการแปรปรวนของชั้นบรรยากาศอย่างรุนแรง มีความเร็วลมสูงกว่าบนดาวพฤหัสถึง 3 เท่า

โครงสร้าง

             ดาวเนปจูนมีแกนกลางที่เป็นหินแข็ง มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 14,000 กิโลเมตร ชั้นแมนเทิลชั้นในเป็นของเหลวประกอบด้วยน้ำและแอมโมเนีย เกล็ดน้ำแข็งในชั้นแมนเทิลนี้ผสมผสานเข้ากับชั้นบรรยากาศของดาวเนปจูนที่อยู่ถัดออกไป วงแหวนของดาวเนปจูนพึ่งถูกค้นพบโดยยานวอยเอเจอร์ 2 เช่นกัน เราจึงไม่ทราบว่ามันประกอบด้วยอะไรบ้าง แต่นักดาราศาสตร์คิดว่าน่าจะเป็นพวกเศษหินและน้ำแข็ง

ภาพตัดขวางแสดงโครงสร้างภายใน (Calvin J. Hamilton)

ชั้นบรรยากาศ

                ประกอบด้วยไฮโดรเจน 79% ฮีเลียม 18% และมีเทน 3% ชั้นเมฆที่ระดับความดันบรรยากาศ 1 บาร์ มีอุณหภูมิ –200 องศาเซลเซียส ภาพถ่ายดาวเนปจูนจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลแสดงให้เห็นถึงแถบสีต่างๆ คล้ายกับที่พบบนดาวพฤหัสบดี บริเวณแถบสีอ่อนแสดงให้เห็นถึงบริเวณที่เมฆถูกยกขึ้นไปที่ระดับสูง บริเวณแถบสีเข้มเป็นบริเวณที่เมฆกำลังจมลงสู่เบื้องล่าง

จุดดำใหญ่ (Great Dark Spot)

                  ภาพถ่ายดาวเนปจูนจากยานวอยเอเจอร์ในปี พ.ศ. 2532 ปรากฏเป็นวงรีสีน้ำเงินเข้มที่บริเวณกลางดวงใกล้กับเส้นศูนย์สูตรดาว เรียกว่า จุดดำใหญ่ (Great Dark Spot) เป็นบริเวณที่มีพายุขนาดใหญ่พอๆ กับขนาดของโลก เคลื่อนตัวด้วยความเร็วสูงถึง 1200 กิโลเมตรต่อชั่วโมง จากภาพถ่ายดาวเนปจูนจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลในปี พ.ศ. 2537 ไม่ปรากฏจุดดำใหญ่นี้ให้เห็น แต่ปรากฏจุดเข้มใหม่ ที่บริเวณขั้วดาว แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในชั้นบรรยากาศของดาวเนปจูน
วงแหวนของดาวเนปจูน

                  ดาวเนปจูนมีวงแหวนอยู่ 4 วง ล้วนมีขนาดที่แตกต่างกันและมีลักษณะที่ไม่สมบูรณ์ จากภาพถ่ายจากยานวอยเอเจอร์แสดงให้เห็นถึงวงแหวนหลักสองวง และวงแหวนบางๆ อยู่ระหว่างวงแหวนทั้งสอง ชิ้นส่วนในวงแหวนมีขนาดตั้งแต่ ระดับไมครอน (1 ไมโครเมตร = 10-6 เมตร) จนถึงขนาด 10 เมตร

                 ภาพถ่ายวงแหวนของดาวเนปจูน จากยานวอยเอเจอร์ แถบมืดกลางภาพเป็นการบังแสงจากตัวดาวเพื่อที่จะสามารถสังเกตเห็นรายละเอียดของวงแหวนได้ดีขึ้น (NASA) 

ดวงจันทร์บริวารของดาวเนปจูน

                    ดาวเนปจูนมีดวงจันทร์บริวารอยู่ 8 ดวง ภาพถ่ายจากยานวอยเอเจอร์ แสดงให้เห็นลักษณะของดวงจันทร์บริวารหลักคือ ดวงจันทร์ทริทัน (Triton) ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในบรรดาบริวารทั้ง 8 ดวง ทริทันโคจรรอบดาวเนปจูนสวนทางกับทิศทางการหมุนรอบตัวเองของดาวเนปจูน และคาดว่ามันจะโคจรเข้าใกล้ดาวเนปจูนขึ้นเรื่อยๆ และพุ่งเข้าชนดาวเนปจูนในที่สุด (ใช้เวลาประมาณ 10 ถึง 100 ล้านปี) เมื่อถึงวันนั้นดาวเนปจูนอาจมีวงแหวนที่ใหญ่และสวยงามมากกว่าดาวเสาร์อีกด้วย ทริทันมีอุณภูมิที่พื้นผิวประมาณ –235 องศาเซลเซียส ถึงแม้ว่าจะมีอุณภูมิต่ำถึงเพียงนี้ ยังพบไนโตรเจนในรูปของก๊าซพุ่งออกจากบริเวณขั้วใต้ของดาว ทั้งนี้อาจเนื่องมาจากไนโตรเจนแข็งที่ปกคลุมอยู่บริเวณขั้วใต้ของดาวเกิดการระเหิดเมื่อมีอุณหภูมิสูงขึ้นในฤดูร้อน

แสดงภาพดวงจันทร์บริวารหลักทริทัน(Triton) (NASA/JPL)

ดาวยูเรนัส

                        ดาวยูเรนัสอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์เป็นอันดับที่ 7 ดาวยูเรนัสถูกค้นพบโดยนักดาราศาสตร์ชื่อวิลเลี่ยม เฮอร์เชล เมื่อปี พ.ศ. 2325 จากการสังเกตจากกล้องดูดาวที่เขาสร้างขึ้นเองและใช้สำรวจท้องฟ้าในยามค่ำคืน ในตอนแรกเขาคิดว่าเป็นดาวหาง แต่หลังจากได้ติดตามบันทึกตำแหน่งจึงพบว่าเป็นดาวเคราะห์ดวงใหม่ที่โคจรอยู่ที่ระยะห่างประมาณ 19.5 AU ทำให้นักดาราศาสตร์ในสมัยนั้นได้จินตนาการใหม่ว่าระบบสุริยะเราใหญ่ขึ้นเป็นสองเท่า (เดิมคิดว่าระบบสุริยะมีขนาดใหญ่เท่ากับวงโคจรของดาวเสาร์ ประมาณ 9 AU)

                       ดาวยูเรนัสโคจรรอบดวงอาทิตย์ โดยมีแกนหมุนที่เอียงเกือบขนานกับระนาบทางโคจรรอบดวงอาทิตย์ ดังนั้นเมื่อดาวยูเรนัสหมุนรอบตัวเอง แสงอาทิตย์จะเริ่มฉายผ่านขั้วหนึ่ง และผ่านไปยังบริเวณศูนย์สูตร และไปยังขั้วตรงกันข้าม เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้อุณหภูมิบนดาวยูเรนัสไม่แตกต่างกันมากนัก อย่างไรก็ตามด้วยการที่ดาวยูเรนัสใช้เวลาโคจรรอบดวงอาทิตย์นานถึง 84 ปี ทำให้แต่ละฤดูกาลยาวนานถึงกว่า 20 ปี

โครงสร้าง

                   แกนกลางของดาวยูเรนัสเป็นหินแข็งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 17,000 กิโลเมตร ล้อมรอบไปด้วยชั้นของเหลวที่ประกอบไปด้วยน้ำและแอมโมเนีย แมนเทิลชั้นนอกประกอบด้วยฮีเลียมเหลวและไฮโดรเจนเหลวที่ผสมกลมกลืนกับชั้นบรรยากาศ

                  บรรยากาศของดาวยูเรนัสประกอบด้วยไฮโดรเจน 83% ฮีเลียม 15% และมีเทน 2% ชั้นเมฆที่ระดับความดันบรรยากาศ 1 บาร์มีอุณหภูมิประมาณ -197 องศาเซลเซียส ก๊าซมีเทนดูดกลืนแสงสีแดงและสะท้อนแสงสีน้ำเงิน ดาวยูเรนัสจึงปรากฏเป็นสีน้ำเงินอมเขียวนวล (ภาพถ่ายจากยานวอยเอเจอร์ ในปี พ.ศ. 2529 แทบจะมองไม่เห็นการแปรปรวนของชั้นบรรยากาศ แต่จากภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลในปี พ.ศ. 2541 ปรากฏให้เห็นถึงแถบสีต่างๆ ตามระดับความแตกต่างของละติจูด และยังปรากฏพายุหลายลูกในบริเวณซีกเหนือของดาว มีบริเวณกว้างกว่าง 1000 กิโลเมตร และสังเกตในช่วงคลื่นอินฟราเรดได้ดีกว่าช่วงคลื่นแสง

ภาพตัดขวางแสดงโครงสร้างภายในของดาวยูเรนัส (Calvin J. Hamilton) lesson-solarsystem.

วงแหวน

                   วงแหวนของดาวยูเรนัสถูกค้นพบโดยบังเอิญเมื่อปี พ.ศ. 2520 จำนวน 6 วง โดยทีมนักดาราศาสตร์ที่หอดูดาวไคเปอร์แอร์บอร์น ขององค์การนาซา ในขณะที่เฝ้าสังเกตปรากฏการณ์ที่ดาวยูเรนัสโคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์ดวงหนึ่ง เพื่อวัดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของดาวยูเรนัสอย่างละเอียด และต่อมาในปี 2529 หอดูดาวเพิร์ทและยานวอยเอเจอร์ได้ค้นพบอีก 5 วง รวมเป็น 11 วง วงแหวนของดาวยูเรนัสนั้นไม่สว่างมากนัก เช่นเดียวกับวงแหวนของดาวพฤหัสบดีและเนปจูน

ภาพดาวยูเรนัสเต็มดวงและวงแหวน จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

ปรากฏพายุบริเวณขั้วเหนือของดาว (Erich Karkoschka (University of Arizona)/NASA)

ดวงจันทร์บริวารของดาวยูเรนัส

                     ดาวยูเรนัสมีดวงจันทร์บริวารรวมทั้งสิ้น 21 ดวง ชื่อของดวงจันทร์บริวารมิได้ถูกตั้งตามเทพนิยายกรีก แต่ตั้งตามตัวละครในบทประพันธ์ของเช็คสเปียร์และอเล็กซานเดอร์ โป๊ป

                    มิรันดา (Miranda) เป็นดวงจันทร์ที่น่าสนใจมากที่สุดของดาวยูเรนัส ดังจะเห็นได้ในภาพที่ถ่ายจากยานอวกาศวอยเอเจอร์ 2 ในปี พ.ศ. 2529 ดวงจันทร์มิรันดามีเส้นผ่านศูนย์กลาง 484 กิโลเมตร (ประมาณหนึ่งในเจ็ดของดวงจันทร์ของโลก) มีขนาดวงโคจรรอบดาวยูเรนัส 129,800 กิโลเมตร พื้นผิวที่ขรุขระของดวงจันทร์มิรันดาไม่ได้เป็นเพียงหลุมอุกกาบาตเท่านั้น แต่เต็มไปด้วยภูเขาและหุบเหวต่างๆ ลักษณะทั้งหมดนี้ชี้ให้เห็นว่าพื้นผิวดวงจันทร์มิรันดา มีการเคลื่อนตัวคล้ายกับการเคลื่อนตัวของเปลือกโลก

                  นอกจากนี้ยังมีดวงจันทร์บริวารหลักที่สำคัญอีกสี่ดวงคือ แอเรียล (Ariel) อัมเบรียล (Umbriel) ไททาเนีย (Titania)และโอเบรอน (Oberon)

ภาพดวงจันทร์บริวารหลัก แสดงลักษณะพื้นผิวและขนาดเปรียบเทียบ (NASA/JPL)

                   

ภาพดาวเสาร์เต็มดวงจากยานอวกาศวอยเอเจอร์ NASA/JPL

                  ดาวเสาร์อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์เป็นอันดับที่ 6 มีปริมาตรมากกว่าโลกถึง 775 เท่า ประกอบไปด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมที่อยู่ในรูปก๊าซและของเหลว มีชั้นบรรยากาศที่มองเห็นเป็นแถบคาดที่ละติจูดต่างๆ ของตัวดาวและมีสีแตกต่างกันไป เนื่องมาจากการแปรปรวนของลมในทิศทางที่สวนกัน ดาวเสาร์โคจรรอบดวงอาทิตย์ใช้เวลาเท่ากับ 29.5 ปีบนโลก แต่ดาวเสาร์หมุนรอบตัวเองด้วยความเร็วที่สูงมาก เวลาที่ใช้ในการหมุนรอบตัวเอง 10 ชั่วโมง 40 นาที จึงทำให้มีรูปร่างเป็นทรงกลมแป้นบริเวณเหนือเส้นศูนย์สูตรคล้ายกับดาวพฤหัสบดี ความเร็วลมที่เส้นศูนย์สูตรสูงถึง 1,800 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ดาวเสาร์มีแกนหมุนที่เอียงทำมุม 26.73 องศากับระนาบโคจรรอบดวงอาทิตย์ (ใกล้เคียงกับแกนหมุนโลก)

                    ดาวเสาร์มีความหนาแน่นน้อยกว่าดาวเคราะห์อื่นๆ และมีค่าความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ ดาวเสาร์มีวงแหวนอยู่ล้อมรอบเป็นจำนวนมากมาย วงแหวนดาวเสาร์มีลักษณะที่ซับซ้อนและสวยงามที่สุดในระบบสุริยะ ถูกค้นพบในสมัยศตวรรษที่ 17 เมื่อมีการประดิษฐ์กล้องดูดาวขึ้นใช้ รายละเอียดของดาวเสาร์ส่วนใหญ่ได้มาจากข้อมูลจากการสำรวจของยานอวกาศวอยเอเจอร์ 2 พบว่าในบริเวณวงแหวนดาวเสาร์มีแถบฝุ่นมืดคั่นอยู่หลายชั้น ซึ่งเรายังไม่ทราบที่มาของแถบฝุ่นมืดเหล่านี้




โครงสร้างดาวเสาร์

ภาพตัดขวางแสดงโครงสร้างดาวเสาร์ (Calvin J. Hamilton)

                 แกนกลางของดาวเสาร์เป็นหินแข็งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30,000 กิโลเมตร ล้อมรอบไปด้วยชั้นของเหลวที่ประกอบไปด้วยน้ำ มีเธน และแอมโมเนีย แมนเทิลชั้นในประกอบด้วยฮีเลี่ยมและไฮโดรเจนเหลวที่มีสมบัติเป็นโลหะ แมนเทิลชั้นนอกประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมในรูปของของเหลวและก๊าซ

                  บรรยากาศดาวเสาร์ประกอบไปด้วยไฮโดรเจน 96.3% ฮีเลียม 3.3% และธาตุอื่นๆ 0.4% ชั้นนอกสุดของดาวเสาร์ประกอบด้วยแอมโมเนีย

วงแหวนของดาวเสาร์

                วงแหวนของดาวเคราะห์แต่ละดวงนั้นมีลักษณะที่แตกต่างกันไป แต่ล้วนประกอบไปด้วยชิ้นส่วนที่เป็นก้อนหินและน้ำแข็ง ขนาดของชิ้นส่วนนั้นอาจมีขนาดเล็กเท่าเมล็ดองุ่น หรืออาจมีขนาดใหญ่เท่าหินก้อนโตก็ได้ เรายังไม่รู้แน่ชัดถึงที่มาของชิ้นส่วนเหล่านี้ อาจเป็นเศษที่เหลือจากการเกิดดาวเคราะห์ หรืออาจเป็นดวงจันทร์บริวารที่แตกสลายลงก็ได้

                 ดาวเสาร์มีวงแหวนที่ใหญ่ ซับซ้อนและสวยงาม สามารถสะท้อนแสงจากดวงอาทิตย์ได้ดีกว่าวงแหวนของดาวเคราะห์อื่นๆ ทำให้เรารู้ว่าวงแหวนของดาวเสาร์นั้นน่าจะประกอบไปด้วยน้ำแข็งมากกว่าที่จะเป็นเศษหิน วงแหวนดาวเสาร์มีความกว้างหลายพันกิโลเมตร เราสังเกตวงแหวนดาวเสาร์ด้วยกล้องโทรทรรศน์จากพื้นโลก เราจะมองเห็นเพียงวงแหวนชั้น A และ B ช่องว่างระหว่างวงแหวนทั้งสองชั้นนี้เรียกว่า ช่องแคบแคสสินิ (Cassini division) แต่จากภาพถ่ายวงแหวนดาวเสาร์จากยานวอยเอเจอร์พบว่า ในแถบวงแหวนชั้น A มีช่องว่างที่เรียกว่า ช่องว่างเอนเค (Encke gap) นอกจากนี้ยังพบว่ามีวงแหวนชั้นนอก (ชั้น F, G และ E) และแถบวงแหวนชั้นใน (ชั้น C และ D) ที่บางและไม่สว่างมากนัก

ภาพขยายแสดงกลุ่มวงแหวนชั้น A (วงนอกสุด) ช่องแคบแคสสินิ วงแหวนชั้น B (สีเขียวและสีส้ม)
และวงแหวนชั้น C (สีน้าเงิน) NASA/JPL

ภาพขยายแสดงวงแหวนชั้นใน วงแหวนชั้น B (สีเหลือง) และวงแหวนชั้น C (สีฟ้า) NASA/JPL

ดวงจันทร์บริวารของดาวเสาร์

                   ดาวเสาร์มีดวงจันทร์บริวารอย่างน้อย 30 ดวง ดวงจันทร์บริวารที่มีขนาดใหญ่ที่สุดคือ ไททัน (Titan) ที่มีขนาดใหญ่กว่าดาวพุธ ไททันมีชั้นบรรยากาศที่ประกอบไปด้วยก๊าซไนโตรเจนเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งอาจมีสภาพที่คล้ายกับโลกของเราในอดีต การศึกษาบรรยากาศของดาวไททันโดยละเอียดอาจทำให้เราทราบถึงความเป็นมาของโลกได้ดีขึ้น

                  ดวงจันทร์บริวารที่มีขนาดใหญ่รองลงไปจากไททันได้แก่ รี (Rhea) ดิโอนี (Dione) ไออาเพตุส (Iapetus) เททิส (Tethys) เอนเซลาดุส (Enceladus) และมิมาส (Mimas) ซึ่งเป็นที่น่าสังเกตว่า ดวงจันทร์เหล่านี้มีความหนาแน่นน้อยกว่า 1,400 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ทำให้เราสามารถสันนิษฐานได้ว่าดวงจันทร์เหล่านี้มีส่วนประกอบส่วนใหญ่เป็นน้ำแข็งและมีหินผสมอยู่เพียงเล็กน้อย

ภาพถ่ายดวงจันทร์บริวารดวงอื่น ๆ ของดาวเสาร์ จากยานวอยเอเจอร์ 1 และ 2 (NASA/JPL)

ดาวพฤหัสบดี (Jupiter)

ภาพดาวพฤหัสบดีเต็มดวง จากยานอวกาศแคสินิ ในปี พ.ศ. 2543
แสดงให้เห็นถึงแถบพายุที่ละติจูดต่างๆ และจุดแดงใหญ่
จุดสีดำที่เห็นอยู่มุมซ้ายของดาว คือ ดวงจันทร์บริวารยุโรปา (NASA/JPL/University of Arizona)

                ดาวพฤหัสบดีเป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ มีความสว่างเป็นอันดับที่ 4 ในท้องฟ้ารองจากดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดาวศุกร์ ดาวพฤหัสบดีมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าโลก 11 เท่าและมีมวลมากกว่าโลกถึง 300 เท่า มีส่วนประกอบเป็นไฮโดรเจนถึง 90%และฮีเลียม 10 % แกนกลางของดาวพฤหัสบดีเป็นหินแข็งล้อมรอบไปด้วยไฮโดรเจนเหลวที่มีอุณหภูมิสูงถึง 30,000 องศาเซลเซียส ถ้าดาวพฤหัสบดีมีมวลเพิ่มขึ้นอีก 75 เท่าก็จะสามารถเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นขึ้นที่แกนกลางและกลายเป็นดาวฤกษ์ได้

                ดาวพฤหัสบดีหมุนรอบตัวเองเร็วมาก โดยใช้เวลาในการหมุนรอบตัวเอง 10 ชั่วโมง (เพียงครึ่งวันบนโลก) ทำให้สสารและก๊าซต่างๆ ที่บริเวณเส้นศูนย์สูตรเคลื่อนที่เร็วกว่าบริเวณอื่นๆ เป็นผลให้ดาวพฤหัสบดีมีรูปร่างเป็นทรงกลมแป้นและมีชั้นบรรยากาศที่แปรปรวนและมีพายุอยู่ตลอดเวลา

                  ดาวพฤหัสบดีเป็นดาวเคราะห์ที่เป็นก๊าซ จึงไม่มีขอบเขตรัศมีที่แน่นอน การบ่งบอกรัศมีของดาวเคราะห์ประเภทนี้ทำได้โดยการวัดระยะทางจากจุดศูนย์กลางดาวมาจนถึงบริเวณที่มีความดันบรรยากาศเท่ากับความดันที่ระดับน้ำทะเลบนโลกของเรา

© Calvin J. Hamilton

ภาพตัดขวางแสดงโครงสร้างภายในของดาวพฤหัสบดี

โครงสร้างของดาวพฤหัสบดี

               ดาวพฤหัสบดีมีแกนกลางที่เป็นหินล้อมรอบไปด้วยชั้นของเหลวร้อนที่ประกอบไปด้วยน้ำ มีเธน และแอมโมเนีย ถัดขึ้นมาเป็นแมนเทิลชั้นในที่ประกอบไปด้วยฮีเลี่ยมและไฮโดรเจนเหลว (ไฮโดรเจนที่มีสมบัติเป็นโลหะ) ซึ่งพบในสภาวะที่มีอุณหภูมิและความดันสูงเท่านั้น ภายใต้สภาวะดังกล่าวนิวเคลียสและอิเล็คตรอนของไฮโดรเจนประพฤติตัวเหมือนกับโลหะ แมนเทิลชั้นนอกของดาวพฤหัสบดีประกอบไปด้วยก๊าซไฮโดรเจนและฮีเลี่ยมที่ผสมผสานเป็นเนื้อเดียวกับบรรยากาศชั้นบน

วงแหวนของดาวพฤหัสบดี

             นักดาราศาสตร์ในทีมงานของยานอวกาศวอยเอเจอร์ 1 ค้นพบว่าดาวพฤหัสบดีมีวงแหวนเช่นเดียวกับดาวเสาร์ แต่มีขนาดเล็กและบางกว่ามาก และไม่สว่างมากนัก อาจเป็นเพราะเศษหินและฝุ่นในวงแหวนมีขนาดเล็กมากและไม่มีน้ำแข็งเป็นส่วนประกอบทำให้สะท้อนแสงอาทิตย์ได้ไม่ดี

ภาพวงแหวนของดาวพฤหัสบดี (NASA/JPL)

ดวงจันทร์บริวารของดาวอังคาร

            ดาวอังคารมีดวงจันทร์บริวารจำนวน 2 ดวงที่ มีชื่อว่า โฟบอส (Phobos) และไดมอส (Deimos) ซี่งสามารถสังเกตได้โดยใช้กล้องดูดาวขนาดใหญ่ ดวงจันทร์ทั้งสองดวงนี้มีลักษณะที่ไม่สมมาตร นักดาราศาสตร์จึงสันนิษฐานว่า อาจเป็นวัตถุในแถบดาวเคราะห์น้อยที่ถูกแรงโน้มถ่วงของดาวอังคาร ดึงดูดให้มาโคจรรอบ

1) โฟบอส มีเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยประมาณ 22 กิโลเมตร มีรัศมีวงโคจรประมาณ 9,000 กิโลเมตร

2) ไดมอส มีเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยประมาณ 12 กิโลเมตร มีรัศมีวงโคจรประมาณ 23,000 กิโลเมตร

ภาพดวงจันทร์โฟบอส (NASA/JPL)

ภาพถ่ายดวงจันทร์ไดมอส (NASA/JPL)

รูปหน้าคนบนดาวอังคาร

                เมื่อยานไวกิงออร์บิทเตอร์ (Viking Orbiter) ถ่ายภาพพื้นผิวดาวอังคาร ในปี พ.ศ. 2519 ได้พบบริเวณภูเขาที่มีรูปร่างที่คล้ายกับรูปหน้าคน มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1.5 กิโลเมตร ทำให้ผู้คนสันนิษฐานว่าอาจเป็นอนุสาวรีย์ที่ถูกสร้างขึ้นจากอารยธรรมบนดาวอังคาร ในปี พ.ศ. 2541 ยานมาร์สโกลบอลเซอร์เวเยอร์ ได้ถ่ายภาพบริเวณดังกล่าวซ้ำด้วยกล้องถ่ายภาพที่มีความละเอียดสูงกว่าเดิม 3 เท่า และเป็นแบบสามมิติ ทำให้เราทราบว่ามันมิได้มีรูปร่างเหมือนหน้าคนเลย

ภาพพื้นผิวดาวอังคาร ถ่ายจากยานไวกิงออร์บิทเตอร์ (Viking Orbiter) ในปี พ.ศ. 2519

ปรากฏเป็นบริเวณภูเขาที่มีรูปร่างที่คล้ายกับรูปหน้าคน

    ภาพถ่ายรูปหน้าคนในอดีตจากยานไวกิงออร์บิเตอร์ 1 ในปี พ.ศ. 2519 (ซ้าย) ทำให้มนุษย์สงสัยว่าอาจเป็นสิ่งที่ไม่ได้เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติและภาพถ่ายที่ได้จากยานมาร์สโกลบอลเซอร์เวเยอร์ในปี
 พ.ศ. 2541 (กลางและขวา)มีความละเอียดสูงพิสูจน์ให้เห็นว่าเป็นเพียงเนินทรายธรรมดา (NASA/JPL)

ดาวอังคาร

                

 ดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์ชั้นใน อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นอันดับที่ 4 ถัดออกไปจะเป็นแถบดาวเคราะห์น้อยคั่นอยู่ระหว่างดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี ดาวอังคารมีแกนหมุนที่ใกล้เคียงกับโลก จึงทำให้มีฤดูกาลที่ใกล้เคียงกับฤดูกาลบนโลกด้วย ดาวอังคารหมุนรอบตัวเองใช้เวลา 24 ชั่วโมง 37 นาที ดังนั้นระยะเวลา 1 วันบนดาวอังคารจึงมีค่าใกล้เคียงกับ 1 วันบนโลกของเรา
                 วงโคจรของดาวอังคารเป็นวงรี ยังผลให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิถึง 30 องศาเซลเซียส เมื่อโคจรอยู่ใน
ตำแหน่งที่ใกล้และไกลที่สุดจากดวงอาทิตย์ และนี่คืออิทธิพลสำคัญต่อ สภาพบรรยากาศ ของดาวอังคาร แม้ว่าอุณหภูมิโดยเฉลี่ยบนพื้นผิวอยู่ที่ 218 เคลวิน (-55 องศาเซลเซียส) แต่ความแตกต่างของอุณหภูมิ ในแต่ละภูมิประเทศมีมาก เช่น ต่ำถึง 140 เคลวิน (-133 องศาเซลเซียส) ที่ขั้วในฤดูหนาว หรือสูงถึง 300 เคลวิน (27 องศาเซลเซียส) ในเวลากลางวันของฤดูร้อน

                ดาวอังคารยังเป็นที่รู้จักกันดีมาตั้งแต่ยุคก่อนประวัติศาสตร์ และยังเป็นที่ชื่นชอบของผู้แต่งนิยายวิทยาศาสตร์ ในฐานะที่เป็นดาวเคราะห์ที่อาจมีมนุษย์ต่างดาวอาศัยอยู่ จากการที่เมื่อหลายสิบปีก่อนมีการสังเกตดาวอังคารเห็นรูปร่างพื้นผิวที่มีลักษณะคล้ายคลองส่งน้ำ องค์การนาซาได้ส่งยานไปสำรวจดาวอังคารหลายสิบลำ ตั้งแต่ ปี พ.ศ. 2508 จนถึงปัจจุบัน ไม่พบสิ่งมีชีวิตใดๆ พบเพียงพื้นผิวร่องรอยของร่องน้ำ และพบว่ามีน้ำแข็งแห้ง (คาร์บอนไดออกไซด์แข็ง) ปกคลุมอยู่บริเวณขั้ว ซึ่งสันนิษฐานว่าภายใต้พื้นผิวน้ำแข็งแห้งนี้อาจมีน้ำแข็งที่เป็นน้ำอยู่ซึ่งอาจมีซากฟอสซิลของสิ่งมีชีวิต หากเคยมีสิ่งมีชีวิตอยู่บนดาวอังคารมาก่อน

โครงสร้างดาวอังคาร

© Calvin J. Hamiltonภาพตัดขวางแสดงโครงสร้างภายใน

                      โครงสร้างภายในของดาวอังคารประกอบด้วยแกนกลางที่เป็นของแข็ง ที่มีรัศมีประมาณ 1,700 กิโลเมตร ที่มีส่วนผสมของเหล็กเป็นส่วนใหญ่ ถัดขึ้นมาจากแกนกลางเป็นชั้นแมนเทิลที่เป็นหินเหลวหนืด หนาประมาณ 1,600 กิโลเมตร และมีเปลือกนอกเป็นของแข็งเช่นเดียวกับโลก

                       บรรยากาศของดาวอังคารประกอบไปด้วย ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (95.3%) ไนโตรเจน (2.7%) อาร์กอน (1.6%) ออกซิเจน (0.15%) และไอน้ำ (0.03%) ดาวอังคารมีชั้นบรรยากาศที่เบาบางกว่าโลกมาก แต่ก็ยังมีพายุเกิดอยู่ทั่วดวงเมื่อมีการเปลี่ยนฤดูกาล ฤดูกาลบนดาวอังคารแบ่งออกเป็น 4 ฤดูในช่วงเวลา 1 ปี บนดาวอังคารซึ่งยาวนานเป็นสองเท่าของเวลา 1 ปีบนโลกของเรา

พื้นผิวของดาวอังคาร

ภาพพื้นผิวดาวอังคารแบบ 3 มิติ สีบอกถึงระดับความสูง ค่าติดลบแสดงถึงหุบเหว (GSFC/NASA)

                    พื้นผิวของดาวอังคารปกคลุมไปด้วยฝุ่นที่เป็นออกไซด์ของเหล็ก หรือสนิมเหล็กนั่นเอง จึงทำให้ดาวอังคารมีสีแดง พื้นผิวดาวเต็มไปด้วยหลุมบ่อ แต่ไม่มีร่องรอยการเกิดแผ่นดินเคลื่อน แสดงว่าพื้นผิวดาวอังคารไม่เคยมีการเปลี่ยนแปลงมาเป็นเวลาหลายล้านปี การที่ไม่มีการเคลื่อนที่ของแผ่นดินทำให้ภูเขาไฟส่วนใหญ่อยู่ในตำแหน่งเดิมที่เป็นแหล่งประทุของแม๊กมา จึงเป็นผลให้ภูเขาไฟบนดาวอังคารมีขนาดใหญ่มาก

                        ภาพถ่ายดาวอังคารเต็มดวงจากยานไวกิงออร์บิเตอร์ 1 ที่กลางดวงจะสามารถสังเกตเห็นหุบเหวมาริเนอริส (Valles Marineris) ซึ่งเป็นหุบเขาที่มีความยาวถึง 4,000 กิโลเมตร มีความกว้าง 600 กิโลเมตรและมีความลึกถึง 8 กิโลเมตร (USGS/NASA)  บนดาวอังคารมีภูเขาไฟที่สูงใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ ชื่อว่า ภูเขาไฟโอลิมปัส (Olympus Mons) ที่มีความสูงถึง 25 กิโลเมตร (สูงเป็น 3 เท่าของยอดเขาเอเวอเรสต์) และมีฐานที่แผ่ออกไปเป็นรัศมีถึง 300 กิโลเมตร

ภาพภูเขาไฟโอลิมปัสบนดาวอังดาร (USGS/NASA)

การเคลื่อนที่ของเปลือกโลก – เพลตเทคโทนิค

ภาพรอยเชื่อมต่อของเปลือกโลก

                  เปลือกโลกไม่เหมือนกับดาวเคราะห์ที่มีพื้นผิวเป็นของแข็งดวงอื่น เปลือกโลกประกอบไปด้วยแผ่นของแข็งหลายชิ้นที่ลอยอยู่อย่างอิสระบนแมนเทิลที่เหลวร้อน การเคลื่อนตัวของเปลือกโลกมีทั้งการขยายตัวและการยุบตัว การขยายตัวของเปลือกโลกเกิดขึ้นเมื่อแผ่นทวีปสองแผ่นเคลื่อนที่ออกจากกันเนื่องจากแม๊กม่าข้างใต้ดันตัวขึ้นมาและเย็นตัวลงกลายเป็นผืนแผ่นดินใหม่ การยุบตัวของเปลือกโลกเกิดขึ้นเมื่อแผ่นทวีปแผ่นหนึ่งกดขอบของแผ่นทวีปอีกแผ่นหนึ่งให้จมลงและหลอมรวมกับแม๊กม่าที่อยู่ข้างใต้

เปลือกโลกแบ่งเป็น 8 แผ่นทวีปหลัก ดังนี้:

1) แผ่นอเมริกาเหนือ ได้แก่ ทวีปอเมริกาเหนือ มหาสมุทรแอตแลนติกเหนือซีกตะวันตก และกรีนแลนด์

2) แผ่นอเมริกาใต้ ได้แก่ ทวีปอเมริกาใต้ และมหาสมุทรแอตแลนติกใต้ซีกตะวันตก

3) แผ่นแอนตาร์คติก ได้แก่ ทวีปแอนตาร์คติก และ มหาสมุทรใต้

4) แผ่นยูเรเชีย ได้แก่ มหาสมุทรแอตแลนติกเหนือซีกตะวันออก ทวีปยุโรป และเอเชีย ยกเว้นอินเดีย

5) แผ่นแอฟริกา ได้แก่ ทวีปแอฟริกา แอตแลนติกใต้ซีกตะวันออก ชายฝั่งตะวันตกของมหาสมุทรอินเดีย

6) แผ่นอินเดีย-ออสเตรเลีย ได้แก่ ประเทศอินเดีย ออสเตรเลีย นิวซีแลนด์ และมหาสมุทรอินเดีย

7) แผ่นนาสคา ครอบคลุมพื้นที่ชายฝั่งด้านตะวันออกของมหาสมุทรแปซิฟิกจรดทวีปอเมริกาใต้

8) แผ่นแปซิฟิก ครอบคลุมเกือบทั้งมหาสมุทรแปซิฟิก และชายฝั่งตอนใต้ของแคลิฟอร์เนีย

ยังมีแผ่นทวีปขนาดเล็กจำนวนมากกว่า 20 แผ่น เช่น แผ่นอาระเบีย แผ่นโคโคส และแผ่นฟิลิปปินส์ การเกิดแผ่นดินไหวมักจะเกิดที่บริเวณรอยต่อของแผ่นทวีปเหล่านี้

โลก

                 โลกของเราเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 3 ถัดออกมาจากดาวพุธ และดาวศุกร์ โลกมีขนาดใหญ่เป็นอันดับที่ 5 ในบรรดาดาวเคราะห์ทั้งหมดในระบบสุริยะ เส้นผ่านศูนย์กลางของโลกใหญ่กว่าดาวศุกร์เพียงไม่กี่ร้อยกิโลเมตร โลกอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ในระยะที่พอเหมาะ ทำให้มีอุณหภูมิ สภาวะอากาศและปัจจัยอื่นๆ ที่เอื้ออำนวยต่อสิ่งมีชีวิต

ภาพโลกเต็มดวง

โครงสร้างภายในของโลก

                จากการศึกษาโดยใช้เทคนิคเกี่ยวกับแผ่นดินไหว (Seismic Techniques) ทำให้นักวิทยาศาสตร์ทราบถึงโครงสร้างภายในของโลกที่แบ่งได้เป็นชั้นต่างๆ ดังนี้

                1) แกนกลางชั้นใน มีลักษณะเป็นของแข็งที่ประกอบด้วยเหล็กเป็นส่วนใหญ่ มีอุณหภูมิสูงประมาณ 7,500 เคลวิน (สูงกว่าที่พื้นผิวของดวงอาทิตย์) มีรัศมีประมาณ 1,200 กิโลเมตร

                2) แกนกลางชั้นนอก มีลักษณะเป็นของเหลวที่ประกอบด้วยเหล็กและซัลเฟอร์เป็นส่วนใหญ่ มีความหนาประมาณ 2,200 กิโลเมตร

                3) แมนเทิล มีลักษณะเป็นของเหลวหนืดคล้ายกับพลาสติกเหลว มีองค์ประกอบเป็น เหล็ก แมกนีเซียม ซิลิกอน อลูมิเนียมและออกซิเจน มีความหนาประมาณ 3,000 กิโลเมตร

                4) เปลือกโลก มีลักษณะเป็นของแข็ง มีองค์ประกอบส่วนใหญ่ คือ แร่ควอทซ์ (ซิลิกอนไดออกไซด์) และเฟลสปาร์ มีความหนาประมาณ 7 ถึง 40 กิโลเมตร (ขึ้นอยู่กับว่าเป็นบริเวณใต้มหาสมุทรลึก หรือบริเวณเทือกเขา)

© Calvin J. Hamiltonภาพจำลองโครงสร้างภายในของโลก

ชั้นบรรยากาศของโลก

                  บรรยากาศของโลกประกอบไปด้วยไนโตรเจน 77% ออกซิเจน 21% และที่เหลือเป็นอาร์กอน คาร์บอนไดออกไซด์และ น้ำ ในยุคที่โลกกำเนิดขึ้นใหม่ อาจจะมีคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมาก แต่มันถูกดูดกลืนไปกับหินปูน (carbonate rocks) บางส่วนก็ละลายไปกับน้ำในมหาสมุทร และถูกบริโภคโดยพืช ปรากฏการณ์การเคลื่อนตัวของเปลือกโลกและกระบวนการทางชีวะวิทยา ก่อให้เกิดการหมุนเวียนของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ปัจจุบันมีคาร์บอนไดออกไซด์คงเหลือในบรรยากาศจำนวนเล็กน้อย แต่ก็ยังความสำคัญมาก เพราะมันเป็นตัวควบคุมอุณหภูมิของพื้นโลก โดยอาศัย สภาวะเรือนกระจก เพิ่มอุณหภูมิพื้นผิวโลกให้สูงขึ้น ถ้าไม่มีสภาวะเรือนกระจกจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แล้ว อุณหภูมิที่พื้นผิวโลกจะต่ำเกินไปจนทำให้น้ำในมหาสมุทรแข็งตัว เป็นผลให้สิ่งมีชีวิตไม่สามารถดำรงอยู่ได้

                   ชั้นบรรยากาศของโลกแบ่งออกได้เป็น 4 ชั้นตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิตามระดับความสูงเหนือจากพื้นผิวโลก ประมาณ 50 % ของสสารในบรรยากาศของโลกทั้งหมดอยู่ในชั้นโทรโปสเฟียร์ที่มีความหนาประมาณ 10 กิโลเมตร ถัดขึ้นไปเป็นชั้นสตราโตสเฟียร์ที่ประกอบไปด้วยชั้นของโอโซนที่ช่วยดูดกลืนรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ที่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต ชั้นมีโซสเฟียร์เป็นชั้นที่วัตถุต่างๆ จากอวกาศที่ตกมาสู่โลก จะถูกเสียดสีกับบรรยากาศและลุกไหม้ให้เราเห็นเป็นดาวตกที่สวยงาม ชั้นเทอร์โมสเฟียร์เป็นชั้นบรรยากาศชั้นนอกสุด ที่มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นตามความสูง ยานขนส่งอวกาศสเปสชัตเติล (Space Shuttle) โคจรรอบโลกอยู่ที่ความสูง 300 กิโลเมตร ซึ่งมีอุณหภูมิสูงถึง 1,000 องศาเซลเซียส แต่มันไม่ถูกเผาไหม้ไปเพราะที่ระดับความสูงดังกล่าวมีความหนาแน่นของก๊าซต่ำมาก

ดาวศุกร์ (Venus)

ภาพถายดาวศุกร์ในช่วงรังสีอัลตราไวโอเล จากกล้อง โทรทรรศนอวกาศฮับเบิล

                  ดาวศุกร์ปรากฏเป็นเสี้ยวเช่นเดียวกับดวงจันทร์ โดยเราสามารถสังเกตได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ ดาวศุกร์นั้นมีขนาดใหญ่กว่าและอยู่ใกล้โลกมากกว่าดาวพุธ เราจึงสังเกตเห็นดาวศุกร์สว่างจ้ากว่าดาวพุธมาก และมีความสว่างเป็นรองจากดวงจันทร์ในยามค่ำคืน เมื่อดาวศุกร์ปรากฏให้เห็นในเวลาใกล้ค่ำ คนในสมัยก่อนตั้งชื่อให้ว่าเป็น ดาวประจำเมือง และเรียกว่า ดาวประกายพรึก เมื่อปรากฏให้เห็นในเวลารุ่งเช้า ดาวศุกร์นั้นมีขนาดใหญ่เกือบเท่ากับโลกของเราและมีชั้นบรรยากาศที่หนาห่อหุ้มอยู่

ดาวศุกร์มีแกนหมุนเกือบตั้งฉากกับระนาบวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ ดาวศุกร์หมุนรอบตัวเองจากทิศตะวันออกไปยังทิศตะวันตก ซึ่งแตกต่างจากดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ดาวศุกร์หมุนรอบตัวเองใช้เวลา 243 วัน และโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบ 1 รอบ ในเวลา 228 วัน ดาวศุกร์จึงมีช่วงเวลา 1 วันที่ยาวนานกว่า 1 ปี

โครงสร้างดาวศุกร์

                     ดาวศุกร์กับโลกนั้นเปรียบเสมือนเป็นฝาแฝด เพราะดาวเคราะห์ทั้งสองมีขนาดและความหนาแน่นใกล้เคียงกัน จึงมีโครงสร้างภายในที่คล้ายคลึงกันด้วย แกนกลางประกอบไปด้วยเหล็ก มีรัศมี 3,000 กิโลเมตร) ชั้นแมนเทิล มีความหนา 3,000 กิโลเมตร และเปลือกแข็งที่ประกอบด้วยหินซิลิเกต มีความหนา 50 กิโลเมตร นอกจากนี้พื้นผิวดาวศุกร์ยังประกอบไปด้วยภูเขาไฟและมีชั้นบรรยากาศห่อหุ้ม ช่วยในการป้องกันรังสีและอุกกาบาตจากภายนอก แต่ชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์นั้นหนาแน่นกว่าของโลกมาก มีความดันบรรยากาศที่พื้นผิวประมาณ 90 เท่าของความดันบรรยากาศที่พื้นผิวโลก และยังเต็มไปด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และกรดซัลฟูริก ซึ่งทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจก ที่เป็นสาเหตุให้พื้นผิวดาวศุกร์มีอุณหภูมิสูงถึง 467 องศาเซลเซียส

© Calvin J. Hamilton

ภาพตัดขวางแสดงโครงสร้างภายใน lesson-solarsystem.

พื้นผิวดาวศุกร์

                ยานแมคเจลแลนถูกส่งขึ้นไปในอวกาศในปี พ.ศ. 2532 เพื่อทำแผนที่ดาวศุกร์แบบสามมิติโดยใช้เรดาร์ ซึ่งมีหลักการง่ายๆ คือ การส่งคลื่นไมโครเวฟไปสะท้อนที่พื้นผิวของดาวศุกร์ และวัดความล่าช้าของคลื่นที่สะท้อนกลับมา ประกอบกับการรู้ตำแหน่งที่แน่นอนของยานแมคเจลแลน ทำให้เราทราบถึงความสูงต่ำของพื้นผิวและสามารถทำแผนที่แบบสามมิติได้ นอกจากนี้การใช้เรดาร์ยังมีข้อดีที่สามารถสำรวจทะลุผ่านชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นและชั้นฝุ่นที่ปกคลุมพื้นผิวของดาวศุกร์ได้

                พื้นผิวของดาวศุกร์ปกคลุมไปด้วยที่ราบที่เกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ ประมาณ 80% ของพื้นที่ทั้งหมด มีส่วนที่เป็นที่สูงอยู่เพียงเล็กน้อย บริเวณที่สูงอะโฟรไดท์ (Aphrodite) มีรูปร่างคล้ายแมงป่องวางตัวอยู่ในแนวเส้นศูนย์สูตรของดาวศุกร์ ที่บริเวณขั้วเหนือของดาว มีภูเขาขนาดยักษ์ มีชื่อว่า ภูเขาแมกซ์เวลล์ (Maxwell Montes) ซึ่งมีความสูงถึง 11 กิโลเมตร (สูงกว่ายอดเขาเอเวอเรสต์ถึง 2 กิโลเมตร)

ภาพถ่ายดาวศุกร์เต็มดวง เป็นภาพถ่ายด้วยเทคนิคเรดาร์จากยานแมคเจลแลน (NASA/JPL)

แผนที่ดาวศุกร์

ภาพถ่ายพื้นผิวของดาวศุกร์

ภูเขาไฟบนดาวศุกร์

               ภูเขาไฟบนดาวศุกร์แตกต่างจากภูเขาไฟบนโลก บนโลกมีน้ำอยู่มากมาย ก๊าซที่พุ่งออกมาจากภูเขาไฟเช่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ จะละลายกลับลงไปในน้ำในมหาสมุทร และตกตะกอนอยู่ใต้มหาสมุทร

                แต่การที่บนดาวศุกร์ไม่มีน้ำ ทำให้ก๊าซต่างๆที่พุ่งออกมาจากปล่องภูเขาไฟ โดยเฉพาะก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ กลายเป็นส่วนหนึ่งของชั้นบรรยากาศทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจก นอกจากนี้ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ยังทำปฏิกิริยากับน้ำในบรรยากาศกลายเป็นกรดซัลฟูริกซึ่งถ้าไม่เก็บกักอยู่ในชั้นเมฆก็จะตกลงสู่พื้นผิวดาวศุกร์

ภาพภูเขาไฟและเส้นทางลาวาบนดาวศุกร์ เป็นภาพถ่ายด้วยเทคนิคเรดาร์จากยานแมคเจลแลน (NASA/JPL)

ดาวพุธ (Mercury)

ภาพถ่ายดาวพุธ จากยานมารีเนอร์ 10 (NASA/JPL)

                      ดาวพุธเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด จึงปรากฏให้เห็นบนท้องฟ้าไม่ไกลจากตำแหน่งของดวงอาทิตย์ ดังนั้นเราจึงสังเกตเห็นดาวพุธได้ในช่วงเวลาใกล้ค่ำหรือรุ่งเช้า เราจะเห็นดาวพุธได้ดีที่สุดเมื่อมันอยู่ในตำแหน่งที่ไกลที่สุดจากดวงอาทิตย์ นอกจากนี้ในบางโอกาส เราสามารถมองเห็นดาวพุธได้ เมื่อมันโคจรผ่านทางด้านหน้าของดวงอาทิตย์

ดาวพุธมีแกนหมุนที่เกือบตั้งฉากกับระนาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์ ดาวพุธหมุนรอบตัวเองช้ามาก โดยจะหมุนรอบตัวเองครบ 3 รอบเมื่อโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบ 2 รอบ วงโคจรของดาวพุธจึงแปลกประหลาดจากดาวเคราะห์อื่นๆ การหมุนรอบตัวเองที่ช้ามากนี้ ทำให้ดาวพุธไม่มีชั้นบรรยากาศห่อหุ้ม ซึ่งส่งผลให้พื้นผิวดาวพุธมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างมาก ตั้งแต่ –183 ถึง 427องศาเซลเซียส (มีอุณหภูมิต่ำสุดในด้านมืด และมีอุณหภูมิสูงสุดในด้านที่รับแสงอาทิตย์)

                 มนุษย์ได้ส่งยานอวกาศ มารีเนอร์ 10 ไปสำรวจและทำแผนที่พื้นผิวดาวพุธเป็นครั้งแรก ในปี พ.ศ. 2517 แต่เพราะการที่มันอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากจึงสามารถทำแผนที่ได้เพียงร้อยละ 45 ของพื้นที่ทั้งหมด

โครงสร้างภายในของดาวพุธ

                ดาวพุธมีขนาดใหญ่กว่าดวงจันทร์ของโลกเพียงเล็กน้อย ไม่มีชั้นบรรยากาศห่อหุ้ม แห้งแล้งและเต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตมากมาย ส่วนใหญ่จะเป็นหลุมที่มีอายุมากแล้ว แสดงว่าที่ผ่านมาไม่ค่อยมีการระเบิดของภูเขาไฟ มิฉะนั้นหลุมเหล่านี้ต้องปกคลุมไปด้วยเถ้าถ่านและลาวา แกนกลางของดาวพุธเป็นแกนเหล็กขนาดใหญ่ มีเส้นผ่านศูนย์กลางถึง 3,700 กิโลเมตร (ประมาณ 42 % ของปริมาตรดาวเคราะห์ทั้งดวง) รอบแกนกลางมีแมนเทิล (หนาประมาณ 600 กิโลเมตร) และมีเปลือกแข็งหุ้ม ซึ่งมีองค์ประกอบเป็นทรายซิลิเกตเช่นเดียวกับที่พบบนโลกของเรา

© Calvin J. Hamiltonภาพตัดขวางแสดงโครงสร้างภายใน

พื้นผิวดาวพุธ

                  ดาวพุธมีพื้นผิวที่คล้ายคลึงกับพื้นผิวดวงจันทร์ เต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตมากมาย มีบางบริเวณมีลักษณะเป็นแอ่งที่ราบขนาดใหญ่ซึ่งสันนิษฐานว่าเกิดจากการพุ่งชนของอุกกาบาตในยุคเริ่มแรกของระบบสุริยะ ทำให้พื้นที่โดยรอบกลายเป็นเทือกเขาที่สูง แอ่งที่ราบแคลอริส (Caloris Basin) มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่กว้างถึง 1,300 กิโลเมตร จากภาพถ่ายที่ได้จากยานมารีเนอร์ 10 จุดศูนย์กลางของหลุมอยู่ในเงามืดและสังเกตเห็นเพียงแนวขอบหลุมที่ประกอบไปด้วยเทือกเขาที่ต่อเนื่องกัน เทือกเขาเหล่านี้มีความสูงถึง 2 กิโลเมตร

ภาพถ่ายพื้นผิวดาวพุธ แอ่งที่ราบลุ่มแคลอลิส

ดวงอาทิตย์

                    ดวงอาทิตย์ เป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกของเรามากที่สุด อยู่ห่างประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกเป็นอันดับสองคือ ดาวพรอกซิมาเซนทอรี ซึ่งอยู่ไกลกว่าดวงอาทิตย์ถึง 268,000 เท่า พลังงานความร้อนและแสงสว่างจากดวงอาทิตย์เกื้อกูลชีวิตบนโลก พืชสีเขียวที่เป็นแหล่งอาหารพื้นฐานของโลกใช้แสงอาทิตย์ในกระบวนการสังเคราะห์แสง (Photosynthesis) ความสัมพันธ์ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ยังทำให้เกิดฤดูกาล กระแสน้ำในมหาสมุทร ตลอดจนการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ

โครงสร้างของดวงอาทิตย์


                   ดวงอาทิตย์มีมวลมหาศาลเมื่อเทียบกับโลก (มากกว่าโลกถึง 333,400 เท่า) อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงทำให้แกนกลาง (Core) ของดวงอาทิตย์มีความดันและอุณหภูมิสูงมาก (มีความดันสูงเป็นพันล้านเท่าของความดันบรรยากาศโลก และมีความหนาแน่นประมาณ 160 เท่าของความหนาแน่นของน้ำ) อุณหภูมิที่แกนกลางของดวงอาทิตย์สูงถึง 16 ล้านเคลวิน สูงพอสำหรับการเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน (Nuclear Fusion) ซึ่งหลอมไฮโดรเจนให้กลายเป็นฮีเลียม และปลดปล่อยพลังงานออกมาอย่างมหาศาล พลังงานที่ดวงอาทิตย์ปลดปล่อยออกมาในแต่ละวินาทีสูงถึง 383,000 ล้านล้านล้าน กิโลวัตต์ หรือเท่ากับการระเบิดของลูกระเบิดทีเอ็นทีปริมาณ 100,000 ล้านตัน

ภาพตัดขวาง แสดงโครงสร้างภายในและชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์

                         โครงสร้างภายในของดวงอาทิตย์ถัดจากแกนกลางออกมา คือ โซนการแผ่รังสี (Radiative Zone) และโซนการพารังสี (Convective Zone) ตามลำดับ ซึ่งอุณหภูมิจะค่อยๆ ลดลงจาก 8 ล้านเคลวิน เป็น 7,000 เคลวิน โฟตอนที่เกิดในแกนกลางของดวงอาทิตย์จะใช้เวลายาวนานถึง 200,000 ปี ในการเดินทางผ่านโซนทั้งสองออกมาสู่พื้นผิวของดวงอาทิตย์ที่เรียกว่า ชั้นโฟโตสเฟียร์ (Photosphere) มีความหนาประมาณ 500 กิโลเมตร ก๊าซร้อนในชั้นโฟโตสเฟียร์ของดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิประมาณ 5,500 องศาเซลเซียส เป็นต้นกำเนิดของแสงอาทิตย์ที่เราเห็นจากโลก ในชั้นนี้ยังมีปรากฏการณ์อื่นๆ เช่น การพุ่งของพวยก๊าซ (Prominences) การลุกจ้า (Flare) และการเกิดจุดบนดวงอาทิตย์ (Sunspots) ซึ่งสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กบนดวงอาทิตย์ ถัดจากชั้นโฟโตสเฟียร์ขึ้นไปถึง 10,000 กิโลเมตรเรียกว่า ชั้นโครโมสเฟียร์ (Chromosphere) มีอุณหภูมิประมาณ 10,000 องศาเซลเซียส บรรยากาศชั้นนอกสุดของดวงอาทิตย์แผ่ออกไปไกลหลายล้านกิโลเมตร เรียกว่า คอโรนา (Corona) มีอุณหภูมิสูงถึง 2 ล้านองศาเซลเซียส   ภาพถ่าย บรรยากาศชั้นโครโมสเฟียร์ (สีแดง)   ภาพถ่ายบรรยากาศชั้นคอโรนาของดวงอาทิตย์ที่แผ่ออกไปไกลหลายล้านกิโลเมตร  สามารถสังเกตเห็นได้ในขณะที่เกิดสุริยุปราคาเต็มดวง

ภาพถ่าย บรรยากาศชั้นโครโมสเฟียร์ (สีแดง)

ภาพถ่ายบรรยากาศชั้นคอโรนาของดวงอาทิตย์ที่แผ่ออกไปไกลหลายล้านกิโลเมตร

สามารถสังเกตเห็นได้ในขณะที่เกิดสุริยุปราคาเต็มดวง

จุดบนดวงอาทิตย์ (Sunspots)

                 จากภาพถ่ายของพื้นผิวดวงอาทิตย์ มีบริเวณที่เป็นจุดสีดำ หรือที่เรียกว่า จุดบนดวงอาทิตย์ (Sunspots) ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กบนดวงอาทิตย์ที่กั้นก๊าซร้อนมิให้พุ่งขึ้นมาสู่ผิวในบริเวณนั้น จึงทำให้บริเวณดังกล่าวมีอุณหภูมิต่ำกว่าบริเวณข้างเคียง จากภาพขยายจะเห็นว่าบริเวณใจกลางของจุดบนดวงอาทิตย์จะมืดสนิท บริเวณนี้เรียกว่า อัมบรา (Umbra) ส่วนบริเวณขอบนอกของจุดบนดวงอาทิตย์นั้นสว่างกว่าบริเวณใจกลาง เรียกบริเวณนี้ว่า พีนัมบรา (Penumbra) จากภาพจะเห็นว่า จุดบนดวงอาทิตย์นั้นบางจุดอาจมีขนาดใหญ่กว่าโลกหลายเท่า

                 ภาพจุดบนดวงอาทิตย์ (Sunspots) แสดงบริเวณอัมบราและพีนัมบรา เปรียบเทียบกับขนาดของโลก

                นักดาราศาสตร์สังเกตพบว่าจุดบนดวงอาทิตย์เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาทั้งตำแหน่งที่ปรากฏและจำนวนจุด โดยมีคาบการเปลี่ยนแปลงทุกๆ 11 ปี เรียกว่า รอบการเปลี่ยนแปลงของจุดบนดวงอาทิตย์ (Sunspots cycle) ปรากฏการณ์อื่นๆ บนดวงอาทิตย์ยังมีรอบการเปลี่ยนแปลงสัมพันธ์กับรอบการเปลี่ยนแปลงของจุดบนดวงอาทิตย์ด้วย เช่น การเกิดการระเบิดจ้า (Solar Flare) เป็นต้น

กราฟแสดงรอบการเปลี่ยนแปลงของจุดบนดวงอาทิตย์ แกนนอนแสดงปี ค.ศ. แกนตั้งแสดงจำนวนจุดบนดวงอาทิตย์ 

ตารางข้อมูลดวงอาทิตย์