รายงาน ปาน อุ๊ - PDF Flipbook
รายงาน ปาน อุ๊
131 Views
32 Downloads
PDF 1,387,911 Bytes
รายงาน เรื่อง การโคจรของจักวาล
นายปานเทพ เทียบอัน 63040901205 นางสาวกรรณิการ์ อุดมศิลป์ 63040901226
รายงานเล่มนี้เป็นส่วนหนึ่งของวิชาการเรียนรู้สารสนเทศ ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2564 มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี
คานา การโคจรของจักรวาลสืบเน้นความรู้ไม่ว่าจะเป็น เรื่องเอกภพ ดาวฤกษ์และระบบสุริยะ ดาราศาสตร์ และอวกาศ กาแล็กซี. และดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ดาวเคราะห์แคระหรือดาวต่างๆ ที่อยู่ในจักรวาลทั้งหมด เพื่อ เรียนรู้เกี่ยวกับระบบโคจรต่างๆของจักรวาล สาหรับการเรียนรู้นั้นเกิดจากหลายวิธี เรียนรู้จากผู้ชานาญเกี่ยวกับเรื่องการโคจรของจักรวาล โดยเฉพาะ คนที่มีประสบการณ์การดูดาว ไม่ว่าจะเป็นดาวลูกไก่ หรือดาวต่างๆ ฯลฯ หรือจากหนังสือกลุ่ม สาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ต่างๆ ในโทรศัพท์ หรือโทรทัศน์หรือข่าวจากอินเทอร์เน็ตต่างๆ เพื่อการเรียนรู้ เกี่ยวกับการโคจรต่างๆในบนอวกาศเพื่อการเรียนรู้เกี่ยวกับการโคจรต่างๆ รายงานฉบับนี้จึงรวบรวมเรียบเรียงเกี่ยวกับการโคจรของจักรวาลให้เกิดความรู้ความเข้าใจ อันจะ นามาซึ่งเป็นคนที่มีความรู้เรือ่ งการโคจรของจักรวาลได้ดีมากๆขึ้น
ผู้จัดทา นายปานเทพ เทียบอัน 63040901205 นางสาวกรรณิการ์ อุดมศิลป์ 63040901226
สารบัญ เรื่อง
หน้า จักรวาล……………………………………………………………………………………………………….…………1 จักรวาล และ เอกภพ…………………………………………………………………………………..1 วิชาดาราศาสตร์………………………………………………………………………………………….1 โลกแบน หรือโลกกลม………………………………………………………………….……………..2 ตาแหน่งของโลกในเอกภพ…………………………………………………………………………..3 ระบบสุริยะ…………………………………………………………………………………………………………….5 ประวัติการค้นพบและการสารวจ………………………………………………………………………………6 การสารวจยุคแรก……………………………………………………………………………………….7 การสารวจด้วยยานอวกาศ…………………………………………………………………………..8 กาเนิดและวิวัฒนาการ…………………………………………………………………………………………….9 โครงสร้างและองค์ประกอบ…………………………………………………………………………………….11 ดวงอาทิตย์…………………………………………………………………………………………………………...13 ปัจจุบันและอนาคตของดวงอาทิตย์……………………………………………………………..14 โครงสร้างของดวงอาทิตย์…………………………………………………………………………..15 สสารระหว่างดาวเคราะห์…………………………………………………………………………..15 ระบบสุริยะชั้นใน…………………………………………………………………………………………………..16 ดาวเคราะห์ชั้นใน……………………………………………………………………………………..17 ดาวพุธ…………………………………………………………………………………………………….17 ดาวศุกร์…………………………………………………………………………………………………..17 โลก…………………………………………………………………………………………………………17 ดาวอังคาร……………………………………………………………………………………………….17 แถบดาวเคราะห์น้อย………………………………………………………………………………..18 ซีรีส………………………………………………………………………………………………………..18 ตระกูลดาวเคราะห์น้อย…………………………………………………………………………….19 ระบบสุริยะชั้นนอก……………………………………………………………………………………………….19 ดาวเคราะห์ชั้นนอก………………………………………………………………………………….19 ดาวพฤหัสบดี…………………………………………………………………………………………..20 ดาวเสาร์………………………………………………………………………………………………….20 ดาวยูเรนัส……………………………………………………………………………………………….20 ดาวเนปจูน………………………………………………………………………………………………20 ดาวหาง…………………………………………………………………………………………………..21 เซนทอร์………………………………………………………………………………………………….21
สารบัญ(ต่อ) เรื่อง
หน้า ย่านพ้นดาวเนปจูน……………………………………………………………………………………………21 แถบไคเปอร์………………………………………………………………………………………..22 พลูโตกับคารอน…………………………………………………………………………………..22 เฮาเมอากับมาคีมาคี…………………………………………………………………………….23 แถบหินกระจาย…………………………………………………………………………………..24 อีรีส…………………………………………………………………………………………………...24 ย่านไกลที่สุดของระบบ……………………………………………………………………………………..24 เฮลิโอพอส………………………………………………………………………………………….24 เมฆออร์ต………………………………………………………………………………….………..26 เซดนา………………………………………………………………………………………………..26 ขอบนอก………………………………………………………………………………….…………27 บริบทเชิงดาราจักร………………………………………………………………………………….……….27 ย่านใกล้เคียง……………………………………………………………………………….……..28 ฟองท้องถิ่น …………………………………………………………………………………….…29 ดาวเวกา…………………………………….………………………………………………………29
สารบัญภาพ ภาพที่
หน้า 1 ปิระมิด ซึ่งเรียงตัวแนว เหนือ-ใต้ ตะวันออก-ตะวันตก………………………………………………………….1
2 แบบจาลอง โลกคือศูนย์กลางจักรวาล……………………………………………………………………………….2 3 แบบจาลองของปโตเลมี…………………………………………………………………………………………………….3 4 แบบจาลองทางช้างเผือกของ เฮอร์เชล ซึ่งมีดวงอาทิตย์อยู่ตรงกลาง………………………………………3 5 อวกาศโค้ง………………………………………………………………………………………………………………….……4 6 อุณหภูมิของรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของเอกภพ……………………………………………………………………..4 7 แสดงดาวเคราะห์และดาวเคราะห์แคระในระบบสุริยะ…………………………………………….……………6 8 กล้องโทรทรรศน์จาลองจากชุดที่ไอแซก นิวตันใช้…………………………………………………………………7 9 วาดยานไพโอเนียร์……………………………………………………………………………….…………………………..8 10 ถ่ายแผ่นจานดาวเคราะห์ก่อนเกิดในเนบิวลานายพราน จากกล้องฮับเบิล…………………………….10 11 วาดโดยศิลปินแสดงให้เห็นวิวัฒนาการของดวงอาทิตย์……………………………………………………….10 12 ขนาดวงโคจรของวัตถุต่าง ๆ ในระบบสุริยะ………………………………………………………………………11 13 ย่านต่าง ๆ ในระบบสุริยะ……………………………………………………………………………………………….12 14 ถ่ายดวงอาทิตย์ในรังสีเอกซ์…………………………………………………………………………………………….13 15 แผนภาพชีวิตดวงอาทิตย์………………………………………………………………………………………………..14 16 จาลองโครงสร้าง แผ่นกระแสเฮลิโอสเฟียร์……………………………………………………………………….15 17 เปรียบเทียบขนาดของดาวเคราะห์ใกล้โลก สัดส่วนเปรียบเทียบเป็นไปตามขนาดจริง…………….16 18 แผนภาพแถบดาวเคราะห์น้อยหลักกับดาวเคราะห์น้อยตระกูลทรอย…………………………………..18 19 ดาวเคราะห์ชั้นนอกทั้ง 4 ดวง……………………………………………………………………………………….…19 20 แผนผังวัตถุต่าง ๆ ในแถบไคเปอร์……………………………………………………………………………………22 21 พลูโต คารอน กับดวงจันทร์บริวารทั้งสองดวง…………………………………………………………………..23 22 แผนภาพแสดงความเยื้องศูนย์กลางและความเอียงของระนาบโคจร……………………………………24 23 ยานวอยเอจเจอร์ทั้งสองเดินทางผ่านกาแพงกระแทกเข้าสู่ย่านเฮลิโอชีท………………………….….25 24 จาลองแถบไคเปอร์ และกลุ่มเมฆออร์ตตามทฤษฎี…………………………………………………….………26 25 ตาแหน่งของระบบสุริยะในแขนก้นหอยของดาราจักร (จุดสีเหลือง)…………………………….………27 26 ภาพวาดของศิลปินแสดงถึง ฟองท้องถิ่น………………………………………………………………….………28
1
จักรวาล จักรวาล และ เอกภพ “จั ก รวาล” และ “เอกภพ” เป็ น ค าๆ ที่ มี ค วามหมายเหมื อ นกั น ตรงกั บ ค าภาษาอั ง กฤษว่ า “Universe” ซึ่งหมายถึง ทุกสรรพสิ่งทั้งหมดทั้งปวง จักรวาลเป็นภาษาพูด เอกภพเป็นภาษาวิชาการ แต่ใน สังคมทั่วไปเรานิยมใช้คาว่า “จักรวาล” เช่น ท่องอวกาศสารวจจักรวาล เรามักใช้คาว่า “เอกภพ” ในโอกาสที่ เน้นว่าทุกอย่างเป็นหนึ่งเดียวกัน เช่น เอกภพเกิดขึ้นเมื่อหนึ่งหมื่นห้าพันล้านปีมาแล้ว ปัจจุบันเอกภพกาลัง ขยายตัว วิชาดาราศาสตร์ ดาราศาสตร์ (Astronomy) เป็นวิชาที่ว่าด้วยการศึกษาธรรมชาติของวัตถุท้องฟ้า และค้นหาความจริง ของจักรวาล โดยใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ดาราศาสตร์เป็นวิชาที่เก่าแก่ที่สุดของมนุษยชาติ หากมอง ย้อนอดีต จะพบว่า ชาติมหาอานาจและทุกอารยธรรม ล้วนให้ความสาคัญ ต่อเทห์วัตถุและปรากฎการณ์บน ท้องฟ้า ทุ กศาสนามี บันทึกเรื่ องราวเกี่ ยวกับโลกและดวงดาว โบราณสถานที่สาคัญ ไม่ว่าจะเป็ น ปิรามิ ด ปราสาท สถูป เจดีย์ ล้วนวางตัวในแนวทิศตะวันออก – ตะวันตก อันเป็นสัญลักษณ์ของการให้ความเคารพต่อ ดวงอาทิตย์ การศึกษาเส้นทางการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดวงดาวบนท้องฟ้า นามาซึ่ ง พัฒนาการทางด้านคณิต ศาสตร์ กลุ่ม ดาวจักราศี 12 กลุ่ม ที่ ดวงอาทิตย์ เคลื่อนที่ผ่ าน ถูกตั้งเป็นชื่อเดือ น ในขณะที่ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดาวเคราะห์ที่มองเห็นด้วยตาเปล่าอีกห้าดวง ถูกตั้งเป็นชื่อวันทั้งเจ็ดของ สัปดาห์
ภาพที่ 1 ปิระมิด ซึ่งเรียงตัวแนว เหนือ-ใต้ ตะวันออก-ตะวันตก มนุษย์ใช้ตาแหน่งของดวงอาทิตย์และดวงดาวเป็นตัวกาหนดชั่วโมงและวัน และใช้ช่วงเวลาที่โลกโคจร รอบดวงอาทิตย์เป็นตัวกาหนดเดือนและปี ซึ่งก็คือระบบนาฬิกาและระบบปฏิทินนั่นเอง นับแต่โบราณมนุษย์ ตระหนัก ดีถึงความสัม พัน ธ์ระหว่ างวัตถุท้ องฟ้ากั บชีวิตประจาวัน ชาวประมงออกเรือจับ ปลาต้อ งสังเกต ตาแหน่งของดวงจันทร์ ซึ่งทาให้เกิดน้าขึ้นน้าลง การทาการเกษตรและเลี้ยงสัตว์ต้องสังเกตตาแหน่งของดวง อาทิตย์และกลุ่มดาวในรอบปี ซึ่งเป็นตัวบ่งบอกฤดูกาล ทหารออกรบตอนกลางคืน ต้องทราบเวลาขึ้นตกของ
2
ดวงจันทร์ เพื่อใช้ความมืดในการอาพรางตัว การทางานและการพักผ่อนของมนุษย์ขึ้นอยู่กับเวลากลางวัน กลางคืน ซึ่งถูกควบคุมด้วยการหมุนรอบตัวเองของโลก การเรียนรู้ของมนุษย์เริ่มต้นจากประสบการณ์และประสาทสัมผัส เชื่อในสิ่งที่ตาเห็น ก่อน แล้วจึงค่อย คิดหาเหตุผลมาอธิบายในภายหลัง ด้วยเหตุนี้มนุษย์ในยุคโบราณจึงเชื่อว่า โลกคือศูนย์กลางของเอกภพ กาล ต่อมามีการสร้างกล้องดูดาวจึงพบหลักฐานซึ่ งสามารถยืนยันว่า โลกหมุนรอบดวงอาทิตย์ มนุษย์ในอดีต ต้องการทราบว่าขอบโลกอยู่ที่ไหน มนุษย์ในปัจจุบันต้องการทราบว่า ขอบของเอกภพอยู่ที่ใด มีสิ่งมีชีวิตอยู่บน ดาวดวงอืน่ หรือไม่ อนาคตของเอกภพจะเป็นอย่างไร การเดินทางระหว่างดวงดาวจะทาได้อย่างไร โลกแบน หรือโลกกลม มนุษย์ในยุคก่อนประวัติศาสตร์คิดว่า โลกแบน ทั้งนี้เป็นเพราะพวกเขามองเห็นว่า โลกเป็นพื้นที่กว้าง ใหญ่สุดสายตา มีดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ผ่านเวลากลางวัน มีดวงจันทร์และดวงดาวเคลื่อนที่ผ่านเวลากลางคืน
ภาพที่ 2 แบบจาลอง โลกคือศูนย์กลางจักรวาล หกร้ อ ยปี ก่ อ นคริ ส ต์ ก าล พิ ธ ากอรั ส นั ก ปราชญ์ ช าวกรี ก ได้ ส ร้ า งแบบจ าลองของเอกภพ โดยมี โ ลกเป็ น ศูนย์กลาง ถูกห้อมล้อมไว้ด้วยทรงกลมขนาดใหญ่เรียกว่า “ทรงกลมท้องฟ้า” ซึ่งบรรจุ ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ 5 ดวง และดาวฤกษ์จานวนมากมาย สามร้อยปีต่อมา อริสโตเติล นักปราชญ์ชาวกรีก กล่าวว่า ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ เป็นทรงกลมที่โคจรรอบโลก ขณะที่ อริสตาชุส นักปราชญ์แห่งเมืองอเล็กซานเดรีย (ปัจจุบันอยู่ในประเทศอียิปต์) กล่าวว่า ดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของจักรวาล มีโลก ดวงจันทร์ และดาว เคราะห์ทั้งหลายโคจรล้อมรอบ ต่อมาอีกหนึ่งศตวรรษ อีราโทสธีนิส พบว่ามุมของแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบ พื้นผิวโลก ณ เวลาเดียวกันของแต่ละตาบล ไม่ใช่มุมเดียวกัน เนื่องจากโลกกลม เขาคานวณได้ว่า ดวงอาทิตย์ ใหญ่กว่าโลก และโลกใหญ่กว่าดวงจันทร์
3
ตาแหน่งของโลกในเอกภพ ค.ศ. 125 คลอเดียส ปโตเลมี นักปราชญ์ชาวกรีก ได้แต่งตาราดาราศาสตร์ฉบับแรกของโลกชื่อ “อัล มาเจสต์” ระบุว่า โลกเป็นทรงกลมอยู่ตรงใจกลางของจักรวาล การที่เราเห็นดาวเคราะห์ทั้งเจ็ด (รวมดวง อาทิตย์ และดวงจันทร์) เคลื่อนไปข้างหน้า แต่บางครั้งก็เคลื่อนที่ย้อนทาง (Retrograde) สวนกับกลุ่มดาวจัก ราศี เป็นเพราะดาวเคราะห์ทั้งเจ็ด เคลื่อนที่อยู่บนวงกลมขนาดเล็กซึ่งเรียกว่า “เอปิไซเคิล” (Epicycle)
ภาพที่ 3 แบบจาลองของปโตเลมี ค.ศ.1514 โคเปอร์นิคัส ได้อธิบายว่า การที่เราเห็นดาวเคราะห์เคลื่อนที่ถอยหลังเป็นเพราะ โลกซึ่ง เป็นดาวเคราะห์วงใน เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์เร็วกว่าดาวเคราะห์ชั้นนอกเช่น ดาวอังคาร เขาเสนอทฤษฎีดวง อาทิตย์คือศูนย์กลางของระบบสุริยะ ในเวลาต่อมากาลิเลโอส่องกล้องดูดาวพฤหัสบดี และดาวศุกร์ จึ งค้นพบ หลักฐานที่ว่า ดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของระบบสุริยะ และโจฮานเนส เคปเลอร์ ค้นพบว่า ดาวเคราะห์โคจร รอบดวงอาทิตย์เป็นรูปวงรี ปลายคริสต์ศตวรรษที่ 17 ไอแซค นิวตัน ค้นพบว่า ดวงดาวทั้งหลายดึงดูดกันด้วย แรงโน้มถ่วง ปัจจุบันนักดาราศาสตร์ค้นพบระบบสุริยะของดาวฤกษ์ ดวงอื่น (Extra Solar System) มากกว่า 200 ระบบ ปลายคริสตศตวรรษที่ 18 วิลเลียม เฮอส์เชล ผู้ค้นพบดาวยูเรนัส ใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ตรวจ นั บ ดาวในทางช้ า งเผื อ ก เขาสั น นิ ษ ฐานว่ า ดวงอาทิ ต ย์ อ ยู่ ที่ ต าแหน่ ง ใจกลางของกาแล็ ก ซี ท างช้ า งเผื อ ก จนกระทั่งปี ค.ศ.1920 ฮาร์โลว์ แชพลีย์ ศึกษากระจุกดาวเปิดซึ่งอยู่ล้อมรอบกาแล็กซี จึงสามารถพิสูจน์ได้ว่า ตาแหน่งของดวงอาทิตย์อยู่ค่อนมาทางแขนของกาแล็กซี
ภาพที่ 4 แบบจาลองทางช้างเผือกของ เฮอร์เชล ซึ่งมีดวงอาทิตย์อยู่ตรงกลาง
4
ค.ศ.1905 อัลเบิร์ต ไอสไตน์ ประกาศทฤษฎีสัมพัทธภาพเฉพาะ E = Mc2 พลังงานและมวลเป็นสิ่ง เดียวกัน พลังงานจานวนมหาศาลอัดรวมกันเป็นสสารได้ นั่นคือ นิวเคลียร์ฟิวชัน พลังงานต้นกาเนิดของดาว ฤกษ์ สิบปีต่อมาเขาประกาศทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ว่าด้วย มวลทาให้ภูมิศาสตร์ของอวกาศโค้ง และอธิบาย ว่า ดาวเคราะห์เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ มิใช่เป็นเพราะ แรงโน้มถ่วงระหว่างดาวอย่างที่นิวตันอธิบาย แต่เป็น
ภาพที่ 5 อวกาศโค้ง ค.ศ.1929 เอ็ดวิน ฮับเบิล จาแนกกาแล็กซีออกเป็นหลายประเภท และพบว่า สเปคตรัมของกาแล็กซี ส่วนใหญ่มีปรากฏการณ์การเลื่อนทางแดง (Redshift) นั่นหมายถึง กาแล็กซีกาลังเคลื่อนที่ออกจากโลก นั่นก็ คือ เอกภพ (จักรวาล) กาลังขยายตัว ค.ศ.1989 ยานอวกาศโคบี (COBE) พบว่า รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของเอกภพ (Cosmic Microwave Background Radiation) มีอุณหภูมิไม่เท่ากัน เป็นหลักฐานยืนยันว่า เอกภพเย็นตัวลงไม่เท่ากันทุกตาบล กาแล็กซีจึงเกิดขึ้นเป็นกระจุกๆ ไม่กระจายตัวเท่าๆ กัน ในเอกภพ
ภาพที่ 6 อุณหภูมิของรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของเอกภพ ปัจจุบันนักดาราศาสตร์ค้นพบว่า เอกภพประกอบด้วยกาแล็กซีจานวนมหาศาล กระจายตัวอยู่เป็น กระจุกๆ กาแล็กซีส่วนใหญ่กาลังเคลื่อนที่ออกจากโลก แสดงว่าเอกภพกาลังขยายตัว เมื่อคานวณอัตราการ ขยายตัวของเอกภพย้อนกลับ จึงได้ผลลัพธ์ว่า เอกภพกาเนิดขึ้นจากจุดๆ หนึ่ง (Singularity) เมื่อประมาณ 13,000 ล้านปีมาแล้ว นักดาราศาสตร์พยายามค้นหาขอบจักรวาล แต่ดูเหมือนว่า ธรรมชาติไม่ต้องการให้เรารู้ อนาคต ยิ่งส่องกล้องลึกเข้าไปในอวกาศมากเท่าใด ก็ยิ่งเห็นภาพลึกไปในอดีตมากเท่านั้น เพราะว่าแสงต้องใช้ เวลาในการเดินทาง (เช่น กระจุกดาวลูกไก่อยู่ห่างจากโลก 400 ปีแสง ภาพที่เราเห็นในปัจจุบันคือแสงของ กระจุกดาวลูกไก่เมื่อ 400 ปีที่แล้ว)
5
กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Telescope) ถ่ายภาพกาแล็กซีที่ไกลที่สุด ระยะห่างหลาย พันปีแสง พบว่าในอดีตนั้นกาแล็กซีเคยอยู่ใกล้กันจริง แสดงว่า เอกภพในยุคนั้นมีขนาดเล็ก ซึ่งยืนยันทฤษฎีบิ๊ กแบง (Big Bang) เอกภพกาเนิดขึ้นจากจุดๆ หนึ่ง แล้วก็เกิดการระเบิดใหญ่ (Big Bang) ขึ้นมา นี่คือจุดกาเนิด ของสรรพสิ่งและกาลเวลา เวลาต่อมาเอกภพขยายตัวและเย็นตัวลง พลังงานอัดแน่นเป็นสสาร กาเนิดเป็น กาแล็กซีและดาวขึ้นมา ระบบสุริยะ ระบบสุริยะ (Solar System) คือระบบดาวซึ่งประกอบด้วยดวงอาทิตย์และวัตถุอื่น ๆ ที่โคจรรอบดวง อาทิตย์เนื่องจากแรงโน้มถ่วง ได้แก่ ดาวเคราะห์ 8 ดวงกับดวงจันทร์บริวารที่ค้นพบแล้ว 167 ดวง ดาวเคราะห์ แคระ 5 ดวงกับดวงจันทร์บริวารที่ค้นพบแล้ว 4 ดวง กับวัตถุขนาดเล็กอื่น ๆ อีกนับล้านชิ้น ซึ่งรวมถึง ดาว เคราะห์น้อย วัตถุในแถบไคเปอร์ ดาวหาง สะเก็ดดาว และฝุ่นระหว่างดาวเคราะห์ โดยทั่วไปแล้วจะแบ่งย่านต่าง ๆ ของระบบสุริยะ นับจากดวงอาทิตย์ออกมาดังนี้คือ ดาวเคราะห์ชั้นใน จานวน 4 ดวง แถบดาวเคราะห์น้อย ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่รอบนอกจานวน 4 ดวง และแถบไคเปอร์ ซึ่ง ประกอบด้วยวัตถุที่เย็นจัดเป็นน้าแข็ง พ้นจากแถบไคเปอร์ออกไปเป็นเขตแถบจานกระจาย ขอบเขตเฮลิโอ พอส (เขตแดนตามทฤษฎีที่ซึ่งลมสุริยะสิ้นกาลังลงเนื่องจากมวลสารระหว่างดวงดาว) และพ้นไปจากนั้นคือย่าน ของเมฆออร์ต กระแสพลาสมาที่ไหลออกจากดวงอาทิตย์ (หรือลมสุริยะ) จะแผ่ตัวไปทั่วระบบสุริยะ สร้างโพรงขนาด ใหญ่ขึ้นในสสารระหว่างดาวเรียกกันว่า เฮลิโอสเฟียร์ ซึ่งขยายออกไปจากใจกลางของแถบจานกระจาย ดาวเคราะห์ชั้นเอกทั้ง 8 ดวงในระบบสุริยะ เรียงลาดับจากใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดออกไป มีดังนี้คือ ดาวพุธ ดาว ศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน นับถึงกลางปี ค.ศ. 2008 วัตถุขนาดย่อมกว่าดาวเคราะห์จานวน 5 ดวง ได้รับการจัดระดับให้เป็นดาว เคราะห์แคระ ได้แก่ ซีรีสในแถบดาวเคราะห์น้อย กับวัตถุอีก 4 ดวงที่โคจรรอบดวงอาทิตย์อยู่ในย่านพ้นดาว เนปจูน คือ ดาวพลูโต (ซึ่งเดิมเคยถูกจัดระดับไว้เป็นดาวเคราะห์) เฮาเมอา มาคีมาคี และ อีรีส มีดาวเคราะห์ 6 ดวงและดาวเคราะห์แคระ 3 ดวงที่มีดาวบริวารโคจรอยู่รอบ ๆ เราเรียกดาวบริวาร เหล่านี้ว่า "ดวงจันทร์" ตามอย่างดวงจันทร์ของโลก นอกจากนี้ดาวเคราะห์ชั้นนอกยังมีวงแหวนดาวเคราะห์อยู่ รอบตัวอันประกอบด้วยเศษฝุ่นและอนุภาคขนาดเล็ก
6
ภาพที่ 7 แสดงดาวเคราะห์และดาวเคราะห์แคระในระบบสุริยะ อายุ: 4.568 พันล้านปี ที่ตั้ง: เมฆระหว่างดาวท้องถิ่น, ฟองท้องถิ่น, แขนนายพราน, ทางช้างเผือก มวลของระบบ: 1.0014 มวลสุริยะ ดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุด: ระบบพร็อกซิมาคนครึ่งม้า (4.22 ปีแสง), ระบบแอลฟาคนครึ่งม้า (4.37 ปีแสง) ระบบดาวเคราะห์ใกล้สุดทีท่ ราบ: ระบบแอลฟาคนครึ่งม้า (4.37 ปีแสง) ประวัติการค้นพบและการสารวจ นับเป็นเวลาหลายพันปีในอดีตกาลที่มนุษยชาติไม่เคยรับรู้มาก่อนว่ามีสิ่งที่เรียกว่า ระบบสุริยะ แต่เดิม มนุษย์นั้นเชื่อว่า โลกเป็นศูนย์กลางจักรวาลที่อยู่นิ่ง มีดวงดาวต่าง ๆ โคจรไปรอบ ๆ ผ่านไปบนท้องฟ้า แม้ว่า
นักดาราศาสตร์และนักคณิตศาสตร์ชาวอินเดียชื่อ อารยภัฏ (สันสกฤต: आर्यभट) และนักปรัชญาชาวกรีก
แอริสตาร์คัส (กรีก: Ἀρίσταρχος ὁ Σάμιος) เคยมีแนวคิดเกี่ยวกับการที่ ดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง จักรวาล และจัดลาดับจักรวาลเสียใหม่ แต่ผู้ที่สามารถคิดค้นแบบจาลองทางคณิตศาสตร์เพื่อพิสูจน์แนวคิดนี้ได้ สาเร็จเป็นคนแรกคือ นิโคเลาส์ โคเปอร์นิคัส ในคริสต์ศตวรรษที่ 17 มีผู้สืบทอดแนวทางการศึกษาของเขา ต่อมา คือกาลิเลโอ กาลิเลอี โยฮันเนส เคปเลอร์ และ ไอแซค นิวตัน พวกเขาพยายามทาความเข้าใจระบบทาง ฟิสิกส์และเสาะหาหลักฐานการพิสูจน์ยืนยันว่า โลกเคลื่อนไปรอบ ๆ ดวงอาทิตย์ และดาวเคราะห์ทั้งหลายต่าง ก็ดาเนินไปภายใต้กฎทางฟิสิกส์แบบเดียวกันนี้ ในยุคหลังต่อมาจึงเริ่มมีการสืบสวนค้นหาปรากฏการณ์ทางภูมิ ธรณีต่าง ๆ เช่น เทือกเขา แอ่งหิน ปรากฏการณ์สภาพอากาศที่แปรเปลี่ยนตามฤดูกาล การศึกษาเกี่ยวกับเมฆ พายุทราย และยอดเขาน้าแข็งบนดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ
7
ภาพที่ 8 กล้องโทรทรรศน์จาลองจากชุดที่ไอแซก นิวตันใช้ การสารวจยุคแรก การสารวจระบบสุริยะในยุคแรกดาเนินไปได้โดยอาศัยกล้องโทรทรรศน์ เพื่อช่วยนักดาราศาสตร์จัดทา แผนภาพท้องฟ้าแสดงตาแหน่งของวัตถุที่จางเกินกว่าจะมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า กาลิเลโอ กาลิเลอี คือผู้แรกที่ค้นพบรายละเอียดทางกายภาพของวัตถุในระบบสุริยะ เขาค้นพบว่าผิว ดวงจันทร์นั้นขรุขระ ส่วนดวงอาทิตย์ก็มีจุดด่างดา และดาวพฤหัสบดีมีดาวบริวารสี่ดวงโคจรไปรอบ ๆ คริสตี ยาน เฮยเคินส์ เจริญรอยตามกาลิเลโอโดยค้นพบไททัน ดวงจันทร์ของดาวเสาร์ รวมถึงวงแหวนของมันด้วยใน เวลาต่อมา จิโอวันนี โดเมนิโก กัสสินี ค้นพบดวงจันทร์ของดาวเสาร์เพิ่มอีก 4 ดวง ช่องว่างในวงแหวนของดาว เสาร์ รวมถึงจุดแดงใหญ่บนดาวพฤหัสบดี ปี ค.ศ. 1705 เอ็ดมันด์ ฮัลเลย์ ค้นพบว่าดาวหางหลายดวงในบันทึกประวัติศาสตร์ที่จริงเป็นดวงเดิม กลับมาปรากฏซ้า ถือเป็นการพบหลักฐานชิ้นแรกสาหรับการโคจรรอบดวงอาทิตย์ของวัตถุอื่นนอกเหนือจาก ดาวเคราะห์[9] ในช่วงระยะเวลาเดียวกันนี้จึงเริ่มมีการใช้คาว่า "ระบบสุริยะ" ขึ้นเป็นครั้งแรก ปี ค.ศ. 1705 เอ็ดมันด์ ฮัลเลย์ ค้นพบว่าดาวหางหลายดวงในบันทึกประวัติศาสตร์ที่จริงเป็นดวงเดิม กลับมาปรากฏซ้า ถือเป็นการพบหลักฐานชิ้นแรกสาหรับการโคจรรอบดวงอาทิตย์ของวั ตถุอื่นนอกเหนือจาก ดาวเคราะห์[9] ในช่วงระยะเวลาเดียวกันนี้จึงเริ่มมีการใช้คาว่า "ระบบสุริยะ" ขึ้นเป็นครั้งแรก ค.ศ. 1781 วิลเลียม เฮอร์เชล ค้นพบดาวเคราะห์ดวงใหม่คือ ดาวยูเรนัส โดยที่ในตอนแรกเขาคิดว่า เป็นดาวหาง ต่อมาในปี ค.ศ. 1801 จูเซปเป ปีอัซซี ค้นพบวัตถุโคจรอยู่ระหว่างดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี ใน ตอนแรกเขาคิดว่าเป็นดาวเคราะห์ แต่ต่อมาจึงมีการค้นพบวัตถุขนาดเล็กนับเป็นพันดวงในย่านอวกาศนั้น ซึ่ง ในเวลาต่อมาจึงเรียกวัตถุเหล่านั้นว่า ดาวเคราะห์น้อย ไม่อาจระบุได้แน่ชัดว่า ระบบสุริยะถูก "ค้นพบ" เมื่อใดกันแน่ แต่การสังเกตการณ์ในช่วงคริสต์ศตวรรษ ที่ 19 สามรายการสามารถบรรยายลักษณะและตาแหน่งของระบบสุริยะในเอกภพได้อย่างไม่มีข้อสงสัย รายการแรกเกิดขึ้น ในปี ค.ศ. 1838 เมื่อฟรีด ดริค เบสเซล สามารถวัด พารัล แลกซ์ ข องดาวได้ เขาพบว่ า
8
ตาแหน่งปรากฏของดาวเปลี่ยนแปลงไปตามการเคลื่อนที่ของโลกที่โคจรไปรอบดวงอาทิตย์ นี่ไม่เพียงเป็นข้อ พิสูจน์ทางตรงต่อแนวคิดดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางจักรวาล แต่ยังได้เปิดเผยให้ทราบถึงระยะทางมหาศาล ระหว่างระบบสุริยะของเรากับดวงดาวอื่นเป็นครั้งแรก ต่อมาในปี ค.ศ. 1859 โรเบิร์ต บุนเซน และ กุสตาฟ เคอร์ ช อฟฟ์ ได้ ใ ช้ ส เปกโตรสโคปที่ ป ระดิ ษ ฐ์ ขึ้ น ใหม่ ต รวจวั ด ค่ า สเปกตรั ม จากดวงอาทิ ต ย์ และพบว่ า มั น ประกอบด้วยธาตุชนิดเดียวกันกับที่มีอยู่บนโลก นับเป็นครั้งแรกที่พบข้อมูลทางกายภาพที่เกี่ยวโยงกันระหว่าง โลกกับสวรรค์ หลังจากนั้น บาทหลวงแองเจโล เซคคี เปรียบเทียบรายละเอียดสเปกตรัมของดวงอาทิตย์กับ ดาวฤกษ์ดวงอื่น และพบว่ามันเหมือนกันทุกประการ ข้อเท็จจริงที่ พบว่าดวงอาทิตย์ก็เป็นดาวฤกษ์ดวงหนึ่ง นาไปสู่ข้ อสมมุติ ฐ านว่าดาวฤกษ์ ดวงอื่นก็ อาจมี ร ะบบดาวเคราะห์ ของมัน เองเช่ นกัน แม้ ว่ากว่า จะค้นพบ หลักฐานสาหรับข้อสมมุติฐานนี้จะต้องใช้เวลาต่อมาอีกกว่า 140 ปี ค.ศ. 1992 มีการค้นพบหลักฐานแรกที่ส่อถึงระบบดาวเคราะห์แห่งอื่นนอกเหนือจากระบบของเรา โคจรอยู่รอบดาวพัลซาร์ พีเอสอาร์ บี1257+12 สามปีต่อมาจึงพบดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกคือ 51 เพกา ซี บี โคจรรอบดาวฤกษ์ลักษณะคล้ายดวงอาทิตย์ ตราบจนถึงปี ค.ศ. 2008 มีการค้นพบระบบดาวเคราะห์อื่น แล้วกว่า 221 ระบบ การสารวจด้วยยานอวกาศ ยุคของการสารวจอวกาศด้วยยานอวกาศเริ่มต้นขึ้นนับแต่ สหภาพโซเวียตส่งดาวเทียมสปุตนิก 1 ขึ้นสู่ วงโคจรรอบโลกเมื่ อ ปี ค.ศ. 1957 โดยได้ โ คจรอยู่ เ ป็ น เวลา 1 ปี ต่ อ มายานเอกซ์ พ ลอเรอร์ 6 ของ สหรัฐอเมริกา ขึ้นสู่วงโคจรในปี 1959 และสามารถถ่ายภาพโลกจากอวกาศได้เป็นครั้งแรก ยานสารวจลาแรกที่เดินทางไปถึงวัตถุอื่นในระบบสุริยะ คือยานลูนา 1 ซึ่งเดินทางผ่านดวงจันทร์ในปี ค.ศ. 1959 ในตอนแรกตั้งใจกันว่าจะให้มันตกลงบนดวงจันทร์ แต่ยานพลาดเป้าหมายแล้วจึงกลายเป็นยานที่ สร้างโดยมนุษย์ลาแรกที่ได้โคจรรอบดวงอาทิตย์ ยานมาริเนอร์ 2 เป็นยานอวกาศลาแรกที่เดินทางไปถึงดาว เคราะห์อื่นในระบบสุริยะ คือไปเยือนดาวศุกร์ในปี ค.ศ. 1962 ต่อมายานมาริเนอร์ 4 ได้ไปถึงดาวอังคารในปี ค.ศ. 1965 และมาริเนอร์ 10 ไปถึงดาวพุธในปี ค.ศ. 1974
ภาพที่ 9 วาดยานไพโอเนียร์
9
ยานอวกาศลาแรกที่ลงจอดบนวัตถุอื่นในระบบสุริยะได้คือยานลูนา 2 ของสหภาพโซเวียต ซึ่งลงจอด บนดวงจันทร์ได้ในปี ค.ศ. 1959 หลังจากนั้นก็มียานลงจอดบนดาวอื่นได้มากขึ้นเรื่อย ๆ ยานเวเนรา 3 ลงจอด บนพื้นผิวดาวศุกร์ในปี 1966 ยานมาร์ส 3 ลงถึงพื้นดาวอังคารในปี 1971 (แต่การลงจอดที่สาเร็จจริง ๆ คือ ยานไวกิ้ง 1 ในปี 1976) ยานเนียร์ชูเมกเกอร์ไปถึงดาวเคราะห์น้อย 433 อีรอส ในปี 2001 และยานดีปอิม แพกต์ไปถึงดาวหางเทมเพล 1 ในปี 2005 ยานสารวจลาแรกที่ไปถึงระบบสุริยะชั้นนอกคือยานไพโอเนียร์ 10 ที่เดินทางผ่านดาวพฤหัสบดีในปี ค.ศ. 1973 ต่อมาในปี ค.ศ. 1977 ยานสารวจอวกาศในโครงการวอยเอจเจอร์จึงได้เริ่มต้นการเดินทางครั้งใหญ่ โดยเดินทางผ่านดาวพฤหัสบดีในปี 1979 ผ่านดาวเสาร์ในปี 1980-1981 ยานวอยเอจเจอร์ 2 ได้เข้า ใกล้ดาวยูเรนัสในปี 1986 และเข้าใกล้ดาวเนปจูนในปี 1989 ปัจจุบันนี้ ยานสารวจวอยเอจเจอร์ทั้ง 2 ลาได้ เดิ น ทางออกพ้ น วงโคจรของดาวเนปจู น ไปไกลแล้ ว และมุ่ ง ไปบนเส้ น ทางเพื่ อ ค้ น หาและศึ ก ษาก าแพง กระแทก เฮลิโอชีท และเฮลิโอพอส ข้อมูลล่าสุดจากองค์การนาซาแจ้งว่า ยานวอยเอจเจอร์ทั้ง 2 ลาได้เดิน ทางผ่านกาแพงกระแทกไปแล้วที่ระยะห่างประมาณ 93 หน่วยดาราศาสตร์จากดวงอาทิตย์ 19 มกราคม 2006 นาซาส่งยานสารวจแบบบินผ่าน นิวฮอไรซันส์ ขึ้นสู่อวกาศ ซึ่งเป็นยานสารวจอวกาศแบบ ไร้คนขับลาแรกที่จะเดินทางไปสารวจแถบไคเปอร์ ยานมีกาหนดบินผ่านดาวพลูโตในเดือนกรกฎาคม 2015 จากนั้นจะเดินทางเข้าสู่แถบไคเปอร์เพื่อสารวจวัตถุในพื้นที่นั้นต่อไป กาเนิดและวิวัฒนาการ ระบบสุริยะถือกาเนิดขึ้นจากการแตกสลายด้วยแรงโน้มถ่วงภายในของเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์เมื่อกว่า 4,600 ล้านปีมาแล้ว เมฆต้นกาเนิดนี้มีความกว้างหลายปีแสง และอาจเป็นต้นกาเนิดของดาวฤกษ์อื่นอีกจานวน มาก เมื่อย่านเนบิวลาก่อนสุริยะ ซึ่งน่าจะเป็นจุดกาเนิดของระบบสุริยะ[18]เกิดแตกสลายลง โมเมนตัม เชิงมุมที่มีอยู่ทาให้มันหมุนตัวไปเร็วยิ่งขึ้น ที่ใจกลางของย่านซึ่งเป็นศูนย์รวมมวลอันหนาแน่นมีอุ ณหภูมิเพิ่มสูง มากขึ้นกว่าแผ่นจานที่หมุนอยู่รอบ ๆ ขณะที่เนบิวลานี้หดตัวลง มันก็เริ่มมีทรงแบนยิ่งขึ้นและค่อย ๆ ม้วนตัว จนกลายเป็น จานดาวเคราะห์ก่อนเกิด ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางราว 200 AU พร้อมกับมี ดาวฤกษ์ก่อนเกิด ที่ หนาแน่นและร้อนจัดอยู่ ณ ใจกลาง เมื่อการวิวัฒนาการดาเนินมาถึงจุดนี้ เชื่อว่าดวงอาทิตย์ได้มีสภาพเป็นดาว ฤกษ์ชนิด T Tauri ผลจากการศึกษาดาวฤกษ์ชนิด T Tauri พบว่ามันมักมีแผ่นจานของมวลสารดาวเคราะห์ ก่อนเกิดที่มีมวลประมาณ 0.001-0.1 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ กับมวลของเนบิวลาในตัวดาวฤกษ์เองอีกเป็น ส่วนใหญ่จานวนมหาศาล ดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นจากแผ่นจานรวมมวลเหล่านี้ ภายในช่วงเวลา 50 ล้านปี ความดันและความหนาแน่นของไฮโดรเจนที่ใจกลางของดาวฤกษ์ก่อนเกิด ก็มีม ากพอจะทาให้เกิดปฏิกิริยาการหลอมนิวเคลียสขึ้นได้ ทั้งอุณหภูมิ อัตราการเกิดปฏิกิริยา ความดัน ตลอดจนความหนาแน่นต่างเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนกระทั่งถึงสภาวะสมดุลอุทกสถิต โดยมีพลังงานความร้อนที่มาก พอจะต้านทานกับการหดตัวของแรงโน้มถ่วงได้ ณ จุดนี้ดวงอาทิตย์จึงได้ วิวัฒนาการเข้าสู่แถบลาดับหลักอย่าง สมบูรณ์
10
ภาพที่ 10 ถ่ายแผ่นจานดาวเคราะห์ก่อนเกิดในเนบิวลานายพราน จากกล้องฮับเบิล ระบบสุริยะจะดารงสภาพอย่างที่เรารู้จักกันในปัจจุบันนี้ไปตราบจนกระทั่ง ดวงอาทิตย์ได้วิ วัฒนาการ จนออกพ้นจากแถบลาดับหลักบนไดอะแกรมของเฮิร์ตสปรัง -รัสเซลล์ เมื่อดวงอาทิตย์เผาผลาญเชื้อเพลิง ไฮโดรเจนภายในไปเรื่อย ๆ พลังงานที่คอยค้าจุนแกนกลางของดาวอยู่ ก็จะลดน้อยถอยลง ทาให้มันหดตัวและ แตกสลายลงไป การหดตัวจะทาให้แรงดันความร้อนในแกนกลางเพิ่มมากขึ้น และทาให้มันยิ่งเผาผลาญ เชื้อเพลิงเร็วขึ้น ผลที่เกิดคือดวงอาทิตย์จะส่องสว่างมากยิ่งขึ้นโดยมีอัตราเพิ่มขึ้นประมาณ 10% ในทุก ๆ 1,100 ล้านปี ในอีกประมาณ 5,400 ล้านปีข้างหน้า ไฮโดรเจนในแกนกลางของดวงอาทิตย์จะเปลี่ยนไปเป็นฮีเลียม ทั้งหมด ซึ่งเป็นอันจบกระบวนการวิวัฒนาการบนแถบลาดับหลัก ในเวลานั้น ชั้นผิวรอบนอกของดวงอาทิตย์จะ ขยายใหญ่ขึ้นประมาณ 260 เท่าของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางในปัจจุบัน ดวงอาทิตย์จะกลายเป็น ดาวยักษ์ แดง การที่พื้นผิวของดวงอาทิตย์ขยายตัวขึ้นอย่างมหาศาล ทาให้อุณหภูมิที่พื้นผิวของมันเย็นลงยิ่งกว่าที่เคย เป็นเมื่ออยู่บนแถบลาดับหลัก (ตาแหน่งเย็นที่สุดคือ 2600 K)
ภาพที่ 11 วาดโดยศิลปินแสดงให้เห็นวิวัฒนาการของดวงอาทิตย์ สิ่งที่เกิดขึ้นตามมาก็คือ ชั้นผิวนอกของดวงอาทิตย์จะแตกสลาย กลายไปเป็นดาวแคระขาว คือวัตถุที่มี ความหนาแน่นอย่างยิ่งยวด มวลประมาณครึ่งหนึ่งของมวลดั้งเดิมของดวงอาทิตย์จะอัดแน่นอยู่ในพื้นที่ของ วัตถุขนาดประมาณเท่ากับโลก การแตกสลายของชั้นผิวรอบนอกของดวงอาทิตย์จะทาให้เกิดปรากฏการณ์ที่ เรียกว่า เนบิวลาดาวเคราะห์ ซึ่งเป็นการส่งคืนสสารต่าง ๆ อันประกอบขึ้นเป็นดวงอาทิตย์กลับคืนให้แก่ สสาร ระหว่างดาว
11
โครงสร้างและองค์ประกอบ
ภาพที่ 12 ขนาดวงโคจรของวัตถุต่าง ๆ ในระบบสุริยะ องค์ประกอบหลักที่สาคัญของระบบสุริยะคือ ดวงอาทิตย์ ดาวฤกษ์ในแถบลาดับหลักประเภท G2 ซึ่ง มีมวลคิดเป็น 99.86% ของมวลรวมทั้งระบบเท่าที่เป็นที่รู้จัก และเป็นแหล่ง แรงโน้มถ่วงหลักของระบบ โดยมี ดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ ซึ่งเป็นวัตถุในวงโคจรใหญ่ที่สุดสองดวงครอบครองมวลอีก 90% ของมวลส่วนที่ เหลือ วัตถุใหญ่ ๆ ในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์จะเคลื่อนที่อยู่บนระนาบใกล้เคียงกับระนาบโคจรของโลก ที่ เรียกว่า ระนาบสุริยวิถี ดาวเคราะห์ทั้งหมดจะเคลื่อนที่ใกล้เคียงกับระนาบนี้ ขณะที่ดาวหางและวัตถุในแถบไค เปอร์มักเคลื่อนที่ทามุมกับระนาบค่อนข้างมาก ดาวเคราะห์ทั้งหมดและวัตถุส่วนใหญ่ในระบบยังโคจรไปในทิศทางเดียวกับการหมุนรอบตัวเองของ ดวงอาทิตย์ (ทวนเข็มนาฬิกา เมื่อมองจากมุมมองด้านขั้วเหนือของดวงอาทิตย์) มีเพียงบางส่วนที่เป็นข้อยกเว้น ไม่เป็นไปตามนี้ เช่น ดาวหางฮัลเลย์ เป็นต้น ตามกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ ของเคปเลอร์ อธิบายถึงลักษณะการโคจรของวัตถุต่าง ๆ รอบ ดวงอาทิตย์ กล่าวคือ วัตถุแต่ละชิ้นจะเคลื่อนที่ไปตามแนวระนาบรอบดวงอาทิตย์โดยมีจุดโฟกัสหนึ่งจุด วัตถุที่ อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่า (มีค่า กึ่งแกนเอกน้อยกว่า) จะใช้เวลาโคจรน้อยกว่า บนระนาบสุริยวิถีหนึ่ง ๆ ระยะห่างของวัตถุกับดวงอาทิตย์จะแปรผันไปตามเส้นทางบนทางโคจรของมัน จุดที่วัตถุอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ ที่สุดเรียกว่า "จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด" (perihelion) ขณะที่ตาแหน่งซึ่งมันอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ที่สุด เรียกว่า "จุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุด " (aphelion) วัตถุจะเคลื่อนที่ได้ความเร็วสูงที่สุดเมื่ออยู่ในตาแหน่งใกล้ดวงอาทิตย์ ที่สุด และเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่าสุดเมื่ออยู่ในตาแหน่งไกลดวงอาทิตย์ที่สุด ลักษณะของวงโคจรของดาว เคราะห์มีรูปร่างเกือบจะเป็นวงกลม ขณะที่ ดาวหาง ดาวเคราะห์น้อย และวัตถุในแถบไคเปอร์ มีวงโคจร ค่อนข้างจะเป็นวงรี เมื่อศึกษาถึงระยะห่างระหว่างดาวเคราะห์ในที่ว่างมหาศาลของระบบ เราพบว่า ยิ่งดาวเคราะห์หรือ แถบต่าง ๆ อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์เท่าไร มันก็จะยิ่งอยู่ห่างจากวัตถุอื่นใกล้เคียงมากเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ดาว
12
ศุกร์มีระยะห่างจากดาวพุธประมาณ 0.33 หน่วยดาราศาสตร์ ส่วนดาวเสาร์อยู่ห่างจากดาวพฤหัสบดีไป 4.3 หน่วยดาราศาสตร์ และดาวเนปจูนอยู่ห่างจากดาวยูเรนัส ออกไปถึง 10.5 หน่วยดาราศาสตร์ เคยมีความ พยายามศึกษาและอธิบายถึงระยะห่างระหว่างวงโคจรของดาวต่าง ๆ (ดูรายละเอียดใน กฎของทิเทียส-โบเด) แต่จนถึงปัจจุบันยังไม่มีทฤษฎีใดเป็นที่ยอมรับ ดาวเคราะห์ส่วนมากในระบบสุริยะจะมีระบบเล็ก ๆ ของตัวเองด้วย โดยจะมีวัตถุคล้ายดาวเคราะห์ ขนาดเล็กโคจรไปรอบตัวเองเป็นดาวบริวาร หรือดวงจันทร์ ดวงจันทร์บางดวงมีขนาดใหญ่กว่าดาวเคราะห์เสีย อีก ดาวบริวารขนาดใหญ่เหล่านี้จะมีวงโคจรที่สอดคล้องกันเป็นส่วนใหญ่ คือจะหันหน้าด้านหนึ่งของดาวเข้า หาดาวเคราะห์ดวงแม่ของมันเสมอ ดาวเคราะห์ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ 4 ดวงยังมีวงแหวนดาวเคราะห์อยู่ รอบตัวด้วย เป็นแถบบาง ๆ ที่ประกอบด้วยเศษชิ้นส่วนเล็ก ๆ โคจรไปรอบ ๆ อย่างเป็นอันหนึ่งอันเดียวกัน
ภาพที่ 13 ย่านต่าง ๆ ในระบบสุริยะ ระบบสุริยะสามารถแบ่งออกเป็นย่านต่าง ๆ ได้แบบไม่เป็นทางการ ระบบสุริยะส่วนในประกอบด้วย ดาวเคราะห์ 4 ดวงกับแถบดาวเคราะห์น้อย ระบบสุริยะส่วนนอกคือส่วนที่อยู่พ้นแถบดาวเคราะห์น้อยออกไป ประกอบด้วยดาวแก๊สยักษ์ 4 ดวง ต่อมาเมื่อมีการค้นพบแถบไคเปอร์ จึงจัดเป็นย่านไกลที่สุดของระบบสุริยะ เรียกรวม ๆ ว่าเป็นวัตถุพ้นดาวเนปจูน เมื่อพิจารณาจากทั้งแง่กายภาพและการเคลื่อนที่ วัตถุที่โคจรรอบดวงอาทิตย์สามารถแบ่งออกได้เป็น สามประเภทคือ ดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์แคระ และ วัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะ ดาวเคราะห์ไม่ว่าจะมีขนาด ใดก็ตามที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ จะมีมวลมากพอจะสร้างตัวเองให้มีรูปร่างเป็นสัณฐานกลม และขับไล่ชิ้นส่วน เล็ก ๆ ที่อยู่รอบตัวเองให้ออกไปให้พ้นระยะ จากคาจากัดความนี้ ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะจึงมี 8 ดวง ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน ส่วนดาวพลูโตถูก ปลดออกจากตาแหน่งดาวเคราะห์เนื่องจากมันไม่สามารถขับไล่วัตถุเล็ก ๆ อื่น ๆ ในบริเวณแถบไคเปอร์ออกไป พ้นวงโคจรของมันได้ ดาวเคราะห์แคระ คือเทหวัตถุที่โคจรรอบดวงอาทิตย์และมีมวลมากพอจะทาให้ตัวเองมีสัณฐานกลม เนื่องจากแรงโน้มถ่วง แต่ไม่สามารถขจัดชิ้นส่วนก่อนเกิดดาวเคราะห์ออกไป ทั้งไม่สามารถเป็นดาวบริวาร จาก คาจากัดความนี้ ระบบสุริยะจึงมีดาวเคราะห์แคระที่รู้จักแล้ว 5 ดวงคือ ซีรีส พลูโต เฮาเมอา มาคีมาคี และ อี รีส วัตถุอื่น ๆ ที่อาจสามารถจัดประเภทเป็นดาวเคราะห์แคระได้ ได้แก่ เซดนา ออร์กัส และควาอัวร์ ดาว
13
เคราะห์แคระที่โคจรอยู่ในย่านพ้นดาวเนปจูนเรียกชื่อรวม ๆ ว่า "พลูตอยด์"[33] นอกเหนือจากนี้ วัตถุขนาด เล็กอื่น ๆ ที่โคจรไปรอบดวงอาทิตย์จัดว่าเป็นวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะ นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ใช้คาศัพท์ แก๊ส น้าแข็ง และ หิน เพื่ออธิบายถึงประเภทองค์ประกอบ สสารต่าง ๆ ที่พบตลอดทั่วระบบสุริยะ หิน จะใช้ในการอธิบายองค์ประกอบที่มีจุดหลอมเหลวสูง (สูงกว่า 500 เคลวิน) เช่นพวก ซิลิเกต องค์ประกอบหินมักพบได้มากในกลุ่มระบบสุริยะชั้นใน เป็นส่วนประกอบหลัก ของดาวเคราะห์และดาวเคราะห์น้อย แก๊ส เป็นสสารที่มีจุดหลอมเหลวต่า เช่นอะตอมไฮโดรเจน ฮีเลียม และ แก๊ ส มี ต ระกู ล มั ก พบในย่ า นกึ่ ง กลางระบบสุ ริ ย ะ เป็ น ส่ ว นประกอบส่ ว นใหญ่ ข องดาวพฤหั ส บดี แ ละดาว เสาร์ น้าแข็ง ซึ่งประกอบด้วยน้า มีเทน แอมโมเนีย และคาร์บอนไดออกไซด์มีจุดหลอมเหลวเพียงไม่กี่ร้ อยเคล วิน เป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่อยู่ในดาวบริวารของบรรดาดาวแก๊สยักษ์ รวมถึงเป็นองค์ประกอบอยู่ในดาว ยูเรนัสและดาวเนปจูน (บางครั้งเรียกดาวทั้งสองนี้ว่า "ดาวน้าแข็งยักษ์") และในวัตถุขนาดเล็กจานวนมากที่อยู่ พ้นจากวงโคจรดาวเนปจูนออกไป ดวงอาทิตย์
ภาพที่ 14 ถ่ายดวงอาทิตย์ในรังสีเอกซ์ ดวงอาทิตย์ คือดาวฤกษ์ดวงแม่ที่เป็นหัวใจของระบบสุริยะ มีขนาดประมาณ 332,830 เท่าของมวล ของโลก ด้ ว ยปริ ม าณมวลที่ มี อ ยู่ ม หาศาลท าให้ ด วงอาทิ ต ย์ มี ค วามหนาแน่ น ภายในที่ สู ง มากพอจะท าให้ เกิดปฏิกิริยาการหลอมนิวเคลียสอย่างต่อเนื่อง และปลดปล่อยพลังงานมหาศาลออกมา โดยมากเป็นพลังงานที่ แผ่ออกไปในลักษณะของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น แสง ดวงอาทิตย์จัดว่าเป็นดาวแคระเหลืองขนาดใหญ่ปานกลาง ทว่าเมื่อเปรียบเทียบกับดาวฤกษ์อื่น ๆ ที่ อยู่ในดาราจักรของเรา ถือได้ว่าดวงอาทิตย์มีขนาดใหญ่และสว่างมาก การจัดประเภทของดาวฤกษ์ นี้เป็นไป ตามไดอะแกรมของเฮิร์ตสปรัง -รัสเซลล์ ซึ่งเป็นแผนภูมิของกราฟระหว่างความสว่างของดาวฤกษ์เทียบกับ อุณหภูมิพื้นผิว โดยทั่วไปดาวฤกษ์ที่มีอุณหภูมิสูงกว่ามักจะสว่างกว่า ซึ่งดาวฤกษ์ใด ๆ ที่มีคุณสมบัติเป็นไปดังที่ ว่ามานี้ก็จะเรียกว่าเป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ในแถบลาดับหลัก ดวงอาทิตย์ของเราก็อยู่บนแถบลาดับหลักโดยอยู่ ในช่วงกึ่งกลางทางด้านขวา แต่มีดาวฤกษ์จานวนไม่มากนักที่จะสว่างกว่าและมีอุณหภูมิสูงกว่าดวงอาทิตย์ของ เรา ส่วนมากจะอ่อนแสงกว่าและมีอุณหภูมิต่ากว่าทั้งนั้น
14
เชื่อว่าตาแหน่งของดวงอาทิตย์บนแถบลาดับหลักนั้นจัดได้ว่าอยู่ใน "ช่วงรุ่งโรจน์ของยุค" ของอายุดาว ฤกษ์ มันยังมีไฮโดรเจนมากเพียงพอที่จะสร้างปฏิกิริยาการหลอมนิวเคลียสไปอีกนาน ดวงอาทิตย์กาลังเพิ่มพูน ความสว่างมากขึ้น ในอดีตดวงอาทิตย์เคยมีความสว่างเพียงแค่ 70% ของความสว่างอย่างที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน ดวงอาทิ ต ย์ จั ด เป็ น ดาวฤกษ์ ช นิ ด ดารากร 1 ถื อ ก าเนิ ด ขึ้ น ในช่ ว งปลาย ๆ ของวิ วั ฒ นาการของเอกภพ มี องค์ประกอบธาตุหนักที่หนักกว่าไฮโดรเจนและฮีเลียม (ในภาษาดาราศาสตร์จะเรียกว่า "โลหะ") มากกว่าดาว ฤกษ์ชนิดดารากร 2 ซึ่งมีอายุมากกว่าธาตุหนักเหล่านี้ก่อกาเนิดขึ้นจากแก่นกลางของดาวฤกษ์โบราณที่ระเบิด ออก ดังนั้นดาวฤกษ์ในยุคแรกเริ่มจึงต้องแตกดับไปเสียก่อนจึงจะทาให้เอกภพเต็มไปด้วยอะตอมธาตุเหล่านี้ได้ ดาวฤกษ์ที่มีอายุเก่าแก่มาก ๆ จะไม่ค่อยมีองค์ประกอบโลหะมากนัก ขณะที่ดาวฤกษ์ที่เกิดในยุคหลังจะมีโลหะ มากกว่า สันนิษฐานว่า การมีองค์ประกอบโลหะจานวนมากนี้น่าจะเป็นสาเหตุสาคัญ ที่ทาให้ดวงอาทิตย์ สามารถสร้างระบบดาวเคราะห์ของตัวเองขึ้นมาได้ เพราะดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นมาจากการรวมตัวกันของธาตุ หนักเหล่านั้น ปัจจุบันและอนาคตของดวงอาทิตย์ ตามการศึกษาแบบจาลองคอมพิวเตอร์ว่าด้วยวัฏจักรดาวฤกษ์ นักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่าดวง อาทิตย์มีอายุประมาณ 5,000 ล้านปี[10] ในขณะนี้ดวงอาทิตย์กาลังอยู่ในลาดับหลัก ทาการหลอมไฮโดรเจน ให้เป็นฮีเลียม โดยทุก ๆ วินาที มวลสารของดวงอาทิตย์มากกว่า 4 ล้านตันถูกเปลี่ยนเป็นพลังงาน ดวงอาทิตย์ ใช้เวลาโดยประมาณ 1 หมื่นล้านปีในการดารงอยู่ในลาดับหลัก เมื่อไฮโดรเจนซึ่งเป็นเชื้อเพลิงของดวงอาทิตย์หมดลง วาระสุดท้ายของดวงอาทิตย์ก็มาถึง (คือการพ้น ไปจากลาดับหลัก) โดยดวงอาทิตย์จะเริ่มพบกับจุ ดจบคือการแปรเปลี่ยนไปเป็น ดาวยักษ์แดงภายใน 4-5 พันล้านปี ผิวนอกของดวงอาทิตย์ขยายตัวออกไป ส่วนแกนนั้นยุบตัวลงและร้อนขึ้นสลับกับเย็นลง มีการหลอม ฮีเลียมเป็นคาร์บอนและออกซิเจนที่อุณหภูมิราว 100 ล้านเคลวิน จากสถานการณ์ข้างต้นดูเหมือนว่าดวง อาทิตย์จะกลืนกินโลกให้หลอมลงไปเป็นเนื้อเดียวกัน แต่จากรายงานวิจัยฉบับหนึ่ง [11]ได้ศึกษาพบว่าวงโคจร ของโลกจะตีตัวออกห่างดวงอาทิตย์เพราะมวลของดวงอาทิตย์ได้สูญเสียไป จนแรงดึงดูดระหว่างมวลมีค่าลดลง แต่ถึงกระนั้น น้าทะเลก็ถูกความร้อนจากดวงอาทิตย์เผาผลาญจนระเหยสิ้นไปในอวกาศ และบรรยากาศโลกก็ อันตรธานไปจนไม่เอื้อแก่ชีวิตต่อมาได้มีการค้นพบ ว่าดวงอาทิตย์นั้นจะสว่างขึ้น 10 เปอร์เซนต์ ทุก ๆ 1000 ล้านปี ถึงตอนนั้นโลกก็ไม่อาจจะเอื้อ ต่อสิ่งมีชีวิตไปก่อนแล้ว เวลาของสิ่งมีชีวิตบนโลก จึงเหลือแค่ 500 ล้านปี เท่านั้น
ภาพที่ 15 แผนภาพชีวิตดวงอาทิตย์
15
หลังจากที่ดวงอาทิตย์ได้ผ่านสภาพการเป็นดาวยักษ์แดงแล้ว อุณหภูมิจากปฏิกิริยาการหลอมฮีเลียมที่เพิ่มสลับ กับ ลงภายในแกน ก็ จ ะเป็ น ตั ว การให้ ผิ ว ดวงอาทิ ต ย์ด้ า นนอกผละตั ว ออกจากแกน เกิ ด เป็ น เนบิ ว ลาดาว เคราะห์ แล้วอันตรธานไปในความมืดมิดของอวกาศ และเป็นวัสดุสาหรับสร้างดาวฤกษ์และระบบสุริยะรุ่น ถัดไป ส่วนแกนที่เหลืออยู่ก็จะกลายเป็นดาวแคระขาวที่ร้อนจัดและมีแสงจางมาก ก่อนจะดับลงกลายเป็นดาว แคระดา จากทั้งหมดที่กล่าวมานี้คือชีวิตของดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยถึงปานกลาง โครงสร้างของดวงอาทิตย์ ดวงอาทิตย์เป็นวัตถุที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ มีมวลคิดเป็นร้อยละ 99 ของระบบสุริยะ ดวงอาทิตย์ เป็นดาวฤกษ์ที่มีรูปทรงเกือบเป็นทรงกลม โดยมีความแบนที่ขั้วเพียงหนึ่งในเก้าล้าน ซึ่งหมายความว่าความ แตกต่างของเส้นผ่านศูนย์กลางที่ขั้วกับเส้นผ่านศูนย์กลางที่เส้นศูนย์สูตรมีเพียง 10 กิโลเมตร จากการที่ดวง อาทิตย์มีเฉพาะส่วนที่เป็นพลาสมา ไม่มีส่วนที่เป็นของแข็ง ทาให้อัตราเร็วของการหมุนรอบตัวเองในแต่ละส่วน มีความต่างกัน เช่นที่เส้นศูนย์สูตรจะหมุนเร็วกว่าที่ขั้ว ที่เส้นศูนย์สูตรของดวงอาทิตย์มีคาบการหมุนรอบตัวเอง 25 วัน ส่วนที่ขั้วมีคาบ 35 วัน แต่เมื่อสังเกตบนโลกแล้วจะพบว่าคาบของการหมุนรอบตัวเองที่เส้นศูนย์สูตร ของดวงอาทิตย์คือ 28 วัน ดวงอาทิตย์มีความหนาแน่นมากที่สุดบริเวณแกน ซึ่งเป็นแหล่งผลิตพลังงาน และมีค่าน้อยลงเกือบเป็น รูปเอ็กโพเนนเชียลตามระยะทางที่ห่างออกมาจากแกน และแม้ว่าภายในดวงอาทิตย์นั้นจะไม่สามารถมองเห็น ได้ แต่นักวิทยาศาสตร์ก็สามารถศึกษาภายในได้ผ่านทางการใช้คลื่นสะเทือนในดวงอาทิตย์ สสารระหว่างดาวเคราะห์
ภาพที่ 16 จาลองโครงสร้าง แผ่นกระแสเฮลิโอสเฟียร์ นอกเหนื อ จากแสง ดวงอาทิ ต ย์ ยั ง แผ่ รั ง สี ที่ ป ระกอบด้ ว ยกระแสของประจุ อ นุ ภ าคจ านวนมาก ต่อเนื่องกัน (เป็นพลาสมาชนิดหนึ่งที่รู้จักกันในชื่อ ลมสุริยะ) กระแสประจุนี้แผ่ออกไปด้วยความเร็วประมาณ 1.5 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง ทาให้เกิดชั้นบรรยากาศบาง ๆ ขึ้น เรียกว่า เฮลิโอสเฟียร์ ที่แผ่ปกคลุมทั่วระบบ สุริยะออกไปเป็นระยะทางอย่างน้อย 100 หน่วยดาราศาสตร์ (ดูเพิ่มที่ เฮลิโอพอส) ทั้งหมดนี้เป็นสิ่งที่เรียกกัน ว่า สสารระหว่างดาวเคราะห์ พายุแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวดวงอาทิตย์เช่น โซลาร์แฟลร์ หรือลา อนุ ภ าคโคโรนา จะท าให้ เ กิ ด การรบกวนต่ อ เฮลิ โ อสเฟี ย ร์ และสร้ า งสภาวะที่ เ รี ย กว่ า space weather ขึ้น สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ที่หมุนวนไปสร้างผลกระทบต่อสสารระหว่างดาวเคราะห์ ทาให้เกิดแผ่น กระแสเฮลิโอสเฟียร์ (heliospheric current sheet) ขึ้น ซึ่งถือเป็นโครงสร้างที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ
16
สนามแม่เหล็กของโลกช่วยป้องกันชั้นบรรยากาศเอาไว้มิให้เกิดปฏิกิริยากับลมสุริยะ ขณะที่ดาวศุกร์ กับดาวอังคารไม่มีสนามแม่เหล็ก ลมสุริยะจึงสามารถขับไล่ชั้นบรรยากาศของดาวทั้งสองออกสู่อวกาศไปทีละ น้อยได้] การปะทะระหว่างลมสุริยะกับสนามแม่เหล็กของโลกทาให้เกิดปรากฏการณ์ ออโรรา หรือแสงเหนือแสงใต้ ที่พบเห็นบริเวณใกล้ขั้วโลก รังสีคอสมิก มีกาเนิดมาจากห้วงอวกาศอื่นนอกระบบสุริยะ เฮลิโอสเฟียร์ทาหน้าที่ปกป้องระบบสุริยะ เอาไว้ส่วนหนึ่ง โดยสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ (สาหรับดวงที่มี) ก็ช่วยทาหน้าที่ป้องกันรังสีด้วยอีกส่วนหนึ่ง ความหนาแน่ น ของรั ง สี ค อสมิ ก ในสสารระหว่ า งดาวกั บ ความเข้ ม ของสนามแม่ เ หล็ ก ของดวงอาทิ ต ย์ จ ะ เปลี่ยนแปลงไปเมื่อเวลาผ่านไปนาน ๆ ดังนั้นระดับของการแผ่รังสีคอสมิกในระบบสุริยะจึงไม่แน่ไม่นอน แต่จะ มีอยู่เป็นปริมาณเท่าใดไม่อาจระบุได้ สสารระหว่างดาวเคราะห์เป็นแหล่งกาเนิดของย่านแผ่นจานฝุ่นคอสมิกอย่างน้อย 2 แห่ง แห่งแรกคือ เมฆฝุ่นจักรราศี ซึ่งอยู่ในระบบสุริยะชั้นในและเป็นต้นเหตุการเกิดแสงจักรราศี โดยมากเป็นเศษชิ้นส่วนในแถบ ดาวเคราะห์น้อยที่เกิดขึ้นจากการปะทะกับดาวเคราะห์ แผ่นจานฝุ่นแห่งที่สองแผ่ครอบคลุมพื้นที่ตั้งแต่ระยะ 10 หน่วยจนถึง 40 หน่วยดาราศาสตร์ ซึ่งน่าจะเกิดขึ้นจากการปะทะในลักษณะเดียวกันในแถบไคเปอร์ ระบบสุริยะชัน้ ใน ระบบสุริยะชั้นใน เป็นชื่อดั้งเดิมของย่านอวกาศที่ประกอบด้วยกลุ่มดาวเคราะห์ใกล้โลกและแถบดาว เคราะห์น้อย มีส่วนประกอบหลักเป็นซิลิเกตกับโลหะ เทหวัตถุในระบบสุริยะชั้นในจะเกาะกลุ่มอยู่ด้วยกันและ ใกล้กับดวงอาทิตย์มาก รัศมีของย่านระบบสุริยะชั้นในนี้ยังสั้นกว่าระยะห่างจากดาวพฤหัสบดีไปดาวเสาร์เสีย อีก ดาวเคราะห์ชั้นใน
ภาพที่ 17 เปรียบเทียบขนาดของดาวเคราะห์ใกล้โลก สัดส่วนเปรียบเทียบเป็นไปตามขนาดจริง ดาวเคราะห์ชั้นในหรือดาวเคราะห์ใกล้โลก มี 4 ดวง โดยมากประกอบด้วยส่วนประกอบหิน มีความ หนาแน่นสูง มีดวงจันทร์น้อยหรืออาจไม่มีเลย และไม่มีระบบวงแหวนรอบตัวเอง สสารที่เป็นองค์ประกอบมัก เป็นแร่ธาตุที่มีจุดหลอมเหลวสูง เช่นซิลิเกตที่ชั้นเปลือกและผิว หรือโลหะ เหล็ก นิเกิล ที่เป็นแกนกลางของดาว สามในสี่ของดาวเคราะห์กลุ่มนี้ (ดาวศุกร์ โลก และดาวอังคาร) มีชั้นบรรยากาศที่เห็นได้ชัด พื้นผิวมีร่องรอย ของหลุมบ่อที่เกิดจากการปะทะโดยชิ้นส่วนจากอวกาศ และมีความเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาที่พื้นผิวด้วย เช่น การแยกตัวของร่องหุบเขาและภูเขาไฟ
17
ดาวพุธ ดาวพุธ (0.4 AU) คือดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด และเป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดเล็กที่สุด (0.055 เท่าของมวลโลก) ดาวพุธไม่มีดาวบริวารของตัวเอง สภาพพื้นผิวที่มีนอกเหนือจากหลุมบ่อจากการ ปะทะ ก็จะเป็ นสั นเขาสู งชัน ซึ่ งอาจจะเกิดขึ้ นในช่ วงยุ คการก่ อตั วในช่ว งเริ่ม แรกของประวั ติศาสตร์ ชั้ น บรรยากาศของดาวพุธเบาบางมากจนแทบจะเรียกได้ว่าไม่มีบรรยากาศ ประกอบด้วยอะตอมที่ถูกลมสุริยะพัด พาขับไล่ไปจนเกือบหมด แกนกลางของดาวเป็นเหล็กที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่มาก ต่อมาเป็นชั้นเปลือกบาง ๆ ที่ ยังไม่สามารถอธิบายได้อย่างชัดเจน ทฤษฎีเกี่ยวกับชั้นเปลือกของดาวจานวนหนึ่งอธิบายถึงชั้นผิวรอบนอกที่ ถูกฉีกออกด้วยการปะทะครั้งใหญ่ บ้างก็ว่ามันถูกกีดกันจากการพอกรวมของชั้นผิวเนื่องจากพลังงานมหาศาล ของดวงอาทิตย์อันเยาว์ ดาวศุกร์ ดาวศุกร์ (0.7 AU) มีขนาดใกล้เคียงกับโลก (0.815 เท่าของมวลโลก) และมีลักษณะคล้ายโลกมาก มี ชั้นเปลือกซิลิเกตอย่างหนาปกคลุมรอบแกนกลางของดาวซึ่งเป็นเหล็ก มีชั้นบรรยากาศ และมีหลักฐานแสดงถึง ความเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาภายในของดาว ทว่าดาวศุกร์แห้งแล้งกว่าโลกมาก ชั้นบรรยากาศของมันก็ หนาแน่นกว่าโลกถึงกว่า 90 เท่า ดาวศุกร์ไม่มีดาวบริวารของตัวเอง กล่าวได้ว่า ดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์ที่ร้อน ที่สุด ด้วยอุณหภูมิพื้นผิวสูงถึงกว่า 400 °C ซึ่งเป็นผลจากปริมาณแก๊สเรือนกระจกที่มีอยู่เป็นจานวนมากในชั้น บรรยากาศ ในปัจจุบันไม่มีการตรวจพบการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาใหม่ ๆ บนดาวศุกร์อีกแล้ว แต่ดาวศุกร์ ไม่มีสนามแม่เหล็กของตัวเองที่จะช่วยป้องกันการสูญเสียชั้นบรรยากาศ ดังนั้นการที่ดาวศุกร์ยังรักษาชั้น บรรยากาศของตัวเองไว้ได้จึงคาดว่าน่าจะเกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ โลก โลก (1.0 AU) เป็นดาวเคราะห์ที่ค่อนข้างใหญ่และมีความหนาแน่นมากที่สุดในกลุ่มดาวเคราะห์ชั้นใน เป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวที่พบว่ายังมีปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยาอยู่ และเป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียว เท่าที่ทราบว่ามีสิ่งมีชีวิต โลกเป็นดาวเคราะห์ที่มีนามาก ้ เป็นเอกลักษณ์ที่แตกต่างจากกลุ่มดาวเคราะห์ใกล้โลก ทั้งหมด และยังเป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวที่ยังมีการเปลี่ยนแปลงของเปลือกโลกอยู่ ชั้นบรรยากาศของโลก ค่อนข้างจะแตกต่างกับดาวเคราะห์ดวงอื่น เนื่องจากการที่มีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ ในบรรยากาศจึงมี ออกซิเจน อิสระอยู่ถึง 21% โลกมีดาวเคราะห์บริวารหนึ่งดวง คือ ดวงจันทร์ ซึ่งเป็นดาวเคราะห์บริวารขนาดใหญ่เพียง ดวงเดียวในเขตระบบสุริยะชั้นใน ดาวอังคาร ดาวอังคาร (1.5 AU) มีขนาดเล็กกว่าโลกและดาวศุกร์ (0.107 เท่าของมวลโลก) มีชั้นบรรยากาศเจือ จางที่เต็มไปด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ พื้นผิวของดาวอังคารระเกะระกะด้วยภูเขาไฟจานวนมาก เช่น ภูเขาไฟ โอลิมปัส และหุบเขาลึกชันมากมายเช่น Valles Marineris แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาที่ เคยเกิดขึ้นก่อนหน้านี้ สีของดาวอังคารที่เราเห็นเป็นสีแดง เป็ นเพราะสนิมที่มีอยู่ในพื้นดินอันเต็มไปด้วยเหล็ก [55] ดาวอังคารมีดวงจันทร์บริวารขนาดเล็กสองดวง (คือ ไดมอส กับ โฟบอส) ซึ่งคาดว่าน่าจะเป็นดาวเคราะห์ น้อยที่บังเอิญถูกแรงดึงดูดของดาวอังคารจับตัวเอาไว้
18
แถบดาวเคราะห์น้อย ดาวเคราะห์น้อย คือวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะที่ประกอบด้วยหินและธาตุโลหะที่ไม่ระเหย แถบดาวเคราะห์ น้ อ ยหลั ก กิ น พื้ น ที่ ว งโคจรที่ อ ยู่ ร ะหว่ า งดาวอั ง คารกั บ ดาวพฤหั ส บดี ประมาณ 2.3 ถึ ง 3.3 หน่วยดาราศาสตร์ จากดวงอาทิตย์ เชื่อกันว่าน่าจะเป็นเศษชิ้นส่วนจากการก่อตัวของระบบสุริยะใน ช่วงแรกที่ก่อตัวไม่สาเร็จ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงรบกวนจากดาวพฤหัสบดี
ภาพที่ 18 แผนภาพแถบดาวเคราะห์น้อยหลักกับดาวเคราะห์น้อยตระกูลทรอย ดาวเคราะห์น้อยมีขนาดต่าง ๆ กันตั้งแต่หลายร้อยกิโลเมตรไปจนถึงเศษหินเล็ก ๆ เหมือนฝุ่น ดาว เคราะห์น้อยทั้งหมดนอกเหนือจากดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ที่สุด คือ ซีรีส จัดว่าเป็นวัตถุขนาดเล็กในระบบ สุริยะ แต่ดาวเคราะห์น้อยบางดวงเช่น เวสต้า และ ไฮเจีย อาจจัดว่าเป็นดาวเคราะห์แคระได้ ถ้ามีหลักฐานว่า มันมีความสมดุลของความกดของน้ามากเพียงพอ แถบดาวเคราะห์น้อยมีเทหวัตถุขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 1 กิโลเมตรเป็นจานวนหลายหมื่น ดวง หรืออาจจะถึงล้านดวง ถึงกระนั้น มวลรวมทั้งหมดของแถบหลักก็ยังมีเพียงประมาณหนึ่งในพันของมวล โลกเท่านั้น แถบหลักมีประชากรอยู่อย่างค่อนข้างเบาบาง ยานอวกาศหลายลาได้เดินทางผ่านแถบนี้ไปได้โดย ไม่ มี อุ บั ติ เ หตุ เ กิ ด ขึ้ น เลย ดาวเคราะห์ น้ อ ยที่ มี ข นาดเส้ น ผ่ า นศู น ย์ ก ลางระหว่ า ง 10 ถึ ง 10-4 เมตร จะ เรียกว่า สะเก็ดดาว ซีรีส ซีรีส (2.77 AU) เป็นวัตถุขนาดใหญ่ที่สุดในแถบดาวเคราะห์น้อย และได้รับการจัดประเภทให้เป็นดาว เคราะห์แคระ มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณเกือบ ๆ 1,000 กิโลเมตร ซึ่งใหญ่พอจะสร้างแรงโน้มถ่วงของ ตัวเองเพื่อสร้างรูปทรงให้เป็นทรงกลมได้ ในตอนที่ค้นพบครั้งแรกในคริสต์ศตวรรษที่ 19 ซีรีสถูกคิดว่าเป็นดาว เคราะห์ แต่ต่อมาถูกจัดประเภทใหม่ให้เป็นดาวเคราะห์น้อยในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1850 เมื่อการสังเกตการณ์ เพิ่มเติมพบดาวเคราะห์น้อยดวงอื่น ๆ อีก] ครั้นถึงปี ค.ศ. 2006 จึงได้รับการจัดประเภทใหม่ให้เป็นดาวเคราะห์ แคระ
19
ตระกูลดาวเคราะห์น้อย ดาวเคราะห์น้อยในแถบหลักจะแบ่งออกเป็นกลุ่มและตระกูลต่าง ๆ โดยพิจารณาจากคุณลักษณะการ โคจรของพวกมัน ดวงจันทร์ดาวเคราะห์น้อย คือดาวเคราะห์น้อยที่โคจรรอบดาวเคราะห์น้อยดวงอื่นที่ใหญ่ กว่า มันไม่ได้ถูกจัดประเภทให้เป็นดวงจันทร์บริวารของดาวเคราะห์ เพราะบางครั้งมันมีขนาดใหญ่เกือบเท่า ดาวเคราะห์น้อยดวงแม่ของมันด้วยซ้า ในบริเวณแถบดาวเคราะห์ น้อยยังมีดาวหางในแถบหลักซึ่งอาจเป็นต้น กาเนิดของน้ามหาศาลบนโลกก็ได้ ดาวเคราะห์น้อยโทรจันตั้งอยู่ใกล้เคียงกับตาแหน่งลากรองจ์ L4 หรือ L5 ของดาวพฤหัสบดี (คือย่านที่ แรงโน้มถ่วงค่อนข้างเสถียร ทาให้ดาวเคราะห์น้อยในบริเวณนี้สามารถอยู่ในวงโคจรได้) คาว่า "โทรจัน" หรือ "แห่งทรอย" นี้ยังใช้กับวัตถุขนาดเล็กในระบบดาวเคราะห์หรือระบบบริวารอื่นที่อยู่ในตาแหน่งลากรองจ์ ด้วย ดาวเคราะห์น้อยตระกูลฮิลดาอยู่ที่ระยะการสั่นพ้อง 2:3 กับดาวพฤหัสบดี นั่นหมายถึง มันจะโคจรรอบ ดวงอาทิตย์ 3 รอบ ต่อการโคจรของดาวพฤหัสบดี 2 รอบ ระบบสุริยะชั้นในนี้ยังหมายรวมถึงวัตถุอื่น ๆ เช่น ดาวเคราะห์น้อยใกล้โลก ซึ่งดาวเคราะห์น้อยในกลุ่ม นี้จานวนมากมีวงโคจรที่ตัดกับวงโคจรของดาวเคราะห์ชั้นในด้วย ระบบสุริยะชั้นนอก บริเวณรอบนอกของระบบสุริยะเป็นถิ่นที่อยู่ของดาวแก๊สยักษ์และบรรดาดาวบริวารของมันที่มีขนาด ใหญ่พอจะเป็นดาวเคราะห์ได้ นอกจากนี้ยังมีดาวหางคาบสั้น และเซนทอร์ ที่โคจรอยู่ในย่านนี้เช่นกัน วัตถุตัน ที่อยู่ในย่านนี้จะมีองค์ประกอบของสสารที่ระเหยง่าย (เช่น น้า แอมโมเนีย มีเทน ในทางวิทยาศาสตร์ดาว เคราะห์จะเรียกว่าเป็น น้าแข็ง) ไม่ค่อยมีส่วนประกอบของสสารประเภทหินเหมือนอย่างเทหวัตถุในระบบ สุริยะชั้นใน ดาวเคราะห์ชนั้ นอก
ภาพที่ 19 ดาวเคราะห์ชั้นนอกทั้ง 4 ดวง ดาวเคราะห์ชั้นนอก 4 ดวง หรือดาวแก๊สยักษ์ (บางครั้งเรียกว่า ดาวเคราะห์โจเวียน) มีมวลรวมกันถึง กว่า 99% ของมวลสารทั้งหมดที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ ดาวพฤหัสบดีกับดาวเสาร์มีองค์ประกอบเต็มไปด้วย
20
ไฮโดรเจนและฮีเลียม ดาวยูเรนัสกับดาวเนปจูนมีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นน้าแข็ง นักดาราศาสตร์จานวนหนึ่ง เห็นว่าดาวสองดวงหลังนี้ควรจัดเป็นประเภทเฉพาะของมันเอง คือ "ดาวน้าแข็งยักษ์" ดาวแก๊สยักษ์ทั้งสี่มีวง แหวนอยู่รอบตัว แม้เมื่อมองจากโลกจะเห็นได้ชัดแต่เพียงวงแหวนของดาวเสาร์เท่านั้น ดาวพฤหัสบดี ดาวพฤหัสบดี (5.2 AU) มีมวลประมาณ 318 เท่าของมวลโลก นับเป็นมวลมหาศาลถึง 2.5 เท่าของ มวลรวมทั้งหมดของดาวเคราะห์ที่เหลือรวมกัน ประกอบด้วยก๊าซไฮโดรเจนและฮีเลียมจานวนมาก ความร้อน ที่สูงมากภายในของดาวทาให้เกิดคุณลักษณะแบบกึ่งถาวรหลายประการในสภาพบรรยากาศของดาว เช่นแถบ เมฆ และจุดแดงใหญ่ ดาวพฤหัสบดีมดี วงจันทร์บริวารที่รู้จักแล้วทั้งสิ้น 67 ดวง ดวงที่ใหญ่ที่สุด 4 ดวงคือ แกนิ มีด คัลลิสโต ไอโอ และยูโรปา มีลักษณะคล้ายคลึงกับลักษณะของดาวเคราะห์ใกล้โลก เช่นมีภูเขาไฟ และมี กระบวนการความร้อนภายในของดาวดวงจันทร์แกนิมีดเป็นดาวบริวารที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ มีขนาดใหญ่ กว่าดาวพุธเสียอีก ดาวเสาร์ ดาวเสาร์ (9.5 AU) เป็นดาวเคราะห์ที่โดดเด่นเนื่องจากระบบวงแหวนขนาดใหญ่ที่เห็นได้ชัด ลักษณะ ของดาวรวมถึงสภาพบรรยากาศคล้ายคลึงกับดาวพฤหัสบดี แต่มีมวลน้อยกว่ามาก โดยมีมวลโดยประมาณ 95 เท่าของมวลโลก ดาวเสาร์มีดวงจันทร์บริวารที่รู้จักแล้ว 63 ดวง ในจานวนดวงจันทร์ทั้งหมดมีอยู่ 2 ดวงคือ ไท ทันและเอนเซลาดัส แสดงให้เห็นสัญญาณของการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยา แม้ว่าองค์ประกอบส่วนใหญ่จะ เป็นน้าแข็งก็ตาม ดวงจันทร์ไททันมีขนาดใหญ่กว่าดาวพุธ และเป็นดวงจันทร์บริวารเพียงดวงเดียวในระบบ สุริยะที่มีชั้นบรรยากาศ ดาวยูเรนัส ดาวยูเรนัส (19.6 AU) มีขนาดประมาณ 14 เท่าของมวลโลก เป็นดาวเคราะห์มวลน้อยที่สุดในระบบ สุริยะชั้นนอก ลักษณะการโคจรของดาวยูเรนัสไม่เหมือนดาวเคราะห์ดวงอื่น มันจะโคจรรอบดวงอาทิตย์แบบ ตะแคงข้าง โดยมีความเอียงของแกนมากกว่า 90 องศาเมื่อเทียบกับระนาบสุริยวิถี ทาให้ดูเหมือนดาวยูเรนัส กลิ้งไปบนทางโคจร แกนกลางของดาวค่อนข้างเย็นกว่าดาวแก๊สยักษ์ดวงอื่น ๆ และแผ่ความร้อนออกมาสู่ อวกาศภายนอกเพียงน้อยนิด ดาวยูเรนัสมีดวงจันทร์บริวารที่รู้จักแล้ว 27 ดวง กลุ่มของดวงจันทร์ขนาดใหญ่ ได้แก่ ไททาเนีย โอบิรอน อัมเบรียล เอเรียล และมิรันดา ดาวเนปจูน ดาวเนปจูน (30 AU) แม้จะมีขนาดเล็กกว่าดาวยูเรนัส แต่มีมวลมากกว่า คือประมาณ 17 เท่าของมวล โลก ดังนั้นมันจึงเป็นดาวที่มีความหนาแน่นมาก ดาวเนปจูนแผ่รังสีความร้อนจากแกนกลางออกมามาก แต่ก็ยัง น้อยกว่าดาวพฤหัสบดีหรือดาวเสาร์ เนปจูนมีดวงจันทร์บริวารที่รู้จักแล้ว 13 ดวง ดวงที่ใหญ่ที่สุดคือ ไทรทัน มี สภาพการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาอยู่ เช่นมี น้าพุร้อนไนโตรเจนเหลว และเป็นดาวบริวารขนาดใหญ่เ พียง
21
ดวงเดียวที่มีวงโคจรย้อนถอยหลัง ดาวเนปจูนยังส่งดาวเคราะห์เล็ก ๆ จานวนหนึ่งหรือเนปจูนโทรจัน เข้าไปใน วงโคจรของดวงจันทร์ไทรทันด้วย โดยมีการสั่นพ้องของวงโคจรแบบ 1:1 กับดวงจันทร์ ดาวหาง ดาวหาง เป็ น วั ต ถุ ข นาดเล็ ก ในระบบสุ ริ ย ะ โดยมากมี ข นาดเพี ย งไม่ กี่ กิ โ ลเมตรในแนวขวาง ประกอบด้วยสสารจาพวกน้าแข็งระเหยง่ายเป็นส่วนใหญ่ วงโคจรของดาวหางจะเบี้ยวมาก จุดใกล้ดวงอาทิตย์ ที่สุดมักเข้าไปถึงชั้นวงโคจรของดาวเคราะห์ชั้นใน ส่วนจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดอาจออกไปไกลพ้นจากดาวพลูโต เมื่อดาวหางโคจรผ่านเข้ามาในระบบสุริยะชั้นใน ผลกระทบจากดวงอาทิตย์ทาให้พื้นผิวน้าแข็งของมันระเหย และแตกตัวเป็นประจุ ทาให้เกิดเป็นโคมา คือหางขนาดยาวประกอบด้วยแก๊สและฝุ่นที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ดาวหางคาบสั้นมีวงโคจรประมาณไม่ถึง 200 ปี ส่วนดาวหางคาบยาวมีวงโคจรนานถึงหลายพันปี เชื่อ ว่าดาวหางคาบสั้นมีกาเนิดมาจากแถบไคเปอร์ ขณะที่ดาวหางคาบยาวเช่นดาวหางเฮล-บอปป์ น่าจะมีกาเนิด มาจากแถบเมฆออร์ต มีตระกูลของดาวหางอยู่หลายตระกูล เช่น ดาวหางเฉียดดวงอาทิตย์ตระกูล Kreutz เกิดขึ้นจากการแตกตัวออกมาของดาวหางดวงแม่ [68] ดาวหางบางดวงที่มีวงโคจรแบบไฮเพอร์โบลิกอาจจะมี กาเนิดมาจากห้วงอวกาศภายนอกของระบบสุริยะ แต่การคานวณเส้นทางโคจรที่แน่นอนของพวกมันทาได้ยาก มาก[69] ดาวหางโบราณที่องค์ประกอบอันระเหยได้ได้ถูกขับออกไปจนหมดเนื่องจากความร้อนของดวง อาทิตย์ อาจกลายสภาพไปเป็นดาวเคราะห์น้อยได้ เซนทอร์ เซนทอร์ คือวัตถุน้าแข็งคล้ายดาวหางที่มีค่า กึ่งแกนเอกมากกว่าดาวพฤหัสบดี (5.5 AU) แต่น้อยกว่า ดาวเนปจูน (30 AU) เซนทอร์ที่มีขนาดใหญ่ที่ สุดเท่าที่รู้จัก คือ 10199 ชาริโคล มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ประมาณ 250 กิโลเมตร เซนทอร์ชิ้นแรกที่ค้นพบคือ 2060 ไครอน ซึ่งเมื่อแรกถูกจัดประเภทว่าเป็นดาวหาง (95P) เพราะมันมีหางโคมาเหมือนกับที่ดาวหางเป็นเมื่อเคลื่อนเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ นักดาราศาสตร์บางกลุ่มจัด ประเภทเซนทอร์ให้เป็นวัตถุในแถบไคเปอร์ ที่กระจายตัวอยู่รอบใน โดยมีวั ตถุแถบไคเปอร์อีกจานวนหนึ่ง กระจายตัวทางรอบนอกออกไปจนถึงแถบหินกระจาย[ ย่านพ้นดาวเนปจูน ย่านอวกาศที่อยู่เลยดาวเนปจูนออกไป หรือ "ย่านพ้นดาวเนปจูน " ยังเป็นพื้นที่ที่ ไม่ค่อยได้รับการ สารวจมากนัก เท่าที่ทราบดูเหมือนจะเป็นบริเวณที่เต็มไปด้วยโลกเล็ก ๆ (วัตถุขนาดใหญ่ที่สุดในย่านนี้มีเส้น ผ่านศูนย์กลางราวหนึ่งในห้าของโลก และมีมวลน้อยกว่ามวลของดวงจันทร์) ที่ประกอบขึ้นด้วยหินกับน้าแข็ง บางครั้งก็เรียกย่านนี้ว่า "ย่านระบบสุริยะรอบนอก" ซึ่งจะคล้ายกับความหมายของวัตถุที่อยู่เลยจากแถบดาว เคราะห์น้อย
22
แถบไคเปอร์
ภาพที่ 20 แผนผังวัตถุต่าง ๆ ในแถบไคเปอร์ แถบไคเปอร์ คือบริเวณของการก่อตัวครั้งแรกในระบบ มีลักษณะเป็นแถบวงแหวนมหึมาของเศษวัตถุ กระจัดกระจายคล้ายกับแถบดาวเคราะห์น้อย แต่ส่วนมากวัตถุเหล่านั้นเป็นน้าแข็ง ครอบคลุมพื้นที่ช่วงที่ห่าง ดวงอาทิตย์ออกมาตั้งแต่ 30-50 หน่วยดาราศาสตร์ สมาชิกในแถบไคเปอร์ส่วนมากเป็นวัตถุขนาดเล็กในระบบ สุริยะ แต่ก็มีวัตถุขนาดใหญ่ จานวนหนึ่งในแถบไคเปอร์ เช่น ควาอัวร์ วารูนา และ ออร์กัส ที่สามารถจัด ประเภทเป็นดาวเคราะห์แคระ ประมาณว่า มีวัตถุในแถบไคเปอร์มากกว่า 100,000 ชิ้นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง มากกว่า 50 กิโลเมตร แต่มวลรวมของวัตถุในแถบไคเปอร์ ทั้งหมดมีเพียงประมาณ 1 ใน 10 หรืออาจเพียง 1 ใน 100 เท่าของมวลโลกเท่านั้น วัตถุในแถบไคเปอร์จานวนมากที่มีดาวบริวารของตัวเองหลายดวง และส่วน ใหญ่จะมีวงโคจรที่อยู่นอกระนาบสุริยวิถี วัตถุในแถบไคเปอร์สามารถแบ่งได้อย่างหยาบ ๆ เป็น 2 พวก คือ "แถบดั้งเดิม" และ "กลุ่มสั่นพ้อง" กลุ่มสั่นพ้องมีวงโคจรที่เชื่อมโยงกับดาวเนปจูน (เช่น 2 รอบต่อ 3 รอบโคจรของเนปจูน หรือ 1 รอบต่อ 2) โดย ที่การสั่นพ้องของวงโคจรครั้งแรกเกิดขึ้นในวงโคจรของดาวเนปจูนเอง แถบดั้งเดิมประกอบด้วยวัตถุที่ไม่มี การ สั่นพ้องของวงโคจรกับดาวเนปจูน มีย่านโคจรอยู่ระหว่าง 39.4 - 47.7 หน่วยดาราศาสตร์. การจัดประเภท สมาชิกแถบไคเปอร์ดั้งเดิมว่าเป็นพวกคิวบิวาโน เกิดขึ้นหลังจากมีการพ้นพบสมาชิกดวงแรกในกลุ่มนี้ คือ 15760 1992 QB1 เมื่อวันที่ 30 สิงหาคม ค.ศ. 1992 พลูโตกับคารอน ดาวพลูโต (39 AU โดยเฉลี่ย) เป็นดาวเคราะห์แคระ และเป็นวัตถุในแถบไคเปอร์ที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เป็น ที่รู้จัก เมื่อแรกที่ค้นพบดาวพลูโตในปี ค.ศ. 1930 มันถูกจัดว่าเป็นดาวเคราะห์ดวงที่เก้า แต่ในปี ค.ศ. 2006 มี การจัดประเภทใหม่หลังจากที่มีการกาหนดคาจากัดความของ "ดาวเคราะห์" อย่างเป็นทางการ ดาวพลูโตมี ความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรประมาณ 17 องศาเทียบกับระนาบสุริยวิถี มีจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดที่ 29.7 AU (ในระดับวงโคจรของดาวเนปจูน) และมีจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดที่ 49.5 AU
23
ภาพที่ 21 พลูโต คารอน กับดวงจันทร์บริวารทั้งสองดวง คารอน เป็นดวงจันทร์บริวารขนาดใหญ่ที่สุดของดาวพลูโต แต่ยังไม่มีการยืนยันชัดเจนว่ามันจะยัง สามารถจัดประเภทเป็นดาวเคราะห์แคระได้หรือไม่ ทั้งพลูโตและคารอนมีจุดศู นย์รวมแรงโน้มถ่วงในการโคจร อยู่ระหว่างกันและกัน ทาให้ดูเหมือนว่า พลูโตกับคารอนเป็น ระบบดาวคู่ ยังมีดวงจันทร์ขนาดย่อมกว่าอีก 2 ดวงคือ นิกซ์ และ ไฮดรา โคจรรอบพลูโตกับคารอน วงโคจรของดาวพลูโตอยู่ในแถบการสั่นพ้อง มีค่าสั่นพ้องวงโคจรกับดาวเนปจูนที่ 3:2 หมายความว่า พลูโตโคจรรอบดวงอาทิตย์ 2 รอบต่อการโคจรของดาวเนปจูน 3 รอบ วัตถุในแถบไคเปอร์ที่ร่วมอยู่ในวงโคจร การสั่นพ้องจะเรียกว่าเป็นพวก พลูติโน เฮาเมอากับมาคีมาคี เฮาเมอา (43.34 AU โดยเฉลี่ย) และมาคีมาคี (45.79 AU โดยเฉลี่ย) เป็นวัตถุดั้งเดิมในแถบไคเปอร์ที่ ใหญ่ที่สุดเท่าที่เป็นที่รู้จัก เฮาเมอามีรูปสัณฐานเหมือนไข่ มีดวงจันทร์บริวาร 2 ดวง มาคีมาคีเป็นวัตถุสว่างที่สุด ในแถบไคเปอร์รองจากดาวพลูโต แต่เดิมดาวทั้งสองมีชื่อรหัสว่า 2003 EL61 และ 2005 FY9 ตามลาดับ ต่อมา จึงมีการตั้งชื่อดาว (พร้อมทั้งยกสถานะเป็นดาวเคราะห์แคระ) ในปี ค.ศ. 2008 วงโคจรของดาวทั้งสองยิ่งมี ความเยื้องมากกว่าดาวพลูโตเสียอีก (ที่ 28° และ 29°) แต่ดาวทั้งสองนี้ไม่ได้รับผลกระทบจากวงโคจรของดาว เนปจูน เพราะอยู่ในย่านที่เป็นสมาชิกดั้งเดิมของแถบไคเปอร์ แถบหินกระจาย แถบหินกระจายมีย่านคาบเกี่ยวกันกับแถบไคเปอร์ แต่แผ่ตัวออกไปทางด้านนอกของระบบเป็น บริเวณกว้าง เชื่อว่าในแถบหินกระจายนี้เป็นต้นกาเนิดของบรรดาดาวหางคาบสั้น วัตถุในแถบหินกระจายถูก แรงโน้มถ่วงรบกวนจากดาวเนปจูนในยุคต้น ๆ ผลักไปมาจนทาให้มีวงโคจรที่ไม่แน่นอน โดยมากจะมีจุดโคจร ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดอยู่ในย่านของแถบไคเปอร์ ส่วนจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดอาจอยู่ห่างออกไปถึง 150 หน่วย ดาราศาสตร์ วงโคจรของวั ต ถุ ใ นแถบหิน กระจายยั งมี ค วามเอี ย งระนาบสู ง มากเมื่ อเที ย บกับ ระนาบสุ ริ ย วิถี บางครั้งถึงกับตั้งฉากกับระนาบนี้เลยก็เป็นได้ นักดาราศาสตร์บางกลุ่มจัดให้แถบหินกระจายเป็นอีกย่าน หนึ่งของแถบไคเปอร์ และเรียกวัตถุในแถบหินกระจายว่า "วัตถุกระจายในแถบไคเปอร์
24
ภาพที่ 22 แผนภาพแสดงความเยื้องศูนย์กลางและความเอียงของระนาบโคจร อีรีส อีรีส (68 AU โดยเฉลี่ย) เป็นวัตถุในแถบหินกระจายขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่รู้จัก เป็นต้นเหตุของการ ถกเถียงกันเรื่องคุณสมบัติของการเป็นดาวเคราะห์ เพราะมันมีขนาดใหญ่ กว่าดาวพลูโตอย่างน้อย 5% โดยมี เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2,400 กิโลเมตร (1,500 ไมล์) ถือเป็นดาวเคราะห์แคระขนาดใหญ่ที่สุดที่เป็นที่ รู้จัก[80] อีรีสมี ลักษณะวงโคจรมีค่า ความเยื้องศูนย์กลางค่อนข้างสูงเหมือนกับดาวพลูโต จุดใกล้ดวงอาทิตย์ ที่สุดอยู่ที่ประมาณ 38.2 AU (ประมาณระยะวงโคจรของดาวพลูโต) ส่วนจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดอยู่ประมาณ 97.6 AU มีความเอียงกับระนาบสุริยวิถสี ูงมาก ย่านไกลที่สุดของระบบ เราไม่อาจระบุได้แ น่ชัดว่า ระบบสุริยะสิ้นสุดที่จุดไหน หรืออวกาศระหว่างดาวเริ่มต้นขึ้นที่จุดไหน เพราะขอบเขตรอบนอกของระบบเป็นไปด้วยอิทธิพลของแรง 2 ชนิดที่แตกต่างกัน คือ ลมสุริยะ และแรงโน้ม ถ่วงของดวงอาทิตย์ อิทธิพลด้านนอกสุดของลมสุริยะกิ นเนื้อที่ออกไปประมาณ 4 เท่าของระยะห่างจากดวง อาทิ ต ย์ ถึ ง ดาวพลู โ ต เรี ย กว่ า ขอบเขตเฮลิ โ อพอส ซึ่ ง อาจนั บ เป็ น จุ ด เริ่ ม ต้ น ของ สสารระหว่ า งดาวก็ ไ ด้ [81] อย่างไรก็ดี เชื่อว่าทรงกลมรอชของดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นเนื้อที่ภายใต้อิทธิพลแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ กิน พื้นที่ไกลออกไปมากกว่านั้นถึงกว่าหนึ่งพันเท่า เฮลิโอพอส บริเวณของเฮลิโอสเฟียร์สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ย่าน ลมสุริยะเคลื่อนที่ไปด้วยความเร็วประมาณ 40,000 กิโลเมตร/วินาที จนกระทั่งมันสลายตัวลงด้วยกระแสของพลาสมาในสสารระหว่างดาว การสลายตัวนี้ เกิดขึ้นที่กาแพงกระแทกซึ่งอยู่ที่ระยะประมาณ 80-100 AU จากดวงอาทิตย์ในทิศทางย้อนกระแสลม และ ประมาณ 200 AU จากดวงอาทิตย์ในทิศทางตามกระแสลม ที่บริเวณนี้กระแสของลมจะอ่อนลง มวลสารเกาะ กลุ่มหนาแน่นขึ้นแล้วกลายเป็นลมหมุน ทาให้เกิดโครงสร้างรูปไข่ขนาดใหญ่เรียกว่า เฮลิโอชีท (heliosheath) หรือ ฝักสุริยะ ซึ่งมีหน้าตาและพฤติกรรมคล้ายคลึงกับหางของดาวหาง คือทอดแผ่ตัวออกไปไกลถึง 40 AU ทางฝั่งทวนกระแสลม ถ้าเป็นด้านตามกระแสลมจะยิ่งแผ่ออกไปไกลกว่านั้น ทั้งยานวอยเอจเจอร์ 1 และ วอย
25
เอจเจอร์ 2 ต่างรายงานกลับมาว่าได้ผ่านบริเวณกาแพงกระแทกไปแล้วและได้เข้าสู่บริเวณเฮลิโอชีท ที่ระยะ ประมาณ 94 และ 84 AU ตามลาดับ ขอบด้านนอกสุดของทรงกลมเฮลิโอสเฟียร์ หรือ เฮลิโอพอส เป็นจุดที่ กระแสของลมสุริยะสิ้นกาลังลง และเป็นจุดเริ่มต้นย่านอวกาศระหว่างดาว
ภาพที่ 23 ยานวอยเอจเจอร์ทั้งสองเดินทางผ่านกาแพงกระแทกเข้าสู่ยา่ นเฮลิโอชีท ลั ก ษณะรู ป ร่ า งและทรงของขอบนอกของเฮลิ โ อสเฟี ย ร์ เ ป็ น ผลจากการถู ก กระทบด้ ว ยปฏิ กิ ริ ย า พลศาสตร์ของไหลจากสสารระหว่างดาว[82] และจากสนามแม่เหล็กสุริยะที่มีอยู่อย่างมากในทางตอนใต้ ทาง ซีกด้านบนจะเป็นทรงมนมีความกว้างประมาณ 9 AU (ราว 900 ล้านไมล์) ซึ่งกว้างกว่าครึ่งซีกล่าง พ้นจากเขต แดนเฮลิโอพอส ที่ระยะประมาณ 230 AU เป็นตาแหน่งโบว์ชอค ซึ่งพลาสมาจากดวงอาทิตย์จะละทิ้งระบบ และเดินทางไปในดินแดนอื่นในทางช้างเผือก ยังไม่เคยมียานอวกาศลาใดเดินทางพ้นออกไปจากเฮลิโอพอสเลย จึงไม่อาจรู้ได้แน่ชัดถึงสภาวะ เงื่อนไขในอวกาศระหว่างดาว คาดว่ายานอวกาศวอยเอจเจอร์ขององค์การนาซาจะเดินทางออกจากเฮลิโอพอส ในราวหนึ่ งทศวรรษข้ างหน้ า และจะส่ง ข้อ มูล อัน มีค่ าเกี่ย วกั บระดั บของรั งสี แ ละลมสุ ริย ะกลับ มายัง โลก [85] เพราะความเข้าใจเกี่ยวกับการที่เกราะเฮลิโอสเฟียร์ ช่วยปกป้องระบบสุริยะเอาไว้จากรังสีคอสมิกยังมีอยู่ น้อยมาก ทีม งานหนึ่งได้รับเงินทุนสนับสนุนจากนาซาได้พัฒนาแนวคิดโครงการ "Vision Mission" ขึ้น มี ภารกิจหลักเกี่ยวกับการส่งยานอวกาศไปในเฮลิโอสเฟียร์
26
เมฆออร์ต
ภาพที่ 24 จาลองแถบไคเปอร์ และกลุ่มเมฆออร์ตตามทฤษฎี เมฆออร์ต เป็นข้อสมมุติฐานถึงกลุ่มมวลขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยวัตถุน้าแข็งนับล้านล้านชิ้น ที่เชื่อว่า เป็นแหล่งกาเนิดของดาวหางคาบยาว และครอบคลุมบริเวณรอบนอกของระบบสุริยะเอาไว้ในระยะทาง ประมาณ 50,000 AU (ประมาณ 1 ปีแสง) หรืออาจกว้างได้ถึง 100,000 AU (1.87 ปีแสง) เชื่อว่าองค์ประกอบ ของมันคือดาวหางที่ถูกดีดออกมาจากระบบสุริยะชั้นใน ด้วยปฏิกิริยาแรงโน้มถ่วงกับดาวเคราะห์ชั้ นนอก วัตถุ ในเมฆออร์ตมีการเคลื่อนที่ต่ามาก และอาจถูกกระทบกระทั่งเส้นทางด้วยเหตุการณ์บางอย่างที่ไม่เกิดขึ้นบ่อย นัก เช่นการปะทะ แรงโน้มถ่วงรบกวนจากดาวที่เคลื่อนผ่าน หรือแรงดึงดูดระหว่างดาราจักร เช่นแรงไทดัลของ ทางช้างเผือก เซดนา 90377 เซดนา (525.86 AU โดยเฉลี่ย) เป็นวัตถุขนาดใหญ่คล้ายดาวพลูโต มีสีแดง และมีวงโคจรวงรี ขนาดใหญ่มากที่มีจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดที่ 76 AU ส่วนจุดไกลที่สุดอยู่ที่ 928 AU ใช้เวลาในการโคจรรอบละ 12,050 ปี ไมเคิล อี. บราวน์ เป็นผู้ค้นพบดาวนี้เมื่อปี ค.ศ. 2003 เขาคิดว่ามันไม่น่าจะเป็นสมาชิกทั้งของแถบ หินกระจายหรือแถบไคเปอร์ เพราะจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดยังอยู่ห่างเกินกว่าจะเป็นวัตถุที่ถูกดีดออกมาด้วย แรงโน้มถ่วงของดาวเนปจูน เขากับนักดาราศาสตร์คนอื่น ๆ เห็นว่ามันน่าจะเป็นวัตถุชิ้นแรกในกลุ่มประชากร ใหม่ของระบบ ซึ่งน่าจะรวมถึง 2000 CR105 ซึ่งมีจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดที่ 45 AU และจุดไกลดวงอาทิตย์ ที่สุดที่ 415 AU มีรอบการโคจร 3,420 ปี บราวน์เรียกประชากรใหม่ของระบบเหล่านี้ว่า "เมฆออร์ตกลุ่มใน" เพราะมันอาจมีลักษณะเช่นเดียวกัน แม้ว่าจะอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าก็ตาม มีความเป็นไปได้ที่เซดนาจะเป็น ดาวเคราะห์แคระ แม้จะยังต้องพิสูจน์ถึงสัณฐานของมันเสียก่อน
27
ขอบนอก ยังมีสิ่งต่าง ๆ อีกมากมายในระบบสุริยะที่เรายังไม่รู้จัก ประมาณว่า สนามแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ มีอิทธิพลครอบคลุมดาวฤกษ์ต่าง ๆ ในย่านใกล้เคียงเป็นระยะทางราว 2 ปีแสง (125,000 AU) รัศมีต่าสุดของ เมฆออร์ตที่ประมาณกันไว้น่าจะไม่ต่ากว่า 50,000 AU[92] แม้จะมีการค้นพบที่น่าประหลาดใจเช่นการค้นพบ เซดนา แต่ย่านอวกาศระหว่างแถบไคเปอร์กับเมฆออร์ต ซึ่งกินเนื้อที่กว้างในรัศมีหลายหมื่นหน่วยดาราศาสตร์ ก็ยังไม่สามารถสารวจและจัดทาแผนผังออกมาได้ นอกจากนี้ยังมีการศึกษาสารวจเพิ่มเติมสาหรับดินแดน ระหว่างดาวพุธกับดวงอาทิตย์ เราอาจจะได้ค้นพบวัตถุต่าง ๆ อีกมากในย่านต่าง ๆ ของระบบสุริยะที่ยังไม่ได้ จัดทาแผนผังเอาไว้ บริบทเชิงดาราจักร ระบบสุริยะตั้งอยู่ในดาราจักรทางช้างเผือก ซึ่งเป็นดาราจักรชนิดก้นหอยมีคาน มีเส้นผ่านศูนย์กลาง ประมาณ 100,000 ปีแสง มีดาวฤกษ์สมาชิกประมาณ 200,000 ล้านดวง ดวงอาทิตย์ของเราเป็นดาวฤกษ์ สมาชิ ก ดวงหนึ่ ง ที่ ตั้ ง อยู่ ท างแขนก้ น หอยด้ า นนอกของทางช้ า งเผื อ ก ในส่ ว นที่ เ รี ย กกั น ว่ า แขนโอไร ออน หรือสเปอร์ท้องถิ่น ห่างจากบริเวณศูนย์กลางของดาราจักรประมาณ 25,000 ถึง 28,000 ปีแสง ความเร็ว ที่เคลื่อนที่ภายในดาราจักรอยู่ที่ประมาณ 220 กิโลเมตรต่อวินาที ดังนั้นมันจะเคลื่อนที่วนครบหนึ่งรอบในเวลา 225-250 ล้านปี การวนครบรอบนี้เรียกกันว่าเป็น ปีดาราจักร ของระบบสุริยะ
ภาพที่ 25 ตาแหน่งของระบบสุริยะในแขนก้นหอยของดาราจักร (จุดสีเหลือง) ตาแหน่งของระบบสุริยะในดาราจักรน่าจะเป็นองค์ประกอบสาคัญต่อวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลก เพราะวงโคจรของมันจะค่อนข้างเป็นวงกลม และมีระดับความเร็วพอกันกับแขนก้นหอยของดาราจักร ซึ่งแสดง ว่ามันไม่ได้เคลื่อนผ่านไปในดาราจักรมากนัก แขนก้นหอยนี้เป็นถิ่นที่อยู่ของเทหวัตถุที่กว่าจะกลายเป็นซูเปอร์ โนวาก็ ต้ อ งใช้ เ วลาอี ก นาน ท าให้ โ ลกมี เ วลาอั น ยาวนานที่ จ ะสร้ า งสภาวะเสถี ย รภาพมากพอส าหรั บ การ วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ระบบสุริยะยังตั้งอยู่นอกเขตแดนอันหนาแน่นของดาวฤกษ์ในใจกลางดารา จักร ที่บริเวณใจกลางนั้นจะมีแรงโน้มถ่วงรบกวนจากดาวฤกษ์ใกล้เคียงสูงมาก ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อวัตถุใน เขตเมฆออร์ต อันจะทาให้เกิดดาวหางมากมายพุ่งเข้าสู่ระบบสุริยะชั้นในได้ ทาให้เกิ ดการปะทะที่อาจสร้าง
28
สภาวะอันไม่เหมาะสมต่อชีวิต ปริมาณรังสีเข้มข้นที่ใจกลางดาราจักรก็อาจส่งผลรบกวนต่อวิวัฒนาการของชีวิต อันซับซ้อนด้วย ถึงกระนั้นในตาแหน่งของระบบสุริยะปัจจุบัน ก็มีนักวิทยาศาสตร์บางส่วนตั้งทฤษฎีว่าเคยเกิด ซูเปอร์โนวามาก่อน และส่งผลกระทบในทางกลับกันกับข้อสมมุติฐานก่อนหน้านั้น คือในช่วง 35,000 ปีสุดท้าย มานี้แรงระเบิดจากซูเปอร์โนวา ได้แพร่กระจายสสารในแกนกลางของมันออกมายังดวงอาทิตย์ในรูปของฝุ่น กัมมันตรังสี รวมถึงชิ้นส่วนขนาดใหญ่ที่คล้ายดาวหาง ย่านใกล้เคียง ย่านใกล้เคียงในดาราจักรที่อยู่ติดกันกับดาราจักรของเรา มีชื่อเรียกว่า เมฆระหว่างดาวท้องถิ่น (Local Intersteller Cloud) หรื อ ฟลั ฟ ฟ์ ท้ อ งถิ่ น (Local Fluff) เป็ น บริ เ วณที่ มี เ มฆหนาแน่ น ซึ่ ง ตั้ ง อยู่ ใ น ฟอง ท้องถิ่น อันเป็นห้วงอวกาศที่ค่อนข้างโปร่งรูปร่างคล้ายนาฬิกาทรายอยู่ในสสารระหว่างดาว กินเนื้อที่กว้าง ประมาณ 300 ปีแสง ในฟองท้องถิ่นนี้เต็มไปด้วยพลาสมาอุณหภูมิสูงซึ่งเชื่อว่าน่าจะเป็นส่วนที่หลงเหลืออยู่ จากซูเปอร์โนวาครั้งล่าสุดที่เกิดขึน้ ทิศทางที่ดวงอาทิตย์เคลื่อนไปในอวกาศระหว่างดาวเรียกว่า โซลาร์เอเพกซ์ (solar apex) อยู่ใกล้กับ กลุ่มดาวเฮอร์คิวลีสในทิศทางเดียวกับตาแหน่งปัจจุบันของดาวเวกา
ภาพที่ 26 ภาพวาดของศิลปินแสดงถึง ฟองท้องถิ่น มีดาวฤกษ์อยู่ค่อนข้างน้อยในช่วงระยะ 10 ปีแสง (ประมาณ 95 ล้านล้านกิโลเมตร) จากดวงอาทิตย์ ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ที่สุดคือระบบดาวสามดวง แอลฟาคนครึ่งม้า ซึ่งอยู่ห่างออกไป 4.4 ปีแสง แอลฟาคนครึ่งม้า เอ และ บี เป็นดาวคู่ที่มีลักษณะคล้ายดวงอาทิ ตย์ มีดาวแคระแดงขนาดเล็กชื่อ แอลฟาคนครึ่งม้า ซี (หรือ ดาวพร็อกซิมาคนครึ่งม้า) โคจรรอบดาวคู่ทั้งสองนั้นที่ระยะห่าง 0.2 ปีแสง ดาวฤกษ์อื่นที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ใน ลาดับถัดออกไปได้แก่ดาวแคระแดงบาร์นาร์ด (5.9 ปีแสง) ดาววูลฟ์ 359 (7.8 ปีแสง) และ ดาวลาลังเดอ 21185 (8.3 ปีแสง) ดาวฤกษ์ดวงใหญ่ที่สุดในระยะ 10 ปีแสงจากดวงอาทิตย์ได้แก่ ดาวซิริอุส เป็นดาวฤกษ์ สว่างบนแถบลาดับหลักที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ราว 2 เท่า มีดาวแคระขาวชื่อ ซิริอุส บี โคจรอยู่รอบ ๆ ห่างจากดวงอาทิตย์ของเราไป 8.6 ปีแสง ระบบอื่น ๆ ที่มีอยู่ในระยะ 10 ปีแสงได้แก่ ระบบดาวแคระแดงคู่ ลูย เทน 726-8 (8.7 ปีแสง) ดาวแคระแดงเดี่ยว รอส 154 (9.7 ปีแสง) สาหรับดาวฤกษ์เดี่ยวที่มีลักษณะคล้ายคลึง
29
กับดวงอาทิตย์ที่อยู่ใกล้ที่สุดคือ เทาวาฬ อยู่ห่างออกไป 11.9 ปีแสง มันมีมวลประมาณ 80% ของมวลดวง อาทิตย์ แต่มีความส่องสว่างเพียง 60% ของดวงอาทิตย์เท่านั้น ดาวเคราะห์นอกระบบที่อยู่ใกล้ที่สุดเท่าที่รู้จัก เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ในระบบดาวของ เอปไซลอนแม่น้า ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่ค่อนข้างหรี่จางและมีสีแดงกว่าดวง อาทิตย์ อยู่ห่างออกไป 10.5 ปีแสง มีดาวเคราะห์ในระบบที่ได้รับการยืนยันแล้ว 1 ดวง คือ เอปไซลอนแม่น้า บี มีขนาดราว 1.5 เท่าของมวลของดาวพฤหัสบดี คาบโคจรรอบดาวฤกษ์แม่ของมันใช้เวลา 6.9 ปี ฟองท้องถิ่น (Local Bubble) คือห้วงอวกาศที่ค่อนข้างโปร่งรูปร่างคล้ายนาฬิกาทรายอยู่ในสสาร ระหว่างดาว กินเนื้อที่กว้างประมาณ 300 ปีแสง และมีความหนาแน่นของไฮโดรเจนไม่มีสี 0.05 อะตอม/ซม. 3 หรือประมาณหนึ่งในสิบของความหนาแน่นของมวลสารระหว่างดาว (0.5 อะตอม/ซม.3) และครึ่งหนึ่งของ เมฆระหว่างดาวท้องถิ่น (0.1 อะตอม/ซม.3) ก๊าซกระจายร้อนในฟองท้องถิ่นเปล่งรังสีเอกซ์ออกมา ในฟองท้องถิ่นนี้เต็มไปด้วยพลาสมาอุณหภูมิสูงซึ่งเชื่อว่าน่าจะเป็น ส่วนที่หลงเหลืออยู่จากการระเบิด ซูเปอร์โนวาที่เกิดขึ้นเมื่อ 2 ล้านถึง 4 ล้านปีมาแล้ว ซึ่งอาจเป็นเจมินจา หรือแหล่งกาเนิด รังสีแกมมาคนคู่ เป็นพัลซาร์ที่อยู่ 250 พาร์เซ็กจากดวงอาทิตย์ในกลุ่มดาวคนคู่ ระบบสุริยะเคลื่อนตัวอยู่ในบริเวณที่เป็นฟองท้องถิ่นมาแล้วประมาณ 5-10 ล้านปี ตาแหน่งปัจจุบัน ของระบบสุริยะอยู่ในเมฆระหว่างดาวท้องถิ่น ซึ่งเป็นย่านเล็กๆ ในฟองท้องถิ่นที่มี ความหนาแน่นมากกว่าส่วน อื่น เมฆระหว่างดาวท้องถิ่นนี้ก่อตัวขึ้นในบริเวณที่ฟองท้องถิ่นกับ ฟองลูป I บรรจบกัน ก๊าซในเมฆระหว่างดาว ท้องถิ่นมีความหนาแน่นประมาณ 0.1 อะตอม/ซม. รูปร่างของฟองท้องถิ่นไม่ใช่ทรงกลม แต่ดูเหมือนจะแคบลงในระนาบดาราจักร เป็นทรงค่อนข้างรี หรือรูปไข่ และอาจขยายตัวออกทางด้านบนและด้านล่างของระนาบดาราจักร ทาให้มีรูปร่างคล้ายนาฬิกา ทราย มันเข้าชิดกับฟองอื่นๆ ที่มีความหนาแน่นของมวลสารระหว่างดาวน้อยกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งฟองลูป I ซึ่งเกิดขึ้นจากลมดาวฤกษ์และซูเปอร์โนวาในชุมนุมดาวแมงป่อง-คนครึ่งม้า ซึ่งอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 500 ปี แสง ภายในฟองลูป I มีดาวแอนทาเรส (แอลฟาแมงป่อง) นอกจากฟองลูป I แล้วยังมีฟองลูป II และฟองลูป III ที่อยู่ติดกับฟองท้องถิ่นด้วย ดาวเวกา (Vega) หรือ แอลฟาพิณ (อัง กฤษ: Alpha Lyrae) เป็น ดาวฤกษ์ ที่ส ว่า งที่ สุดในกลุ่ม ดาว พิณ ดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดเป็นอันดับห้าในท้องฟ้าราตรี และดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดเป็นอันดับสองในซีกฟ้าเหนือ รองจากดาวอาร์คตุรุส ดาวเวกาอยู่ค่อนข้างใกล้โลก ระยะห่างจากโลก 25 ปีแสง และดาวเวกา กับดาวอาร์คตุ รุสและดาวซิริอุส เป็นหนึ่งในกลุ่มดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดในย่านดวงอาทิตย์ นักดาราศาสตร์ศึกษาดาวเวกาอย่างละเอียด ทาให้ได้ชื่อว่า "อาจเป็นดาวฤกษ์ที่สาคัญที่สุดในท้องฟ้า รองจากดวงอาทิตย์" ดาวเวกาเคยเป็นดาวเหนือเมื่อราว 12,000 ปีก่อน ค.ศ. และจะกลับมาเป็นดาวเหนืออีก ราว ค.ศ. 13727 เมื่อมุมบ่ายเบนเป็น +86°14' ดาวเวกาเป็นดาวฤกษ์ดวงที่สองที่มีการถ่ายภาพ ถัดจากดวง อาทิตย์ และเป็นดาวแรกที่มีการบันทึกสเปคตรัม เป็นหนึ่งในดาวฤกษ์ดวงแรก ๆ ที่มีการประเมินระยะห่างด้วย การวัดพารัลแลกซ์ ดาวเวกาเป็นเส้นฐานสาหรับการปรับมาตรความสว่างของการวัดแสง (photometry) และ เคยเป็นดาวฤกษ์ที่ใช้นิยามค่ามัธยฐานสาหรับระบบวัดแสงอัลตราไวโอเล็ตบี ดาวเวกาอายุได้หนึ่งในสิบของดวงอาทิตย์ แต่ใหญ่กว่า 2.1 เท่า อายุขัยคาดหมายอยู่ที่หนึ่งในสิบของดวง อาทิตย์ ปัจจุบัน ดาวฤกษ์ทั้งสองกาลังย่างเข้าจุดกึ่งกลางอายุคาดหมายของพวกมัน ดาวเวกามีความอุดมของ ธาตุที่มีเลขอะตอมสูงกว่าฮีเลียมต่าผิดปกติ และยังต้องสงสัยว่าเป็น ดาวแปรแสงซึ่งอาจมีความสว่างผันแปร
30
น้อยมากในลักษณะเป็นคาบ ดาวเวกาหมุนเร็ว โดยมีความเร็ว 274 กิโลเมตรต่อวินาทีที่เส้นศูนย์สูตร ส่งผลให้ เส้นศูนย์สูตรโป่งออกเพราะผลหนีศูนย์กลาง และมีความผันแปรของอุณหภูมิทั่วโฟโตสเฟียร์ (photosphere) ของดาวโดยมีอุณหภูมิสูงสุดที่ขั้วทั้งสอง ดาวเวกาสังเกตจากโลกได้โดยทิศทางของขั้วดาว ดาวเวกาดูเหมือนว่ามีแผ่นจานดาวฤกษ์ฝุ่น สังเกตได้จากการปล่อยรังสีอินฟราเรดที่สังเกต ฝุ่นนี้มี แนวโน้มเป็นผลจากการชนกับวัตถุในแผ่นฝุ่นที่โคจรอยู่ ซึ่งเปรียบได้กับ แถบไคเปอร์ในระบบสุริยะ ดาวฤกษ์ที่ แสดงอินฟราเรดเกินเพราะการปล่อยฝุ่นเรียก ดาวฤกษ์คล้ายเวกา ความผิดปกติในแผ่นของเวกานี้แนะว่าอาจ มีดาวเคราะห์อย่างน้อยหนึ่งดวง ซึ่งน่าจะมีขนาดราวดาวพฤหัสบดี โคจรรอบดาวเวกาอยู่
31
บรรณานุกรรม จงจิต สุธาอรรถ. จักรวาลและดวงดาว. สานักพิมพ์อักษรวัฒนา. 2442. เทพนรินทร์ รอดบรรจง. (2444). ไขปัญหาดาวเคราะห์. สาขาวิชาเทคโนโลยีสารสนเทศ คณะ วิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร เมธี ดวงประเสริฐ. (2441). เจาะตานานกลุม่ ดาว ปริศนาดวงดาวตะลุยจักรวาล. กรุงเทพฯ. รจเรข แสงนิล และ ศิริลักษณ์ ทักษิณวิโรจน์. (2444). สุริยะจักรวาล.โรงเรียนวัดเลียบราษฏร์บารุง. รัชฏา สุทาพงศ์. (2443).ระบบสุริยะจักรวาล ฉบับการ์ตนู . นนทบุรี: สานักพิมพ์สมิต. เรวดี จันดอนแดง (2442) ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ. โรงเรียนอนุบาลอุบลราชธานี สิทธิชัย จันทรศิลปิน. (2446)ระบบสุริยะ ครอบครัวของดวงดาว. สานักพิมพ์ประพันธ์สาส์น. เอียน เกรแฮม.(2434). จักรวาล. แปลโดย กษมาภรณ์ มณีขาว.กรุงเทพ ฯ : บริษัทฟาร์อีสต์พับลิเกชั่น จากัด เอียน เกรแฮม. (2434). ระบบสุริยะของเรา. แปลโดย วิชัย กฤตประโยชน์.กรุงเทพ ฯ : บริษัทฟาร์อีสต์ พับ ลิเกชั่น จากัด 1996 ข้อมูลจากเว็บไซต์ http://www.arit.rmutp.ac.th/kms/?p=148 [12 มีนาคม 2565]. http://www.dpu.ac.th/techno/page.php?id=2984[12 มีนาคม 2565]. http://www.kanghoe.blogspot.com/2010/08/blog-post_26.html [12 มีนาคม 2565] http://www.kroojan.com/flash/content/animate/shape-tween.html[12 มีนาคม 2565]. http://www.kroojan.com/flash/content/import.html [12 มีนาคม 2565]. http://www.ninetechno.com/a/photoshop-cs6/730-delete.html[12 มีนาคม 2565]. http://www.thaiflashdev.com/home/index.php?topic=22844.0 [12 มีนาคม 2565].
Data Loading...