ผังมโนทัศน์สาระการเรียนรู้
ระบบสุริยะอยู่ในดาราจักรทางช้างเผือก โดยมีดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง มีการสร้างแบบจำลองเพื่ออธิบายระบบสุริยะมาตั้งแต่อดีต ซึ่งแบบจำลองที่น่าสนใจ ได้แก่ แบบจำลองระบบสุริยะของปโตเลมี โคเพอร์นิคัส และเคปเลอร์
แบบจำลองระบบสุริยะ
ดวงดาวแบ่งออกเป็น ๒ พวก คือ ดวงดาวที่สังเกตเห็นอยู่นิ่งและเกาะกลุ่มกันอยู่ในตำแหน่งเดิม เรียกว่า ดาวฤกษ์ และดวงดาวที่เคลื่อนที่และเปลี่ยนตำแหน่งอยู่เสมอ เรียกว่า ดาวเคราะห์
ดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของดาวเคราะห์ ดวงจันทร์รวมทั้งวัตถุอื่น ๆ เนื่องจากดวงอาทิตย์ส่งแรงดึงดูดกระทำต่อดวงดาวเหล่านั้นจึงทำให้เกิดระบบสุริยะขึ้น
ปโตเลมี สร้างแบบจำลองเพื่อแสดงว่าโลกเป็นศูนย์กลางของทุก ๆ สิ่ง เนื่องจากเขาเชื่อว่าดวงอาทิตย์และวัตถุอื่น ๆ ในท้องฟ้าโคจรรอบโลก
ต่อมาประมาณ ๑,๔๐๐ ปี หลังจากสมัยของปโตเลมี โคเพอร์นิคัส ได้เผยแพร่แบบจำลองที่แสดงว่าดาวเคราะห์ต่าง ๆ รวมทั้งโลกโคจรเป็นวงกลมรอบดวงอาทิตย์
ในช่วงศตวรรษที่ ๑๖ โยฮันเนส เคปเลอร์ ได้สร้างแบบจำลองที่แสดงว่าดาวเคราะห์และเทหวัตถุต่าง ๆ เดินทางเป็นวงรีรอบดวงอาทิตย์ และใช้แบบจำลองนี้จนถึงปัจจุบัน
ส่วนประกอบของระบบสุริยะ
ดวงอาทิตย์
มีอุณหภูมิประมาณ ๕,๕๐๐ องศาเซลเซียส แต่บริเวณใจกลางร้อนมากกว่า สามารถสร้างพลังงานได้ด้วยตัวเอง พลังงานจากดวงอาทิตย์ให้ความร้อน แสงสว่าง และความอบอุ่นแก่โลกของเรา
ดาวเคราะห์
เรามองเห็นดาวเคราะห์ได้ในท้องฟ้าเหมือนจุดของแสงที่เคลื่อนที่ในหมู่ดาวฤกษ์ จึงทำให้ดูคล้ายกับว่าดาวเคราะห์ขึ้นและตกเช่นเดียวกับดวงจันทร์ที่เป็นบริวารของโลก ดาวเคราะห์จะสะท้อนแสงจากดวงอาทิตย์
ดาวพุธ
โคจรรอบดวงอาทิตย์ ๑ รอบ ใช้เวลาเพียง ๘๘ วัน และหมุนรอบตัวเองใช้เวลา ๕๙ วัน ไม่มีดาวบริวาร
ดาวพุธเป็นดาวที่ได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์มากที่สุด ไม่มีชั้นบรรยากาศห่อหุ้มพื้นผิว จึงร้อนและแห้งแล้ง อุณหภูมิของด้านสว่างและด้านมืดแตกต่างกันมาก จึงทำให้เราเรียกดาวพุธว่า “เตาไฟแช่แข็ง” เมื่อปี พ.ศ. ๒๕๑๗ ยานมารีเนอร์ ๑๐ ได้ส่งภาพมายังโลกเมื่อนำภาพมาต่อกันก็ได้ภาพของพื้นผิวดาวพุธซึ่งขรุขระเต็มไปด้วยก้อนหินและหลุมอุกกาบาตที่เป็นแอ่งคล้ายชามหรืออ่าง คล้ายกับพื้นผิวของดวงจันทร์
ดาวศุกร์
มีขนาดเล็กกว่าโลกเล็กน้อย จึงได้ชื่อว่าเป็นฝาแฝดของโลก โคจรรอบดวงอาทิตย์ใช้เวลา ๒๕๕ วัน และหมุนรอบตัวเองใช้เวลา ๒๔๓ วัน โดยมีทิศทางการหมุนรอบตัวเองจากทิศตะวันออกไปทิศตะวันตก ซึ่งตรงข้ามกับดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ไม่มีดาวบริวาร มีอุณหภูมิสูงที่สุดเพราะบรรยากาศปกคลุมไปด้วยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่หนาทึบจึงเก็บความร้อนเอาไว้ พื้นผิวมีลักษณะเป็นภูเขา หุบเขา และหลุมบ่อ
ดาวศุกร์สว่างรองจากดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ ถ้าเห็นทางทิศตะวันตกในเวลาค่ำ เรียกว่า ดาวประจำเมือง ถ้าเห็นทางทิศตะวันออกในเวลาก่อนรุ่งอรุณ เรียกว่า ดาวประกายพรึก โดยเวลาที่เห็น คือ ก่อนดวงอาทิตย์ขึ้นหรือหลังดวงอาทิตย์ลับขอบฟ้าไปแล้วไม่เกิน ๓ ชั่วโมง
เมื่อปี พ.ศ. ๒๕๑๗ ยานมารีเนอร์ ๑๐ เป็นยานอวกาศลำแรกที่ถ่ายภาพเมฆของดาวศุกร์ได้ ในปี พ.ศ. ๒๕๑๘ ยานเวนารา ๙ เป็นยานอวกาศลำแรกที่ถ่ายภาพและทำแผนที่พื้นผิวของดาวศุกร์ได้ และยานอวกาศที่ได้ทำการสำรวจดาวศุกร์อย่างละเอียดมาก คือ ยานอวกาศแมกเจนแลน สำรวจเมื่อวันที่ ๒๙ ตุลาคม พ.ศ. ๒๕๓๔
โลก
โคจรรอบดวงอาทิตย์ ๑ รอบ ใช้เวลา ๓๖๕ วัน ๖ ชั่วโมง ๙ นาที โลกหมุนจากทิศตะวันตกไปทิศตะวันออก หรือหมุนทวนเข็มนาฬิกา แกนของโลกเอียงเป็นมุมประมาณ ๒๓ องศากับแนวตั้งฉากของระนาบวงโคจร จึงทำให้เกิดฤดูกาลต่าง ๆ ขึ้นบนโลก
โลกเป็นดาวเคราะห์ที่มีลักษณะพิเศษ เพราะบนโลกมีอากาศและน้ำซึ่งจำเป็นสำหรับการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต และเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวที่พื้นผิวส่วนใหญ่ปกคลุมไปด้วยน้ำ
โลกมีดวงจันทร์เป็นบริวาร ๑ ดวง จะหมุนรอบโลกและหมุนรอบตัวเอง ๑ รอบ ใช้เวลา ๒๗ วัน ๗ ชั่วโมง ๔๓ นาที เนื่องจากดวงจันทร์หมุนรอบเร็วคนบนโลกจึงเห็นดวงจันทร์เพียงด้านเดียวตลอดเวลา
บนดวงจันทร์ไม่มีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ อุณหภูมิในเวลากลางวันสูงถึง ๑๒๗ องศาเซลเซียส เวลากลางคืนมีอุณหภูมิ –๑๕๐ องศาเซลเซียส พื้นผิวของดวงจันทร์เต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตและปล่องภูเขาไฟที่ดับแล้ว
ดาวอังคาร
มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ ๑/๒ ของโลก โคจรรอบดวงอาทิตย์ ๑ รอบ ใช้เวลา ๖๘๗ วัน และหมุนรอบตัวเองใช้เวลา ๒๔ ชั่วโมง ๓๗ นาที มีแกนเอียงเช่นเดียวกับโลก จึงทำให้บนดาวอังคารมีฤดูกาลคล้ายกับบนโลก มีดาวบริวาร ๒ ดวง ชื่อ โฟบอสและไดมอส ทั้ง ๒ ดวงไม่มีบรรยากาศห่อหุ้ม
ดาวอังคารถือเป็นเทพเจ้าแห่งสงคราม และมักถูกเรียกว่า ดาวแดง เพราะมีพื้นผิวสีแดง บรรยากาศมีอยู่เบาบางมาก พื้นผิวขรุขระเต็มไปด้วยหิน มีหลุมบ่อ มีปล่องภูเขาไฟ ฝุ่นละออง พายุทรายที่รุนแรง และร่องรอยที่คาดว่าเป็นการไหลของของเหลวมาก่อน
เมื่อวันที่ ๒๒ กรกฎาคม พ.ศ. ๒๕๐๘ ยานมารีเนอร์ ๔ ได้โคจรผ่านใกล้ดาวอังคารและได้ถ่ายภาพกลับมายังโลก ภาพดังกล่าวแสดงให้เห็นพื้นผิวของดาวอังคารมีหลุมและบ่ออยู่มากมาย ต่อมายานไวกิ้ง ๑ และ ๒ ลงสำรวจเพื่อค้นหาสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคาร แต่ก็ไม่พบสิ่งมีชีวิตใด ๆ
ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. ๒๕๔๐ ยานมาร์สพาธไฟน์เดอร์ได้ลงจอดบนพื้นผิวของดาวอังคาร ยานนี้ได้บรรทุกรถขนาดเล็กชื่อโซเจอร์เนอร์ไปด้วย ทำให้สามารถสำรวจหินและดินบนดาวอังคารได้เป็นบริเวณกว้าง
ล่าสุดยานมาร์สโกลบอล เซอร์เวเยอร์ได้ส่งภาพหุบเหวที่เป็นร่องลึกหรือที่เรียกว่า แคนยอน ซึ่งคดเคี้ยวไปมาของพื้นผิวของดาวอังคารมายังโลก
ดาวพฤหัสบดีเป็นดาวเคราะห์แก๊สที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ เป็นดาวที่มีเนื้อสารมากที่สุดและมากกว่าดาวเคราะห์ทุกดวงที่เหลือรวมกัน ใช้เวลาหมุนรอบตัวเอง ๑ รอบเร็วที่สุด ประมาณ ๙ ชั่วโมง ๕๕ นาที แต่โคจรรอบดวงอาทิตย์ ๑ รอบ ใช้เวลานานถึง ๑๒ ปี พื้นผิวปกคลุมด้วยแก๊สมองเห็นเป็นแถบสีของเมฆหนา มีพื้นที่ที่เป็นพายุซึ่งจะมีจุดแดงขนาดใหญ่ แต่ใจกลางมีขนาดเล็กและเป็นหินแข็ง มีวงแหวนบาง ๆ ๑ วง
มีดาวขนาดเล็กเป็นบริวารอย่างน้อย ๔๐ ดวง และดาวขนาดใหญ่เป็นบริวาร ๔ ดวง เรียงกันอยู่ในแนวเส้นศูนย์สูตรของดาวพฤหัสบดี มีชื่อว่า ไอโอ ยูโรปา แกนิมีด และคัลลิสโต
เมื่อปี พ.ศ. ๒๕๑๖ ยานอวกาศไพโอเนียร์ ๑๐ ขึ้นไปเฉียดดาวพฤหัสบดี และได้ส่งภาพถ่ายของดาวพฤหัสบดีกลับมาจำนวนมาก ในปี พ.ศ. ๒๕๒๒ ยานอวกาศวอยเอเจอร์ ๑ และ ๒ ค้นพบวงแหวนบาง ๆ ๓ ชั้นบนดาวพฤหัสบดี และยานอวกาศกาลิเลโอได้ถ่ายภาพบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีและผ่านเข้าใกล้ดาวบริวารขนาดใหญ่ของดาวพฤหัสบดีทั้ง ๔ ดวง
ดาวเสาร์
มีลักษณะคล้ายดาวพฤหัสบดี คือ มีพื้นผิวสีเหลืองซึ่งเป็นแก๊สที่เบามาก มีความหนาแน่นน้อยกว่าดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ โคจรรอบดวงอาทิตย์ ๑ รอบ ใช้เวลา ๒๙.๕ ปี หมุนรอบตัวเอง ๑ รอบ ใช้เวลา ๑๐ ชั่วโมง ๓๙ นาที มีดาวบริวารมากกว่า ๓๐ ดวง ดวงที่มีขนาดใหญ่ที่สุดมีชื่อว่า ไตตัน
ดาวเสาร์มีขนาดเท่าดาวพุธและเป็นดาวบริวารดวงเดียวที่มีบรรยากาศห่อหุ้ม เมฆหมอกที่ปกคลุมดาวเสาร์นั้นเย็นจัด มีอุณหภูมิ –๑๘๕ องศาเซลเซียส ดาวเสาร์มีวงแหวน ๖ วง และวงเล็ก ๆ ประมาณ ๑ แสนวงที่เป็นก้อนหินและชิ้นน้ำแข็งล้อมรอบ
ในปี พ.ศ. ๒๕๒๒ ยานอวกาศไพโอเนียร์ ๑๑ ผ่านเข้าใกล้ดาวเสาร์และได้ส่งภาพดาวเสาร์มายังโลกเป็นครั้งแรก ต่อมายานวอยเอเจอร์ได้ส่งภาพที่ให้รายละเอียดมากขึ้น
ดาวยูเรนัสหรือดาวมฤตยู
ดาวยูเรนัสเป็นดาวเคราะห์แก๊สที่มีขนาดใหญ่เป็นลำดับที่ ๓ โคจรรอบดวงอาทิตย์ ๑ รอบ ใช้เวลา ๘๔ ปี และหมุนรอบตัวเองใช้เวลา ๑๗ ชั่วโมง
มีการค้นพบว่า ดาวยูเรนัสมีวงแหวนล้อมรอบคล้ายดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ วงแหวนประกอบด้วยชิ้นน้ำแข็งมืดที่เคลื่อนไหว บรรยากาศของดาวยูเรนัสส่วนใหญ่เป็นแก๊สไฮโดรเจน ที่เหลือเป็นฮีเลียมและแก๊สอื่นๆ บรรยากาศชั้นบนมีฮีเลียมจำนวนมากจึงทำให้ดาวยูเรนัสมีสีฟ้าอมเขียว แกนกลางเป็นหินแข็งขนาดเล็ก มีอุณหภูมิที่พื้นผิว –๒๑๐ องศาเซลเซียส ดาวบริวารมี ๒๑ ดวง
ดาวเนปจูน ดาวสมุทร หรือดาวเกตุ
ดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์แก๊สดวงที่ ๔ โคจรรอบดวงอาทิตย์ ๑ รอบ จึงใช้เวลาถึง ๑๖๕ ปี และหมุนรอบตัวเอง ๑ รอบ ใช้เวลา ๑๕ ชั่วโมง มีดาวบริวาร ๘ ดวง ดวงที่ใหญ่ที่สุดชื่อ ทริตันและเนรีด โดยดาวทริตันหมุนรอบดาวเนปจูนในทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางการหมุนของดาวเนปจูน
ในปี พ.ศ. ๒๕๓๒ ยานอวกาศวอยเอเจอร์ ๒ ผ่านไปเฉียดดาวเนปจูน และตรวจพบวงแหวนบางส่วนของดาวเนปจูน เป็นวงแหวนที่มืดมากจนสังเกตไม่เห็นจากโลก ซึ่งมีความสมบูรณ์ ๔ วง และที่ไม่สมบูรณ์อีกหลายวง
ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะสามารถแบ่งประเภทโดยใช้เกณฑ์ในการแบ่งที่ต่างกันได้ดังนี้
๑. ใช้ระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์เป็นเกณฑ์
● ดาวเคราะห์วงใน คือดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์น้อยกว่าโลก ได้แก่ ดาวพุธ และ ดาวศุกร์
● ดาวเคราะห์วงนอก คือดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่าโลก ได้แก่ ดาวอังคาร ดาวพฤหัส ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และ ดาวเนปจูน
๒. ใช้ลักษณะพื้นที่ผิวเป็นเกณฑ์
● ดาวเคราะห์หิน ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก และดาวอังคาร
● ดาวเคราะห์แก๊ส ได้แก่ ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน
ดาวเคราะห์น้อย
เป็นเศษหินหรือส่วนผสมของหินกับโลหะชิ้นใหญ่ ๆ มีจำนวนมากในระบบสุริยะ เป็นบริวารของดวงอาทิตย์ มีแถบการโคจรอยู่ระหว่างดาวอังคารและดาวพฤหัสบดีซึ่งเรียกว่า แถบดาวเคราะห์น้อย
มีรูปร่างแปลกประหลาด ขรุขระ และมีขนาดต่าง ๆ กัน ส่วนใหญ่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาด ๘๐ กิโลเมตร เช่น ดาวเคราะห์น้อยแกสปรามีขนาดยาวกว่า ๒๐ กิโลเมตร มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอและเต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาต
ดาวเคราะห์น้อยดวงแรกและใหญ่ที่สุดมีชื่อว่า ดาวเคราะห์น้อยซีเรส มีเส้นผ่านศูนย์กลาง ๗๖๘ กิโลเมตร ในอดีตนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามีดาวเคราะห์ดวงหนึ่งโคจรเข้าชนโลก จนทำให้ไดโนเสาร์สูญพันธุ์
ดาวหาง
เป็นก้อนน้ำแข็งสกปรกที่ไม่มีแสงสว่างในตัวเอง มีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรีมาก รูปร่างและความสว่างจะแตกต่างกันไปตามระยะทางที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ ขณะอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์จะไม่มีหางและแสงสว่าง เมื่อเข้าใกล้ดวงอาทิตย์จะขยายขนาดใหญ่ขึ้นและสว่างมากขึ้น ประกอบด้วยส่วนสำคัญ ๓ ส่วน คือ
๑. ส่วนแกนกลาง ประกอบด้วยอนุภาคน้ำแข็ง ไอน้ำ และแก๊สที่เย็นจัด เป็นส่วนที่สว่างที่สุด
๒. ส่วนหัว เป็นกลุ่มไอน้ำ ฝุ่น และแก๊สที่ระเหยออกมาจากแกนกลางแล้วหุ้มแกนกลางอยู่โดยรอบ
๓. ส่วนหาง แบ่งเป็น ๒ ชนิด คือ หางแก๊ส เป็นทางตรงสีน้ำเงินถูกผลักออกโดยสนามแม่เหล็กในลมสุริยะ ทำให้มีทิศตรงกันข้ามกับดวงอาทิตย์ หางฝุ่น ประกอบด้วยฝุ่นหรืออนุภาคอื่น ๆ สะท้อนแสงให้เห็นเป็นสีเหลืองขาวเป็นหางโค้งออกจากทางโคจรของดาวหาง
ดาวหางแบ่งออกเป็น ๒ กลุ่ม ได้แก่ ดาวหางที่มีวงโคจรแน่นอน และดาวหางที่มีวงโคจรไม่แน่นอน
ดาวหางฮัลเลย์มีวงโคจรที่แน่นอน การโคจรของดาวหางฮัลเลย์ส่วนใหญ่จะอยู่ในที่หนาวเย็น ห่างไกลจากดวงอาทิตย์และโลก ซึ่งจะมาปรากฏให้เห็นทุก๗๖ ปี ครั้งสุดท้ายมาปรากฏเมื่อ พ.ศ. ๒๕๒๙
ดาวหางชูเมกเกอร์-เลวี ๙ เป็นดาวหางที่ถูกดึงดูดให้เคลื่อนที่รอบดาวพฤหัสบดีแทนที่จะโคจรรอบดวงอาทิตย์ และจากอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดีทำให้ดาวหางแตกเป็น ๒๑ ชิ้น แล้วเคลื่อนที่เข้าชนดาวพฤหัสบดีเมื่อ พ.ศ. ๒๕๓๗
ดาวหางเฮลบอพพ์ได้ชื่อว่าเป็นดาวหางที่มีขนาดใหญ่ที่สุดและสว่างที่สุด เข้ามาใกล้โลกที่สุดระหว่างปลายเดือนมีนาคมถึงต้นเดือนพฤษภาคม พ.ศ. ๒๕๓๘
อุกกาบาต
เป็นก้อนหินหรือวัตถุนอกโลกที่โคจรอยู่ทั่วไปในระบบสุริยะ โดยมักอยู่เป็นแถบ โคจรรอบดวงอาทิตย์ เรียกว่า แกนอุกกาบาต เมื่อเข้ามาอยู่ในบรรยากาศของโลกด้วยความเร็วประมาณ ๑๒–๗๒ กิโลเมตร/วินาที ที่ความสูงประมาณ ๑๒๐ กิโลเมตร มันจะเสียดสีกับอากาศ ทำให้ก้อนอุกกาบาตร้อนมากจนลุกสว่าง และเมื่อลงมาถึงความสูง ๖๐ กิโลเมตร อุกกาบาตส่วนใหญ่จะไหม้จนหมดทำให้เกิดแสงเรืองเป็นทางสว่างในท้องฟ้า ชาวบ้านเรียกว่า ดาวตกหรือผีพุ่งไต้ แต่ถ้าอุกกาบาตมีขนาดใหญ่มากเหลือจากการเสียดสีกับบรรยากาศก็จะตกลงมาบนโลกเกิดเป็นลูกอุกกาบาตและหลุมอุกกาบาตขึ้น
แหล่งที่มาของเนื้อหา : สำนักพิมพ์วัฒนาพานิช www.wpp.co.th