การกำเนิดดวงอาทิตย์

การกำเนิดดวงอาทิตย์



ภาพ :  ดวงอาทิตย์



             ดวงอาทิตย์เป็นวัตถุที่เด่นชัดและมีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ เช่นเดียวกับดาวฤกษ์ดวงอื่นๆ โดยทั่วไป ดวงอาทิตย์มีความร้อน ส่องแสงได้ด้วยตัวเองมีมวลประมาณ 99.8% ของมวลรวมทั้งหมด มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 1,391,000 กิโลเมตร มีมวลประมาณ 332,000 เท่าของโลก ซึ่งถ้าเอาโลกมาเรียงกันตามแนวเส้นศูนย์สูตรจะต้องใช้โลกถึง 109 ดวง และถ้าเอาโลกใส่เข้าไปในดวงอาทิตย์จะใส่โลกเข้าไปได้ถึง 1.3 ล้านโลก

ชาวกรีกเรียกดวงอาทิตย์ว่า Helios ส่วนชาวโรมันเรียกว่า Sol

        ดวงอาทิตย์อยู่ห่างจากโลกประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งของแสงสว่าง ความร้อน และพลังงานของระบบสุริยะ แรงดึงดูดของดวงอาทิตย์เป็นตัวทำให้คงสภาพของระบบสุริยะอยู่ได้

        ดวงอาทิตย์ประกอบด้วยธาตุหลักเพียง 2 ธาตุ คือ ไฮโดรเจน 92.1% และ ฮีเลียม 7.8% ยังมีธาตุอื่นๆ อีกประมาณ 0.1% สัดส่วนของส่วนประกอบจะเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา พลังงานของดวงอาทิตย์ได้จากปฏิกิริยาทางนิวเคลียร์ที่เปลี่ยนไฮโดรเจนไปเป็นฮีเลียมในบริเวณแกนกลางของดวงอาทิตย์ โดยขบวนการนิวเคลียร์ฟิวชัน ดวงอาทิตย์ทำการเปลี่ยนไฮโดรเจนไปเป็นฮีเลียมด้วยอัตรา 4 ล้านตันต่อวินาที ซึ่งจากอัตรานี้ดวงอาทิตย์จะมีอายุประมาณ 30 พันล้านปี พลังงานที่ปลดปล่อยออกจากดวงอาทิตย์ประมาณ 30 x 10¹⁶ วัตต์ หรือประมาณ 3.86 x 10³³ ergs/second

       การกำเนิดของดวงอาทิตย์เชื่อว่าเกิดจากการรวมตัวของวัตถุในอวกาศ ในขั้นตอนเริ่มต้นของการเกิด ดวงอาทิตย์อาจเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งที่เรียกว่าเมฆฝุ่น (dust cloud) ซึ่งได้จากการรวมกลุ่มของฝุ่นและก๊าซด้วยแรงดึงดูด เมื่อเมฆฝุ่นหนาแน่นขึ้นจนไม่มีสภาพของช่องว่างซึ่งเป็นจุดเริ่มของดวงอาทิตย์ เรียกขั้นตอนนี้ว่า เนบิวลา (nebula) ชั้นผิวนอกสุดของดวงอาทิตย์แสดงให้เห็นถึง ความเร็วในการหมุนที่แตกต่างกัน บริเวณที่เป็นศูนย์สูตรจะใช้เวลาหมุน 25.4 วัน ส่วนบริเวณขั้วจะใช้เวลาหมุน 36 วัน ซึ่งลักษณะดังกล่าวเกิดเนื่องจากว่าดวงอาทิตย์เป็นวัตถุที่มีสถานะไม่เป็นของแข็ง ความแตกต่างของการหมุนน่าจะเกิดขึ้นกับส่วนของโครงสร้างภายในด้วย ส่วนที่เป็นแกนกลางของดวงอาทิตย์มีการหมุนในลักษณะที่เป็นของแข็งพื้นผิวของดวงอาทิตย์ที่เรียกว่า photosphere มีอุณหภูมิประมาณ 5800 K และความดันประมาณ 340 เท่าของพื้นโลกที่ระดับน้ำทะเล มีจุดดับ (sunspots) ซึ่งเป็นบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าปกติ คือประมาณ 3800 K จุดดับอาจมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางถึง 50,000 กิโลเมตร สาเหตุของการเกิดยังมีความซับซ้อนและไม่เข้าใจถึงกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับสนามแม่เหล็ก บริเวณที่เรียกว่า chronosphere วางตัวอยู่เหนือชั้น photosphere พลังงานจากภายในดวงอาทิตย์ถูกส่งผ่านบริเวณนี้ ส่วนบริเวณที่อยู่เหนือ chronosphere เรียกว่า corona เป็นส่วนนอกสุดของบรรยากาศของดวงอาทิตย์ ซึ่งขยายตัวออกสู่บรรยากาศเป็นระยะทางหลายล้านกิโลเมตร แต่จะสามารถสังเกตเห็นได้เฉพาะเมื่อเกิดสุริยุปราคา (eclipse) อุณหภูมิบริเวณ corona ประมาณ 1,000,000 Kสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์มีความเข้มสูงมากและมีความซับซ้อนมาก ส่วนของ magnetosphere หรืออาจเรียกว่า heliosphere ขยายออกไปจนถึงดาวพลูโต

          นอกจากแสงสว่างและความร้อนที่ได้จากดวงอาทิตย์แล้ว ดวงอาทิตย์ยังปลดปล่อยอนุภาคขนาดเล็กที่มีประจุ เซ่น อิเลคตรอนและโปรตอน ซึ่งเรียกกันว่า ลมสุริยะ (solar wind) ซึ่งแพร่กระจายออกไปในระบบสุริยะด้วยความเร็วประมาณ 450 กิโลเมตรต่อวินาที ลมสุริยะและอนุภาคพลังงานสูงที่ถูกปลดปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ สามารถไปรบกวนตั้งแต่ระบบสายไฟฟ้าจนถึงระบบสื่อสารคลื่นวิทยุ หรืออาจทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า aurora borealis ลมสุริยะยังมีผลต่อความยาวของดาวหาง        ดวงอาทิตย์ซึ่งเชื่อว่ามีอายุประมาณ 4.5 พันล้านปี ได้ใช้ไฮโดรเจนไปครึ่งหนึ่งแล้ว และจะยังคงสามารถปลดปล่อยพลังงานได้อีกประมาณ 5 พันล้านปี ซึ่งเมื่อถึงตอนนั้นฮีเลียมจะหลอมกลายเป็นธาตุที่มีน้ำหนักสูงขึ้น ขนาดของดวงอาทิตย์ก็จะขยายขึ้นด้วย ซึ่งอาจขยายใหญ่มาถึงโลกได้ เรียกดวงอาทิตย์ช่วงนี้ว่า ดาวยักษ์แดง (red giant) หลังจากนั้นจะเกิดการหดตัวอย่างรวดเร็วกลายเป็น ดาวแคระขาว (white dwarf) ซึ่งเป็นจุดสิ้นสุดของการเกิดของดวงดาว และต้องใช้เวลาอีกเป็นพันพันล้านปีในการทำให้มันเย็นตัวลง

ที่มา : http://it.geol.science.cmu.ac.th/gs/courseware/205100/Solar/sun.htmi