14/10/66127บทสรุปประจําบทที่ 5 และปฏิกิริยาหลอมรวมทางเทอรโมนวิเคลียรจะมีกระบวนการหลอมรวมโปรตอนเปนนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม โดยพลังงานภายในดวงอาทติยจากบรเิวณแกนกลางที่เกิดปฏิกิริยาเทอรโมนิวเคลียรหลอมรวมนิวเคลียสของไฮโดรเจน 4 ตัว มาเปนนิวเคลยีสของฮเีลียม 1 ตัว เขียนไดดังสมการนิวเคลียร จากการศึกษาพบวาดวงอาทิตยมีการแผรังสีออกมาเทากับ 3.9×10 26 วัตตและใชระยะเวลาในการแผรังสีพลังงาน ที่แกนกลางโดยปฏิกิริยาเทอรโมนวิเคลียรหลอมรวมไฮโดรเจน 4 ตัว เปนฮเีลียม 1 ตัว ประมาณ 1.039×10 10 ป หรือราว 1 หมื่นลานป 253บทสรุปประจําบทที่ 5 ปรากฏการณบนดวงอาทติยเปนสิ่งที่เกิดขึ้นบนดวงอาทิตยและสามารถสังเกตไดเชน จุดดวงอาทิตยเปลวสรุิยะ และลมสุริยะ ซึ่งปรากฏการณเหลานี้จะมีลักษณะและพฤติกรรมที่แตกตางกัน อยางไรก็ตามปรากฏการณเหลานี้ก็มีกลไกการเกิดเดียวกัน นั้นก็คือเกิดจาก สนามแมเหล็กของดวงอาทิตยการสํารวจดวงอาทิตย การสํารวจดวงอาทิตยอยางจริงจังเริ่มขึ้นจากสมยัของกาลิเลโอ ที่ไดน ํากลองโทรทรรศนสองดูดวงอาทิตยและไดพบ จุดบนดวงอาทิตย แตในปจจุบันไดมีการพัฒนาเทคโนโลยีจนทําใหไดมีการสงกลองโทรทรรศนอวกาศและดาวเทียมขึ้นไป สํารวจ และเก็บรวบรวมขอมูลสงมายังโลก ไดแก กลองโทรทรรศนอวกาศโซโฮ กลองโทรทรรศนอวกาศสเตริโอ กลอง โทรทรรศนอวกาศโซลารไดนามิกส ดาวเทียม GOES ดาวเทียม POES ดาวเทียม ACE และดาวเทียมในโครงการ DMSP เปนตน 254127
14/10/66128แบบฝกหัดทายบทที่ 5 1. โครงสรางของดวงอาทติยใดที่มีคาอุณหภูมิมากที่สุด 2. การถายเทความรอนของดวงอาทิตยมีแบบใดบาง พรอมอธิบายประกอบ 3. ขณะเกิดปรากฏการณสุริยุปราคาเต็มดวง สามารถเห็นชั้นบรรยากาศใดของดวงอาทิตยเดนชัดที่สุด 4. จงอธบิายการเกิดดอกดวง (Granulation) บนดวงอาทิตย 5. จะสามารถสังเกตปรากฏการณใดที่จะทําใหทราบวาดวงอาทิตยมีการหมุนรอบตัวเอง 6. ถามวลของดวงอาทิตยท ั้งหมดเปลี่ยนมาเปนพลังงานเทอรโมนิวเคลยีรจะมีคาพลังงานเทาใด 7. จุดบนดวงอาทิตยมีความสัมพนัธกับลมสุริยะหรือไมอยางไร 8. จงอธบิายการกอกําเนิดและวิวัฒนาการของดวงอาทิตย 9. การสํารวจดวงอาทิตยมีผลตอโลกอยางไร จงอธบิาย 255เอกสารอา งองิประจําบทที่5 กรกมล ศรีบุญเรือง, และประณิตา เสพปนคํา. (2256). ระบบสุริยะ (Solar System). เชียงใหม: สถาบันวิจยัดาราศาสตรแหงชาติ(องคกรมหาชน).บัญชา ธนบุญสมบตั. (2555). ิ พายุสุริยะ. กรุงเทพฯ: สํานักงานพัฒนาวิทยาศาสตรและเทคโนโลยีแหงชาติ (สวทช.). บุญรักษา สุนทรธรรม. (2532). ดาราศาสตรทั่วไป เลม 1. เชียงใหม: ภาควิชาฟสิกส คณะวิทยาศาสตร มหาวทิยาลัยเชียงใหม.ระวี ภาวิไล. (2522). ดาราศาสตรและอวกาศ. (พิมพครั้งที่1). กรุงเทพฯ: บริษัทศกึษิตสยาม จํากัด.วิภู รุโจปการ. (2557). เอกภพ เพื่อความเขาใจในธรรมชาตขิองจักรวาล. (พิมพครั้งที่ 12). กรุงเทพฯ: นามมีบุค พับลิเคชั่นส. Bennett, J., & Shostak, S. (2012). Life in the universe. (3rd ed.). San Francisco: Pearson Education, Inc. Fraknoi, A., Morrison, D., & Wolff, C. (2017). Astronomy. Texas: OpenStax. Seeds, A., & Backman, E. (2010). Astronomy: The Solar System and Beyond. (6th ed.). California: Nelson Education, Ltd. 256128
14/10/66129บทที่ 6 แผนบริหารการสอนประจําบท ระบบสุริยะ อาจารยวรีวัฒน อินทรทั ต แผนบริหารการสอนประจําบท เนื้อหา/สาระการเรียนรู 1. การกําเนิดระบบสรุิยะ 2. ตําแหนงปรากฏของดาวเคราะห 3. การเคลื่อนท่แีละองคประกอบการโคจรของดาวเคราะห 4. ดาวเคราะหในระบบสุริยะ 5. ดาวเคราะหแคระ 6. ดาวเคราะหนอย บทสรุปประจําบทที่ 6 แบบฝกหัดทายบทที่ 6 เอกสารอางอิงประจําบทที่ 6 258129
14/10/66130แผนบริหารการสอนประจําบท วัตถปุระสงคเชงิพฤติกรรม 1. ผูเรียนสามารถอธิบายการกาํเนิดระบบสุริยะและนิยามของดาวเคราะหได 2. ผูเรียนสามารถสามารถอธบิายตําแหนงดาวเคราะหในระบบสุริยะได 3. ผูเรียนสามารถอธิบายลักษณะของดาวเคราะห ดาวเคราะหแคระ ดาวเคราะหนอย 4. ผูเรียนสามารถคํานวณหาคาบดาราคติและคาบซิโนดิกของดาวเคราะหได 259แผนบริหารการสอนประจําบท วิธสีอนและกิจกรรมการเรียนการสอนประจาํบท 1. ผูสอนสนทนากับผูเรียนถึงความรูความเขาใจเบื้องตนเกี่ยวกับระบบสุรยิะ โดยสุมถามผูเรียนในช้นัเรียน 2. ผูสอนบรรยายหัวขอการกําเนิดระบบสุริยะ ตําแหนงปรากฏของดาวเคราะห การเคลื่อนที่และ องคประกอบการโคจรของดาวเคราะหดาวเคราะหในระบบสุริยะ ดาวเคราะหแคระ และดาวเคราะหนอย แลวใหผูเรียนรวมกันอภิปราย 3. ผูสอนมอบหมายใหผูเรียนทํากิจกรรมการสรางแบบจําลองระบบสุริยะ (เรื่องการยอสวนระบบสุริยะ) โดย ใหผูเรียนคํานวณการยอสวนของระยะทางจากดวงอาทิตยถึงดาวเคราะหแตละดวง คํานวณการยอสวนขนาดของ ดาวเคราะหแตละดวง จากนั้นนําผลการคํานวณที่ไดมาทํากิจกรรมการยอสวนระบบสุริยะ 4. ผูสอนมอบหมายงานใหผูเรียนทําแบบฝกหัดทายบท 260130
14/10/66131แผนบริหารการสอนประจําบท สื่อการเรยีนการสอน 1. เอกสารประกอบการสอน บทที่ 6 2. Power point 3. คลิปวิดีโอ 4. แบบจําลองระบบสุริยะ (เรื่องการยอสวนระบบสุริยะ) 5. แบบฝกหัดทายบท 261แผนบริหารการสอนประจําบท การวัดและประเมินผล 1. สังเกตความตั้งใจเรียน และการมีสวนรวมในกิจกรรมการเรยีนการสอน 2. พิจารณาการอภิปรายแลกเปลี่ยนความรใูนหองเรียน 3. พิจารณาและตรวจผลการฝกปฏิบัติการสรางแบบจําลองระบบสุริยะและการคํานวณ 4. ตรวจแบบฝกหัดทายบท 262131
14/10/66132บทที่ 6 เนื้อหา ระบบสุริยะ อาจารยวรีวัฒน อินทรทั ต บทที่ 6 ดาวเคราะหในระบบสุริยะ การกําเนิดระบบสรุยิะ ตาํแหนงปรากฏของดาวเคราะห การเคลื่อนท่แีละองคประกอบการโคจรของดาวเคราะห ดาวเคราะหในระบบสุริยะ ดาวเคราะหแคระ ดาวเคราะหนอย 264132
14/10/66133บทที่ 6 ระบบสุริยะเปนระบบที่ประกอบไปดวยดาวฤกษเปนศูนยกลางของระบบ และบริวารของดาวฤกษท่ีโคจรรอบ ดาวฤกษนั้น ซึ่งระบบสุริยะมีดวงอาทิตยเปนศูนยกลางของระบบสุริยะ และมีบริวารโคจรรอบระบบสุริยะ ไดแก ดาว เคราะหและวัตถุขนาดเล็ก เชน ดาวเคราะหนอยและดาวหาง และอ่ืน ๆ อีกเปนจํานวนมาก โดยปจจุบัน ดาว เคราะหในระบบสุริยะของเรามีทั้งหมด 8 ดวง ไดแก ดาวพุธ ดาวศุกร โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร ดาว ยูเรนัส และดาวเนปจูน ที่เรียงจากใกลดวงอาทิตยไปไกลจากดวงอาทิตย และจากการประชุมสหพันธ ดาราศาสตร นานาชาติ(International astronomical union: IAU) ในปพ.ศ. 2549 ไดมีการตั้งนยิามของ ดาวเคราะหและวัตถุอื่น ๆ ในระบบสุริยะขึ้นมา ดงันี้ 265บทที่ 6 นิยามดาวเคราะห โคจรรอบดวงอาทิตย์ มีมวลมากพอจนแรงโนม้ถ่วงทาํ ใหว้ตัถดุงักล่าวมีรูปทรงเป็นทรงกลมหรอืเกือบกลม วตัถดุงักล่าวทาํ ใหบ้รเิวณใกลเ้คียงกบัวงโคจรของมนั ปราศจากวตัถอุนÉืนิยามดาวเคราะหแคระ โคจรรอบดวงอาทิตย์ มีมวลมากพอจนแรงโนม้ถ่วงทาํ ใหว้ตัถดุงักล่าวมีรูปทรงเป็นทรงกลมหรอืเกือบกลม ในบรเิวณใกลเ้คียงกบัวงโคจรของวตัถุดงักลา่วสามารถมีวตัถอุÉน ๆ ในวงโคจื รได้ ไม่เป็นบรวิารของดาวเคราะหอ์Éนื 266133
14/10/66134บทที่ 6 จากการประชุมทําใหโอกาสในการคนพบดาวเคราะหดวงที่ 9 คงเปนไปไดยาก แตในทางกลับกันการคนพบ ดาว เคราะหแคระอาจเพิ่มสูงขึ้นในระยะเวลาไมกี่ปขางหนา ซึ่งดาวเคราะหแคระที่ถูกจัดประเภทหลังจากที่มีมติท่ีประชุม ไดแกพลูโต (Pluto) เซเรส (Ceres) และอีรีส (Eris) จากนั้นในปพ.ศ.2552 ไดพิจารณาเพ่ิมอีก 2 ดวง คือ มาเกะ มาเกะ (Makemake) และเฮาเมอา (Haumea) ในปจจุบันไดม ีการคนพบดาวเคราะหแคระแลวกวารอยดวง 267บทที่ 6 การกาํเนิดระบบสุริยะ ระบบสุริยะกาํเนิดมาประมาณ 4,600 ลานปจากการรวมตัวกันของ กาซ และฝุนละอองตาง ๆ ในอวกาศ การรวมตัวกันเกิดขึ้นเนื่องจากแรงโนมถวงของ กาซและฝุนละออง เมื่อความหนาแนนเพิ่มขึ้นจึงสงผลใหอุณหภูมิสูงขึ้น เกิดการ หมุนรอบตัวเองของกลุมกาซและฝุนละอองที่มารวมตัวกัน เพื่อเปนการอนุรักษ โมเมนตัม ที่สุดบริเวณใจกลางที่มีความหนาแนนสูงก็จะกลายเปนดาวฤกษ บริเวณที่ไกลออกไปจากศูนยกลางของระบบกลุมกาซและฝุนละอองจะคอย ๆ รวมตัวกันจนมีขนาดใหญขึ้นกลายเปนดาวเคราะหตาง ๆ ดังภาพท่ี6.1ภาพท่ี6.1 วิวฒันาการกําเนิดระบบสรุิยะที่มา: Seeds & Backman, 2010, p. 117 268134
14/10/66135บทที่ 6 ตาํแหนงปรากฏของดาวเคราะห การเคลื่อนที่ของดาวเคราะหที่ปรากฏบนทองฟาจะเปลี่ยนตําแหนงไปตามกลุมดาวตาง ๆ ซ่ึงคลายคลึงกับ ดวงอาทิตยและดวงจันทร แตการเคลื่อนที่ของดาวเคราะหนั้นจะมีการเคลื่อนที่ไปทางทิศตะวันออกบาง ตะวันตก บาง ซึ่งการเคลื่อนที่ไปทางทิศตะวันออกนั้นเรียกวาการเคลื่อนที่ทางตรง (Direc motion) และการเคลื่อนที่ไปทาง ทิศตะวันตกเรียกวาการเคลื่อนที่วกกลับ (Retrograde motion) ดังภาพท่ี6.2 ซึ่งจะแตกตางกับดวงอาทิตยและ ดวงจนัทรที่จะเคลื่อนท่ไีปยงัทิศตะวันออกเสมอ ภาพท่ี6.2 การเคลื่อนที่ปรากฏของดาวเคราะห ที่มา: บุญรักษา สุนทรธรรม, 2532, หนา 141 269บทที่ 6 จากการสังเกตดาวเคราะหนักดาราศาสตรสามารถจัดจําแนกดาวเคราะหที่สังเกตการณเปน 2 ประเภท คือ ดาวเคราะหวงใน และดาวเคราะหวงนอก ซึ่งดาวเคราะหวงใน ไดแก ดาวพุธ และดาวศุกร สวนดาวเคราะหวงนอก ไดแก ดาวอังคาร ดาวพฤหัส ดาวเสาร ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน การพิจารณากําหนดตําแหนงของดาวเคราะห จะ พิจารณาเทียบกับดวงอาทิตย โดยจะกําหนดในรูปแบบของอีลองเกชัน (Elongation) ซึ่งเปนมุมที่กระทําระหวาง เสนตรงที่ลากจากโลกถึงดวงอาทิตยกับเสนตรงที่ลากจากโลกถึงดาวเคราะห โดยพิจารณาดังนี้ (บุญรักษา สุนทร ธรรม, 2532, หนา 143) 270135
14/10/66136บทที่ 6 ตาํแหนงของดาวเคราะหวงใน เม่อืคาอีลองเกชัน เทากับ 0 องศา ดาวเคราะหจะอยูที่ตําแหนงคอนจังชัน (Conjuntion) ซึ่งแบงออกเปน 2 ตาํแหนง คือ ตําแหนงหนาดวงอาทิตยเรียกวาการรวมทิศแนววงใน (Inferio conjuntion) และตําแหนงหลัง ดวง อาทติยเรียกวาการรวมทิศแนววงนอก (Superior conjuntion) เนื่องจากดาวเคราะหวงในมีรัศมีวงโคจรนอยกวา โลกสามารถวัดคา มุมอีลองเกชันของดาวเคราะห วงในได ซึ่งคาอีลองเก ชันของดาวเคราะหวงในที่มี คามากที่สุด คือ ไมเกิน 28 องศา สําหรับดาวพุธ และไมเกิน 48 องศา สําหรับดาวศุกร ดังภาพที่ 6.3 ภาพท่ี6.3 แสดงตําแหนงปรากฏของดาวเคราะหวงใน 271บทที่ 6 ตาํแหนงของดาวเคราะหวงนอก ดาวเคราะหวงนอกเปนดาวเคราะหที่มีรัศมีวงโคจรมากวาโลก ดังนั้นการพิจารณาตําแหนงตาง ๆ ของดาว เคราะหวงนอกจะพิจารณาตามคามุม อีลองเกชัน ดงันี้ - เม่ือคาอีลองเกชัน เทากับ 0 องศา ดาวเคราะหจะอยูที่ตาํแหนง คอนจังซัน - เมื่อคาอีลองเกชัน เทากับ 90 องศา ดาวเคราะหจะอยูที่ ตาํแหนง ควอดราเจอร(Quadrature) - เมื่อคาอีลองเกชัน เทากับ 180 องศา ดาวเคราะหจะอยูที่ ตาํแหนง ออฟโพซิชัน (Opposition) ดังภาพที่6.4ภาพท่ี6.4 แสดงตําแหนงปรากฏของดาวเคราะหวงนอก 272136
14/10/66137บทที่ 6 การเคลื่อนที่และองคประกอบการโคจรของดาวเคราะห การพิจารณาการเคล่ือนที่ของดาวเคราะหและองคประกอบการโคจรของดาวเคราะหจะทําใหทราบ ถึงลักษณะของการโคจรของดาวเคราะหในระบบสุริยะ สงผลใหการศึกษาดาวเคราะหมีความเขาใจมากยิ่งขึ้น คาบซินโนดิก (Synodic period) ของดาวเคราะห คือ เวลาที่ดาวเคราะหใชในการเคลื่อนที่จากตําแหนงอีลอง เกชั่นแลวกลับมาสูตําแหนงอีลองเกชั่นเดิมอีกครั้ง คาบดาราคติ(Sidereal period) ของดาวเคราะห คือ เวลาที่ดาวเคราะหใชในการเคลื่อนที่โคจรรอบดวงอาทิตย ครบ 1 รอบ จากตาํแหนงใด ๆ บนทรงกลมทองฟาจนกลับมายังตําแหนงเดิมอีกครั้ง 273บทที่ 6 คาบดาราคตขิองดาวเคราะหวงใน สามารถพจิารณา จากสมการ 6.1 เม่อื S คือ คาบซินในดิกของดาวเคราะห P คือ คาบดาราคติของดาวเคราะห E คือ คาบดาราคติของโลก ซึ่งมีคา 365.25 วัน คาบดาราคตขิองดาวเคราะหวงนอก สามารถพิจารณา จากสมการ 6.2 (6.1) (6.2) 274137
14/10/66138บทที่ 6 ตัวอยางที่ 6.1 จากการสังเกตการณดาวองัคารพบวา มีคาบดาราคติ687 วัน จะมีคาบชินโนติกเทาไร วิธีทํา ดาวอังคารจัดวาเปนดาวเคราะหวงนอก ดังนั้น ดาวอังคารมคีาบซนิในดิก 779.88 วัน หรือ 2135 ป 275บทที่ 6 โจทยลองคิด ดาวพุธมีคาบซินโนดิกราว 115.88 วัน ดาวพุธจะมีคาบดาราคตเิปนเทาใด 276138
14/10/66139บทที่ 6 องคประกอบของวงโคจรของดาวเคราะห การพิจารณาวงโคจรของดาวเคราะหเปนการบอกตําแหนงและเสนทางการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห เมื่อเทียบกับกรอบอางอิง (Frame of reference) ซึ่งประกอบดวย 7 คา ดังตอไปนี้ 1. ระยะครึ่งแกนเอก (Semi major axis, a) 2. คาความรี(Eccentricity, e) 3. มุมเอยีง (Inclination) ระหวางระนาบวงโคจรกับระนาบอคีลิปติก 4. คาบดาราคติของดาวเคราะห 5. มุมระหวางเสนแกนเอกของระนาบอีคลิปติกกระทํากับระนาบวงโคจรของดาวเคราะห() 6. มุมที่วัดตามระนาบอีคลิปตกิที่เริ่มตนจากจุดวสันตวิษุวัตในทิศทวนเข็มนาฬิกา หรือเรียกอีกอยางหนึ่งวา ลองจิจูดของบัพดิ่ง() 7.จํานวนของดาวเคราะหที่ผานตําแหนงเพริซีเลียน 277บทที่ 6 ดาวเคราะหในระบบสุริยะ ดาวพุธ (Mercury) ดาวพุธสามารถสังเกตเห็นดวยตาเปลา แตก็สังเกตไดยาก เนื่องจากดาวพุธมีตําแหนงใกลเคียงกับดวง อาทิตยมาก การสังเกตดาวพุธสามารถสังเกตไดชวงกอนดวงอาทิตยขึ้นหรือหลังจากดวงอาทิตยตกประมาณ 2 ชั่วโมง ดาวพุธไมมีดวงจันทรเปนบริวาร มีสนามแมเหล็กที่ความเขมราว 1 เปอรเซ็นตของสนามแมเหล็กโลก ดาวพุธมีวงโคจรเอียงจากระนาบสุรยิะวิถี7 องศา มีคาบวงโคจร 87.97 วัน มีคาความรู0.206 มีมวลเปน 0.055 เทาของโลก คาบการหมุนรอบตัวเอง 58.65 วัน ขนาดเสนผานศูนยกลาง 2,440 กิโลเมตร ความโนมถวง 0.38 เทาของโลก และมีระยะหางจากดวงอาทิตยเฉลี่ย 57.91 ลานกิโลเมตร 278139
14/10/66140บทที่ 6 29 มีนาคม ค.ศ.1974 ยานมาริเนอร 10 (Mariner 10) ไดทําการสํารวจพื้นผิวดาวพุธเปนครั้งแรกที่ ระยะหาง 800 กิโลเมตร พบวาบริเวณพื้นผิวของดาวพุธมีลักษณะเปนปลอง (Crater surface) คลายผิวของดวง จันทรดังภาพที่6.5 ซึ่งคาดกันวาอาจเกิดจากการที่อุกาบาตพงุชน และมีรอยแตกเปนแนวยาว ซึ่งอาจเกิดจากการ หด และขยายตัวของผิวดาวพธุเอง ภาพที่ 6.5 พื้นผิวดาวพุธ ที่มา: Seeds & Backman, 2010, p. 123 279บทที่ 6 ดาวพุธมบีรรยากาศแบบเบาบางมาก เนื่องจากดาวพุธมีมวลนอยเกิน กวาจะมีแรงโนมถวงมากพอที่จะดึงดูดบรรยากาศไวได โดยบรรยากาศของ ดาวพุธมีความหนาแนนเพียง 1 ในพันลานลานเทาของบรรยากาศโลก ธาตุที่ พบในบรรยากาศของดาวพุธสวนใหญเปนธาตุออกซิเจน โซเดียม ไฮโดรเจน และฮีเลียม สันนิษฐานวาธาตุเหลานี้จะถูกพดัมาที่ผิวดาวพุธโดยลมสุรยิะ พื้นผิวดาวพุธเต็มไปดวยหลุมอุกาบาตรขนาดใหญนอยมากมาย เพราะกอนอุกาบาตสามารถพุงชนดาวพุธโดยไมมีการเผาไหมจากชั้น บรรยากาศ หลุมอุกาบาตรที่มีขนาดใหญที่สุดที่มีการคนพบบนดาวพุธ คือ แองคาโลริส (Caloris basin) มีขนาด 1,300 กิโลเมตร ที่บริเวณซีกเหนือ ของดาว ซ่ึงเกิดจากการชนของดาวเคราะหนอยในชวงแรกของการกําเนิด ดาวพุธ ภาพที่ 6.6 แองคาโลริสบนดาวพุธ ที่มา: Seeds & Backman, 2010, p. 148 280140
14/10/66141บทที่ 6 ดาวศกุร(Venus) ดาวศุกรเปนดาวเคราะหที่ปรากฏสุกสวาง เมื่อสังเกตจากโลก เนื่องจากดาวศุกรมีชั้น บรรยากาศหนาแนน มากดังภาพที่ 6.7 (ก) เมื่อ สังเกตการณดาวศุกรจะเห็นเปนเสี้ยวคลายดวง จันทรดังภาพที่ 6.7 (ข) ดาวศุกรจะปรากฏใหเห็นใน เวลารงุเชาและพลบค่ําคลายๆ ดาวพุธ คนไทยเรียก ดาวศุกรตอนรุงเชาวาดาวประกายพรึก และในตอน พลบค่ําวาดาวประจําเมือง ดาวศุกรไมมดีวงจันทรเปนบริวาร ไมม ีสนามแมเหล็ก ดาวศกุรหมุนรอบตัวเองจากทิศตะวันออกไปตะวันตก ถาอยูที่ดาวศุกรจะสังเกตเห็นดวงอาทิตยขึ้นทางทิศตะวันตก และตกทางทิศตะวันออก ภาพที่ 6.7 ช้นับรรยากาศและการเกิดเฟสของดาวศุกรที่มา: ดัดแปลงจาก Fraknoi, Morrisn & Wolff, 2017, p. 348 281บทที่ 6 ดาวศุกรมีวงโคจรเอียงจากระนาบสุริยะวิถี 3.39 องศา มีคาบวงโคจร 224.7 วัน มีคาความรี 0.0068 มีมวลเปน 0.815 เทาของโลก คาบการหมุนรอบตัวเอง 243.02 วัน มีขนาดเสนผาศูนยกลาง 6,052 กิโลเมตร ความโนมถวง 0.91 เทาของโลก และมีระยะหางจากดวงอาทิตยเฉลี่ย 108.21 ลานกิโลเมตร ค.ศ. 1962 ยานมารีเนอร 2 (Mariner 2) และในป ค.ศ. 1975 ยานเวเนอรา 7 (Venera 7) ลงจอดที่ผิวดาวศุกร พบวาบรรยากาศของดาวศุกรประกอบไปดวยกาซ คารบอนไดออกไซดกวา 96.5 เปอรเซ็นต กาซไนโตรเจน ปะปนเปนสวนนอยราว 3.5 เปอรเซ็นต สงผลใหดาวศุกรเกิด ปรากฏการณเรือนกระจก (Green house effect) เมฆของ ดาวศุกรประกอบไปดวยกรดกํามะถัน (Sulfuric acid) ผิวของ ดาวศุกรยังมีภูเขาไฟระเบิด และธารลาวาไหลอยู ดังภาพที่ 6.8ภาพท่ี6.8 ภูเขาไฟมอท มอนส และธารลาวาบนดาวศุกร ที่มา: Seeds & Backman, 2010, p. 153 282141
14/10/66142บทที่ 6 จากชั้นเมนเทิลเปนแกนโลกที่แบงเปนแกนโลกชั้นนอก (Outer core) ที่จะประกอบไปดวยหินและสารประกอบในรูปของเหลวมี ความรอนสูงทําใหเกิดสนามแมเหล็กโลก และแกนโลกชั้นใน (Inner core) เปนของแข็งมีความรอนถึง 5,000 เคลวิน มีความหนาประมาณ 1,200 กิโลเมตร โลกมดีวงจันทรเปนบริวาร 1 ดวง ดังภาพที่6.9 โลก (Earth) โลกเปนดาวเคราะหมีระยะหางจากดวงอาทิตยอยางเหมาะสมจึงเอื้อใหเกิดการวิวัฒนาการของสิ่ง ตาง ๆ ผิว โลกกวา 71 เปอรเซ็นต ปกคลุมดวยน้ํา และอีกราวกวา 21 เปอรเซ็นต เปนพื้นดิน เปลือกโลกมีความหนา ประมาณ 50 กิโลเมตร ถัดจากเปลือกโลกจะเปนช้ันเมนเทิส (Mantle) ซึ่งเปนชั้นของหินหนืดมีความหนา ประมาณ2,800 กิโลเมตร ภาพท่ี6.9 โลกและดวงจันทรบริวารของโลก ที่มา: ดดัแปลงจาก Fraknoi, Morrisn & Wolff, 2017, p. 408 283บทที่ 6 ชั้นโทรโพสเฟยร (Troposphere) เปนช้ันบรรยากาศที่มีความสูง15 กิโลเมตร จากผิวโลก ประกอบไปดวยกาซไนโตรเจนเปนสวนใหญ กวา 78 เปอรเซ็นต มีออกซิเจนผสมอยูประมาณ 12 เปอรเซ็นต และที่เหลืออีก 1 เปอรเซ็นตเปนกาซอื่น ๆ เชน กาซ คารบอนไดออกไซดไอน้ํา อารกอน เปน ตนอุณหภูมิของบรรยากาศ ชั้นนี้ที่ระดับน้ําทะเลมีคาราว 300 เคลวิน และจะ มีคาลดลงเรื่อยๆ จนถึง 220 เคลวิน ดังภาพที่ 6.10 ภาพที่ 6.10 ชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟยรของโลก ที่มา: ดัดแปลงจาก Kusky, 2010, p. 71 284142
14/10/66143บทที่ 6 ชั้นสตราโตสเฟยร (Stratosphere) มีระดับความสูง 15 - 50 กิโลเมตร ถัด จากชั้นโทรโพสเฟยร ภายในบรรยากาศชั้นนี้จะมีกาซออกซิเจนชนิดพิเศษที่ เรียกวา โอโซน (Ozone) โดยเปนอะตอมของ ออกซิเจนรวมกัน 3 อะตอม ชั้นโอโซนนี้สามารถดูดกลืนรังสีอุลตราไวโอเลตที่เปนอันตรายตอมนุษยจาก ดวงอาทิตยได และชั้นบรรยากาศนี้จะมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นจาก 220 - 273 เคล วิน ดังภาพท่ี6.11 ภาพที่ 6.11 ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟยรของโลก ที่มา: ดัดแปลงจาก Kusky, 2010, p. 71 285บทที่ 6 ชั้นเมโซสเฟยร (Mesosphere) มีระดับความสูง 50 - 80 กิโลเมตร ถัดจาก ชั้นสตราโตสเฟยร บรรยากาศในชั้นนี้จะมีอุณหภูมิลดลงตามความสูง โดยจะ มีอุณหภูมิตั้งแต 273 - 180 เคลวิน อยางไรก็ตามชั้นบรรยากาศ 3 ชั้นแรกยัง เปนเนื้อเดยีวกันอยูที่เรียก รวมกันวา โฮโมสเฟยร (Homosphere) ดังภาพที่ 6.12 ภาพที่ 6.12 ชั้นบรรยากาศเมโซสเฟยรของโลก ที่มา: ดัดแปลงจาก Kusky, 2010, p. 71 286143
14/10/66144บทที่ 6 ชั้นเทอรโมสเฟยร (Thermosphere) มีระดับความสูง 80 - 500 กิโลเมตร ถัดจากชั้นเมโซสเฟยร อุณหภูมิของบรรยากาศชั้นนี้จะสูงขึ้นอยาง รวดเร็ว โดยมีอุณหภูมิตั้งแต 500 - 2,000 เคลวิน กาซถูกไอออไนตเพราะ ไดรับพลังงานจากการแผรังสีของดวงอาทิตยหรือท่ีเรียกวา กาซมีประจุหรืออาจเรียกชั้นบรรยากาศนี้วา ไอโอโนสเฟยร(Jonosphere) ก็ไดช้ัน บรรยากาศนี้ยังสามารถสะทอนคลื่นวิทยุที่มีความยาวคล่ืน 15 เมตรขึ้นไป ทําใหเกิดประโยชนตอการสื่อสารทางไกล ดังภาพที่ 6.13ภาพท่ี6.13 ช้นับรรยากาศเทอรโมสเฟยรของโลกที่มา: ดัดแปลงจาก Kusky, 2010, p. 71 287บทที่ 6 ชั้นเอกโซสเฟยร (Exosphere) มีระดับความสูง 500 กิโลเมตรขึ้นไป ถัด จากชั้นเทอรโมสเฟยร บรรยากาศชั้นนี้เบาบางมากจนถือวาไมเปนสวนหนึ่ง ของชั้นบรรยากาศ องคประกอบสวนใหญเปนกาซไฮโดรเจนและฮีเลียม ไมมี รอยตออยางชัดเจนระหวางชั้นบรรยากาศกับอวกาศ มีอุณหภูมิ999 เคลวิน ถึงแมจะมีอุณหภูมิสูง แตเพราะมีอากาศเบาบางมากจึงแทบไมมีผลตอยาน อวกาศ ดังภาพที่ 6.14 ภาพที่ 6.14 ชั้นบรรยากาศเอกโซสเฟยรของโลก ที่มา: ดัดแปลงจาก Kusky, 2010, p. 71 288144
14/10/66145บทที่ 6 ดวงจันทรของโลก ท่ีมีขนาดเสนผานศูนยกลาง 3,476 กิโลเมตร อยูหางจากโลกเฉลี่ยประมาณ 384,000 กิโลเมตร ผิวของ ดวงจนัทรจะมีหลุมอุกกาบาตขนาดนอยใหญมากมาย และมีบรรยากาศเบาบางมากคลายกับดาวพุธ ดวงจันทรไมมี สนามแมเหล็ก เนื่องจากดวงจันทรมีการเย็นตัวลงเกือบทั้งหมด สามารถสังเกตการเคลื่อนที่ของดวงจันทรรอบ โลกไดโดยท่ดีวงจันทรจะมกีารเปลี่ยนรูปราง หรือเรียกวาการเปล่ยีนเฟส (Phase) ดังภาพที่6.15 ภาพท่ี6.15 ภาพการเกดิเฟสของดวงจันทรที่มา: Seeds & Backman, 2010, p. 30 289บทที่ 6 กาลิเลโอไดสองดูดวงจันทรโดยใชกลองโทรทรรศน สังเกตผิว ของดวงจันทรที่แตกตางกันไปอยู 2 บริเวณ คือ บริเวณมืด และ บริเวณสวาง ตามแนวความคิดของกาลิเลโอเชื่อวา บริเวณมืดของผิว ดวงจันทรเปนบริเวณที่เปนทะเลหรือ มหาสมุทร เรียกวา มาเรีย (Maria) สวนบริเวณสวางจะเปนที่ราบสูง (Highland) ดังภาพที่6.16ภาพท่ี6.16 ภาพแสดงบรเิวณมาเรียและบริเวณที่ราบสูงของดวงจันทรที่มา: Karttunen, Kroger, Oja, & Poutanen, 2012, p. 20 290145
14/10/66146บทที่ 6 มนุษยสามารถเดินทางไปดวงจันทรไดสําเร็จเปนครั้งแรกในวันที่ 20 กรกฎาคม ค.ศ. 1969 ดวยยานอวกาศ อะพอลโล 11 (Apollo 11) ของประเทศสหรัฐอเมริกา ดังภาพที่ 6.17 ภาพท่ี6.17 ภาพการสํารวจดวงจันทรในป ค.ศ. 1969 ที่มา: Seeds & Backman, 2010, p. 144 291บทที่ 6 ดาวอังคาร (Mars) เมื่อสังเกตดาวอังคารจะเห็นเปนสีแดง บางครั้งก็เรียกวาดาวแดง เนื่องจากผิวของดาวอังคารเต็มไปดวย หินและฝุนสีแดงที่เกิดจากสนิมเหล็ก ในป จิโอวานี เซียพาเรลลี (ค.ศ. 1877) ไดทําการสังเกตดาวอังคาร พบวา บนดาวอังคาร มภีูมิประเทศเปนเสนพาดผาน ไดตั้งช่อืภูมิประเทศเหลานั้นวา Canali ดาวอังคารยังมีนํ้าแข็งขนาดใหญอยูบริเวณขั้วทั้งสองและมีคารบอนไดออกไซดแข็ง (น้ําแข็งแหง) ดังภาพที่ 6.18 ดาวอังคารจะ มี การเคลื่อนที่แบบถอยหลังเม่ือเทียบกับดาวฤกษฉากหลัง ซึ่งลักษณะ แบบนี้จะเกิดขึ้นกับดาวเคราะหที่ไกลจากดวงอาทติยมากวาโลกภาพท่ี6.18 ภาพแสดงเสนพาดผานและขั้วนํา้แขง็บนดาวอังคารที่มา: Seeds & Backman, 2010, p. 76 292146
14/10/66147บทที่ 6 ดาวอังคารมีวงโคจรเอียงจากระนาบสุริยะวิถี 1.8 องศา มีคาบวงโคจร 1.88807 ป มีคาความรี 0.093 มีมวล เปน 0.714 เทาของโลก คาบการหมุนรอบตัวเอง 24.62 ชั่วโมง มีขนาดเสนผานศูนยกลาง 3,397 กิโลเมตร ความโนม ถวง 0.91 เทาของโลก และมีระยะหางจากดวงอาทิตยเฉลี่ย 227.94 ลานกิโลเมตร บรรยากาศของดาวอังคาร ประกอบไปดวย กาซคารบอนไดออกไซด ออกซิเจนและน้ําเปนสวน นอยที่มีความหนาแนนของชั้นบรรยากาศไมถ ึง 1 ใน 100 ของชั้นบรรยากาศโลก ดาวอังคารเต็มไปดวย รองรอยของการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยา เชน การเคลื่อนที่ของแผนทวีป การชนของอุกกาบาต ภูเขาไฟ รวมถึงรองรอยการกัดเซาะของน้ํา ดังภาพ ที่ 6.19 ภาพที่ 6.19 รองรอยการกัดเซาะของนํา้บนดาวองัคาร (หุบเขา Valles Marineris) ที่มา: Fraknoi, Morrisn & Wolff, 2017, p. 356 293บทที่ 6 ดาวอังคารมีภูเขาไฟขนาดใหญที่สงบแลวถึง 4 ลูก ไดแก โอลิมปสมอนส (Olympus mons) อารเซีย มอนส (Arsia mons) พาโวนิส มอนส (Pavonis mons) และอัสเครอุส มอนส (Ascraeus mons) โดยภูเขาไฟที่โดดเดน ที่สุดคือ โอลิมปส มอนส เนื่องจากเปนภูเขาไฟที่มีความสูงและขนาดใหญที่สุด ดังภาพที่ 6.20 ภาพท่ี6.20 ภูเขาไฟโอลิมปส มอนส ที่มา: ดดัแปลงจาก Seeds & Backman, 2010, p. 159 294147
14/10/66148บทที่ 6 บริวารของดาวอังคารมี2 ดวง ไดแกดวงจันทรโฟบอส (Phobos) ภาพท่ี6.21 (ก) และไดมอส (Deimos) ภาพ ที่ 6.21 (ข) คนพบโดย เอเอฟ ฮอล (Asaph Hall) ป ค.ศ.2420 คาดวาดวงจันทรทั้งสองของดาวอังคารเคยเปน สมาชิกในแถบดาวเคราะหนอยมากอน ลักษณะทั่วไปของดวงจันทรท้ังสองจะมีรูปรางบิดเบี้ยวไมกลม ประกอบดวย น้ําแข็งและหินที่มีคารบอนปะปนอยูที่ผิวจะมีรองรอยของหลุมอุกกาบาต ภาพที่ 6.21 ดวงจันทรบริวารของดาวอังคารที่มา: ดัดแปลงจาก Fraknoi, Morrisn & Wolff, 2017, p. 456 295บทที่ 6 ดาวพฤหัสบดี(Jupiter) ดาวพฤหัสบดีเปนดาวเคราะหขนาดใหญ และมีมวลมากท่ีสุดในระบบสุริยะ ชาวกรีกโบราณเรียกดาวพฤหัส วาเปนเทพเจาจูปเตอร ดาวพฤหัสบดีเปนดาวเคราะหกาซ (Jovian planet) ประกอบ ไปดวยกาซไฮโดรเจนและฮีเลียมเปนสวนใหญ และยังพบมีเทน แอมโมเนีย ไอโดรซัลไฟด และน้ําเปนองคประกอบยอย ซึ่งองคประกอบ เหลานี้สงผลใหดาวพฤหัสบดีมีสีแดงในบรเิวณตาง ๆ ดังภาพที่6.22 ภาพท่ี6.22 ดาวพฤหัสบดี ที่มา: Fraknoi, Morrisn & Wolff, 2017, p. 247 296148
14/10/66149บทที่ 6 สังเกตดาวพฤหัสบดีจะพบวามีแถบพาดผานดาวพฤหัสบดี ซึ่งแถบเหลานี้เปนเมฆบนดาวพฤหัสบดีแบง ออกเปน สองชนิด คือ โซน (Zone) ที่มีสีขาวของแอมโมเนีย และเข็มขัด (Belt) มีสีน้ําตาลแดงของแอมโมเนียม ซัลไฟด ภาพที่ 6.23 (ก) ลักษณะเดนอีกจุดหนึ่งของดาวพฤหัสบดี คือจุดแดงใหญ (The great red sport) ภาพที่ 6.23 (ข) ที่คนพบโดยแคสสินี ภาพที่ 6.23 เข็มขัดและจุดแดงใหญบนดาวพฤหัสบดี ที่มา: ดัดแปลงจาก Seeds & Backman, 2010, p. 172 297บทที่ 6 ดาวพฤหัสบดีมีสนามแมเหล็กสูงกวาสนามแมเหล็กโลกถึง 19,000 เทา และหมุนรอบตัวเองอยางรวดเร็ว ดาวพฤหัสบดีมีวง แหวนบาง ๆ ดังภาพที่ 6.24 โดยวงแหวนของดาวพฤหัสบดีประกอบ ไปดวยอนุภาค และฝุนผงที่เกิดจากการชนของอุกกาบาตขนาดเล็ก กับดวงจันทรชั้นในของดาวพฤหัสบดี มีคาความหนาเฉลี่ยนอยกวา 10 เซนตเิมตร ซึ่งวงแหวนของดาวพฤหัสบดีมี4 วง คือ ฮาโล (Halo) เมน (Main) อินเนอร กอสสาเมอร (Inner gossamer) และเอาเตอร กอสสาเมอร (Outter gossamer) ดาวพฤหัสบดีมีวงโคจรเอียงจากระนาบสุริยะวิถี 1.305 องศา มีคาบวงโคจร 11.8565 ป มีคาความรี 0.048 มี มวลเปน 317.82 เทาของโลก คาบการหมุนรอบตัวเอง 9.92 ชั่วโมง มีขนาดเสนผานศูนยกลาง 71,492 กิโลเมตร ความ โนมถวง 2.13 เทาของโลก และมีระยะหางจากดวงอาทิตยเฉลี่ย 778.41 ลานกโิลเมตร ภาพท่ี6.24 วงแหวนของดาวพฤหัสบดี ที่มา: Bennett, Donahues, Schneider, & Voit, 2012, p. 254 298149
14/10/66150บทที่ 6 บริวารของดาวพฤหัสบดีถูกคนพบครั้งแรกโดยกาลิเลโอ ในป พ.ศ. 2153 จํานวน 4 ดวง ไดแก ไอโอ (IO) ยูโร ปา (Europa) แกนิมีด (Ganymede) และคัลลิสโต (Callisto) อาจเรียกดวงจันทรเหลานี้วาดวงจันทรกาลิเลียน (Galilean satellites) ดงัภาพที่6.25 ในปจจุบันไดมีการคนพบดวงจันทรของดาวพฤหัสบดแีลวกวา 79 ดวง สงผลใหดาวพฤหัสบดมีีดวงจันทรมากที่สุดในระบบสุริยะ ภาพที่ 6.25 ดวงจันทรของดาวพฤหัสบดี ที่มา: Bennett, Donahues, Schneider, & Voit, 2012, p. 244 299บทที่ 6 ดวงจันทรไอโอ หางจากดาวพฤหัสบดีประมาณ 420,000 กิโลเมตร มีขนาดเสนผานศูนยกลาง 3,630 กิโลเมตร เปนดวงจันทรดวงเดียวในระบบสุริยะที่มีภูเขาไฟระเบิดอยู แสดงวาภายในของดวงจันทรไอโอยังมีความรอน อยูดังภาพที่6.26 ภาพที่ 6.26 ดวงจันทรไอโอของดาวพฤหัสบดีที่มา: Bennett, J., Donahues, M., Schneider, N., & Voit, M. 2012, p. 245 300150
14/10/66151บทที่ 6 ดวงจันทรยูโรปา อยูหางจากดาวพฤหัสบดีประมาณ 680,000 กิโลเมตร มีขนาดเสนผานศูนยกลาง 3,138 กิโลเมตร มพีื้นผิวเปนนํา้แข็ง มีเนินเขาขนาดเล็กไมสูงมาก และมีหลุมอุกกาบาต นักดาราศาสตรเชื่อวาภายใตน้ําแข็งจะเปนมหาสมุทร ดังภาพที่ 6.27 ภาพที่ 6.27 ดวงจันทรยุโรปาของดาวพฤหัสบดี ที่มา: Bennett, Donahues, Schneider, & Voit, 2012, p. 247 301บทที่ 6 ดวงจันทรแกนิมีด อยูหางจากดาวพฤหัสบดี ประมาณ 1 ลานกิโลเมตร มีขนาดเสนผานศูนยกลาง 5,2 62 กิโลเม ตร ผิวข องด วงจันทรแกนิ มีด ไม มี ปรากฏการณทางธรณีวิทยา เต็มไปดวยหลุมอุกกาบาต ดัง ภาพที่ 6.28ภาพท่ี6.28 ดวงจันทรแกนมิิตของดาวพฤหสับดีที่มา: Bennett, Donahues, Schneider, & Voit, 2012, p. 247 302151
14/10/66152บทที่ 6 ดวงจันทรคัลลิสโต อยูหางจากดาวพฤหัสบดี ประมาณ 1.9 ลานกิโลเมตร มีขนาดเสนผานศูนยกลาง 4,800 กิโลเมตร มีลักษณะคลาย ๆ กับดวงจันทรแกนิมีด แตยังมีปรากฏการณทางธรณีวิทยาที่ยังหลงเหลืออยูใน ปจจุบัน ดังภาพที่ 6.29 ภาพท่ี6.29 ดวงจันทรคัลลิสโตของดาวพฤหัสบดี ที่มา: Bennett, Donahues, Schneider, & Voit, 2012, p. 248 303บทที่ 6 ดาวเสาร (Saturn) ดาวเสารเปนดาวเคราะหที่มีขนาดใหญ รองจากดาวพฤหัสบดี เมื่อสังเกตการณดาวเสารดวย กลอง โทรทรรศนจะเห็นวงแหวนอยางชัดเจน ดังภาพที่6.30 ดาวเสารเปนดาวเคราะหกาซ เชนเดียวกับดาวพฤหัสบดีซึ่ง องคประกอบสวนใหญเปนกาซไฮโดรเจน และฮีเลียม และองคประกอบตาง ๆ คลายกบัดาวพฤหัสบดี ดาวเสารมีวงโคจรเอียงจากระนาบสุริยะวิถี 2.484 องศา มีคาบวงโคจร 29.4 ป มีคาความรี 0.054 มีมวลเปน 95.16 เทา ของโลก คาบการหมุนรอบตัวเอง 10.656 ช่วัโมง มีขนาดเสนผาน ศูนยกลาง 60,268 กิโลเมตร ความโนมถวง 0.74 เทาของโลก และมีระยะหางจากดวงอาทิตย1,426.73 ลานกโิลเมตรภาพท่ี6.30 ดาวเสารที่มา: Seeds & Backman, 2010, p. 166 304152
14/10/66153บทที่ 6 บรรยากาศของดาวเสารจะถูกแบงเปนโซน โดยบริเวณโซน จะมีสีขาว และสีเหลือง ดังภาพที่ 6.31 บรรยากาศบนดาวเสารมี พายุหมุน เน่ืองจากการหมุนรอบตัวเองของดาวเสารอยางรวดเร็ว และพายุใหญที่เกิดข้ึนบนดาวเสารจะสามารถเห็นไดในทุก ๆ 30 ป เปนพายุที่ เรียกวา จุดขาวใหญ (The great white sport) คลาย กับจดุแดงใหญบนดาวพฤหัสบดีแตจะสลายไปประมาณ 3 สัปดาหเทานั้น ภาพที่ 6.31 ภาพแสดงบรรยากาศของดาวเสาร ที่มา: Fraknoi, Morrisn & Wolff, 2017, p. 396 305บทที่ 6 วงแหวนของดาวเสารถูกคนพบสมัยกาลิเลโอ จนกระทั่ง คริสเตียน ฮอยแกนส ไดสังเกตการณ และพบวาบริเวณที่ลอมรอบ ดาวเสาร คือ วงแหวน และจีน โดมินิค แคสสินี ไดทําการแบงวง แหวนออกเปน 2 วง คือ วงแหวน A และวง แหวน B โดยชอง ระหวางวงแหวนทั้ง 2 เรียกวา ชองแคบ แคสสินี สังเกตดวยกลอง โทรทรรศนบนโลกจะเห็นวงแหวน ของดาวเสารไดเพียง 3 วง ไดแก วงแหวน A, B และ C รวมทั้งชองแคบแคสสินี ดังภาพที่ 6.32ภาพท่ี6.32 วงแหวนของดาวเสาร ที่มา: ดัดแปลงจาก Seeds & Backman, 2010, p. 180 306153
14/10/66154บทที่ 6 นักดาราศาสตรเชื่อวาวงแหวนของดาวเสารเกิดจากการที่ดาวเคราะหนอย หรือดวงจันทรที่โคจรเขาใกลดาว เสารมากเกินไปแลวถูกแรงกระทาํจนแตกเปนชิ้นเล็ก ๆ แลววัตถุชิ้นเล็ก ๆ เหลานั้นก็โคจรรอบดาวเสารเปนวงแหวน นั้นเอง ซึ่งมทีั้งเศษหิน และเศษน้ําแข็ง ดงัภาพที่6.33 โดยวงแหวนของดาวเสารมีความหนาเฉลี่ย 500 เมตร และมีความกวางรวมกนัแลวกวา 80,000 กิโลเมตร ในปจจุบันไดมีการสํารวจดาวเสารพบวาดาวเสารนั้นมีวงแหวนทั้งหมด 7 วง ดังนี้ วงแหวน D , C , B , A , F , G และ E ตามลําดับจากใกลดาวเสารออกไป ภาพท่ี6.33 แสดงการเกิดวงแหวนของดาวเสาร ที่มา: Bennett, Donahues, Schneider, & Voit, 2012, p. 255 307บทที่ 6 ดวงจันทรของดาวเสารคนพบแลวกวา 82 ดวง สวนใหญเปนดาวเคราะหนอยที่โดนดาวเสารดึงดูดเขามา โดยมีลักษณะบิดเบี้ยวไมเปนทรงกลม ดวงจันทรที่ใหญที่สุดและถูกคนพบเปนดวงแรก คือ ดวงจันทรไททัน คนพบ โดยคริสเตียน ฮอยเกนส (ค.ศ. 1655) ดังภาพที่ 6.34 ภาพท่ี6.34 ดวงจันทรบริวารของดาวเสาร ที่มา: Bennett, Donahues, Schneider, & Voit, 2012, p. 243 308154
14/10/66155บทที่ 6 ดาวยูเรนัส (Uranus) ดาวยูเรนัสถูกคนพบโดย เซอร วิลเลียม เฮอรเชล (Sir William Hershel) ดวยกลองโทรทรรศนขนาด 6.4 นิ้ว ดาวยูเรนัสเปนดาวเคราะหกาซ ประกอบไปดวยกาซไฮโดรเจน ฮีเลียม สารพวกแอมโมเนีย และมีเทน มีวงแหวน ดงัภาพที่6.35 ภาพท่ี6.35 ดาวยูเรนัส ที่มา: ดดัแปลงจาก Bennett, Donahues, Schneider, & Voit, 2012, p. 153 309บทที่ 6 ดาวยูเรนสัมีวงโคจรเอียงจากระนาบสุริยะวิถี0.77 องศา มีคาบวงโคจร 84.02 ปมีคาความรี0.047 มีมวล เปน 14.371 เทาของโลก คาบการหมุนรอบตัวเอง 17.24 ชั่วโมง มีขนาดเสนผานศนูยกลาง 25,559 กิโลเมตร ความ โนมถวง 0.86 เทาของโลก และมีระยะหางจากดวงอาทิตยเฉลี่ย 2,870.97 ลานกิโลเมตร ดาวยูเรนัสมีสนามแมเหล็กความเขมสูงทมี่ีแหลงกําเนินอยูหางจากศูนยกลางดาวประมาณ 10,000 กิโลเมตร ปจจุบันขอมูล เก่ียวกับดาวยูเรนัสยังมีคอนขางนอย เพราะการสํารวจคอนขาง ยากลําบาก และตองใชเวลานาน โดยมีเพียงยานวอยเอเจอร 2 (Voyager 2) ที่สามารถเดินทางไปถึงดาวยูเรนัส และไดทําการ เก็บขอมลูภาพถายไดเพียง 8,000 ภาพ ซึ่งถือวานอยมากภาพท่ี6.36 ลกัษณะทางกายภาพดาวยูเรนัสที่มา: Fraknoi, Morrisn & Wolff, 2017, p. 388 310155
14/10/66156บทที่ 6 วงแหวนของดาวยูเรนัสถูกคนพบในป พ.ศ. 2520 และในปจจุบันวง แหวนของดาวยูเรนัสมี 13 วง ไดแก Zeta, Six, Five, Four, Alpha, Beta, Eta, Gamma, Delta, Lambda, Epsilon, Nu และ Mu ตามลําดับดังภาพที่ 6.37 ภาพท่ี6.37 วงแหวนของดาวยูเรนัส ที่มา: ดัดแปลงจาก Seeds & Backman, 2010, p. 186 311บทที่ 6 ดวงจันทรบริวารของดาวยูเรนัสที่ มีการคนพบ 27 ดวง โดยดวงจันทรที่มี รัศมีมากกวา 200 กิโลเมตร ไดแก ไททา เนีย (Titania) โอบีรอน (Oberon) อัมเบรี ยล (Umbriel) แอเรียล (Ariel) และมิแรน ดา (Miranda) ซึ่งเปนดวงจันทรหลักทั้ง 5 ดวง ดังภาพที่ 6.38ภาพท่ี6.38 ดวงจันทรบริวารของดาวยูเรนัส ที่มา: ดดัแปลงจาก Bennett, Donahues, Schneider, & Voit, 2012, p. 243 312156
14/10/66157บทที่ 6 ดาวเนปจูน (Neptune) ดาวเนปจูนเปนดาวเคราะหลําดับสุดทายในระบบสุริยะ เปนดาวเคราะหที่คนพบจากการคํานวณ โดย เจ.ซี อดัมส (J.C Adams) และ ยู. เลอรวีแย (U Le Verrier) ประกอบไปดวยกาซไฮโดรเจน และฮีเลียมเปนสวนใหญ และ มีเทนทําใหสังเกตเห็นดาวเนปจูนมีสีน้ําเงิน ดังภาพที่ 6.39 ดาวเนปจูนมีวงโคจรเอียงจากระบบุสุริยะวิถี 1.769 องศา มี คาบวงโคจร 164.79 ป มีคาความรี 0.00859 มีมวลเปน 17.147 เทา ของโลก คาบการหมุนรอบตัวเอง 16.11 ชั่วโมง มีขนาดเสนผาน ศูนยกลาง 24,764 กิโลเมตร ความโนมถวง 1.09 เทาของโลก ระยะหางจากดวงอาทิตยเฉลี่ย 4,498.25 ลานกิโลเมตรภาพท่ี6.39 ดาวเนปจูน ที่มา: ดัดแปลงจาก Seeds and Backman. 2010, p. 189 313บทที่ 6 กลองโทรทรรศนอวกาศฮับเบิลสังเกตดาวเนปจูน พบวามีจุดมืดใหญไดสลายไป แสดงใหเห็นวาบรรยากาศ ของดาวเนปจูนมีการเปลี่ยนแปลงคอนขางเร็ว ดาวเนปจูน เปนดาวเคราะหท่ีมีลมพัดไดเร็วท่ีสุดในระบบสุริยะ โดยมีความเร็วลมถึง 2,000 กิโลเมตรตอชั่วโมง ดาวเนปจูนมี สนามแมเหล็กเบาบาง บรรยากาศของดาวเนปจูนมีลักษณะปรากฏการณที่สงัเกตไดชัดกวาดาวยเูรนัส ซึ่งไดมีการสังเกตเห็นพายุหมุน ขนาดใหญมีสีออกน้ําเงินเขมคลายจุดแดงใหญบนดาวพฤหัสบดแีตมีขนาดเล็กกวาเรียกวาจุดมืดใหญ (The great dark sport) ดงัภาพที่6.40 แสดงวาบรรยากาศของดาวเนปจูนมีการเปลี่ยนแปลงคอนขางเร็ว ภาพที่ 6.40 จุดมดืใหญของดาวเนปจูนที่มา: Seeds and Backman. 2010, p. 188 314157
14/10/66158บทที่ 6 วงแหวนของดาวเนปจูนถูกคนพบในป พ.ศ.2524 ดังภาพที่ 6.41 โยใชวิธีสังเกตการณเมื่อ ดาวเนปจูน โคจรเคลื่อนที่ผานหนาดาวฤกษปรากฏ เห็นวงแหวน 3 วง จนกระทั่งในป พ.ศ. 2532 ยาน วอยเอเจอร 2 ไดสงภาพถายวงแหวนของดาวเนปจูน มายังโลก พบวาดาวเนปจูนมีวงแหวน 5 วง วงที่ กวางที่สุดมี ความกวางประมาณ 5,800 กิโลเมตร หนา 10 เซนติเมตร โดยวงแหวนของดาวเนปจูนจะ ภาพที่ 6.41 วงแหวนของดาวเนปจูน ประกอบ ไปดวยวัตถุขนาดเล็ก ที่มา: Seeds and Backman. 2010, p. 187 315บทที่ 6 ดวงจันทรบริวาลของดาวเนปจูนมีการคนพบแลว 13 ดวง ซ่ึงดวงจันทรที่มีขนาดใหญที่สุดชื่อ ไทรตัน (Triton) มีขนาด 2,700 กิโลเมตร อยูหางจาก ดาวเนปจูนเฉลี่ย 354,760 กิโลเมตร พ้ืนผิวมีลักษณะเปนเหวและรองลึก มากมาย ซึ่งอาจ เกิดจากการแข็งตัว และละลายของน้ําแข็งกลับไปกลับมา และ ยังมีภูเขาไฟน้ําแข็ง (Ice Volcanoes) ที่พนไนโตรเจนเหลว มีเทนแข็ง และฝุนที่เย็นออกมา ดงัภาพที่6.42ภาพท่ี6.42 ดวงจันทรบริวารของดาวเนปจูนที่มา : ดัดแปลงจาก Bennett, J. et al. 2012, p. 243 316158
14/10/66159บทที่ 6 ดาวเคราะหแคระ เปนดาวเคราะหอีกรูปแบบหนึ่งมีลกัษณะคลายกบัดาวเคราะหตามนิยามของดาวเคราะหแคระที่นิยามไวซึ่ง มีการคนพบมากขึ้นเรื่อย ๆ ดาวเคราะหแคระที่นาสนใจเชน ดาวพลูโต ดาวเซเรส ดาวเฮาเมอา ดาวมาเกะมา เกะ และดาวอิริส ดาวพลูโต ดาวพลูโตมีระยะหางจากดวง อาทิตยเฉลี่ย 5,906.38 ลานกิโลเมตร คาบ การโคจร รอบดวงอาทิตย 247.92 ป มีรัศมี เฉล่ียราว 1,180 กิโลเ ม ตร มีม วล 1.30×1022 กิโลกรัม อุณหภูมิเฉลี่ยราว 44 ภาพท่ี6.43 ดาวพลูโตและดวงจันทรบริวาร เคลวิน และมีบริวาร 5 ดวง ดังภาพที่ 6.43 ที่มา : Nasa. 2015, p. 5 317บทที่ 6 ดาวเซเรส ดาวเซเรสมีขนาดใหญที่สุดในแถบดาวเคราะหนอย ดาวเซเรสถูกจัดใหเปนดาวเคราะหนอย ป ค.ศ. 2006 มีระยะหางจากดวงอาทิตยเฉลี่ย 413.9 ลานกิโลเมตร คาบการโคจรรอบดวงอาทิตย 4.60 ป วงโคจรเอียง ทํามุม 10.56 องศา จากระนาบสุริยะวิถี รัศมีเฉลี่ยราว 476.2 กิโลเมตร มีมวล 9.43×1020 กิโลกรัม อุณหภูมิ เฉลี่ยราว 168 เคลวิน และไมมีบริวาร ดังภาพที่ 6.44 ภาพที่ 6.44 ดาวเซเรสและลักษณะพื้นผวิที่มา : ดัดแปลงจาก Fraknoi, Morrison and Wolff. 2017, p. 459 318159
14/10/66160บทที่ 6 ดาวเฮาเมอา ดาวเฮาเมอาเดิมชื่อ136108 เฮาเมอา มีการสันนิษฐานวาอาจจะมีลักษณะเปนวัตถทุรงรีดังภาพท่ี6.45 มีระยะหางจากดวงอาทิตยเฉล่ยี 6,484 ลานกิโลเมตร ดาวเฮาเมอาคาบการโคจรรอบดวงอาทิตย 285.4 ป วงโคจร เอียงทํามุม 28.22 องศาจากระนาบสุริยะวิถี คาความรู 0.195 มีรัศมีราว 1,400 กิโลเมตร มีมวล 4.20x1021 กิโลกรัม อุณหภูมิเฉลี่ยนอยกวา 50 เคลวิน และมีบริวาร 2 ดวงภาพท่ี6.45 ภาพจินตนาการของดาวเฮาเมอาและดวงจันทรฮีอีอากาและดวงจันทรนามากา ที่มา : ดัดแปลงจาก Bennett, J. et al. 2012, p. 272 319บทที่ 6 ดาวอีรีส ดาวอีรีสเดิมชื่อ 2003 UB313 เปนดาวเคราะหแคระที่มีขนาดใหญที่สุดในระบบสุริยะที่มีการคนพบในขณะนี้ มี ระยะหางจากดวงอาทิตยเฉลี่ย 10,166 ลานกิโลเมตร คาบการ โคจรรอบดวงอาทิตย 560 ปดาวอีรีสมีวงโคจรเอียงทํามุม 43.88 องศาจากระนาบสุริยะวิถี คาความรู 0.437 มีรัศมี ประมาณ 1,163 กิโลเมตร มีมวล 1.67x1022 กิโลกรัม อุณหภูมิเฉล่ียราว 30 เคลวิน และมีบริวาร 1 ดวง ชื่อวา ดิสโนเมีย (Dysnomia) ดงัภาพที่6.45 ภาพที่ 6.45 ภาพจินตนาการของดาวเอริส และดวงจันทรดิสโนเมีย ที่มา : ดัดแปลงจาก Bennett, Donahues, Schneider, & Voit, 2012, p. 272 320160
14/10/66161บทที่ 6 ดาวเคราะหนอย ดาวเคราะหนอยเปนวัตถุที่มีลักษณะเปนกอนหนิขนาดตั้งแตไมกี่กิโลเมตรจนถึงหลายรอยกิโลเมตรโคจรรอบ ดวง อาทิตย สวนใหญเรียงรายเปนแถบมีตําแหนงอยูระหวางดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี ดังภาพที่ 6.46 ระยะหาง จากดวงอาทติย2.5 - 3.1 หนวยดาราศาสตรเรียกแถบนี้วา เข็มขัดดาวเคราะหนอย (Asteroid belt) การคนพบดาวเคราะหนอยดวงแรกเกิดขึ้นในป ค.ศ.1801 มีชื่อวา เซเรส หลังจากน้ันก็ไดมีการคนพบ ดาว เคราะหนอยเพิ่มเติม เชน พาลาส (pallas) จูโน (Juno) เวส ตา (Vesta) ปจจุบันไดมีการคนพบดาว เคราะหนอยแลว กวา 251,002 ดวงภาพท่ี6.46 แถบเข็มขัดดาวเคราะห ที่มา : ดัดแปลงจาก Bennett, Donahues, Schneider, & Voit, 2012, p. 279 321บทสรุปประจําบทที่ 6 ระบบสุริยะถือกําเนดิมาเมื่อประมาณ 4,600 ลานปกอน จากการรวมตัวกันของกาซ และฝุนละอองตาง ๆ ในอวกาศ ซึ่งการรวมตัวเนื่องจากแรงโนมถวง เมื่อความหนาแนนเพิ่มก็ทําใหอุณหภูมิสูงข้นึดวย โดยบริเวณใจกลางจะมีคาความหนาแนน มากที่สุด และในขณะเดียวกนักเ็กดิการหมุนรอบตวัเองของกลุมกาซ และฝุนละอองที่มารวมตัวกันเพื่ออนุรกัษโมเมนตัม จนใน ที่สุดบริเวณใจกลางกลายเปนดาวฤกษขณะท่ีกลุมกาซและฝุนละอองท่ีมีมวลต่ําบริเวณใกลเคียงจะถูกแรงโนมถวงดึงดูดเขา เปนสวนหนึ่งของดาวฤกษสวนบริเวณท่ไีกลหางออกไปก็จะกลายเปนดาวเคราะหและวัตถุอื่น ๆ ตําแหนงปรากฏของดาวเคราะห การพิจารณาตําแหนงของดาวเคราะหจะพิจารณาจากผูสังเกตบนโลก ซึ่งสามารถแบงประเภทของตําแหนงไดเปน ตําแหนงของดาวเคราะหวงใน และตําแหนงของดาวเคราะหวงนอก ซึ่งดาวเคราะหวงใน ไดแก ดาวพุธ และดาวศุกร สวนดาว เคราะหวงนอก ไดแกดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดีดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน และตาํแหนงของดาวเคราะหจะพิจารณาเทียบกับ ดวงอาทิตย โดยจะกําหนดในรูปแบบของ มุมอีลองแกชัน ซึ่งเปนมุมที่กระทําระหวางเสนตรงที่ลากจากโลกถึงดวงอาทิตยกับ เสนตรงที่ลากจากโลกถึงดาวเคราะห 322161
14/10/66162บทสรุปประจําบทที่ 6 การเคลื่อนที่และองคประกอบการโคจรของดาวเคราะห 1. การเคลื่อนที่ของดาวเคราะห การพิจารณาการเคลื่อนที่ของดาวเคราะหจะพิจารณาจากคาบของดาวเคราะหซึ่งแบงออกเปน 2 กรณีคอืคาบดารา คติและคาบซินโนดิก ที่เขียนเปนสมการดังตอ ไปนี้คาบดาราคติของดาวเคราะหวงใน หาไดจากสมการ คาบดาราคติของดาวเคราะหวงนอก หาไดจากสมการ 323บทสรุปประจําบทที่ 6 การเคลื่อนที่และองคประกอบการโคจรของดาวเคราะห 2. องคประกอบของวงโคจรของดาวเคราะห การพิจารณาวงโคจรของดาวเคราะหเปนการบอกตําแหนง และเสนทางการเคลื่อนท่ีของดาวเคราะหเมื่อเทียบกับ กรอบอางอิง ซึ่งประกอบดวย 7 คา ไดแก ระยะครึ่งแกนเอก (Semi major axis, a) คาความรี (Eccentricity, e) มุมเอียง (Inclination) ระหวางระนาบวงโคจรกับระนาบอีคลิปติก คาบดาราคติของดาวเคราะห, มุมระหวางเสนแกนเอกของระนาบอี คลิปติกกับระนาบวงโคจรของดาวเคราะหมมุที่วัดตามระนาบอีคลิปติก ที่เริ่มตนจากจุดวสันตวิษวัต ในทิศทวนเข็มนาฬิกา ุหรือเรียกอีกอยางหนึ่งวาลองจิจูดของบพัดิ่ง และจํานวนของดาวเคราะหที่ผานตําแหนงเพรฮีิเลียน (Perihelion) ดาวเคราะหในระบบสุริยะ จากการประชุมของสหพันธดาราศาสตรสากล (International astronomy unit, IAU) ไดมีการนิยามดาวเคราะห ใหมในปพ.ศ.2549 สงผลใหจํานวนดาวเคราะหในระบบสุริยะของเรามีจํานวน 8 ดวง ไดแกดาวพุธ ดาวศุกรโลก ดาวอังคาร ดาวพฤหสับดีดาวเสารดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน ดาวเคราะหแคระ เปนดาวเคราะหอีกรูปแบบหน่งึที่มีลักษณะคลายกับดาวเคราะหตามนิยามของดาวเคราะหแคระที่สหพันธดาราศาสตรสากลไดนิยามไว ซึ่งมีการคนพบมากขึ้นเรื่อย ๆ 324162
14/10/66163แบบฝกหัดทายบทที่ 6 1. ดาวเคราะหในระบบสุริยะดวงใดบางที่ไมมีดวงจันทรเปนบริวาร 2. ดาวประจําเมือง และดาวประกายพรึก เหมือนกันหรือแตกตางกนัอยางไรจงอธิบาย 3. อะไรที่เปนองคประกอบสําคัญที่ทําใหเกิดปรากฏการณเรือนกระจกของดาวศุกร 4. เพราะเหตุใดจึงมีความเชื่อวาดาวอังคารจะมีสิ่งมีชีวิต 5. เพราะเหตุใดนักดาราศาสตรจึงคาดการณว าดวงจันทรไททันของดาวเสารอาจจะเปนวัตถุที่สิ่งมีชีวิตอาศัยอยูได 6. จงอธบิายถึงความแตกตางของดาวพุธ ดาวศุกรโลก และดาวอังคารที่มีลักษณะเปนหินขณะที่ดาวพฤหัสบดีดาว เสาร ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน มีลักษณะเปนกาซ 7. จงอธิบายการเกิดจุดแดงใหญบนดาวพฤหัสบดี 8. ดาวเคราะหแคระดวงใดเคยถูกจัดใหเปนดาวเคราะหมากอน 9. จงอธบิายและเปรยีบเทียบวงโคจรของดาวเคราะหโดยใชกฎขอที่3 ของเคปเลอร 325เอกสารอา งองิประจําบทที่6 บุญรักษา สุนทรธรรม. (2532). ดาราศาสตรทั่วไป เลม 1. เชียงใหม: ภาควิชาฟสิกส คณะวิทยาศาสตร มหาวิทยาลัยเชียงใหม. Bennett, J., Donahues, M., Schneider, N., & Voit, M. (2012). The essential cosmic perspective. (6th ed.). San Francisco: Pearson Education, Inc. Fraknoi, A., Morrison, D., & Wolff, C. (2017). Astronomy. Texas: OpenStax. Karttunen, H., Kröger, P., Oja, H., & Poutanen, M. (2012). Fundamental Astronomy. (5th ed.). New York: Springer Berlin Heidelberg. Kusky, T. (2010). Encyclopedia of Earth and Space Science. New York: Facts On File, Inc. Nasa. Pluto. สืบคน 28 พฤศจิกายน 2561, จาก https://solarsystem.nasa.gov/planets/ dwarfplanets/pluto/overview Seeds, A., & Backman, E. (2010). Astronomy: The Solar System and Beyond. (6th ed.). California: Nelson Education, Ltd. 326163
14/10/66164บทที่ 7 แผนบริหารการสอนประจําบท ปรากฏการณตาง ๆ ของวัตถุบนทองฟา อาจารยวรีวัฒน อินทรทั ต แผนบริหารการสอนประจําบท เนื้อหา/สาระการเรียนรู 1. เวลาทางดาราศาสตร 2. ขางขึ้น ขางแรม 3. น้ําขึ้น น้ําลง 4. สุริยปุราคา 5. จันทรุปราคา 6. ปรากฏการณแสงโลก บทสรุปประจําบทที่ 7 แบบฝกหัดทายบทที่ 7 เอกสารอางอิงประจําบทที่ 7 328164
14/10/66165แผนบริหารการสอนประจําบท วัตถปุระสงคเชงิพฤติกรรม 1. ผูเรียนสามารถอธิบายการเกิดปรากฏการณต างๆ ทางดาราศาสตรได 2. ผูเรียนสามารถคํานวณหาคา ปริมาณตางๆ ของเวลา วัน และตําแหนงของดวงจันทรได 329แผนบริหารการสอนประจําบท วิธสีอนและกิจกรรมการเรียนการสอนประจาํบท 1. ผูสอนสนทนากับผูเรียนถึงความรูความเขาใจเบื้องตนเกี่ยวกับปรากฏการณตาง ๆ ของวัตถุบนทองฟา โดยสุมถามผูเรยีนในชั้นเรียน 2. ผูสอนบรรยายหัวขอเวลาทางดาราศาสตร ขางขึ้น ขางแรม น้ําขึ้น น้ําลง สุริยุปราคา จันทรุปราคา และ ปรากฏการณแสงโลก แลวใหผูเรียนรวมกันอภิปราย 3. ผูสอนมอบหมายใหผูเรียนทํากิจกรรมการสรางแผนที่รอยปดิถีจันทรของสมาคมดาราศาสตรไทย พรอม ฝกปฏิบัติการใชงาน 4. เมื่อสรางแผนที่รอยปดิถีจันทรเรียบรอยแลว ผูสอนมอบหมายใหผูเรียนทุกคนอธิบายปรากฏการณการ เกิดเฟสของดวงจันทรและปรากฏการณการเกิดน้ําขึ้นน้ําลงจากแผนท่ีรอยปดิถีจันทร โดยกําหนดใหผูเรียนแตละ คนศกึษาปรากฏการณดังกลาวในวันที่แตกตางกัน 5. ผูสอนมอบหมายงานใหผูเรยีนทําแบบฝกหัดทายบท 330165
14/10/66166แผนบริหารการสอนประจําบท สื่อการเรยีนการสอน 1. เอกสารประกอบการสอน บทที่ 7 2. Power point 3. คลิปวิดีโอ 4. แผนที่รอยปดิถีจันทรของสมาคมดาราศาสตรไทย 5. แบบฝกหัดทายบท 331แผนบริหารการสอนประจําบท การวัดและประเมินผล 1. สังเกตความตั้งใจเรียน และการมีสวนรวมในกิจกรรมการเรยีนการสอน 2. พิจารณาการอภิปรายแลกเปลี่ยนความรใูนหองเรียน 3. พิจารณาและตรวจผลการฝกปฏิบัติการสรางแผนที่รอยปดิถีจันทร 4. พจิารณาพฤติกรรมการรวมสังเกตการณปรากฏการณทางดาราศาสตร 5. ตรวจแบบฝกหัดทายบท 332166
14/10/66167บทที่ 7 เนื้อหา ปรากฏการณตาง ๆ ของวัตถุบนทองฟา อาจารยวรีวัฒน อินทรทั ต บทที่ 7 ดาวเคราะหในระบบสุริยะ เวลาทางดาราศาสตร ขางขึ้น ขางแรม น้ําขึ้น น้ําลง สุริยุปราคา จันทรุปราคา ปรากฏการณแสงโลก 334167
14/10/66168บทที่ 7 เวลาทางดาราศาสตร เวลาและวัน สมัยโบราณไดกําหนดหนวยมูลฐานของเวลาขึ้น จากการหมุนรอบของทรงกลมทองฟาหนึ่งรอบ ถือ เปนหนึ่งวัน ซ่งึเปนผลจากการหมุนรอบตัวเองของโลก และชวงเวลานี้เปนคาคงที่การที่จะวัดการหมุนรอบตัวเอง ของทรงกลมทองฟา และวัดระยะระนาบนั้นไปยังจุดคงที่ที่กําหนดขึ้น ซึ่งจุดนั้นจะเคลื่อนที่ไปพรอม ๆ กับการ หมุนรอบของทรงกลมทองฟา ระนาบท่ีคือ ระนาบเมริเดียนของผูสังเกต และจุดคงที่จะมี2 จุด คือ จุดวสันต วิษุวัต และจุดดวงอาทิตยเฉลี่ย (Mean sun) ซึ่งทั้งสองจุดนี้เปนจุดสมมติบนทรงกลมทองฟา แตมีอัตราเร็ว ตางกนัและเวลามีความแตกตางกันไปดวย ซึ่งนักดาราศาสตรไดอาศัยวิธีนี้เปนตัวกําหนดเวลาขึ้นมา โดยเวลาที่กําหนดขึ้น 3 ประเภท ไดแก เวลาดาราคติ (Sidereal time) เวลาสุริยปรากฏ (Apparent solar time) และ เวลาสุริยคติ (Mean solar time) 335บทที่ 7 เวลาดาราคติ เวลาดาราคติเปนเวลาที่อาศัยการเคลื่อนที่ของดาวฤกษหรือเปนคา ไรทแอสเซนชนัของดาวฤกษใด ๆ ขณะที่อยูบนเสนเมริเดีย เวลาดาราคตนิยิามวาเปนชวงเวลาที่ดาวฤกษปรากฏโคจรกลับมาอยูณ ตําแหนง เดิมอีกครั้งหนึ่งบนทรงกลมทองฟา นับเปน 1 วันดาราคติแบงออกเปน 24 ช่ัวโมง คาเวลาที่ไดสามารถเทียบ กับมุมดาวฤกษที่ใชในการเปลี่ยนตําแหนงบนทองฟาไดดังนี้ ถาเวลาดาราคตทิี่ดาวฤกษเคลื่อนที่ครบ 1 รอบ มีคา 24 ชั่วโมง กวาดมุมได360 องศา ถา 1 ชั่วโมง กวาดมุมได15 องศา ถา 4 นาทีกวาดมุมได1 องศา 336168
14/10/66169บทที่ 7 การที่สังเกตดาวฤกษมีความยุงยากและสับสน เนื่องจากจํานวนของดาวฤกษที่มีมากบนทองฟา นักดาราศาสตรไดกาํหนดจุดการสังเกตขึ้นแทนจุดนั้นคือ จุดวสันตวิษุวัต โดยวันดาราคติของผูสังเกตการณจะเริ่ม นับเมื่อจุดตนราศีเมษปรากฏอยูบนแนวเมริเดียนของผสูังเกตนั้น ซึ่งจะมีคาเปน 0 ชั่วโมง เมื่อโลกหมุนรอบตัวเอง คาเวลาก็จะเพิ่มมากขึ้นจนครบรอบกลับมาที่ตําแหนงเมรเดี ิยนของผสูังเกตอีกครั้งเปน 24 ชั่วโมงพอดี 337บทที่ 7 พิจารณาคาเวลาดาราคติที่มีหนวยเปนชั่วโมง ซ่ึงเรียกคาเวลานี้อีกอยางวาคามุมชั่วโมงของจุด วสันตษุวัต นั้นมีความสมัพันธกับคาไรทแอสเซนชันของดาวฤกษใด ๆ แสดงดังภาพที่ 7.1 และสามารถอธิบาย ไดจากสมการ 7.1 ภาพที่ 7.1 ความสัมพันธของเวลาดาราคติ ที่มา : บุญรักษา สุนทรธรรม, 2532, หนา 67 (7.1) 338169
14/10/66170บทที่ 7 ในทางปฏิบัติการอานคาเวลาดาราคตินิยมอานคาไรทแอสเซนชันของดาวที่ปรากฏอยใูนแนวเมรเดี ิ ยน คา มุม ชั่วโมงจึงเปนศูนยพอดี(H.A = 0) และโดยปกติเวลาดาราคตจิะเดินเรว็กวานาฬิกาปกติอยูราวประมาณวันละ 4 นาที ซึ่งการวัดคาเวลาดาราคติ ณ ตําแหนงใด ๆ บนโลกจะเรียกวาเวลาดาราคติทองถิ่น (Local sidereal time,L.S.T) มุมชั่วโมงเปนคามุมที่ใชบอกตําแหนงของวัตถุทองฟา ซึ่งเปนมุมที่วัดเริ่มจากเสนเมริเดียนของผูสังเกตไปตามเสน ศนูยสูตรทองฟาทางทิศตะวันตก ดังภาพที่7.2 คามุม ชั่วโมง จะมีคาต้ังแตหนวยองศาเปนชั่วโมงจะใชการเทียบแบบเวลา ดาราคติภาพท่ี7.2 การวัดมุมชั่วโมง 339บทที่ 7 เวลาสุริยปรากฏ เปนเวลาที่กําหนดโดยใชตําแหนงดวงอาทิตยเปนเกณฑนิยามของเวลาสุริยปรากฏ คือ มมุชั่วโมงของ ดวงอาทิตยปรากฏจริงบนทองฟา กลาวคือ เมื่อดวงอาทิตยอยูที่ตําแหนงเมริเดียนของผูสังเกตเวลาสุริยปรากฏ จะมีคาเปน 0 ชั่วโมง ซึ่งนํามาประยุกตใชเปนนาฬิกาแดด อยางไรก็ตามการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตยขึ้นและตก ตามปกติน้ันไมคงที่เนื่องมาจากการโคจรของโลกรอบดวงอาทิตยและสงผลใหวันสุริยะมีการเปลี่ยนแปลงไมเทากันในแตละวัน ซึ่งสามารถสังเกตไดจากชวงเวลากลางวันของฤดูรอนที่ยาวนานกวาชวงเวลากลางวันของฤดูหนาว เปนตน 340170
14/10/66171บทที่ 7 เวลาสุริยะเฉลี่ย เปนเวลาที่กําหนดโดยดวงอาทิตยเฉลี่ย (Mean sun) เพื่อความสะดวกและแมนยําในการระบุเวลา โดย ดวงอาทิตยเฉลี่ยมีนิยามวาจะตองเคลื่อนที่ดวยอัตราเร็วคงที่ตามแนวเสนศูนยสูตรทองฟา (Equator) ซึ่งมีคา เทากับอัตราการเคล่อืนที่เชิงมุมของดวงอาทิตยจริงใน 1 ปตามแนวเสนสรุยิวิถี(Ecliptic) คาเวลาสุริยะเฉลี่ยจะมีคาเทากับมุมชั่วโมงของดวงอาทิตยเฉลี่ย โดยถาดวงอาทิตยเฉลี่ยอยูบนเสน เมริเดียนจะมีคาเวลาดวงอาทิตยเฉลี่ยเปน 0 ชั่วโมง และชวงเวลาที่ดวงอาทิตยเฉลี่ยเคลื่อนที่มาบนเสนเมริเดียน สองครั้งจะ เปน 1 วันสุริยะเฉลี่ย (Mean solar day) ซึ่งจะมีชวงเวลาเทากันทุกวัน 341บทที่ 7 ทางปฏิบัติจะกําหนดเวลาอยูในรูปของเวลาทองถิ่น (Local mean time, LMT) กําหนดใหตอนเที่ยง คนืคาเวลาทองถิ่นจะมีคาเทากับ 0 ชั่วโมง ซึ่งมคีวามสัมพันธกับคาเวลาสรุิยะปรากฏ ดังสมการ 7.2 คาเวลาทองถ่นิ= คาเวลาสรุิยะปรากฏ + 12 ชั่วโมง (7.2) ทองถิ่นแตละที่ก็มีตําแหนงแตกตางกันไปขึ้นอยูกับตําแหนงของลองจิจูดของแตละทองถิ่นนั้น ๆ จาก การศึกษา พบวาถาสังเกตอยูที่ตําแหนงหางกันบนโลก 1 องศา คิดเปน 80.5 กิโลเมตร จะมีเวลาทองถ่ินแตกตาง กัน 4 นาที 342171
14/10/66172บทที่ 7 การคํานวณเวลาทองถิ่นเฉล่ยีจึงไดม ีการกําหนดโซน (Zone) บนพื้นโลกเปนสวนเทา ๆ กัน ดังภาพที่7.3 ตามคา ๆ ลองจิจูด โดยใหเมืองกรนีชิซึ่งตั้งอยูที่ลองจจิดู0 องศา เปนโซนที่0 และอาณาเขตของแตละโซน จะมีบริเวณ กวาง 15 องศา โดยไปทางตะวันออก และตะวันตกของเสนลองจิจูดหลกัขางละ 7.5 องศา ภาพท่ี7.3 โซนเวลา ที่มา : Karttunen, Kroger, Oja, & Poutanen, 2012, p. 35 343บทที่ 7 จากภาพที่ 7.3 เวลาทองถิ่นในโซนจะเรียกวาเวลาโซนมาตรฐาน (Standard time zone, S.T.Z.) หรือเวลา มาตรฐาน (Standard time, S.T.) ซ่งึโซนแตละโซนจะมีเวลาตางกัน 1 ชั่วโมง เชน โซนที่0 เปนเวลา 12.00 น. แสดงวาโซนท่ี+1 (ศูนยกลางที่15 องศาตะวันออก) เปนเวลา 13.00 น. และโซนที่1 (ศูนยกลางที่15 องศาตะวันตก) เปนเวลา 11.00 น. เปนตน ภาพที่ 7.3 โซนเวลา ที่มา : Karttunen, Kroger, Oja, & Poutanen, 2012, p. 35 344172
14/10/66173บทที่ 7 เวลาทองถ่นิเฉลี่ยที่อยูบริเวณกึ่งกลางโซนเดียวกันจะมีเวลามาตรฐานเทากัน โดยทั่วไปจะเทียบเวลา กับเวลาที่เมืองกรีนิช เวลาที่เมืองกรีนิช คือ เวลาสากล (Universal time, U.T.) เปนเวลามาตรฐานท่ีเมือง กรีนิช หรือเวลาทองถิ่นเฉลี่ยท่ีเมืองกรีนิชนั่นเอง การแปลงเวลามาตรฐานที่ทองถิ่นใด ๆ ไปเปนเวลาสากลจะ อาศัยความสัมพันธ ดังสมการ 7.3 U.T. = S.T.Z. ± zone number (7.3) เครื่องหมายบวก (+) โซนที่ทองถิ่นนั้นจะอยูในโซนลบ (ทางทิศตะวันตกของเมืองกรีนิช) ในทางกลบักันกรณีใช เครื่องหมายลบ (-) โซนที่ทองถิ่นนั้นจะอยใูนโซนบวก (ทางทิศตะวันออกของเมืองกรีนิช) 345บทที่ 7 ตัวอยางที่ 7.1 จากการสังเกตการณกระจุกดาว M67 ที่หอดูดาวเฉลิมพระเกียรติ 7 รอบ พระชนมพรรษา จังหวัดสงขลา ประเทศไทย ในเวลา 19.58 น. จะมีคาเวลาสากลเทาใด วิธีทํา เนื่องจากคาลองจิจูดของประเทศไทย จัดอยูในโซน +7 สมการที่ใชคอื ดังนั้น เวลาสากลเทากบั 12.58 น. หรือ 12 นาฬิกา 58 นาที 346173
14/10/66174บทที่ 7 สําหรับการแปลงคาระหวางเวลาทองถิ่นเฉลี่ยกับคาเวลาสากล จะอาศัยตําแหนงคาลองจิจูดของทองถ่ิน นั้นมาใชในการแปลงคา ดังสมการ 7.4 และ 7.5 U.T. = L.M.T. + Longitude West (7.4) U.T. = L.M.T. - Longitude East (7.5) เนื่องจากคาลองจิจูดของตําแหนงทองถ่ินใด ๆ บนโลกจะอยูในหนวยขององศา ดังนั้นในการคํานวณ จะตองเปลี่ยนใหอยูในหนวยของชั่วโมง นาที วินาที 347บทที่ 7 โจทยลองคิด ถาเวลาสากลในขณะนี้คือ 12.00 น. เวลาที่มหาวิทยาลัยราชภัฏภูเก็ตจะเปนเทาใด 348174
14/10/66175บทที่ 7 สัปดาห การกําหนดสัปดาหนั้นมาจากจํานวนของดาวเคราะหที่สามารถมองเห็นไดดวยตาเปลา 5 ดวง ไดแก ดาว พธุดาวศกุรดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดีและดาวเสารรวมกับ ดวงอาทิตยและดวงจันทรทั้งหมด 7 วัตถุทําให1 สัปดาหมี7 วัน โดยชื่อของแตละวันกเ็ปนชื่อที่มาจากวัตถุท้งั 7 เดอืน ใชการสงัเกตดวงจันทรพบวาดวงจันทรปรากฏใหเห็นเปนคาบ บางวันเห็นเปนเสี้ยว บางวันเห็นเต็มดวง ซ่ึง จากการสังเกตทราบวาชวงเวลาที่ดวงจนัทรปรากฏใหเห็นเตม็ดวง 2 ครั้งตดิตอกันใชเวลาเทากับ 29.5 วัน ในหนึ่ง เดือนจันทรคติและปในจันทรคติมี12 เดือนรวมเปน 354 วัน โดยเดือนที่มี30 วัน เดอืนคูมี29 วัน 349บทที่ 7 ป เปนชวงเวลาที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตยครบหนึ่งรอบ เรียกวาป ปในทางดาราศาสตรแบงออกเปน 3 ประเภท ไดแก ปดาราคติ (Sidereal year) ปทรอปก (Tropical year) และปอะนอมัลลี (Anomalistic year) ปดาราคติ เปนเวลาที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตยครบ 1 รอบ โดยใชจุดคงที่หนึ่งบนทองฟาเปนตําแหนง อางอิง มีคาประมาณ 365.2564 วันสุริยะเฉลี่ย ปทรอปก เปนชวงเวลาที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตยครบ 1 รอบ โดยใชจุดวสันตวิษุวัต เปนตําแหนง อางอิง มีคาประมาณ 365.242199 วันสุริยะเฉลี่ย ซึ่งเปนปที่ใชกันอยูในปจจุบัน ปอะนอมัลลี เปนชวงเวลาท่ีโลกโคจรรอบดวงอาทิตยครบ 1 รอบ โดยใชตําแหนงเพรฮีเลียนเปน ตาํแหนง อางอิงมีคาประมาณ 365.2596 วันสุริยะเฉลี่ย 350175
14/10/66176บทที่ 7 ปฏิทิน การกําหนดปฏิทินเกิดขึ้นเมื่อ 46 ปกอนคริสตศักราช โดยจูเลียส ซีซาร (Julius Caesar) ไดเสนอปฏิทิน แบบจูเลียน (Julian calendar) วาในทุกชวงเวลา 4 ป ให 3 ป แรกใชจํานวนวันเทากับ 365 วันในแตละป และ ในปที่ 4 ใหใช 366 วัน ซึ่งปที่ 4 จะเรียกวาปอธิกสุรธิน (Leap year) ซ่งึเปนปที่คริสตศักราชที่หารดวย 4 ลงตัว ค.ศ. 1582 ปรากฏความผิดพลาดจากปฏิทินจูเลียนหลังจากพบวามีจํานวนวันคลาดเคลื่อนไป 10 วัน โดย วัน แรกของฤดูใบไมผลิปรากฏเปนวนัที่11 มีนาคม แทนที่จะเปนวันที่21 มีนาคม ดังนั้นเพื่อใหเกิดความแมนยํา ขึ้น พระสันตะปาปา เกรกอรีที่ 13 (Pope gregory XII) ไดเสนอรูปแบบของปฏิทินขึ้นมาใหมในป ค.ศ. 1852 วา เปน ปฏิทนิแบบเกรกอเรียน (Gregorian calander) ท่ีถือปทรอปกเปนหลัก โดยตั้งกฎวาปที่หารดวย 4 ลงตัวจะ เปน ปฏิทนิอธิกสุรทิน 351บทที่ 7 ปที่ลงทายดวย 00 เปนปปกติ จะหารดวย 400 ไมลงตัว เชน ค.ศ.1700, 1800, 1900, 2100 เปนปปกติ ปที่ลงทายดวย 00 เปนปอธิกสุรทิน ที่หารดวย 400 ลงตัว เชนค.ศ. 1600, 2000, 2400 เปนปอธิกสรุธิน ปที่ลงทายดวย 000 เปนปปกติ จะหารดวย 4000 ลงตัว เชน ค.ศ.4000, 8000 เปนปปกติ ปที่ลงทายดวย 000 เปนปอธิกสุรทิน จะหารดวย 4000 ไมลงตัว เชน ค.ศ.1000, 2000, 3000 เปนป อธิกสุรทนิ ปฏิทนิอธิกสุรทิน แตมีขอยกเวนดังนี้ 352176