ระบบสุริยะ

ระบบสุริยะ จัดทำ โดย เสนอ คุณครู สงบ ดุษฎีธัญญกุล นางสาว จตุพร ภูศรีเทศ ชั้นมัธยมปีที่6/5

รายงานฉบับนี้จัดทำ เพื่อเป็นเอกสารประกอบการเรียนวิชาโลกและ ดาราศาสตร์ เรื่อง ระบบสุริยะ โดยมีแรงบันดาลใจจากการได้ไปดู รายการโทรทัศน์รายการหนึ่ง ซึ่งเป็นรายการที่เกี่ยวกับระบบสุริยะ และ ทำ ให้ดิฉันสนใจเกี่ยวกับระบบสุริยะ จึงนำ มาศึกษาค้นคว้าเพื่อเป็น ประโยชน์แก่ผู้อื่นและเป็นความรู้เพิ่มเติมให้กับตนเอง ในรายงานเล่ม นี้ประกอบด้วย ระบบสุริยะ การสำ รวจยุคแรก การสำ รวจด้วยยานอวกาศ กำ เนิดและวิวัฒนาการของระบบสุริยะ และเนื้อหาสาระความรู้เกี่ยวกับ ดวงดาวต่างๆ การจัดทำ รายงานครั้งนี้ผู้จัดทำ หวังเป็นอย่างยิ่งว่า เนื้อหาที่ จัดทำ มานั้นจะครบสมบูรณ์และมีประโยชน์แก่ผู้อ่านและสามารถนำ ไป ประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำ วันได้ หากผิดพลาดประการใดก็ขออภัยมา ณ ที่นี้ และขอขอบคุณ คุณครู คุณครู สงบ ดุษฎีธัญญกุล ที่ให้คำ แนะนำ และตรวจทานเนื้อหา จนรายงานเล่มนี้สำ เร็จ และเพื่อนๆที่คอยช่วย เหลือและให้คำ แนะนำ ในการจัดทำ รายงานเรื่อง ระบบสุริยะ คำ นำ จัดทำ โดย นางสาวจตุพร ภูศรีเทศ

สารบัญ เรื่อง หน้า -ดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ 1 -ดาวเคราะห์แคระ 12 -ประวัติการค้นพบและการสำ รวจ 13 -ระบบสุริยะชั้นใน 14 -ดาวเคราะห์ชั้นนอก 15 -แถบดาวเคราะห์น้อย 16 -กำ เนิดและวิวัฒนาการของระบบสุริยะเล็กน้อย 18 -ประวัติผู้ให้กำ เนิดสมมติฐานเนบิวลา 20 -การก่อตัวเนบิวลา 22 -ความสำ คัญของระบบสุริยะจักรวาล 24 -กาแล็กซี 29 -กำ เนิดกาแล็กซี 30 -ประวัติการสังเกตการณ์กาแล็กซี 36

-เนบิวลา 38 -ดาวกระจาย 42 -ดาวฤกษ์ 45 -ประวัติการสังเกตดาวฤกษ์ 47 -ประวัติ วิลเลียม เฮอร์เชล 51 -สสารระหว่างดาวเคราะห์ 55 -ดาวหาง 59 -เซนทอร์และแถบหินกระจาย 60 -เอริสและย่านไกลที่สุดของระบบ 62 -เฮลิโอพอส 63 -เมฆออร์ต 64 -เซดนา 65 -ขอบนอกและบริบทเชิงดาราจักร 66 -ย่านใกล้เคียง 69

1 ดวงอาทิตย์ (อังกฤษ: Sun) เป็นดาวฤกษ์ ณ ใจกลางระบบสุริยะ เป็นพลาสมาร้อนทรงเกือบ กลมสมบูรณ์โดยมีการเคลื่อนที่พาซึ่งผลิตสนามแม่เหล็กผ่านกระบวนการไดนาโม ปัจจุบัน เป็นแหล่งพลังงานสำ คัญที่สุดสำ หรับสิ่งมีชีวิตบนโลก มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1.39 ล้านกิโลเมตร ใหญ่กว่าโลก 109 เท่า และมีมวลประมาณ 330,000 เท่าของโลก คิดเป็น ประมาณร้อยละ 99.86 ของมวลทั้งหมดของระบบสุริยะมวลประมาณสามในสี่ของดวงอาทิตย์ เป็นไฮโดรเจน ส่วนที่เหลือเป็นฮีเลียมเป็นหลัก โดยมีปริมาณธาตุหนักกว่าเล็กน้อย รวมทั้ง ออกซิเจน คาร์บอน นีออน และเหล็ก ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ลำ ดับหลักระดับจี (G2V) ตามการจัดประเภทดาวฤกษ์ตามระดับสเปกตรัม โดยมักถูกเรียกอย่างไม่เป็นทางการว่า "ดาวแคระเหลือง" ดวงอาทิตย์ก่อตัวขึ้นเมื่อประมาณ 4.6 พัน ล้านปีก่อน จากการยุบของแรงโน้มถ่วง (gravitational collapse) ของสสารภายในบริเวณกลุ่มเมฆ โมเลกุลขนาดใหญ่ สสารนี้ส่วนใหญ่รวมอัดแน่นอยู่ที่ใจกลาง ส่วนที่เหลือบีบตัวลงลงเป็นแผ่นโคจร ซึ่งกลายมาเป็นระบบสุริยะ มวลใจกลางร้อนและหนาแน่นมากจนเริ่มเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน ณ แก่นดาว ซึ่งเชื่อว่าเป็นกระบวนการเกิดดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ ดวงอาทิตย์มีอายุมาได้ประมาณครึ่งอายุขัยแล้ว ไม่มีการเปลี่ยนแปลงมากนักเป็นเวลากว่า 4 พันล้านปี มาแล้ว และคาดว่าจะอยู่ในภาวะค่อนข้างเสถียรไปเช่นนี้อีก 5 พันล้านปี ในแต่ละวินาที ปฏิกิริยา หลอมนิวเคลียส (ฟิวชัน) ของดวงอาทิตย์ สามารถเปลี่ยนไฮโดรเจนอะตอมปริมาณ 600 ล้านตัน ให้กลายเป็นฮีเลียม และเปลี่ยนสสาร 4 ล้านตันให้เป็นพลังงานจากปฏิกิริยาดังกล่าว กว่าพลังงานนี้จะ หนีออกจากแกนดวงอาทิตย์มาสู่พื้นผิวได้ ต้องใช้เวลานานราว 10,000 ถึง 170,000 ปี ในอีกราว 5 พันล้านปีข้างหน้า เมื่อปฏิกิริยาฟิวชันไฮโดรเจนในแก่นของดวงอาทิตย์ลดลงถึงจุดที่ไม่อยู่ใน ดุลยภาพอุทกสถิตต่อไป แก่นของดวงอาทิตย์จะมีความหนาแน่นและอุณหภูมิเพิ่มขึ้นส่วนชั้นนอกของ ดวงอาทิตย์จะขยายออกจนสุดท้ายเป็นดาวยักษ์แดง มีการคำ นวณว่าดวงอาทิตย์จะใหญ่พอกลืนวงโคจร ปัจจุบันของดาวพุธและดาวศุกร์ และทำ ให้โลกไม่สามารถอาศัยอยู่ได้ มนุษย์ทราบความสำ คัญของดวงอาทิตย์ที่มีต่อโลกมาตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์ และบางวัฒนธรรม ถือดวงอาทิตย์เป็นเทวดา การหมุนของโลกและวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ของโลกเป็นรากฐานของ ปฏิทินสุริยคติ ซึ่งเป็นปฏิทินที่ใช้กันแพร่หลายในปัจจุบัน

2 โครงสร้างของดวงอาทิตย์1. โครงสร้างภายในดวงอาทิตย์ (solar interior) ซึ่งแบ่งออก เป็น 3 ส่วน คือ 1.1 แกนกลาง (core) 1.2 เขตแผ่รังสี (radiative zone) 1.3 เขตการพา (convection zone) โครงสร้างของดวงอาทิตย์หลักๆ มีดังนี้ แกนกลาง : มีอุณหภูมิสูงกว่า 15 ล้านเคลวิน โชนการแผ่รังสี : ส่วนที่พลังงานความร้อน ถ่ายทอดออกสู่ส่วนนอก โซนการพาความร้อน : พลังงานความร้อนถูกถ่ายทอดสู่ส่วนนอก โดยการเคลื่อนที่ของก๊าซ โฟโตสเฟียร์ : พื้นผิวของดวงอาทิตย์ โครโมสเฟียร์ : บริเวณที่อยู่เหนือขึ้นมาจากชั้นโฟโตสเฟียร์ มีอุณหภูมิสูงประมาณ 10,000 เคลวิน คอ โรนา : บรรยากาศชั้นนอกสุดของดวงอาทิตย์ซึ่งแผ่ออกไปในอวกาศ มีอุณหภูมิสูง มากกว่า 1 ล้านเคลวิน ดวงอาทิตย์จัดเป็นดาวฤกษ์สีเหลือง อุณหภูมิผิวประมาณ 6,000 องศาเซลเซียส อยู่ห่างจากโลก ประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร อยู่ในวัยกลางของชีวิต คือ ประมาณ 5,000 ล้านปี คาดว่า ดวงอาทิตย์จะมีอายุคงอยู่ต่อไปอีกราว 5,000 ล้านปี ตลอด ชีวิตของดวงอาทิตย์จึงมีอายุยืนยาวราว 10,000 ล้านปี ซึ่งเป็นอายุเฉลี่ยของดาวฤกษ์ ทั่วไป

3 โดยทั่วไปแล้วจะแบ่งย่านต่างๆ ของระบบสุริยะ นับจากดวงอาทิตย์ออกมาดังนี้ คือ ดาวเคราะห์ชั้นในจำ นวน 4 ดวง แถบดาว เคราะห์น้อย ดาวเคราะห์ขนาด ใหญ่รอบนอกจำ นวน 4 ดวง และแถบไคเปอร์ซึ่งประกอบด้วยวัตถุที่เย็นจัด เป็นน้ำ แข็ง พ้นจากแถบไคเปอร์ ออกไปเป็นเขตแถบจานกระจาย ขอบเขต เฮลิโอพอส (เขตแดนตามทฤษฎีที่ซึ่งลมสุริยะสิ้นกำ ลังลงเนื่องจากมวลสาร ระหว่างดวงดาว) และพ้นไปจากนั้นคือย่านของเมฆออร์ต กระแสพลาสมาที่ไหลออกจากดวงอาทิตย์ (หรือลมสุริยะ) จะแผ่ตัวไปทั่ว ระบบสุริยะ สร้างโพรงขนาดใหญ่ขึ้นในสสารระหว่าง ดาวเรียกกันว่า เฮลิโอ สเฟียร์ ซึ่งขยายออกไปจากใจกลางของแถบจานกระจาย ดาวเคราะห์ชั้นเอกทั้ง 8 ดวงในระบบสุริยะ เรียงลำ ดับจากใกล้ดวงอาทิตย์ ที่สุดออกไป มีดังนี้คือ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาว เสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน ระบบสุริยะ (อังกฤษ: Solar System) ประกอบด้วยดวงอาทิตย์และวัตถุอื่นๆ ที่โคจร รอบดวงอาทิตย์เนื่องจากแรงโน้มถ่วง ได้แก่ ดาวเคราะห์ 8 ดวงกับดวงจันทร์บริวารที่ค้นพบ แล้ว 166 ดวง ดาวเคราะห์แคระ 5 ดวงกับดวง จันทร์ บริวารที่ค้นพบแล้ว 4 ดวง กับวัตถุ ขนาดเล็กอื่นๆ อีกนับล้านชิ้น ซึ่งรวมถึงดาว เคราะห์น้อย วัตถุในแถบไคเปอร์ ดาวหาง สะเก็ดดาว และฝุ่นระหว่างดาวเคราะห์

4 ดาวพุธ ดาวพุธ (0.4 AU) คือดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ มากที่สุด และเป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดเล็กที่สุด (0.055 เท่า ของมวลโลก) ดาวพุธไม่มีดาวบริวารของตัวเอง สภาพพื้นผิวที่ มีนอกเหนือจากหลุมบ่อจากการปะทะ ก็จะเป็นสันเขาสูงชัน ซึ่ง อาจจะเกิดขึ้น ในช่วงยุคการก่อตัวในช่วงเริ่มแรกของ ประวัติศาสตร์ ชั้นบรรยากาศของดาวพุธเบาบางมากจนแทบจะ เรียกได้ว่า ไม่มีบรรยากาศ ประกอบด้วยอะตอมที่ถูกลมสุริยะ พัดพาขับไล่ไปจนเกือบหมด แกนกลางของดาวเป็นเหล็กที่มี ขนาดค่อนข้างใหญ่มาก ต่อมาเป็น ชั้นเปลือกบางๆ ที่ยังไม่ สามารถอธิบายได้อย่างชัดเจน ทฤษฎีเกี่ยวกับชั้นเปลือกของ ดาวจำ นวน หนึ่งอธิบายถึงชั้นผิวรอบนอก ที่ถูกฉีกออกด้วยการ ปะทะครั้งใหญ่ บ้างก็ว่ามันถูกกีดกันจากการพอกรวมของชั้นผิว เนื่องจากพลัง งานมหาศาล ของดวงอาทิตย์ อันเยาว์

5 ดาวศุกร์ ดาวศุกร์ (0.7 AU) มีขนาดใกล้เคียงกับโลก (0.815 เท่าของ มวลโลก) และมีลักษณะคล้ายโลกมาก มีชั้นเปลือกซิลิเกตอย่างหนา ปกคลุมรอบแกนกลางของดาวซึ่งเป็นเหล็ก มีชั้นบรรยากาศ และมีหลัก ฐานแสดงถึงความ เปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาภายในของ ดาว ทว่าดาว ศุกร์แห้งแล้งกว่าโลกมาก ชั้นบรรยากาศของมันก็หนาแน่นกว่า โลกถึง กว่า 90 เท่า ดาวศุกร์ไม่มีดาวบริวารของตัวเอง กล่าวได้ว่า ดาวศุกร์เป็น ดาวเคราะห์ที่ร้อนที่สุด ด้วยอุณหภูมิพื้นผิวสูงถึงกว่า 400 °C ซึ่งเป็นผล จากปริมาณแก๊สเรือนกระจกที่มีอยู่ เป็นจำ นวน มากในชั้นบรรยากาศ ในปัจจุบันไม่มีการตรวจพบการเปลี่ยนแปลง ทางธรณีวิทยาใหม่ๆ บนดาวศุกร์อีกแล้ว แต่ดาวศุกร์ไม่มีสนามแม่เหล็กของตัวเองที่จะช่วย ป้องกันการสูญเสียชั้นบรรยากาศ ดังนั้นการที่ดาวศุกร์ยังรักษาชั้น บรรยากาศของ ตัวเองไว้ได้จึงคาดว่าน่าจะเกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ

6 โลก โลก (1 AU) เป็นดาวเคราะห์ที่ค่อนข้างใหญ่และมีความหนา แน่นมากที่สุดในกลุ่มดาวเคราะห์ชั้นใน เป็นดาวเคราะห์เพียง ดวง เดียวที่พบว่ายังมีปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยาอยู่ และเป็นดาวเคราะห์ เพียงดวงเดียว เท่าที่ทราบว่ามีสิ่งมีชีวิต โลกเป็นดาวเคราะห์ ที่มีน้ำ มาก เป็นเอกลักษณ์ที่แตกต่างจากกลุ่มดาวเคราะห์ใกล้โลกทั้งหมด และยังเป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวที่ยังมีการเปลี่ยน แปลงของ เปลือกโลกอยู่ ชั้นบรรยากาศของโลกค่อนข้างจะแตกต่างกับดาว เคราะห์ดวงอื่น เนื่องจากการที่มีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ ในบรรยา กาศจึงมี ออกซิเจนอิสระอยู่ถึง 21% โลกมีดาวเคราะห์บริวารหนึ่งดวง คือ ดวง จันทร์ ซึ่งเป็นดาวเคราะห์บริวารขนาด ใหญ่เพียงดวงเดียวในเขต ระบบสุริยะชั้นใน

7 ดาวอังคาร ดาวอังคาร (1.5 AU) มีขนาดเล็กกว่าโลกและดาวศุกร์ (0.107 เท่าของมวลโลก) มีชั้นบรรยากาศเจือจางที่เต็มไปด้วย คาร์บอน ไดออกไซด์ พื้นผิวของดาวอังคารระเกะระกะด้วยภูเขาไฟ จำ นวนมาก เช่น Olympus Mons และหุบเขาลึกชันมากมายเช่น Valles Marineris แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาที่ เคยเกิดขึ้นก่อนหน้านี้ สีของดาวอังคารที่เราเห็นเป็นสีแดง เป็น เพราะ สนิม ที่มีอยู่ในพื้นดินอันเต็มไปด้วยเหล็ก ดาวอังคารมีดวง จันทร์บริวารขนาดเล็กสองดวง (คือ ไดมอส กับ โฟบอส) ซึ่งคาดว่าน่า จะ เป็นดาวเคราะห์น้อยที่บังเอิญถูกแรงดึงดูดของดาวอังคารจับตัวเอา ไว้

8 ดาวพฤหัสบดี ดาวพฤหัสบดี (5.2 AU) มีมวลประมาณ 318 เท่าของมวล โลก นับเป็นมวลมหาศาลถึง 2.5 เท่าของมวลรวมทั้งหมดของดาว เคราะห์ที่เหลือรวมกัน ประกอบด้วยก๊าซไฮโดรเจนและฮีเลียม จำ นวนมาก ความร้อนที่สูงมากภายในของดาวทำ ให้เกิดคุณลักษณะ แบบกึ่งถาวรหลายประการในสภาพบรรยากาศของดาว เช่นแถบเมฆ และจุดแดงใหญ่ ดาวพฤหัสบดีมีดวง จันทร์บริวารที่รู้จัก แล้วทั้งสิ้น 63 ดวง ดวงที่ใหญ่ที่สุด 4 ดวงคือ แกนิมีด คัลลิสโต ไอโอ และยูโร ปา มีลักษณะคล้ายคลึงกับลักษณะของดาวเคราะห์ ใกล้โลก เช่นมี ภูเขาไฟ และมีกระบวนการความร้อนภายในของดาว ดวงจันทร์แกนิ มีดเป็นดาวบริวารที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ มีขนาด ใหญ่กว่าดาว พุธเสียอีก

9 ดาวเสาร์ ดาวเสาร์ (9.5 AU) เป็นดาวเคราะห์ที่โดดเด่นเนื่องจาก ระบบวงแหวนขนาดใหญ่ที่เห็นได้ชัด ลักษณะของดาวรวมถึง สภาพ บรรยากาศ คล้ายคลึงกับดาวพฤหัสบดี แต่มีมวลน้อยกว่า มาก โดยมีมวลโดยประมาณ 95 เท่าของมวลโลก ดาวเสาร์มีดวง จันทร์ บริวารที่รู้จักแล้ว 60 ดวง (มีอีก 3 ดวงยังไม่ได้รับการ รับรอง) ในจำ นวนดวงจันทร์ทั้งหมดมีอยู่ 2 ดวงคือ ไททันและ เอนเซลาดัส แสดงให้เห็นสัญญาณของการเปลี่ยนแปลงทาง ธรณีวิทยา แม้ว่าองค์ประกอบส่วนใหญ่จะเป็นน้ำ แข็งก็ตาม ดวง จันทร์ไททัน มีขนาดใหญ่กว่าดาวพุธ และเป็นดวงจันทร์บริวาร เพียงดวงเดียวในระบบสุริยะที่มีชั้นบรรยากาศ

10 ดาวยูเรนัส ดาวยูเรนัส (19.6 AU) มีขนาดประมาณ 14 เท่าของมวล โลก เป็นดาวเคราะห์มวลน้อยที่สุด ในระบบสุริยะชั้นนอก ลักษณะ การโคจรของดาวยูเรนัสไม่เหมือนดาวเคราะห์ดวงอื่น มันจะโคจรรอบดวงอาทิตย์แบบตะแคงข้าง โดยมีความเอียงของ แกนมากกว่า 90 องศาเมื่อเทียบกับระนาบสุริยวิถี แกนกลางของ ดาวค่อนข้างเย็นกว่าดาวแก๊สยักษ์ดวงอื่นๆ และแผ่ความร้อนออก มาสู่อวกาศ ภายนอกเพียงน้อยนิด ดาวยูเรนัสมีดวงจันทร์บริวารที่ รู้จักแล้ว 27 ดวง กลุ่มของดวงจันทร์ขนาดใหญ่ ได้แก่ ไททาเนีย โอบิรอน อัมเบรียล เอเรียล และมิรันดา

11 ดาวเนปจูน ดาวเนปจูน (30 AU) แม้จะมีขนาดเล็กกว่าดาวยูเรนัส แต่มี มวลมากกว่า คือประมาณ 17 เท่าของมวลโลก ดังนั้นมันจึงเป็น ดาวที่มี ความหนาแน่นมาก ดาวเนปจูนแผ่รังสีความร้อนจากแกนกลางออกมา มาก แต่ก็ยังน้อยกว่าดาวพฤหัสบดีหรือดาวเสาร์ เนปจูนมีดวงจันทร์ บริวารที่รู้จักแล้ว 13 ดวง ดวงที่ใหญ่ที่สุดคือ ไทรทัน มีสภาพการ เปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาอยู่ เช่นมีน้ำ พุร้อน ไนโตรเจนเหลว และ เป็นดาวบริวาร ขนาดใหญ่เพียงดวงเดียวที่มีวงโคจรย้อนถอยหลัง ดาว เนปจูนยังส่งดาวเคราะห์เล็กๆ จำ นวน หนึ่งหรือเนปจูนโทรจัน เข้าไป ในวงโคจรของดวงจันทร์ไทรทันด้วย โดยมีการสั่นพ้องของวงโคจร แบบ 1:1 กับดวงจันทร์

นับถึงกลางปี ค.ศ. 2008 วัตถุขนาดย่อมกว่าดาวเคราะห์จำ นวน 5 ดวง ได้รับ การจัดระดับให้เป็นดาวเคราะห์แคระ ได้แก่ ซีรีส ในแถบ ดาวเคราะห์น้อย กับวัตถุอีก 4 ดวงที่โคจรรอบดวงอาทิตย์อยู่ในย่านพ้นดาวเนปจูน คือ ดาว พลูโต (ซึ่งเดิมเคยถูกจัดระดับ ไว้เป็นดาว เคราะห์) เฮาเมอา มาคีมาคี และ อีรีส มีดาวเคราะห์ 6 ดวงและดาวเคราะห์แคระ 3 ดวงที่มีดาวบริวารโคจร อยู่รอบๆ เราเรียกดาวบริวารเหล่านี้ว่า "ดวงจันทร์" ตามอย่างดวง จันทร์ของ โลก นอกจากนี้ดาวเคราะห์ชั้นนอกยังมีวงแหวนดาวเคราะห์อยู่รอบ ตัวอัน ประกอบด้วยเศษฝุ่นและอนุภาคขนาดเล็ก สำ หรับคำ ว่า ระบบดาวเคราะห์ ใช้เมื่อกล่าวถึงระบบดาวโดยทั่วไปที่ มีวัตถุต่างๆ โคจรรอบดาวฤกษ์ คำ ว่า "ระบบสุริยะ" ควรใช้ เฉพาะกับระบบ ดาวเคราะห์ที่มีโลกเป็นสมาชิก และไม่ควรเรียกว่า "ระบบสุริยจักรวาล" อย่าง ที่เรียกกันติดปาก เนื่องจาก ไม่เกี่ยวข้องกับ คำ ว่า "จักรวาล" ตามนัยที่ใช้ใน ปัจจุบัน 12 ภาพแสดงดาวเคราะห์และดาวเคราะห์แคระในระบบสุริยะ โดยย่อขนาดของ ดาวตามอัตราส่วนจริง แต่ระยะห่างระ หว่างดาวไม่ใช่อัตราส่วนจริง

13 ประวัติการค้นพบและการสำ รวจ นับเป็นเวลาหลายพันปีในอดีตกาลที่มนุษยชาติไม่เคยรับรู้มาก่อนว่ามีสิ่งที่เรียก ว่า ระบบสุริยะ แต่เดิมมนุษย์เชื่อว่า โลกเป็นศูนย์ กลางจักรวาลที่อยู่นิ่ง มีดวง ดาวต่างๆ โคจรไปรอบๆ ผ่านไปบนท้องฟ้า แม้ว่านักดาราศาสตร์และ นัก คณิตศาสตร์ชาวอินเดียชื่อ Aryabhata และนักปรัชญาชาวกรีก Aristarchus เคยมีแนวคิดเกี่ยวกับการที่ดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางจักรวาล และจัดลำ ดับ จักรวาลเสียใหม่ แต่ผู้ที่สามารถคิดค้นแบบจำ ลองทางคณิตศาสตร์เพื่อพิสูจน์ แนวคิดนี้ได้สำ เร็จเป็นคนแรกคือ นิโคเลาส์ โคเปอร์นิคัส ในคริสต์ ศตวรรษ ที่ 17 มีผู้สืบทอดแนวทางการศึกษาของเขาต่อมา คือกาลิเลโอ กาลิเลอี โย ฮันเนส เคปเลอร์ และ ไอแซค นิวตัน พวกเขาพยายามทำ ความเข้าใจ ระบบ ทางฟิสิกส์และเสาะหาหลักฐานการพิสูจน์ยืนยันว่า โลกเคลื่อนไปรอบๆ ดวง อาทิตย์ และดาวเคราะห์ทั้งหลายต่างก็ดำ เนิน ไปภายใต้กฎทางฟิสิกส์แบบ เดียวกันนี้ ในยุคหลังต่อมาจึงเริ่มมีการสืบสวน ค้นหาปรากฏการณ์ทางภูมิธรณี ต่างๆ เช่น เทือกเขา แอ่งหิน ปรากฏการณ์สภาพอากาศที่แปรเปลี่ยนตาม ฤดูกาล การศึกษาเกี่ยวกับ เมฆ พายุทราย และยอดเขาน้ำ แข็งบนดาวเคราะห์ ดวงอื่นๆ ภาพถ่ายดวงอาทิตย์ในรังสีเอกซ์

14 ระบบสุริยะชั้นใน ระบบสุริยะชั้นใน เป็นชื่อดั้งเดิมของย่านอวกาศที่ประกอบด้วยกลุ่ม ดาวเคราะห์ใกล้โลกและแถบดาวเคราะห์น้อย มีส่วนประกอบ หลักเป็นซิลิเก ตกับโลหะ เทหวัตถุในระบบสุริยะชั้นในจะเกาะกลุ่มอยู่ด้วยกันและใกล้กับ ดวงอาทิตย์มาก รัศมีของย่านระบบสุริยะชั้น ในนี้ยังสั้นกว่าระยะห่างจากดาว พฤหัสบดีไปดาวเสาร์เสียอีก ดาวเคราะห์ชั้นใน ภาพเปรียบเทียบขนาดของดาวเคราะห์ใกล้โลกสัดส่วนเปรียบเทียบเป็นไปตามขนาดจริง ดาวเคราะห์ชั้นในหรือดาวเคราะห์ใกล้โลก มี 4 ดวง โดยมากประกอบด้วย ส่วนประกอบหิน มีความหนาแน่นสูง มีดวงจันทร์น้อย หรืออาจ ไม่มีเลย และ ไม่มีระบบวงแหวนรอบตัวเอง สสารที่เป็นองค์ประกอบมักเป็นแร่ธาตุที่มี จุดหลอมเหลวสูง เช่นซิลิเกตที่ชั้นเปลือก และผิว หรือโลหะ เหล็ก นิเกิล ที่เป็นแกนกลางของดาว สามในสี่ของดาวเคราะห์กลุ่มนี้ (ดาวศุกร์ โลก และ ดาวอังคาร) มีชั้นบรรยากาศ ที่เห็นได้ชัด พื้นผิวมีร่องรอยของหลุมบ่อที่เกิด จากการปะทะโดยชิ้นส่วนจากอวกาศ และมีความเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาที่ พื้นผิว ด้วยเช่น การแยกตัวของร่องหุบเขาและภูเขาไฟ

ดาวเคราะห์ชั้นนอก ภาพดาวเคราะห์ชั้นนอกทั้ง 4 ดวง จากบนลงล่าง ดาวเนปจูน ดาวยูเรนัส ดาว เสาร์ และดาวพฤหัสบดี (ไม่ใช่สัดส่วนจริง) ดาวเคราะห์ชั้นนอก 4 ดวง หรือดาวแก๊สยักษ์ (บางครั้งเรียกว่า ดาว เคราะห์โจเวียน) มีมวลรวมกันถึงกว่า 99% ของมวลสารทั้งหมดที่ โคจรรอบดวง อาทิตย์ ดาวพฤหัสบดีกับดาวเสาร์มีองค์ประกอบเต็มไปด้วย ไฮโดรเจนและ ฮีเลียม ดาวยูเรนัสกับดาวเนปจูนมีองค์ประกอบ ส่วนใหญ่เป็นน้ำ แข็ง นัก ดาราศาสตร์จำ นวนหนึ่งเห็นว่าดาวสองดวงหลังนี้ควรจัดเป็นประเภทเฉพาะของ มันเอง คือ"ดาวน้ำ แข็งยักษ์" ดาวแก๊สยักษ์ทั้งสี่มีวงแหวนอยู่รอบตัว แม้เมื่อมอง จากโลกจะเห็นได้ชัดแต่เพียงวงแหวนของดาวเสาร์เท่านั้น ระบบสุริยะชั้นในนี้ยังหมายรวมถึงวัตถุอื่นๆเช่น ดาวเคราะห์น้อยใกล้โลก ซึ่ง ดาวเคราะห์น้อยในกลุ่มนี้จำ นวนมากมีวงโคจร ที่ตัดกับวงโคจรของดาวเคราะห์ ชั้นในด้วย ระบบสุริยะชั้นนอก บริเวณรอบนอกของระบบสุริยะเป็นถิ่นที่อยู่ของดาว แก๊สยักษ์และบรรดาดาวบริวารของมันที่มีขนาดใหญ่พอจะเป็นดาวเคราะห์ได้ นอกจากนี้ยังมีดาวหางคาบสั้น และเซนทอร์ ที่โคจรอยู่ในย่านนี้เช่นกัน วัตถุตัน ที่อยู่ในย่านนี้จะมีองค์ประกอบของสสารที่ระเหยง่าย (เช่น น้ำ แอมโมเนีย มีเทน ในทางวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์จะเรียกว่าเป็น น้ำ แข็ง) ไม่ค่อยมีส่วน ประกอบของสสารประเภทหิน เหมือน อย่างเทหวัตถุในระบบสุริยะชั้นใน 15

16 แถบดาวเคราะห์น้อย ดาวเคราะห์น้อย คือวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะที่ประกอบด้วยหินและธาตุ โลหะที่ไม่ระเหย แถบดาวเคราะห์น้อยหลักกินพื้นที่วงโคจรที่อยู่ระหว่างดาวอังคารกับ ดาวพฤหัสบดี ประมาณ 2.3 ถึง 3.3 หน่วยดาราศาสตร์ จากดวงอาทิตย์ เชื่อ กันว่าน่าจะเป็นเศษชิ้นส่วนจากการก่อตัวของระบบสุริยะในช่วงแรกที่ก่อตัว ไม่สำ เร็จเนื่องจากแรงโน้มถ่วงรบกวน จากดาวพฤหัสบดี ดาวเคราะห์น้อยมีขนาดต่างๆ กันตั้งแต่หลายร้อยกิโลเมตรไปจนถึงเศษหิน เล็กๆ เหมือนฝุ่น ดาวเคราะห์น้อยทั้ง หมดนอกเหนือจาก ดาว เคราะห์น้อย ขนาดใหญ่ที่สุด คือซีรีส จัดว่าเป็นวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะ แต่ดาว เคราะห์น้อยบางดวงเช่น เวสต้า และ ไฮเจีย อาจจัด ว่าเป็นดาวเคราะห์แคระ ได้ ถ้ามีหลักฐานว่ามันมีความสมดุลของ ความกดของน้ำ มากเพียงพอ แถบดาวเคราะห์น้อยมีเทหวัตถุขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 1 กิโลเมตรเป็นจำ นวนหลายหมื่นดวง หรืออาจจะถึงล้านดวง ถึงกระนั้นมวลรวม ทั้งหมดของแถบหลักก็ยังมีเพียงประมาณหนึ่งในพันของมวลโลกเท่านั้น แถบ หลักมีประชากรอยู่อย่างค่อนข้างเบาบาง ยานอวกาศหลายลำ ได้เดินทางผ่าน แถบนี้ไปได้โดยไม่มีอุบัติเหตุเกิดขึ้นเลย ดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาดเส้นผ่าน ศูนย์กลาง ระหว่าง 10 ถึง 10-4 เมตร จะเรียกว่า สะเก็ดดาว

17 ซีรีส ซีรีส (2.77 AU) เป็นวัตถุขนาดใหญ่ที่สุดในแถบดาวเคราะห์น้อย และได้รับการจัดประเภทให้เป็นดาวเคราะห์แคระ มีขนาด เส้นผ่านศูนย์กลาง ประมาณเกือบๆ 1,000 กิโลเมตร ซึ่งใหญ่พอจะสร้างแรงโน้มถ่วงของตัวเอง เพื่อสร้างรูปทรงให้เป็นทรงกลมได้ ในตอนที่ค้นพบครั้งแรกในคริสต์ศตวรรษ ที่ 19 ซีรีสถูกคิดว่าเป็นดาวเคราะห์ แต่ต่อมาถูกจัดประเภทใหม่ให้เป็นดาว เคราะห์ น้อยในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1850 เมื่อการสังเกตการณ์เพิ่มเติมพบดาว เคราะห์น้อยดวงอื่นๆ อีก ครั้นถึงปี ค.ศ. 2006 จึงได้รับการจัด ประเภทใหม่ให้ เป็นดาว เคราะห์แคระ ตระกูลดาวเคราะห์น้อย ดาวเคราะห์น้อยในแถบหลักจะแบ่งออกเป็นกลุ่มและตระกูลต่างๆ โดย พิจารณาจากคุณลักษณะการโคจรของพวกมัน ดวง จันทร์ดาวเคราะห์น้อย คือ ดาวเคราะห์น้อยที่โคจรรอบดาวเคราะห์น้อยดวงอื่นที่ใหญ่กว่า มันไม่ได้ถูกจัด ประเภทให้เป็นดวงจันทร์ บริวารของดาวเคราะห์ เพราะบางครั้งมันมีขนาดใหญ่ เกือบเท่าดาวเคราะห์น้อยดวงแม่ของมันด้วยซ้ำ ในบริเวณแถบดาวเคราะห์ น้อย ยังมีดาวหางในแถบหลักซึ่งอาจเป็นต้นกำ เนิดของน้ำ มหาศาลบนโลกก็ได้ ดาวเคราะห์น้อยโทรจันตั้งอยู่ใกล้เคียงกับตำ แหน่งลากรองจ์ L4 หรือ L5 ของ ดาวพฤหัสบดี (คือย่านที่แรงโน้มถ่วงค่อนข้าง เสถียร ทำ ให้ดาวเคราะห์น้อยใน บริเวณนี้สามารถอยู่ในวงโคจรได้) คำ ว่า "โทรจัน" หรือ "แห่งทรอย" นี้ยังใช้ กับวัตถุขนาดเล็ก ในระบบดาวเคราะห์หรือระบบบริวารอื่นที่อยู่ในตำ แหน่งลาก รองจ์ด้วย ดาวเคราะห์น้อยตระกูลฮิลดาอยู่ที่ระยะการสั่นพ้อง 2:3 กับดาว พฤหัสบดี นั่นหมายถึง มันจะโคจรรอบดวงอาทิตย์ 3 รอบ ต่อการโคจรของดาว พฤหัสบดี 2 รอบ

18 ระบบสุริยะได้กำ เนิดและดำ เนินวิวัฒนาการมาตั้งแต่ประมาณ 4,600 ล้านปีก่อน โดยเริ่มจากการแตกสลายด้วยแรงโน้มถ่วงภายในของเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์มวล ส่วนใหญ่ในการแตกสลายครั้งนั้นได้กระจุกรวมกันอยู่บริเวณศูนย์กลาง และ กลายมาเป็นดวงอาทิตย์ มวลส่วนที่เหลือวนเวียนโดยรอบมีรูปร่างแบนลง กลาย เป็นจานดาวเคราะห์ก่อนเกิด ซึ่งเป็นต้นกำ เนิดของดาวเคราะห์ ดาวบริวาร ดาว เคราะห์น้อย และวัตถุขนาดเล็กอื่นๆ ในระบบสุริยะ กำ เนิดและวิวัฒนาการของระบบสุริยะ เล็กน้อย

19 ระบบสุริยะได้เริ่มวิวัฒนาการอย่างมากนับตั้งแต่มันเริ่มกำ เนิดขึ้น ดาวบริวารหลาย ดวงกำ เนิดขึ้นจากจานของแก๊สและฝุ่นรอบๆดาวเคราะห์แม่ของมัน ขณะที่มีดาว บริวารบางดวงที่เกิดในบริเวณอื่น แล้วถูกดึงดูดให้กลายเป็นดาวบริวารในภายหลัง นอกจากนั้น เช่น ดวงจันทร์ซึ่งอาจจะกำ เนิดหลังจากการปะทะครั้งใหญ่ การปะทะ ระหว่างวัตถุสองวัตถุ เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องจนถึงปัจจุบัน และเคยเป็นหัวใจสำ คัญของ การวิวัฒนาการของระบบสุริยะ ตำ แหน่งของดาวเคราะห์มักจะเลื่อนจากตำ แหน่งเดิม เนื่องด้วยแรงโน้มถ่วง การย้ายตำ แหน่งของดาวเคราะห์นี้คาดว่าจะเกิดขึ้นมากขณะ ในช่วงต้นของการวิวัฒนาการ ในช่วงประมาณ 5 พันล้านปีข้างหน้า ดวงอาทิตย์จะเย็นลง และผิวนอกจะขยายตัว ออกไปหลายเท่าจากเส้นผ่านศูนย์กลางเดิม (กลายเป็นดาวยักษ์แดง) หลังจากนั้น ดาวยักษ์แดงก็จะสลายผิวนอกกลายเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์และเหลือแกนกลางไว้ ซึ่งรู้จักกันว่าเป็น ดาวแคระขาวในอนาคตอันไกลโพ้น ความโน้มถ่วงระหว่าง ดาวฤกษ์จะลดลง ดาวเคราะห์บางดวงอาจจะถูกทำ ลาย บางส่วนอาจจะหลุดออกไปสู่ อวกาศระหว่างดวงดาว ยิ่งไปกว่านั้น ในช่วงประมาณหมื่นล้านปีข้างหน้า ดวงอาทิตย์ จะกลายเป็นดาวฤกษ์ที่ไม่มีวัตถุใดโคจรรอบๆเลย แบบจำ ลองดังกล่าวมานี้ถือเป็นแบบที่ได้รับการยอมรับทั่วไป เรียกชื่อว่า สมมติฐาน เนบิวลา มีการพัฒนาแบบจำ ลองนี้ขึ้นครั้งแรกในคริสต์ศตวรรษที่ 18 โดยเอมมานูเอล สวีเดนบอร์ก อิมมานูเอล คานท์ และปีแยร์-ซีมง ลาปลัส การวิวัฒนาการในลำ ดับถัดมา เกี่ยวข้องกับศาสตร์หลายแขนง เช่น ดาราศาสตร์ ฟิสิกส์ ธรณีวิทยาวิทยาศาสตร์ดาว เคราะห์ นับแต่ยุคเริ่มต้นของการสำ รวจอวกาศในคริสต์ทศวรรษ 1950 และการค้นพบ ดาวเคราะห์นอกระบบในคริสต์ทศวรรษ 1990 แบบจำ ลองนี้ได้ถูกท้าทายและผ่านการ ปรับแต่งมาอีกหลายครั้งเพื่อให้สอดคล้องกับการค้นพบใหม่ๆ ภาพวาดโดยศิลปิน แสดงจานดาวเคราะห์ก่อนเกิดในจินตนาการ

20 ประวัติ ปีแยร์-ซีมง ลาปลัส หนึ่งในผู้ให้กำ เนิดสมมติฐานเนบิวลา ความคิดเกี่ยวกับกำ เนิดและชะตาของโลกเกิดขึ้นตั้งแต่เริ่มมีงานเขียนในยุคแรก ๆ ถึงอย่างนั้น ตลอดเวลาในขณะนั้น ยังไม่มีการเชื่อมโยงทฤษฎีเหล่านี้เข้ากับ "ระบบสุริยะ" เพราะขณะนั้นยังไม่มีความคิดว่าระบบสุริยะอย่างที่เราเข้าใจกันทุก วันนี้มีอยู่จริง ก้าวแรกเกี่ยวกับทฤษฎีกำ เนิดและวิวัฒนาการระบบสุริยะคือการ ยอมรับโดยทั่วไปว่าดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของระบบสุริยะ เชื่อกันว่าดวงอาทิตย์ ตั้งอยู่ ณ ใจกลางของระบบสุริยะและมีโลกโคจรรอบมัน มีการพัฒนาแนวคิดนี้มา หลายพันปี (อริตาคัสแห่งซามอสเคยเสนอความคิดนี้ในช่วงต้น 250 ปีก่อน คริสตกาล) แต่ไม่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางจนถึงปลายคริสต์ศตวรรษที่ 17 มีการบันทึกว่ามีการใช้คำ ว่า "ระบบสุริยะ" ครั้งแรกเมื่อ พ.ศ. 2247

21 ทฤษฎีปัจจุบันของการกำ เนิดของระบบสุริยะ คือ สมมติฐาน เนบิวลา ซึ่งมักจะถูกกล่าวถึงนับตั้งแต่ตั้งสมมติฐานนี้ขึ้น โดยเอม มานูเอล สวีเดนบอร์ก อิมมานูเอล คานท์ และปีแยร์-ซีมง ลาป ลัส ในช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 18 ใจความสำ คัญของสมมติฐานนี้ คือการอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างดวงอาทิตย์กับดาวเคราะห์ผ่าน ทางความคลาดเคลื่อนของโมเมนตัมเชิงมุม ถึงอย่างนั้นตั้งแต่ต้น คริสต์ทศวรรษที่ 1980 การศึกษาเกี่ยวกับดาวฤกษ์ที่อายุน้อย แสดงให้เห็นว่าพวกมันถูกล้อมไปด้วยจานฝุ่นและแก๊สเย็น ตรง ตามสิ่งที่สมมติฐานเนบิวลาได้คาดการณ์ไว้ ซึ่งทำ ให้สมมติฐาน นี้ได้รับการยอมรับในเวลาต่อมา การทำ ความเข้าใจว่าดวงอาทิตย์จะสามารถวิวัฒนาการต่อไปได้ อย่างไรนั้น จะต้องอาศัยความเข้าใจเกี่ยวกับแหล่งพลังงานต้น กำ เนิด การที่อาร์เธอร์ เอดดิงตันยืนยันเกี่ยวกับทฤษฎีสัมพัทธ ภาพของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ทำ ให้เขาตระหนักว่าแหล่งพลังงาน บนดวงอาทิตย์เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน ที่แกนของดวง อาทิตย์ ซึ่งหลอมรวมไฮโดรเจนเข้ากับฮีเลียม ในปี พ.ศ. 2478 เอดดิงตันได้ศึกษาและเสนอว่าอาจมีธาตุอื่น ๆ ก่อตัวขึ้นใน ดาวฤกษ์ เฟรด ฮอยล์ อธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับหลักฐานนี้โดย แย้งว่าดาวยักษ์แดงได้สร้างธาตุเป็นจำ นวนมากที่หนักกว่า ไฮโดรเจนและฮีเลียมที่แกนกลางของมัน เมื่อดาวยักษ์แดง ระเบิดเอาผิวชั้นนอกออกมา ธาตุเหล่านั้นก็จะกลับมาก่อตัวเป็น ระบบดาวฤกษ์อื่น ๆ ต่อไป

สมมุติฐานเนบิวลาระบุไว้ว่าระบบสุริยะก่อตัวขึ้นจากการแตกสลายของ แรงโน้มถ่วงภายในของพื้นที่ส่วนหนึ่งในเมฆโมเลกุลยักษ์เมฆนี้มี ขนาดประมาณ 20 พาร์เซก(65 ปีแสง)ขณะที่พื้นที่ส่วนหนึ่งมีขนาด แค่ 1 พาร์เซก (3.25 ปีแสง) การแตกสลายหลังจากนั้นได้นำ ไปสู่การ สร้างแกนกลาง ซึ่งมีขนาด 0.01–0.1 พาร์เซก (2,000–20,000 หน่วยดาราศาสตร์)ส่วนหนึ่งของชิ้นส่วนจากการแตกสลาย (หรือเรียก กันว่า เนบิวลาก่อนสุริยะ) ได้ก่อตัวกันเป็นระบบสุริยะมวลในบริเวณ นั้นมีค่าใกล้เคียงกับมวลของดวงอาทิตย์ในปัจจุบัน และในบริเวณนั้น ประกอบไปด้วย ไฮโดรเจนฮีเลียม และลิเทียมจำ นวนเล็กน้อย ผลผลิตจากบิกแบงนิวคลีโอซินทีสิส เป็นมวลรวมกัน 98% ของมวลโดย รวมทั้งหมด มวลที่เหลืออีก 2% เป็นมวลของธาตุที่หนักกว่าที่ถูกสร้างขึ้น จากการสังเคราะห์นิวเคลียส ในช่วงแรกๆของการวิวัฒนาการของ ดาวฤกษ์ เมื่อเวลาผ่านไป ดาวฤกษ์นั้นจะปล่อยธาตุหนักเหล่านั้นออก มาสู่อวกาศระหว่างดวงดาว 22 การก่อตัว ภาพฮับเบิลของจานดาวเคราะห์ก่อนเกิดในเนบิวลานายพราน ซึ่งคล้ายกับจาน ที่ดวงอาทิตย์เกิดมา

23 เนบิวลานายพราน (อังกฤษ: Orion Nebula) หรือที่รู้จักในชื่อ วัตถุเมสสิ เยร์ M42 หรือ NGC 1976) เป็นเนบิวลาแห่งหนึ่งอยู่ทางใต้ของเข็มขัด นายพรานในกลุ่มดาวนายพราน ถือเป็นหนึ่งในเนบิวลาสว่างที่สุดและ สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า เนบิวลานี้อยู่ห่างออกไปประมาณ 1,270±76 ปีแสงถือเป็นย่านกำ เนิดดาวฤกษ์มวลมากที่อยู่ใกล้กับโลกมาก ที่สุด เนบิวลานายพรานมีขนาดกว้างประมาณ 24 ปีแสง, บันทึกที่เก่าแก่ ที่สุดที่อ้างถึงเนบิวลาแห่งนี้เรียกมันว่า เนบิวลาใหญ่ ในกลุ่มดาวนาย พราน หรือ เนบิวลานายพรานใหญ่ อย่างไรก็ดียังมีบันทึกทาง ดาราศาสตร์ที่เก่าแก่กว่าเรียกมันว่า เอนสิส(ละติน: Ensis; หมายถึง "ดาบ") อันเป็นชื่อเดียวกันกับดาวเอตาโอไรออนิส ซึ่งเมื่อมองจากโลกจะ เห็นอยู่ใกล้กันกับเนบิวลา ภาพเนบิวลานายพรานทั้งหมดในแสงที่ตามองเห็น

24 ความสำ คัญของ ระบบสุริยะจักรวาล ถ้าจะถามถึงความสำ คัญของการศึกษาเรื่อง ระบบสุริยะจักรวาล ก็บอกเลยว่าเป็น เรื่องที่มีความสำ คัญมาก เนื่องจากพลังงานในรูปแบบของแสงแดด ที่เป็น ผลผลิตมาจากดวงอาทิตย์ มีความสำ คัญต่อสิ่งมีชีวิต เพราะสิ่งมีชีวิตจะต้อง เติบโตด้วยการสังเคราะห์แสง โดยกระบวนการที่สิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่อาศัยอยู่ใน โลกของเราไม่ว่าจะทางตรงหรือทางอ้อม ใช้เพื่อการเจริญเติบโต เกิดจาก ปรากฏการณ์ทางอุตุนิยมวิทยาและสภาพอากาศบนโลกทั้งนั้น และองค์ประกอบต่างๆที่เราเรียกกันว่า ดาวเคราะห์ ก็เป็นส่วนสำ คัญที่ทำ ให้ ระบบสุริยะจักรวาลเกิดความสมบูรณ์มากยิ่งขึ้น ดังนั้นน้อง ๆ ที่มีความสนใจใน เรื่องของระบบจักรวาล สิ่งแรกที่จะต้องทำ ความเข้าใจก็คือระบบสุริยะจักรวาลนี้ เลย ยิ่งถ้าน้อง ๆ ให้ความสำ คัญกับดวงดาวต่างๆ รวมไปถึงผลงานวิจัยและการ ค้นพบของนักดาราศาสตร์ น้อง ๆ ก็จะสามารถเพิ่มเติมทักษะความรู้ของตัวเอง ได้มากยิ่งขึ้นด้วย

แถบไคเปอร์ (Kuiper Belt) แถบไคเปอร์ หมายถึง บริเวณที่อยู่เลยวงโคจรของดาวเนปจูนออกไป ที่ด้านนอกระบบ สุริยะรอบนอก มีบริเวณกว้าง 3,500 ล้านไมล์ มีก้อนวัตถุแข็ง เป็นน้ำ แข็งขนาดเล็ก จำ นวนมากโคจรรอบดวงอาทิตย์ ลักษณะคล้ายกับแถบดาวเคราะห์น้อย ที่อยู่ระหว่างวง โคจรของดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี วัตถุที่อยู่ในแถบไคเปอร์ มีชื่อเรียกว่า วัตถุแถบไค เปอร์ (Kuiper Belt Object - KBO) หรืออีกชื่อหนึ่งว่า วัตถุพ้นดาวเนปจูน (TransNeptunian Object - TNO) ซึ่งมีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นน้ำ แข็ง เชื่อกันว่าก้อนน้ำ แข็งเหล่านี้ เป็นแหล่งกำ เนิดของดาวหางคาบสั้น โดยชื่อแถบไคเปอร์นี้ ได้ตั้งเพื่อเป็น เกียรติแก่ เจอราร์ด ไคเปอร์ (Gerard Kuiper) ผู้ค้นพบ 25 ระบบสุริยะ ประกอบด้วยดวงอาทิตย์และบริวาร อาณาบริเวณแถบไคเปอร์

26 แถบจานกระจาย (Scattered disc) แถบจานกระจาย หรือ แถบหินกระจาย (Scattered disc) คือย่านวัตถุไกลใน ระบบสุริยะที่มีดาวเคราะห์น้ำ แข็งขนาดเล็กกระจัดกระจายอยู่ห่าง ๆ กัน เรียกชื่อ ว่า วัตถุในแถบหินกระจาย (อังกฤษ: Scattered disc objects; SDO) ซึ่งเป็นกลุ่มย่อยอยู่ในบรรดา ตระกูลวัตถุพ้นดาวเนปจูน (Trans-Neptunian object; TNO) วัตถุในแถบหิน กระจายมีค่าความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรสูงสุดถึง 0.8 ความเอียงวงโคจรสูงสุด 40° มีระยะไกลดวงอาทิตย์ที่สุดมากกว่า 30 หน่วยดาราศาสตร์ วงโคจรที่ไกลมาก ขนาดนี้เชื่อว่าเป็นผลจากแรงโน้มถ่วงที่กระจัดกระจายโดยดาวแก๊สยักษ์ ขอบเขตเฮลิโอพอส (Heliosphere) เฮลิโอสเฟียร์ (Heliosphere) มีลักษณะคล้ายฟองอากาศอยู่ในห้วงอวกาศ ที่พอง ตัวอยู่ในสสารระหว่างดาว ซึ่งเป็นผลจากลมสุริยะ ทำ หน้าที่ปกป้องระบบสุริยะเอา ไว้จากรังสีคอสมิก แม้จะมีอะตอมที่เป็นกลางทางไฟฟ้าส่วนหนึ่งจากสสารระหว่าง ดาวสามารถลอดเข้ามา ภายในเฮลิโอสเฟียร์ได้ แต่โดยทั่วไปแล้วสสารส่วน ใหญ่ที่อยู่ภายในเฮลิโอสเฟียร์ล้วนมีต้นกำ เนิดมา จากดวงอาทิตย์ทั้งสิ้น ในรัศมี 10,000 ล้านกิโลเมตรแรก ลมสุริยะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วมากกว่า 1 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมงจากนั้นจึงเริ่มชะลอและสลายไปในสสารระหว่างดาว ลม สุริยะจะชะลอความเร็วลงจนหยุดลงในที่สุดและรวมไปในมวลสารเหล่านั้น จุดที่ ลมสุริยะชะลอความเร็วลงเรียกว่า กำ แพงกระแทก (Termination shock) จุดที่ แรงดันของสสารระหว่างดาวกับลมสุริยะเข้าสู่สมดุลกันเรียกว่า เฮลิโอพอส (Heliopause) จุดที่สสารระหว่างดาวเคลื่อนที่ในทางตรงกันข้าม คือชะลอตัวลง เมื่อปะทะเข้ากับเฮลิโอสเฟียร์ เรียกว่า โบว์ช็อค (Bow shock)

27 อาณาบริเวณเฮลิโอสเฟียร์ ย่านของเมฆออร์ต (Oort cloud) เมฆออร์ต (Oort cloud) คือ ชั้นเมฆในอวกาศที่ล้อมรอบระบบสุริยะอยู่เป็น ทรงกลม บริเวณเมฆเหล่านี้อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ออกไปราว 50,000 - 100,000 หน่วยดาราศาสตร์ จากดวงอาทิตย์ ไกลออกไปจากขอบระบบสุริยะ รอบนอก ตำ แหน่งของเมฆออร์ตอยู่ในระยะความห่าง 1 ใน 4 ของดาวแคระ แดงพร็อกซิมาคนครึ่งม้า ในกลุ่มเมฆออร์ตนี้มีวัตถุพ้นดาวเนปจูน อย่างดาว เคราะห์แคระ 90377 เซดนา ที่ถูกค้นพบเมื่อวันที่ 14 พฤศจิกายน พ.ศ. 2546 อยู่ด้วย วัตถุในกลุ่มเมฆออร์ตคือเศษเหลือจากการสร้างดาวเคราะห์ เป็นก้อนน้ำ แข็ง สกปรก มีส่วนประกอบไปด้วยน้ำ แข็ง คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน แอมโมเนีย ฝุ่น และหิน มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ไม่กี่กิโลเมตรไปจนถึงหลายสิบ กิโลเมตร โดยนักดาราศาสตร์เชื่อกันว่ากลุ่มเมฆออร์ตเป็นแหล่งต้นกำ เนิดของ ดาวหาง

28 ย่านของเมฆออร์ต ระบบสุริยะของเรามีขนาดใหญ่โตมากเมื่อเทียบกับโลกที่เราอาศัยอยู่ แต่ระบบสุริยะมี ขนาดเล็กเมื่อเทียบกับกาแล็กซีของเราหรือกาแล็กซีทางช้างเผือก ระบบสุริยะตั้งอยู่ใน บริเวณ วงแขนของกาแล็กซีทางช้างเผือก (Milky Way) ที่ชื่อแขนโอไลออน ซึ่ง เปรียบเสมือนวงล้อยักษ์ที่หมุนอยู่ในอวกาศ โดยระบบสุริยะจะอยู่ห่างจาก จุดศูนย์กลาง ของกาแล็กซีทางช้างเผือกประมาณ 30,000 ปีแสง ระนาบของระบบสุริยะเอียงทำ มุม กับระนาบของกาแลกซี่ประมาณ 60 องศา ดวงอาทิตย์ จะใช้เวลาประมาณ 225 ล้านปี ในการเคลื่อนครบรอบจุดศูนย์กลางของกาแล็กซีทางช้างเผือกครบ 1 รอบ นัก ดาราศาสตร์จึงมีความเห็นร่วมกันว่า เทหวัตถุทั้งมวลในระบบสุริยะ ไม่ว่าจะเป็นดาว เคราะห์ทุกดวง ดวงจันทร์ของ ดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง และอุกกาบาต เกิดขึ้นมาพร้อมๆกัน มีอายุเท่ากันตามทฤษฎีจุดกำ เนิดของระบบสุริยะ และจากการนำ เอาหินจากดวงจันทร์มาวิเคราะห์การสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี ทำ ให้ทราบว่าดวงจันทร์มี อายุประมาณ 4,600 ล้านปี ในขณะเดียวกันนักธรณีวิทยา ก็ได้คำ นวณ หาอายุของหินบนผิวโลก จากการสลายตัวของอะตอมธาตุยูเรเนียม และ สารไอโซโทปของธาตุตะกั่ว ทำ ให้นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า โลก ดวงจันทร์ อุกกาบาต มีอายุประมาณ 4,600 ล้านปี และอายุของระบบสุริยะนับตั้งแต่เริ่มเกิดจากฝุ่นละออง ก๊าซในอวกาศจึงมีอายุไม่เกิน 5,000 ล้านปี ในบรรดาสมาชิกของระบบสุริยะซึ่ง ประกอบด้วย ดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์น้อย ดวงจันทร์ ของดาวเคราะห์ ดาวหาง อุกกาบาต สะเก็ดดาว รวมทั้งฝุ่นละองก๊าซ อีกมากมาย นั้นดวงอาทิตย์และดาว เคราะห์ 8 ดวง จะได้รับความสนใจมากที่สุดจากนักดาราศาสตร์

กาแล็กซี 29

กำ เนิดกาแล็กซี กาแล็กซี หรือ ดาราจักร คือ อาณาจักรของดวงดาวที่อยู่รวมกันด้วยแรงโน้ม ถ่วง นอกจากดาวฤกษ์จำ นวนหลายแสนล้านดวงแล้ว กาแล็กซียังประกอบด้วยเทห์ฟ้า อื่น เช่น เนบิวลา และ สสารระหว่างดาว ที่รวมกันอย่างเป็นระบบด้วยแรงโน้ม ถ่วง กาแล็กซีอาจมีขนาดเล็กหรือใหญ่แตกต่างกันไป โดยกาแล็กซีขนาดใหญ่ อาจมี ดาวฤกษ์เป็นสมาชิกถึงล้านล้านดวง หรือกาแล็กซีขนาดเล็กก็อาจมีดาวฤกษ์เป็นสมาชิก เพียงสิบล้านดวง เมื่อมีหลักฐานสำ คัญหลายประการสนับสนุนให้ทฤษฎีบิกแบง ( Big Bang ) เป็นคำ อธิบายการเกิดเอกภพที่ได้รับการยอมรับในปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์จึงเชื่อว่า กาแล็กซีเกิดขึ้นในช่วงเวลาหลังจากเหตุการณ์บิกแบงประมาณ 1,000 ล้านปี โดยเกิด จากการรวมตัวกันของกลุ่มแก๊สและฝุ่นต่าง ๆ วิวัฒนาการเป็นกลุ่มดวงดาว หรือกลาย เป็นองค์ประกอบอื่น ๆ ที่อยู่รวมกันได้อย่างเป็นระบบ กระทั่งกลายเป็นกาแล็กซีที่กิน อาณาเขตมหาศาลและมีรูปร่างลักษณะที่แตกต่างกันออกไป กาแล็กซีมีกี่ประเภท เนื่องจากกาแล็กซีมีรูปร่างลักษณะที่แตกต่างกัน จึงสามารถแบ่งประเภทเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ กาแล็กซีปกติ ( regular galaxy ) เป็นกาแล็กซีที่มีรูปร่าง สัณฐานชัดเจน สามารถจัดประเภทตามแผนภาพส้อมเสียงของฮับเบิล ( Hubble Turning Fork ) ได้ อีกประเภทหนึ่งคือ กาแล็กซีไม่มีรูปแบบ ( irregular galaxy ) คือ กาแล็กซีที่ไม่มีรูปร่างสัณฐานชัดเจน เช่น กาแล็กซีแมกเจลแลนใหญ่ แผนภาพส้อมเสียงของฮับเบิล จัดทำ ขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน คือ เอ็ด วิน ฮับเบิล ในปี ค.ศ. 1936 เขาได้เสนอแผนภาพที่มีลักษณะคล้ายส้อม เพื่อใช้ใน การจำ แนกประเภทของกาแล็กซีตามรูปร่างสัณฐาน 30

กาแล็กซี (Galaxy) หรือ ดาราจักร หมายถึง อาณาจักรของดาว กาแล็กซี หนึ่งๆ ประกอบด้วยก๊าซ ฝุ่น และดาวฤกษ์หลายพันล้านดวง กาแล็กซีมี ขนาดใหญ่หมื่นล้านถึงแสนล้านปีแสง “ทางช้างเผือก” เป็นกาแล็กซีของ เรามีขนาดประมาณหนึ่งแสนปีแสง เนื่องจากโลกของเราอยู่ภายในทางช้าง เผือก การศึกษาโครงสร้างของทางช้างเผือก จำ ต้องศึกษาจากภายในออกมา การศึกษากาแล็กซีอื่นๆ จึงช่วยให้เราเข้าใจกาแล็กซีของตัวเองมากขึ้น แต่โบราณมนุษย์เข้าใจว่า ทางช้างเผือกเป็นปรากฏการณ์ภายใน บรรยากาศโลกเช่นเดียวกับเมฆ หมอก รุ้งกินน้ำ จนกระทั่งคริสต์ศตวรรษที่ 18 ได้มีการสร้างกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่จึงทราบว่า ทางช้างเผือก ประกอบด้วยดวงดาวมากมาย เซอร์ วิลเลียม เฮอร์เชล (ผู้ค้นพบดาวยูเรนัส) ทำ การสำ รวจความหนาแน่นของดาวบนท้องฟ้าและให้ความเห็นว่า ดวง อาทิตย์อยู่ตรงใจกลางของทางช้างเผือก ศตวรรษต่อมา ฮาร์โลว์ แชพลีย์ ทำ การวัดระยะทางของ กระจุกดาวทรงกลมซึ่งห่อหุ้มกาแล็กซี โดยใช้ความ สัมพันธ์คาบ-กำ ลังส่องสว่างของดาวแปรแสงแบบ RR Lyrae ที่อยู่ในกระจุก ดาวทรงกลมทั้งหลาย เขาพบว่ากระจุกดาวเหล่านี้อยู่ห่างจากโลกนับหมื่น ปีแสง รอบล้อมส่วนป่องของกาแล็กซี ดังนั้นดวงอาทิตย์ไม่น่าจะอยู่ตรง ใจกลางของทางช้างเผือก 31

32 คำ ว่า กาแล็กซี มาจากคำ ศัพท์ในภาษากรีกที่ใช้เรียกดาราจักรของเรา คือ galaxias (γαλαξίας) หรือ kyklos galaktikos ซึ่งมีความหมายว่า "วงกลมน้ำ นม" อันเนื่อง มาจากลักษณะที่ปรากฏบนท้องฟ้า ในตำ นานเทพปกรณัมกรีก เทพซุสมีบุตรคน หนึ่งกับสตรีชาวมนุษย์ คือ เฮราคลีส พระองค์วางบุตรผู้เป็นทารกบนทรวงอกของ เทพีเฮราขณะที่นางหลับ เพื่อให้ทารกได้ดื่มน้ำ นมของนางและจะได้เป็นอมตะ เมื่อเฮราตื่นขึ้นและพบว่าทารกแปลกหน้ากำ ลังดื่มนมจากอกนาง ก็ผลักทารกนั้นออก ไป สายน้ำ นมกระเซ็นออกไปบนฟากฟ้ายามราตรี เกิดเป็นแถบแสงจางๆ ซึ่งเป็น ที่รู้จักกันว่า "ทางน้ำ นม" (Milky Way; ไทยเรียก "ทางช้างเผือก") ในบทความทางด้านดาราศาสตร์ คำ ว่า galaxy ที่ขึ้นต้นด้วยอักษรตัวใหญ่ ('Galaxy') จะใช้ในความหมายที่เฉพาะเจาะจงว่าหมายถึงดาราจักรทางช้างเผือกของ เรา เพื่อให้แตกต่างจากดาราจักรอื่น คำ ว่า "ทางน้ำ นม" (Milky Way) ปรากฏครั้งแรกในวรรณกรรมภาษาอังกฤษ ในบท กวีของชอเซอร์ ดังนี้ See yonder, lo, the Galaxyë Which men clepeth the Milky Wey, For hit is whyt. — เจฟฟรีย์ ชอเซอร์, The House of Fame, ค.ศ. 1380 เมื่อวิลเลียม เฮอร์เชล ได้จัดทำ รายการวัตถุท้องฟ้า เขาเรียกวัตถุแบบดาราจักร เช่น ดาราจักร M31 ว่า "spiral nebula" ในเวลาต่อมาจึงพบว่าวัตถุนั้นเป็นการรวม กลุ่มอย่างหนาแน่นของดาวฤกษ์จำ นวนมาก และได้ทราบระยะห่างอย่างแท้จริง มัน จึงถูกเรียกว่า island universes อย่างไรก็ดี คำ ว่า universe เป็นที่เข้าใจกันว่า หมายถึงห้วงอวกาศโดยรวมทั้งหมด ดังนั้นคำ นี้จึงไม่ได้ใช้เรียกขานอีก ภายหลังวัตถุ จำ พวกดาราจักรจึงถูกเรียกว่า galaxy

กาแล็กซีรี ( elliptical galaxy ) เป็นกาแล็กซีที่มีสัณฐานเป็นทรงรี มีการกระ จายของแสงดาวฤกษ์อย่างสม่ำ เสมอทั่วทั้งกาแล็กซี ใช้รหัสแทนด้วยตัวอักษร E ตามด้วยหมายเลข 1 - 7 ซึ่งบ่งบอกระดับความรี เช่น กาแล็กซีเอ็ม 87 เป็น กาแล็กซีประเภท E0 คือ มีรูปร่างรีน้อยที่สุด แต่หากเป็นรหัส E7 แสดงว่ามีความ รีมากที่สุดนั่นเอง กาแล็กซีแบบกังหันหรือก้นหอย ( spiral galaxy ) เป็นกาแล็กซีที่มี ดาวฤกษ์กระจุกหนาแน่นอยู่ที่ส่วนใจกลาง (nucleus) ของกาแล็กซี และค่อย ๆ กระจายออกไปรอบ ๆ จากตรงกลาง ส่วนที่กระจายจากตรงกลางเรียกว่า ส่วนแขน ซึ่งมีลักษณะกระจายออกคล้ายใบพัดของกังหัน กาแล็กซีแบบกังหันสามารถแบ่ง ตามสัณฐานของส่วนใจกลางและลักษณะโครงสร้างการกระจายออกจากส่วน ใจกลาง เป็น 2 ประเภทย่อย ดังนี้ กาแล็กซีกังหัน ( spiral galaxy ) เป็นกาแล็กซีที่มีส่วนใจกลางหนาแน่น มีความสว่างชัดเจน แบ่งแยกย่อยเป็น 3 แบบ โดยใช้สัญลักษณ์ คือ Sa Sb และ Sc ซึ่งมีรูปร่างแตกต่างกัน คือ Sa มีส่วนใจกลางใหญ่มาก สังเกตเห็นส่วนแขนไม่ชัดเจน Sb มีส่วนใจกลางใหญ่ปานกลาง สังเกตเห็นส่วนแขนชัดเจน Sc มีส่วนใจกลางขนาดเล็ก สังเกตเห็นส่วนแขนเป็นแนวยาวได้ชัดเจน ที่สุด กาแล็กซีกังหันแบบมีคาน ( barred spiral galaxy ) เป็นกาแล็กซีที่มี ส่วนใจกลางหนาแน่น และมีโครงสร้างที่คล้ายคานพาดผ่านส่วนใจกลาง แบ่งแยกย่อยเป็น 3 แบบ โดยใช้สัญลักษณ์ คือ SBa SBb และ SBc ซึ่งมี รูปร่างแตกต่างกัน คือ SBa มีส่วนใจกลางใหญ่มาก สังเกตเห็นส่วนคานไม่ชัดเจน SBb มีส่วนใจกลางใหญ่ปานกลาง สังเกตเห็นส่วนคานชัดเจน SBc มีส่วนใจกลางขนาดเล็ก สังเกตเห็นส่วนคานชัดเจนที่สุด 33

34 นักวิทยาศาสตร์ได้จาแนกกาแล็กซี่ออกเป็น 4 ประเภท ตามลักษณะรูปร่าง ดังนี้ 1. กาแล็กซี่กลมรี ( Elliptical Galaxy ) มีรูปร่างกลมรี ซึ่ง บางกาแล็กซี่อาจ กลมมาก บางกาแล็กซี่อาจรีมาก นักดาราศาสตร์ให้ ความเห็นว่า กาแล็กซี่ ประเภทนี้จะมีรูปร่างกลมรีมากน้อยเพียงใดนั่น ขึ้นอยู่กับอัตราการหมุนของกา แล็กซี่ ถ้าหมุนเร็วกาแล็กซี่จะมีรูปร่าง ยาวรีมาก 2. กาแล็กซี่ก้นหอย ( Spiral Galaxy ) มีรูปร่างแบบก้นหอย มีแขนโค้ง เหมือนลายก้นหอยหรือกังหัน บางทีจึงเรียกว่า กาแล็กซี่ กังหัน ตัวอย่างเช่น กาแล็กซี่ทางช้างเผือก กาแล็กซี่แอนโดรเมดา กา แล็กซี่ส่วนใหญ่ที่พบใน เอกภพจะเป็นกาแล็กซี่ประเภทนี้

35 3. กาแล็กซี่ก้นหอยคาน (Barred Spiral Galaxy) มีลักษณะ คล้ายคลึง กับกาแล็กซี่ก้นหอย แต่ตรงกลางมีลักษณะเป็นคาน และมี แขนแบบกา แล็กซี่ก้นหอยต่อออกมาจาก ปลายคานทั้งสองหรือเรียก อีกชื่อว่า กาแล็กซี่ กังหันแบบมีแกน มีอัตราหมุนรอบตัวเองเร็วกว่า กาแล็กซี่ทุกประเภท 4. กาแล็กซี่ไร้รูปร่าง (Irregular Galaxy) เป็นกาแล็กซี่ที่มี รูปร่าง ลักษณะต่างออกไปจากกาแล็กซี่ทั้ง 3 ประเภทที่กล่าวมาแล้ว เป็นกา แล็กซี่ส่วนน้อย มีรูปร่างที่ไม่แน่นอน หรือเรียกว่า กาแล็กซี่อ สัณฐาน มักจะเป็นกาแล็กซี่ขนาดเล็ก เช่น กาแล็กซี่แมกเจลแลน ใหญ่ และกาแล็กซี่แมกเจลแลนเล็ก

36 ประวัติการสังเกตการณ์ การค้นพบว่าเราอาศัยอยู่ในดาราจักร และความจริงที่ว่ามีดาราจักรอยู่ เป็นจำ นวนมากมาย เกิดขึ้นพร้อมๆ กันกับการพบข้อเท็จจริงของทาง ช้างเผือก และเนบิวลาต่างๆ ที่อยู่บนท้องฟ้า ทางช้างเผือก นักปรัชญาชาวกรีกชื่อ ดีโมครีตัส (450-370 ปีก่อนคริสตกาล) เสนอว่า แถบสว่างบนฟากฟ้ายามราตรีที่รู้จักกันในชื่อ ทางช้างเผือก อาจจะ ประกอบด้วยดวงดาวที่อยู่ไกลออกไปนักดาราศาสตร์ชาวเปอร์เซียชื่อ อาบู รายาน อัล-บิรูนิ (Abū Rayhān al-Bīrūnī) (ค.ศ. 973-1048) ก็ คิดว่าดาราจักรทางช้างเผือกเป็นที่รวมดาวฤกษ์มากมายเหมือนกลุ่มเมฆ อันไม่อาจนับได้การพิสูจน์ทฤษฎีนี้เกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1610 เมื่อ กาลิ เลโอ กาลิเลอีศึกษาดาราจักรทางช้างเผือกผ่านกล้องโทรทรรศน์ และ ค้นพบว่ามันประกอบด้วยดาวจาง ๆ จำ นวนมากหนังสือเล่มหนึ่งในปี ค.ศ. 1755 อิมมานูเอล คานท์ วาดภาพดาราจักรจากผลงานก่อนหน้าของ โทมัส ไรท์ โดยจินตนาการ (ได้ตรงเผง) ว่าดาราจักรน่าจะเป็น โครงสร้างหมุนวนที่ประกอบด้วยดาวฤกษ์จำ นวนมากซึ่งดึงดูดกันและกัน ไว้ด้วยแรงโน้มถ่วง คล้ายคลึงกับระบบสุริยะ แต่ในระดับที่ใหญ่กว่า มาก เรามองเห็นแผ่นจานของดาวฤกษ์เหล่านั้นเป็นแถบอยู่บนท้องฟ้า ได้เนื่องจากมุมมองของเราที่อยู่ภายในจานนั่นเอง คานท์ยังคิดไปอีกว่า เนบิวลาสว่างบางแห่งที่ปรากฏบนฟ้ายามค่ำ คืนอาจเป็นดาราจักรอื่นที่ แยกจากเราก็ได้

37 แผนภาพดาราจักรทางช้างเผือกสร้างจากการเฝ้านับดวงดาวของ วิลเลียม เฮอร์เชล ในปี ค.ศ. 1785 โดยใช้สมมุติฐานว่าระบบสุริยะอยู่ใกล้ศูนย์กลาง ความพยายามครั้งแรกที่จะบรรยายรูปร่างของทางช้างเผือกและ ตำ แหน่งของดวงอาทิตย์ในดาราจักรนั้นเริ่มต้นขึ้นในปี ค.ศ. 1785 เมื่อ วิลเลียม เฮอร์เชล เฝ้านับดวงดาวบนท้องฟ้าส่วนต่างๆ อย่าง ละเอียด เขาสร้างแผนภาพของดาราจักรขึ้นโดยสมมุติว่าระบบสุริยะอยู่ ใกล้กับศูนย์กลางจากจุดเริ่มต้นที่ละเอียดละออนี้ แคปทีย์น สามารถ สร้างภาพวาดดาราจักรทรงรีขนาดเล็ก (เส้นผ่านศูนย์กลางราว 15 กิโล พาร์เซก) โดยมีดวงอาทิตย์อยู่ใกล้ศูนย์กลางได้ในปี ค.ศ. 1920 ต่อมา ฮาร์โลว์ แชปลีย์ ใช้วิธีการที่แตกต่างออกไปโดยอ้างอิงจากการจัดทำ บัญชีกระจุกดาวทรงกลม สร้างเป็นภาพที่แตกต่างไปอย่างสิ้นเชิง คือ แผ่นจานแบนมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 70 กิโลพาร์เซก ส่วนดวง อาทิตย์อยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางมากการวิเคราะห์ทั้งสองรูปแบบนี้ไม่ สามารถอธิบายการดูดกลืนแสงโดยฝุ่นระหว่างดาวซึ่งปรากฏในระนาบ ดาราจักรได้ แต่หลังจากที่โรเบิร์ต จูเลียส ทรัมเพลอร์ สามารถระบุ ปริมาณของปรากฏการณ์นี้ได้ในปี ค.ศ. 1930 โดยการศึกษากระจุก ดาวเปิด ภาพปัจจุบันของดาราจักรทางช้างเผือกของเราก็เป็นรูปเป็นร่าง ขึ้น

38 ภาพร่างดาราจักรน้ำ วน (Whirlpool Galaxy) วาดโดยลอร์ดรอสส์ ในปี ค.ศ. 1845 ในช่วงปลายคริสต์ศตวรรษที่ 18 ชาลส์ เมสสิเยร์รวบรวมรายชื่อ เนบิวลา (วัตถุท้องฟ้าที่สว่างและปรากฏรูปร่างเหมือนกลุ่มแก๊ส) ที่สว่าง ที่สุด 109 รายการ และต่อมาวิลเลียม เฮอร์เชล รวบรวมรายชื่อ เนบิวลาได้ในปริมาณมากกว่าที่ 5,000 รายการปี ค.ศ. 1845 ลอร์ดรอ สส์ ได้สร้างกล้องโทรทรรศน์ใหม่ทำ ให้สามารถแยกแยะเนบิวลาทรง กลมกับทรงรีออกจากกันได้ เขายังแยกแยะจุดแสงที่แยกจากกันใน เนบิวลาเหล่านี้ได้อีกจำ นวนหนึ่ง ทำ ให้เชื่อว่าการคาดคะเนของคานท์ ก่อนหน้านี้น่าจะเป็นจริง ปี ค.ศ. 1917 เฮเบอร์ เคอร์ติส สังเกตพบโนวา เอส แอนดรอเมดา ซึ่งอยู่ใน "เนบิวลาใหญ่แอนดรอเมดา" (วัตถุท้องฟ้าของเมสสิเยร์ หมายเลข M31) เมื่อตรวจสอบบันทึกภาพถ่าย เขาพบโนวาเพิ่มอีก 11 แห่ง เคอร์ติสสังเกตว่าโนวาเหล่านี้มีค่าความสว่างเฉลี่ยจางกว่ากลุ่มที่ อยู่ในดาราจักรของเรา 10 อันดับ ผลที่ได้คือเขาสามารถประเมินระยะ ห่างของโนวาเหล่านั้นได้ว่าอยู่ไกล 150,000 พาร์เซก เขากลายเป็นผู้ สนับสนุนสมมุติฐาน "island universes" ที่ระบุว่าเนบิวลารูปก้นหอย แท้จริงมันคือดาราจักรที่แยกเป็นอิสระ เนบิวลา

ในปี ค.ศ. 1920 มีการถกเถียงทางวิชาการเรียกว่า "The Great Debate" ระหว่าง ฮาร์โลว์ แชปลีย์ กับ เฮเบอร์ เคอร์ติส เกี่ยวกับ ลักษณะทางธรรมชาติของทางช้างเผือก เนบิวลารูปก้นหอย และ ขนาดของเอกภพ เคอร์ติสชี้ให้เห็นถึงแถบสีดำ ในเนบิวลาเหล่านั้น ซึ่งดูคล้ายกับฝุ่นมืดในทางช้างเผือก รวมไปถึงการเคลื่อนดอปเพลอร์ เพื่อสนับสนุนแนวคิดของเขาว่าเนบิวลาใหญ่แอนดรอเมดาแท้จริง คือดาราจักรหนึ่ง ประเด็นนี้คลี่คลายลงได้ในช่วงต้นทศวรรษ 1920 เมื่อ เอ็ดวิน ฮับเบิล อาศัยกล้องโทรทรรศน์กล้องใหม่ของเขา สามารถแยกแยะ องค์ประกอบด้านนอกของเนบิวลารูปก้นหอยจำ นวนหนึ่งได้ว่ามัน ประกอบด้วยดาวฤกษ์เดี่ยว ๆ หลายดวง และระบุดาวแปรแสงชนิด เซเฟอิดได้อีกด้วย ทำ ให้เขาสามารถประเมินระยะห่างของเนบิวลา เหล่านั้นได้ว่ามันอยู่ห่างไกลจากโลกของเราเกินกว่าที่จะเป็นส่วน หนึ่งของทางช้างเผือกปี ค.ศ. 1936 ฮับเบิลสร้างระบบการจัดกลุ่ม ดาราจักรซึ่งยังคงใช้มาจนถึงปัจจุบัน เรียกว่า "ลำ ดับของฮับเบิล" (Hubble Sequence) 39 ภาพถ่ายของ "เนบิวลาใหญ่แอนดรอเมดา" ในปี 1899 ซึ่งต่อมาสามารถระบุ ได้ว่าเป็น ดาราจักรแอนดรอเมดา

40 งานวิจัยยุคใหม่ ปี ค.ศ. 1944 เฮนดริค ฟาน เดอ ฮัลสต์ ทำ นายเรื่องการแผ่รังสีของ คลื่นไมโครเวฟที่ความยาวคลื่น 21 ซม. ว่าเป็นผลจากอะตอมของแก๊ส ไฮโดรเจนระหว่างดาวการสังเกตการณ์ดังกล่าวในปี ค.ศ. 1951 ได้ ช่วยพัฒนาแนวทางการศึกษาเกี่ยวกับทางช้างเผือกมากขึ้น เพราะมัน ไม่ได้รับผลกระทบจากการดูดกลืนโดยฝุ่นในอวกาศ และการเคลื่อน ดอปเพลอร์ของมันก็ช่วยให้สามารถสร้างแผนที่การเคลื่อนที่ของแก๊ส ในดาราจักรได้ การสังเกตการณ์นี้นำ ไปสู่สมมุติฐานว่ามีโครงสร้างรูป คานหมุนอยู่ที่กลางดาราจักร กล้องโทรทรรศน์วิทยุที่พัฒนามากยิ่งขึ้น ทำ ให้สามารถตรวจสอบร่องรอยของแก๊สไฮโดรเจนในดาราจักรอื่นได้ อีกด้วย ดาราจักรหนวดแมลงขณะกำ ลังชนกันและรวมเข้าด้วยกัน ภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

41 ดาราจักรต่าง ๆ ภายในกระจุกดาราจักร โดยเฉลี่ยอยู่ห่างกันเกินกว่าหนึ่ง อันดับของขนาด (order of magnitude) เพียงเล็กน้อย เมื่อวัดจากเส้น ผ่านศูนย์กลางของมัน ด้วยเหตุนี้จึงเกิดอันตรกิริยาระหว่างดาราจักรเหล่านี้ อยู่เนือง ๆ และมีบทบาทสำ คัญอย่างยิ่งต่อวิวัฒนาการของดาราจักร ดาราจักร ที่อยู่ใกล้กันมากจะมีอันตรกิริยาระหว่างกันจนทำ ให้เกิดการบิดเบี้ยวของรูป ร่างอันเนื่องมาจากแรงน้ำ ขึ้นลง (tide) และอาจมีการแลกเปลี่ยนแก๊สกับ ฝุ่นระหว่างกันด้วย การชนกันระหว่างดาราจักรเกิดขึ้นเมื่อดาราจักรสองดาราจักรเคลื่อนตัดผ่าน กันและกัน และมีโมเมนตัมสัมพัทธ์มากพอที่มันจะไม่รวมตัวเข้าด้วยกัน โดยทั่วไป ดาวฤกษ์ในดาราจักรที่กำ ลังชนกันจะเคลื่อนผ่านทะลุไปได้โดย ไม่เกิดการชนกับดาวดวงอื่น อย่างไรก็ดี แก๊สและฝุ่นในดาราจักรทั้งสองจะมี อันตรกิริยาต่อกัน สสารระหว่างดาวจะถูกรบกวนและบีบอัด ทำ ให้เกิดการก่อ ตัวเป็นดาวฤกษ์ดวงใหม่ในจำ นวนมหาศาล การชนกันระหว่างดาราจักร ทำ ให้รูปร่างของดาราจักรใดดาราจักรหนึ่งหรือทั้งสองบิดเบี้ยว และอาจ ทำ ให้เกิดโครงสร้างรูปคาน วงแหวน หรือคล้ายหางก็ได้ กรณีสุดโต่งของอันตรกิริยาระหว่างดาราจักรคือการรวมตัวเข้าด้วยกัน ใน กรณีนี้ โมเมนตัมสัมพัทธ์ของดาราจักรทั้งสองมีไม่มากพอที่จะเคลื่อนผ่าน กันไปได้ มันจะค่อย ๆ รวมตัวเข้าด้วยกันกลายเป็นดาราจักรใหม่ที่มีขนาด ใหญ่กว่าเดิม การรวมตัวกันสามารถทำ ให้สัณฐานของดาราจักรใหม่แตก ต่างไปจากเดิม หากดาราจักรหนึ่งมีมวลมากกว่า จะเกิดผลลัพธ์ที่เรียกว่าการ กลืน (cannibalism) ดาราจักรที่ใหญ่กว่าแทบไม่ได้รับผลกระทบใด ๆ ส่วนดาราจักรที่เล็กกว่าจะแตกเป็นเสี่ยง ๆ ดาราจักรทางช้างเผือกกำ ลังอยู่ใน กระบวนการนี้เช่นกัน โดยที่มันกำ ลังกลืนดาราจักรรีแคระคนยิงธนูกับดารา จักรแคระหมาใหญ่

42 ดาวฤกษ์ก่อกำ เนิดขึ้นในดาราจักรได้โดยการจับกลุ่มกันของแก๊สเย็นที่รวมตัวเป็น เมฆโมเลกุลขนาดยักษ์ บางดาราจักรมีการก่อเกิดดาวฤกษ์ใหม่ในอัตราสูงมากที่ เรียกว่า "ดาวกระจาย (starburst)" หากมันยังคงสภาพเช่นนั้น มันจะใช้แก๊สที่มี อยู่หมดไปภายในเวลาน้อยกว่าช่วงชีวิตของดาราจักร ดังนั้นช่วงที่เกิดดาวกระจายจึง มักใช้เวลานานเพียงประมาณสิบล้านปี ซึ่งนับว่าสั้นมากเมื่อเทียบกับอายุของดารา จักร ดาราจักรชนิดดาวกระจายสามารถพบได้เป็นปกติในยุคแรก ๆ ของเอกภพ ปัจจุบันยังคงมีสภาวะดังกล่าวอยู่ คิดเป็นสัดส่วนราว 15% ของอัตราการผลิตดาว ทั้งหมด ดาราจักรชนิดดาวกระจายประกอบไปด้วยฝุ่นแก๊สที่รวมกันอยู่หนาแน่น เกิด ดาวฤกษ์ใหม่จำ นวนมาก รวมไปถึงดาวฤกษ์มวลสูงที่ทำ ให้เมฆหมอกของแก๊สที่อยู่ โดยรอบแตกตัวเป็นไอออนจนก่อตัวเป็นบริเวณเอช 2 (H II region)ดาวฤกษ์ มวลสูงเหล่านี้ยังอาจระเบิดเป็นซูเปอร์โนวา ทำ ให้เกิดซากซูเปอร์โนวาที่แผ่ขยาย ออกไปจนทำ อันตรกิริยาต่อแก๊สรอบ ๆ การก่อเกิดดาวเช่นนี้จุดชนวนทำ ให้เกิด ปฏิกิริยาลูกโซ่ มีการก่อกำ เนิดดาวใหม่จำ นวนมากทั่วไปหมดทั้งกลุ่มแก๊ส เมื่อแก๊ส ถูกนำ ไปใช้หรือกระจายออกไปจนเกือบหมด การก่อเกิดดาวจึงยุติลง ปรากฏการณ์ดาวกระจายมักเกี่ยวข้องกับการรวมตัวกันหรืออันตรกิริยาระหว่างดารา จักร M82 เป็นตัวอย่างต้นแบบของปรากฏการณ์นี้ ซึ่งมันได้เคลื่อนเข้าใกล้ดารา จักร M81 ที่มีขนาดใหญ่กว่า เรามักพบบริเวณที่มีการก่อเกิดดาวใหม่ในดาราจักร ไร้รูปแบบอีกด้วย ดาวกระจาย M82 ต้นแบบดั้งเดิมของดาราจักรชนิดดาวกระจาย ภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

43 นิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์ บทความหลัก: นิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์ ดาราจักรจำ นวนหนึ่งที่สังเกตพบ ได้รับการจำ แนกเป็นดาราจักรกัมมันต์ กล่าวคือ ส่วนใหญ่ของพลังงานที่ปล่อยออกมาทั้งหมด มีกำ เนิดมาจาก แหล่งพลังงานอื่นนอกเหนือจากดาวฤกษ์ ฝุ่น และสสารระหว่างดาว ลำ อนุภาคที่ปล่อยออกมาจากแกนกลางของดาราจักรรี M87 ภาพถ่ายจากกล้อง โทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล รูปแบบมาตรฐานของนิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์คือการมีจานพอกพูนมวลรอบหลุมดำ มวลยวดยิ่ง(supermassive black hole : SMBH) ที่แกนกลางของดาราจักร การแผ่รังสีจากนิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์เป็นผลจากพลังงานโน้มถ่วงของสสารใน จานขณะตกลงไปในหลุมดำ ประมาณ 10% ของวัตถุเหล่านี้ มีลำ พลังงานสองลำ ซึ่ง ปลดปล่อยอนุภาคออกจากแกนกลางในทิศทางตรงข้ามกันด้วยความเร็วใกล้ความเร็ว แสง กลไกที่ทำ ให้เกิดลำ พลังงานนี้ยังไม่เป็นที่เข้าใจดีนัก ดาราจักรกัมมันต์ที่แผ่รังสีพลังงานสูงในรูปของรังสีเอกซ์ได้รับการจำ แนกเป็นดารา จักรซีย์เฟิร์ต (Seyfert galaxy) หรือเควซาร์ (quasar) ขึ้นอยู่กับสภาพส่องสว่าง ส่วนเบลซาร์ (blazar) เชื่อว่าเป็นดาราจักรกัมมันต์ที่มีลำ พลังงานชี้มายังโลก ดารา จักรวิทยุจะแผ่คลื่นวิทยุออกมาพร้อมกับลำ พลังงาน แบบจำ ลองหนึ่งเดียวของดาราจัก รกัมมันต์เหล่านี้แสดงถึงความแตกต่างอันเนื่องมาจากมุมมองของผู้สังเกตการณ์ สิ่งที่อาจเกี่ยวข้องกับนิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์ (รวมไปถึงดาวกระจาย) คือ ไลเนอร์ (low-ionization nuclear emission-line regions : LINERs) แสงที่เปล่งออกมา จากดาราจักรประเภทนี้ ส่วนใหญ่เป็นธาตุที่แตกตัวเป็นไอออนในระดับต่ำ ประมาณ หนึ่งในสามของดาราจักรที่อยู่ใกล้เรามีไลเนอร์ในนิวเคลียส

44 มวลสารอันตรดารา หรือ มวลสารระหว่างดาวฤกษ์(อังกฤษ: interstellar medium; ISM) ในทางดาราศาสตร์หมายถึงกลุ่มแก๊ส และฝุ่นที่กระจายตัวอยู่ในพื้นที่ว่างระหว่างดวงดาว เป็นสสารที่ดำ รงอยู่ ระหว่างดาวฤกษ์ต่าง ๆ ในดาราจักร เติมเติมช่องว่างระหว่างดวงดาว และผสานต่อเนื่องกับช่องว่างระหว่างดาราจักรที่อยู่โดยรอบ การแผ่ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นพลังงานของสสารมีปริมาณเท่ากันกับสนาม การแผ่รังสีระหว่างดวงดาว การกระจายตัวของประจุไฮโดรเจน ซึ่งนักดาราศาสตร์เรียกว่า เอชทู ในช่องว่างระหว่างดาราจักร ที่ สังเกตการณ์จากซีกโลกด้านเหนือผ่าน Wisconsin Hα Mapper มวลสารอันตรดาราประกอบด้วยองค์ประกอบอันเจือจางอย่างมากของไอออน อะตอม โมเลกุล ฝุ่นขนาดใหญ่ รังสีคอสมิก และสนามแม่เหล็กของดาราจักร โดยที่ 99% ของ มวลของสสารเป็นแก๊ส และอีก 1% เป็นฝุ่น มีความหนาแน่นเฉลี่ยในดาราจักรทางช้าง เผือก ระหว่างไม่กี่พันจนถึงหลักร้อยล้านหน่วยอนุภาคต่อลูกบาศก์เมตร ประมาณ 90% ของแก๊สเป็นไฮโดรเจน ส่วนอีกประมาณ 10% เป็นฮีเลียม เมื่อพิจารณาตามจำ นวน ของนิวเคลียส โดยมีสสารมวลหนักผสมอยู่บ้างเล็กน้อย มวลสารอันตรดารามีบทบาทสำ คัญอย่างยิ่งสำ หรับการศึกษาฟิสิกส์ดาราศาสตร์ เนื่องจากมันอยู่ในระหว่างกลางของเหล่าดวงดาวในดาราจักร ดาวฤกษ์ใหม่จะเกิดขึ้น จากย่านที่หนาแน่นที่สุดของสสารนี้กับเมฆโมเลกุลโดยได้รับสสารและพลังงานมาจาก เนบิวลาดาวเคราะห์ลมระหว่างดาว และซูเปอร์โนวา ความสัมพันธ์ระหว่างดาวฤกษ์กับ มวลสารระหว่างดาวช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถคำ นวณอัตราการสูญเสียแก๊สของ ดาราจักร และสามารถคาดการณ์ช่วงเวลาการก่อตัวของดาวฤกษ์กัมมันต์ได้

45 ดาวฤกษ์ (อังกฤษ: star) คือวัตถุท้องฟ้าที่เป็นก้อนพลาสมาสว่างขนาดใหญ่ที่คง อยู่ได้ด้วยแรงโน้มถ่วงดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด คือ ดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักของโลก เราสามารถมองเห็นดาวฤกษ์อื่น ๆ ได้บนท้องฟ้ายามราตรี หากไม่มีแสงจากดวงอาทิตย์บดบัง ในประวัติศาสตร์ ดาวฤกษ์ที่โดดเด่นที่สุดบนทรงกลมท้องฟ้าจะถูกจัดเข้าด้วยกันเป็นกลุ่มดาว และ ดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดจะได้รับการตั้งชื่อโดยเฉพาะ นักดาราศาสตร์ได้จัดทำ สารบัญ แฟ้มดาวฤกษ์เพิ่มเติมขึ้นมากมาย เพื่อใช้เป็นมาตรฐานการตั้งชื่อดาวฤกษ์ ตลอดอายุขัยส่วนใหญ่ของดาวฤกษ์ มันจะเปล่งแสงได้เนื่องจากปฏิกิริยาเทอร์โม นิวเคลียร์ฟิวชันที่แกนของดาว ซึ่งจะปลดปล่อยพลังงานจากภายในของดาว จากนั้น จึงแผ่รังสีออกไปสู่อวกาศ ธาตุเคมีเกือบทั้งหมดซึ่งเกิดขึ้นโดยธรรมชาติและหนัก กว่าฮีเลียมมีกำ เนิดมาจากดาวฤกษ์ทั้งสิ้น โดยอาจเกิดจากการสังเคราะห์นิวเคลียส ของดาวฤกษ์ระหว่างที่ดาวยังมีชีวิตอยู่ หรือเกิดจากการสังเคราะห์นิวเคลียสของมหา นวดาราหลังจากที่ดาวฤกษ์เกิดการระเบิดหลังสิ้นอายุขัย นักดาราศาสตร์สามารถ ระบุขนาดของมวล อายุ ส่วนประกอบทางเคมี และคุณสมบัติของดาวฤกษ์อีกหลาย ประการได้จากการสังเกตสเปกตรัม กำ ลังส่องสว่าง และการเคลื่อนที่ในอวกาศ มวล รวมของดาวฤกษ์เป็นตัวกำ หนดหลักในลำ ดับวิวัฒนาการและชะตากรรมใน บั้นปลายของดาว ส่วนคุณสมบัติอื่นของดาวฤกษ์ เช่น เส้นผ่านศูนย์กลาง การหมุน การเคลื่อนที่ และอุณหภูมิ ถูกกำ หนดจากประวัติวิวัฒนาการของมัน แผนภาพคู่ ลำ ดับระหว่างอุณหภูมิกับโชติมาตรของดาวฤกษ์จำ นวนมาก ที่รู้จักกันในชื่อ แผนภาพของแฮร์ตสปรอง–รัสเซิล (แผนภาพ H-R) ช่วยทำ ให้สามารถระบุอายุ และรูปแบบวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ได้

46 ดาวฤกษ์ถือกำ เนิดขึ้นจากเมฆโมเลกุลที่ยุบตัวโดยมีไฮโดรเจนเป็น ส่วนประกอบหลัก รวมไปถึงฮีเลียม และธาตุอื่นที่หนักกว่าอีกจำ นวน หนึ่ง เมื่อแก่นของดาวฤกษ์มีความหนาแน่นมากเพียงพอ ไฮโดรเจน บางส่วนจะถูกเปลี่ยนเป็นฮีเลียมผ่านกระบวนการนิวเคลียร์ฟิวชันอย่าง ต่อเนื่องส่วนภายในที่เหลือของดาวฤกษ์จะนำ พลังงานออกจากแก่นผ่าน ทางกระบวนการแผ่รังสีและการพาความร้อนประกอบกัน ความดัน ภายในของดาวฤกษ์ป้องกันมิให้มันยุบตัวต่อไปจากแรงโน้มถ่วงของมัน เอง เมื่อเชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่แก่นของดาวหมด ดาวฤกษ์ที่มีมวลอย่าง น้อย 0.4 เท่าของดวงอาทิตย์จะพองตัวออกจนกลายเป็นดาวยักษ์แดง ซึ่ง ในบางกรณี ดาวเหล่านี้จะหลอมธาตุที่หนักกว่าที่แก่นหรือในเปลือก รอบแก่นของดาว จากนั้น ดาวยักษ์แดงจะวิวัฒนาการไปสู่รูปแบบเสื่อม มีการรีไซเคิลบางส่วนของสสารไปสู่สสารระหว่างดาว สสารเหล่านี้จะ ก่อให้เกิดดาวฤกษ์รุ่นใหม่ซึ่งมีอัตราส่วนของธาตุหนักที่สูงกว่า ระบบดาวคู่และระบบดาวหลายดวงประกอบด้วยดาวฤกษ์สองดวงหรือ มากกว่านั้นซึ่งยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงโน้มถ่วง และส่วนใหญ่มักจะโคจร รอบกันในวงโคจรที่เสถียร เมื่อดาวฤกษ์ในระบบดาวดังกล่าวสองดวงมี วงโคจรใกล้กันมากเกินไป ปฏิกิริยาแรงโน้มถ่วงระหว่างดาวฤกษ์อาจ ส่งผลกระทบใหญ่หลวงต่อวิวัฒนาการของพวกเราให้เกิดประโยชน์นำ มาซึ่งการปฏิสัมพันธ์ในเซลล์ร่างกายในภาชนะแห่งนี้ให้เกิดออร่าแผ่ อณูแห่งแสงวงจรกระทบดาวฤกษ์สามารถรวมตัวกันเป็นส่วนหนึ่งอยู่ใน โครงสร้างขนาดใหญ่ที่ยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงโน้มถ่วง (เช่นกระจุกดาว หรือดาราจักร) ได้