ดวงอาทิตย์อยู่บริเวณใดของกาแล็กซี

กาแล็กซี (Galaxy) หรือ ดาราจักร หมายถึง อาณาจักรของดาว กาแล็กซีหนึ่งๆ ประกอบด้วยก๊าซ ฝุ่น และดาวฤกษ์หลายพันล้านดวง กาแล็กซีมีขนาดใหญ่หมื่นล้านถึงแสนล้านปีแสง “ทางช้างเผือก” เป็นกาแล็กซีของเรามีขนาดประมาณหนึ่งแสนปีแสง เนื่องจากโลกของเราอยู่ภายในทางช้างเผือก การศึกษาโครงสร้างของทางช้างเผือก จำต้องศึกษาจากภายในออกมา การศึกษากาแล็กซีอื่นๆ จึงช่วยให้เราเข้าใจกาแล็กซีของตัวเองมากขึ้น

แต่โบราณมนุษย์เข้าใจว่า ทางช้างเผือกเป็นปรากฏการณ์ภายในบรรยากาศโลกเช่นเดียวกับเมฆ หมอก รุ้งกินน้ำ จนกระทั่งคริสต์ศตวรรษที่ 18 ได้มีการสร้างกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่จึงทราบว่า ทางช้างเผือกประกอบด้วยดวงดาวมากมาย เซอร์ วิลเลียม เฮอร์เชล (ผู้ค้นพบดาวยูเรนัส) ทำการสำรวจความหนาแน่นของดาวบนท้องฟ้าและให้ความเห็นว่า ดวงอาทิตย์อยู่ตรงใจกลางของทางช้างเผือก ศตวรรษต่อมา ฮาร์โลว์ แชพลีย์ ทำการวัดระยะทางของ กระจุกดาวทรงกลมซึ่งห่อหุ้มกาแล็กซี โดยใช้ความสัมพันธ์คาบ-กำลังส่องสว่างของดาวแปรแสงแบบ RR Lyrae ที่อยู่ในกระจุกดาวทรงกลมทั้งหลาย เขาพบว่ากระจุกดาวเหล่านี้อยู่ห่างจากโลกนับหมื่นปีแสง รอบล้อมส่วนป่องของกาแล็กซี ดังนั้นดวงอาทิตย์ไม่น่าจะอยู่ตรงใจกลางของทางช้างเผือก

นักวิทยาศาสตร์ได้จาแนกกาแล็กซี่ออกเป็น 4 ประเภท ตามลักษณะรูปร่าง ดังนี้

1. กาแล็กซี่กลมรี ( Elliptical Galaxy ) มีรูปร่างกลมรี ซึ่ง บางกาแล็กซี่อาจกลมมาก บางกาแล็กซี่อาจรีมาก นักดาราศาสตร์ให้ ความเห็นว่า กาแล็กซี่ประเภทนี้จะมีรูปร่างกลมรีมากน้อยเพียงใดนั่น ขึ้นอยู่กับอัตราการหมุนของกาแล็กซี่ ถ้าหมุนเร็วกาแล็กซี่จะมีรูปร่าง ยาวรีมาก

2. กาแล็กซี่ก้นหอย ( Spiral Galaxy ) มีรูปร่างแบบก้นหอย มีแขนโค้งเหมือนลายก้นหอยหรือกังหัน บางทีจึงเรียกว่า กาแล็กซี่ กังหัน ตัวอย่างเช่น กาแล็กซี่ทางช้างเผือก กาแล็กซี่แอนโดรเมดา กา แล็กซี่ส่วนใหญ่ที่พบในเอกภพจะเป็นกาแล็กซี่ประเภทนี้

3. กาแล็กซี่ก้นหอยคาน (Barred Spiral Galaxy) มีลักษณะ คล้ายคลึงกับกาแล็กซี่ก้นหอย แต่ตรงกลางมีลักษณะเป็นคาน และมี แขนแบบกาแล็กซี่ก้นหอยต่อออกมาจาก ปลายคานทั้งสองหรือเรียก อีกชื่อว่า กาแล็กซี่กังหันแบบมีแกน มีอัตราหมุนรอบตัวเองเร็วกว่า กาแล็กซี่ทุกประเภท

4. กาแล็กซี่ไร้รูปร่าง (Irregular Galaxy) เป็นกาแล็กซี่ที่มี รูปร่างลักษณะต่างออกไปจากกาแล็กซี่ทั้ง 3 ประเภทที่กล่าวมาแล้ว เป็นกาแล็กซี่ส่วนน้อย มีรูปร่างที่ไม่แน่นอน หรือเรียกว่า กาแล็กซี่อ สัณฐาน มักจะเป็นกาแล็กซี่ขนาดเล็ก เช่น กาแล็กซี่แมกเจลแลนใหญ่ และกาแล็กซี่แมกเจลแลนเล็ก

กาแล็กซีทางช้างเผือก (Milky Way) เป็นกาแล็กซีที่พวกเราอาศัยอยู่ แต่เนื่องจากดวงอาทิตย์ก็อยู่ภายในกาแล็กซี่แห่งนี้ เราจึงไม่สามารถมองเห็นได้ว่ากาแล็กซีทางช้างเผือกมีรูปร่างเป็นอย่างไร สิ่งที่เราเห็นได้คือแถบขาวจางๆที่เหยียดตัวพาดผ่านท้องฟ้ายามค่ำคืน ชื่อ Milky Way มาจากคำว่า Via Lactea ในภาษาละติน ซึ่งแปลตรงตัวว่า “ทางน้ำนม” เมื่อเราสำรวจแถบนี้อย่างละเอียดแล้ว จะพบว่าแถบทางช้างเผือกประกอบไปด้วยดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลนับพันล้านดวง แต่แสงจากดาวฤกษ์เหล่านี้ส่วนใหญ่ ถูกลดทอนด้วยฝุ่นแก๊สที่อยู่ในระนาบของกาแล็กซี

ผลจากการสังเกตการณ์บ่งชี้ว่ากาแล็กซีทางช้างเผือกเป็นกาแล็กซีแบบกังหันมีคาน ที่มีดาวฤกษ์อยู่อย่างน้อย 2 แสนล้านดวง มีเส้นผ่านศูนย์กลางราว 100,000 ปีแสง และมีความหนาเฉลี่ยประมาณ 1,000 ปีแสง ดวงอาทิตย์จะอยู่ในบริเวณค่อนข้างมืดมิด (มีดาวฤกษ์ค่อนข้างน้อย) ที่อยู่ห่างออกไปจากใจกลางกาแล็กซีไปราว 2/3 ของขนาดรัศมีกาแล็กซี

ระนาบของกาแล็กซีทางช้างเผือกเอียงทำมุมราว 60 องศาจากระนาบสุริยวิถี (ระนาบของระบบสุริยะ) ซึ่งใจกลางของกาแล็กซีทางช้างเผือกจะปรากฏอยู่ในทิศทางของกลุ่มดาวคนยิงธนู

ดวงอาทิตย์โคจรรอบใจกลางทางช้างเผือก เช่นเดียวกับโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ โดยอัตราเร็วในการโคจรของดวงอาทิตย์อยู่ที่ประมาณ 220 กิโลเมตร/วินาที อย่างไรก็ตาม เนื่องจากวงโคจรของดวงอาทิตย์รอบใจกลางทางช้างเผือกเป็นระยะทางที่ยาวมาก ดวงอาทิตย์จึงต้องใช้เวลาถึง 225 ล้านปีในการโคจรครบรอบ

ระบบสุริยะ มีขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับโลกที่เราอยู่ โดยมีดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางวงโคจรของดาวเคราะห์ดวงใหญ่อีก 8 ดวง รวมถึงดาวบริวารต่างๆ มีการศึกษาทฤษฎีการกำเนิดระบบสุริยะไว้ดังนี้

Pierre Simon Laplace ได้เสนอทฤษฎีจุดกำเนิดของระบบสุริยะ ไว้เมื่อปี ค.ศ.1796 กล่าวว่า ในระบบสุริยะจะมีมวลของก๊าซรูปร่างเป็นจานแบนๆ ขนาดมหึมาหมุนรอบตัวเองอยู่ ในขณะที่หมุนรอบตัวเองนั้นจะเกิดการหดตัวลง เพราะแรงดึงดูดของมวลก๊าซ ซึ่งจะทำให้อัตราการหมุนรอบตัวเอง มีความเร็วสูงขึ้นเพื่อรักษาโมเมนตัมเชิงมุม (Angular Momentum) ในที่สุด เมื่อความเร็ว มีอัตราสูงขึ้น จนกระทั่งแรงหนีศูนย์กลางที่ขอบของกลุ่มก๊าซมีมากกว่าแรงดึงดูด ก็จะทำให้เกิดมีวงแหวนของกลุ่มก๊าซแยกตัวออกไปจากศูนย์กลางของกลุ่มก๊าซเดิม

และเมื่อเกิดการหดตัวอีกก็จะมีวงแหวนของกลุ่มก๊าซเพิ่มขึ้นต่อไปเรื่อยๆ วงแหวนที่แยกตัวไปจากศูนย์กลางของวงแหวนแต่ละวงจะมีความกว้างไม่เท่ากัน ตรงบริเวณที่มีความหนาแน่นมากที่สุดของวง จะคอยดึงวัตถุทั้งหมดในวงแหวน มารวมกันแล้วกลั่นตัวเป็นดาวเคราะห์ (อ้างอิง rmutphysics)

ระบบสุริยะ ประกอบด้วยอะไรบ้าง

ระบบสุริยะ (Solar System) มีจุดศูนย์กลางคือดวงอาทิตย์ที่มีวงโคจรของดาวเคราะห์ 8 ดวงอยู่เป็นดาวบริวาร ได้แก่

ดาวพุธป็นดาวเคราะห์ที่เล็กที่สุดในระบบสุริยะ อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด

ดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์ที่สว่างที่สุด เป็นลำดับที่ 3 รองจากดวงอาทิตย์ อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 2

3. โลก (Earth)

โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวในระบบสุริยะที่มีสภาวะแวดล้อมเอื้ออำนวยต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 3

4. ดาวอังคาร (Mars)

ดาวอังคารดาวเคราะห์ลำดับที่ 4 เป็นดาวเคราะห์ที่เล็กที่สุดเป็นลำดับที่ 2 ของระบบสุริยะ

5. ดาวพฤหัสบดี (Jupiter)

ดาวพฤหัสบดีเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 5 และเป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ

6. ดาวเสาร์ (Saturn)

ดาวเสาร์เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ถัดจากดาวพฤหัสบดี เป็นดาวเคราะห์ดวงที่ 6 จากดวงอาทิตย์ และเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวที่มีวงแหวนอีกด้วย

7. ดาวยูเรนัส (Uranus) 

ดาวยูเรนัสเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 7 เป็นดาวเคราะห์แก๊ส เต็มไปด้วยแอมโมเนียและมีเทน

8. ดาวเนปจูน (Neptune)

ดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์ในระบบสุริยะลำดับสุดท้ายที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ ลักษณะมีผิวสีน้ำเงิน ปัจจุบันถูกจัดว่าเป็นดาวเคราะห์แคระ　

ข้อถกเถียงเรื่องดาวพลูโต ถูกถอดออกจากระบบสุริยะ

ดาวพลูโตเคยเป็นดาวบริวารลำดับที่ 9 ของระบบสุริยะ แต่เมื่อวันที่ 24 สิงหาคม พ.ศ. 2549 สมาพันธ์ดาราศาสตร์สากล หรือไอเอยู (International Astronomical Union’s : IAU) ได้โหวตดาวพลูโตออกจากระบบสุริยะ และระบุว่าพลูโตมีคุณสมบัติในเกณฑ์ “ดาวเคราะห์แคระ” เท่านั้น

ระบบสุริยะ ประกอบด้วยดาวเคราะห์วงใน และดาวเคราะห์วงนอกที่รายล้อมดวงอาทิตย์ด้วยวงโคจรที่วัดได้ด้วยระยะทางปีแสง หรือระยะเวลาที่แสงเดินทางได้ใน 1 ปี ส่วนการกำหนดระยะทางวงโคจรว่าดาวเคราะห์ดวงใดจะเป็นวงในหรือวงนอก ขึ้นอยู่กับระยะเวลาเดินทางของแสงจากดวงอาทิตย์ที่มาถึงดาวดวงนั้น ในระยะเวลา 1 ชั่วโมง (Light Hours)

ภาพแสดงระยะทางเฉลี่ย ของดาวเคราะห์ชั้นนอก จากดวงอาทิตย์ โดยที่ Light Hours หมายถึง ระยะเวลาที่แสง เดินทางจากดวงอาทิตย์ มาถึงดาวเคราะห์นั้น (หน่วยเป็นชั่วโมง) และ Astronomical Units หมายถึง ระยะทาง ในหน่วยดาราศาสตร์ (AU)

ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะแบ่งออกเป็นกลุ่มต่างๆ ได้ดังนี้

• ดาวเคราะห์ชั้นใน (Inner or Terrestrial Planets): จะเป็นกลุ่มดาวเคราะห์ ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าอีกกลุ่ม เป็นดาวเคราะห์ที่เย็นตัวแล้วมากกว่า ทำให้มีผิวนอกเป็นของแข็ง เหมือนผิวโลกของเรา จึงเรียกว่า Terrestrial Planets (หมายถึง "บนพื้นโลก") ได้แก่ ดาวพุธ (Mercury), ดาวศุกร์ (Venus), โลก (Earth) และดาวอังคาร (Mars) ซึ่งจะใช้แถบของ ดาวเคราะห์น้อย (Asteroid Belt) เป็นแนวแบ่ง
• ดาวเคราะห์ชั้นนอก (Outer or Jovian Planets): จะเป็นกลุ่มดาวเคราะห์ ที่อยู่ไกลดวงอาทิตย์มากกว่าอีกกลุ่ม เป็นดาวเคราะห์ที่เพิ่งเย็นตัว ทำให้มีผิวนอก ปกคลุมด้วยก๊าซ เป็นส่วนใหญ่ เหมือนพื้นผิวของดาวพฤหัสบดี ทำให้มีชื่อเรียกว่า Jovian Planets (Jovian มาจากคำว่า Jupiter-like หมายถึง คล้ายดาวพฤหัสบดี) ได้แก่ ดาวพฤหัสบดี (Jupiter), ดาวเสาร์ (Saturn), ดาวยูเรนัส (Uranus), ดาวเนปจูน (Neptune) และดาวพลูโต (Pluto)

• ดาวเคราะห์วงใน (Interior planets) หมายถึงดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าโลก ได้แก่ดาวพุธ และดาวศุกร์
• ดาวเคราะห์วงนอก (Superior planets) หมายถึง ดาวเคราะห์ที่อยู่ถัดจากโลกออกไป ได้แก่ ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน และดาวพลูโต

• ดาวเคราะห์ก้อนหิน ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก และดาวอังคาร ทั้ง 4 ดวงนี้มีพื้นผิวแข็งเป็นหิน มีชั้นบรรยากาศบางๆ ห่อหุ้ม ยกเว้นดาวพุธที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดไม่มีบรรยากาศ
• ดาวเคราะห์ก๊าซ ได้แก่ ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน จะเป็นก๊าซทั่วทั้งดวง อาจมีแกนหินขนาดเล็ก อยู่ภายใน พื้นผิวจึงเป็นบรรยากาศที่ปกคลุมด้วยก๊าซมีเทน แอมโมเนีย ไฮโดรเจน และฮีเลียม

ระบบสุริยะอยู่ในกาแล็กซีใด

ระบบสุริยะจัดอยู่ในกาแล็กซีทางช้างเผือก (Milky Way) มาจากภาษาละติน Via Lactea แปลว่าทางน้ำนม กาแล็กซีทางช้างเผือกนี้ประกอบด้วยฝุ่นและกลุ่มแก๊สทำให้มองเห็นเป็นแถบสีขาวจางๆ พาดผ่านฟากฟ้าในยามค่ำคืน

จากการศึกษาของนักดาราศาสตร์พบว่ากาแล็กซีทางช้างเผือก เป็นกาแล็กซีแบบกังหันมีคาน มีดาวฤกษ์อยู่อย่างน้อย 200,000 ล้านดวง และมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 100,000 ปีแสง และมีความหนาเฉลี่ย 1,000 ปีแสง

ดวงอาทิตย์ของเราก็โคจรอยู่ในกาแล็กซีทางช้างเผือกเช่นกัน โดยใช้เวลา 225 ล้านปีในการโคจรครบรอบกาแล็กซี โดยใช้อัตราเร็ว 220 กิโลเมตรต่อวินาที

ที่มา : rmutphysics.com, https://www.stkc.go.th , http://nso.narit.or.th, http://thaiastro.nectec.or.th

ดวงอาทิตย์อยู่ส่วนไหนของกาแล็กซีทางช้างเผือก

ดวงอาทิตย์อยู่ในบริเวณใดของกาแล็กซี

บริเวณใดของกาแล็กซี่ที่มีดาวฤกษ์อยู่อย่างหนาแน่น

กาแล็กซี่ทางช้างเผือกเป็นกาแล็กซีที่มีรูปร่างแบบใด