ดวงอาทิตย์

ดวงอาทติ ย์

ดวงอาทติ ย์ (sun) ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ ณ ใจกลางระบบสรุ ิยะ เป็นพลาสมาร้อนทรงเกือบ กลมสมบรู ณ์ โดยมกี ารเคล่อื นท่ีพาซงึ่ ผลิตสนามแมเ่ หลก็ ผา่ นกระบวนการไดนาโม ปัจจบุ นั เป็นแหลง่ พลงั งานสาคญั ที่สดุ สาหรับส่งิ มีชีวิตบนโลก ประวตั ิ ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ลาดบั หลกั ระดบั จี (G2V) ตามการจดั ประเภทดาวฤกษ์ตามระดบั สเปกตรัม โดยมกั ถกู เรียก อยา่ งไมเ่ ป็นทางการวา่ \"ดาวแคระเหลอื ง\" ดวงอาทติ ย์ก่อตวั ขนึ ้ เมื่อประมาณ 4.6 พนั ล้านปีกอ่ น จากการยบุ ของแรง โน้มถ่วง (gravitational collapse) ของสสารภายในบริเวณกลมุ่ เมฆโมเลกลุ ขนาดใหญ่ สสารนีส้ ว่ นใหญ่รวม อดั แนน่ อยทู่ ่ีใจกลาง สว่ นท่ีเหลอื บีบตวั ลงลงเป็นแผน่ โคจรซงึ่ กลายมาเป็นระบบสรุ ิยะ มวลใจกลางร้อนและหนาแน่น มากจนเริ่มเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิ วชนั่ ณ แก่นดาว ซงึ่ เชื่อวา่ เป็นกระบวนการเกิดดาวฤกษ์ส่วนใหญ่

ดวงอาทิตย์มีอายมุ าได้ประมาณครึ่งอายขุ ยั แล้ว ไมม่ ีการเปลี่ยนแปลงมากนกั เป็นเวลากวา่ 4 พนั ล้านปีมาแล้ว และคาดวา่ จะอย่ใู นภาวะคอ่ นข้างเสถียรไปเชน่ นีอ้ ีก 5 พนั ล้านปี ในแตล่ ะวินาที ปฏิกิริยาหลอมนิวเคลียส (ฟิว ชนั ) ของดวงอาทติ ย์ สามารถเปลี่ยนไฮโดรเจนอะตอมปริมาณ 600 ล้านตนั ให้กลายเป็นฮีเลียม และเปลี่ยนสสาร 4 ล้านตนั ให้เป็นพลงั งานจากปฏิกิริยาดงั กลา่ ว กวา่ พลงั งานนีจ้ ะหนีออกจากแกนดวงอาทิตย์มาสพู่ ืน้ ผิวได้ ต้อง ใช้เวลานานราว 10,000 ถงึ 170,000 ปี ในอีกราว 5 พนั ล้านปีข้างหน้า เม่ือปฏิกิริยาฟิวชนั ไฮโดรเจนในแก่นของ ดวงอาทติ ย์ลดลงถึงจดุ ท่ีไมอ่ ยใู่ นดลุ ยภาพอทุ กสถิตตอ่ ไป แกน่ ของดวงอาทติ ย์จะมีความหนาแน่นและอณุ หภมู ิ เพิ่มขนึ ้ สว่ นชนั้ นอกของดวงอาทิตย์จะขยายออกจนสดุ ท้ายเป็นดาวยกั ษ์แดง มีการคานวณว่าดวงอาทิตย์จะใหญ่ พอกลนื วงโคจรปัจจบุ นั ของดาวพธุ และดาวศกุ ร์ และทาให้โลกอาศยั อย่ไู มไ่ ด้

มีเส้นผา่ นศนู ย์กลางประมาณ 1.39 ล้านกิโลเมตร ใหญ่กวา่ โลก 109 เทา่ และมีมวลประมาณ 330,000 เทา่ ของโลก คิดเป็นประมาณร้อยละ 99.86 ของมวลทงั้ หมดของระบบสรุ ิยะ มวลประมาณสามในสี่ของดวง อาทิตย์เป็นไฮโดรเจน สว่ นท่ีเหลือเป็นฮีเลยี มเป็นหลกั โดยมีปริมาณ ธาตหุ นกั กวา่ เลก็ น้อย รวมทงั้ ออกซิเจน คาร์บอน นีออนและเหลก็ ดวงอาทิตย์เป็นวตั ถทุ ี่ใหญ่ที่สดุ ในระบบสรุ ิยะ มีมวลคดิ เป็นร้อยละ 99 ของระบบสรุ ิยะ ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่มีรูปทรงเกือบเป็นทรงกลม โดยมีความแบนท่ีขวั้ เพยี งหนง่ึ ในเก้าล้าน ซง่ึ หมายความวา่ ความแตกต่างของเส้นผ่านศนู ย์กลางที่ขวั้ กบั เส้นผ่านศูนย์กลางที่เส้นศนู ย์สตู รมีเพียง 10 กิโลเมตร จากการที่ดวงอาทิตย์มีเฉพาะส่วนท่ีเป็นพลาสมา ไมม่ ีสว่ นท่ีเป็นของแข็ง ทาให้อตั ราเร็วของการหมนุ รอบตวั เองในแตล่ ะสว่ นมีความตา่ งกนั เช่นท่ีเส้นศนู ย์สตู รจะหมนุ เร็วกวา่ ท่ีขวั้ ท่ีเส้นศนู ย์ สตู รของดวงอาทิตย์มีคาบการหมนุ รอบตวั เอง 25 วนั สว่ นที่ขวั้ มีคาบ 35 วนั แตเ่ มื่อสงั เกตบนโลกแล้ว จะพบวา่ คาบของการหมนุ รอบตวั เอง ที่เส้นศนู ย์สตู รของดวงอาทิตย์คือ 28 วนั

องค์ประกอบของดวงอาทิตย์ ดวงอาทติ ย์เป็นดาวฤกษ์ท่ีอยใู่ กล้โลกมากที่สดุ และเป็นแหลง่ พลงั งานที่สาคญั ทส่ี ดุ ของโลก ดวงอาทติ ย์มีขนาดเส้นผา่ น ศนู ย์กลาง 1.4 ล้านกิโลเมตร อยหู่ า่ งจากโลก 150 ล้านกิโลเมตร มีองค์ประกอบเป็นไฮโดรเจน 74% ฮีเลียม 25% และ ธาตชุ นิดอื่น 1% โครงสร้างของดวงอาทิตย์แบง่ ออกเป็น 3 สว่ น คือ • แกน่ ปฏกิ รณ์นิวเคลียร์ (Nuclear burning core) มีขนาดประมาณ 25% ของรัศมี เกิดปฏกิ ิริยานิวเคลียร์ แบบฟิวชนั เผาไหม้ไฮโดรเจนให้กลายเป็นฮีเลยี ม มวลบางสว่ นได้เปลย่ี นเป็นพลงั งาน มีอณุ หภมู สิ งู ถงึ 15 ล้านเคลวนิ • โซนการแผ่รังสี (Radiative zone) อยทู่ ่ีระยะ 25-70% ของรัศมี พลงั งานทเี่ กิดขนึ ้ จากแก่นปฏิกรณ์นิวเคลยี ร์ ถกู นาขนึ ้ สชู่ นั้ บนโดยการแผร่ ังสีด้วยอนภุ าคโฟตอน • โซนการพาความร้อน (Convection zone) อยทู่ ี่ระยะ 70-100% ของรัศมีพลงั งาน จากภายในถกู พาออกสพู่ ืน้ ผิวด้วยการหมนุ วนของก๊าซร้อน

ชนั้ บรรยากาศของดวงอาทิตย์ • โฟโตสเฟี ยร์ (Photosphere) คือบรรยากาศชนั้ ลา่ งสดุ ของดวงอาทติ ย์ ซง่ึ เรามองเหน็ เม่ือมองดจู ากโลก โฟโตแปลวา่ แสง สเฟี ยร์แปลวา่ ทรงกลม ดงั นนั้ โฟโตสเฟี ยร์จงึ แปลวา่ ทรงกลมแสง ใต้ชนั้ โฟโตสเฟี ยร์ลงไปแก๊สร้อนอดั ตวั กนั แนน่ จนแสงไมส่ ามารถทะลขุ นึ ้ มาได้ แสงอาทิตย์ท่ีเรามองเหน็ มาจากชนั้ โฟโตสเฟี ยร์ • โครโมสเฟี ยร์ (Chromosphere) เป็นบรรยากาศชนั้ กลางของดวงอาทิตย์ โคโมสเฟี ยร์แปลว่า ทรงกลมสี เราสามารถมองเหน็ เป็นพวยแก๊สสแี ดงตามขอบของดวงอาทิตย์ ขณะที่เกิดสรุ ิยปุ ราคาเตม็ ดวง หรือมองดดู ้วยกล้องโทรทรรศน์ติดตงั้ แผน่ กรองแสงไฮโดรเจน - อลั ฟา

พืน้ ผิวของดวงอาทติ ย์เตม็ ไปด้วยแก๊สร้อนซงึ่ ประทอุ ย่ตู ลอดเวลา เมื่อแก๊สร้อนบนดวงอาทติ ย์พุ่งตวั สงู เหนือชนั้ โคร โมสเฟี ยร์ขนึ ้ มาหลายหม่ืนกิโลเมตร \"พวยแก๊ส\" (Prominences) จะเคล่ือนที่เข้าสอู่ วกาศด้วยความเร็ว 1,000 กิโลเมตร/วินาที หรือ 3.6 ล้านกิโลเมตรตอ่ ชว่ั โมง ในบางครัง้ มีการระเบิดใหญ่กวา่ เรียกวา่ การลกุ จ้า (Solar flare) ทาให้เกิดกลมุ่ อนภุ าคพลงั งานสงู เรียกวา่ \"พายสุ รุ ิยะ\" (Solar storm) ซงึ่ สามารถสร้างความเสียหาย ให้แกด่ าวเทียมและยานอวกาศ เมื่อพายสุ รุ ิยะปะทะกบั พืน้ ผิวโลกอาจทาให้ไฟฟ้าลดั วงจรหรือระบบคมนาคมขดั ข้อง ได้ • คอโรนา (Corona) เป็นบรรยากาศชนั้ บนสดุ สามารถมองเห็นได้เป็นวงแสงสีขาว เม่ือเกิดสรุ ิยปุ ราคาเตม็ ดวงเทา่ นนั้ ดงั ภาพที่ 8 คอโรนามีรูปทรง ตามสนามแม่เหลก็ ของดวงอาทติ ย์ คอโรนามีความเบาบางมาก แตม่ ีอณุ หภมู สิ งู ถงึ 2 ล้านเคลวนิ อะตอมจงึ เคล่ือนท่ีด้วยความเร็วสงู มาก อย่างไรกต็ ามบริเวณคอโรนาไม่มีความร้อนสงู เน่ืองจากมีแก๊สอยเู่ บาบางมาก ในบางครัง้ ดวงอาทติ ย์มี \"การปลอ่ ยก้อนมวลจากคอโรนา\"

ลมสรุ ิยะ ดวงอาทิตย์เป็นก้อนแก๊สซงึ่ มีอณุ หภมู ิสงู จนอะตอมของไฮโดรเจนสญู เสียอิเลก็ ตรอนกลายเป็นประจุ ทกุ ๆ วินาที เราเรียกสถานะนีว้ า่ \"พลาสมา\" (Plasma) ดวงอาทิตย์ปลดปลอ่ ยมวลสอู่ วกาศในรูปของ ลมสรุ ิยะ (Solar Wind) ลมสรุ ิยะไมใ่ ช่กระแสลมในบรรยากาศ แตเ่ ป็นกระแสอนภุ าคพลงั งานสงู ซงึ่ เกิดจากแก๊สร้อนของดวงอาทิตย์สญู เสยี ประจสุ หู่ ้วงอวกาศในรูปของโปรตอน อิเล็กตรอน และอนภุ าค อ่ืนๆ ซง่ึ เคลอื่ นที่ด้วยความเร็วประมาณ 450 กิโลเมตร/วนิ าที โดยจะใช้เวลาในการเดนิ ทางถงึ โลก ประมาณ 4 วนั ในขณะท่ีรังสจี ากดวงอาทิตย์ใช้เวลาเดนิ ทางถงึ โลกเพียง 8 นาทีครึ่ง โดยปกตลิ มสรุ ิยะ ไมม่ ีความรุนแรงมากนกั แตใ่ นบางครัง้ ท่ีดวงอาทิตย์มีการลกุ จ้า (Solar Flare) หรือการปลอ่ ยก้อน มวลจากคอโรนา (CME) ออกมาจานวนมากจนกลายเป็นพายสุ รุ ิยะ (Solar storm) อนภุ าค เหลา่ นีอ้ าจสร้างความเสยี หายแก่ดาวเทียม ยานอวกาศ ระบบส่อื สารโทรคมนาคมและระบบไฟฟา้ รวมทงั้ ทาลายโครงสร้าง DNA ของสิ่งมีชีวติ ดงั นนั้ นกั วิทยาศาสตร์จงึ สง่ ยานอวกาศ SOHO ขนึ ้ ไป เฝา้ สงั เกตการเปลี่ยนแปลของดวงอาทติ ย์ เพื่อการแจ้งเตอื นและพยากรณ์สภาพอวกาศ (Space weather)

เมื่ออนภุ าคพลงั งานสงู ในลมสรุ ิยะมีความเร็วเหนือเสียงปะทะกบั สนามแม่เหลก็ โลก (Magnetosphere) จะ เกิดชอ็ คเวฟและลดความเร็วลง ประจไุ ฟฟ้าเคลือ่ นท่ีไปตามเส้นแรงแม่เหลก็ ซงึ่ ล้อมรอบโลก อนภุ าคบางส่วนถกู กกั ไว้ใน เส้นแรงแมเ่ หลก็ ใน \"แถบแฟนอลั เลน\" (Van Allen belts) ซง่ึ มีสองชนั้ อยสู่ งู เหนือพืน้ ผิวโลกประมาณ 2,000 – 5,000 กิโลเมตร และ 13,000 – 19,000 กิโลเมตร ดงั ภาพที่ 9 แถบแฟนอลั เลน็ ชนั้ ในเตม็ ไปด้วยอนภุ าคโปรตอน พลงั งานสงู สว่ นแถบชนั้ นอกเป็นอนภุ าคโปรตอนและอิเลก็ ตรอนพลงั งานต่า ลมสรุ ิยะมีคณุ สมบตั เิ ป็นตวั นาไฟฟา้ ท่ีดี เย่ียม เม่ือมนั เคลื่อนท่ีผา่ นสนามแมเ่ หล็กโลก อนภุ าคโปรตอนและอเิ ลก็ ตรอนความเร็วสงู พงุ่ ชนบรรยากาศชนั้ บนของโลก เมื่ออะตอมของแก๊สในชนั้ บรรยากาศได้ดดู กลืนพลงั งานเหล่านีก้ ็จะแผร่ ังสีออกมามองเห็นเป็นแสงสว่างเรียกวา่ \"แสง เหนือแสงใต้\" (Aurora) ในบริเวณรอบขวั้ แม่เหลก็ โลกดงั ภาพท่ี 10

อ้างอิง http://www.lesa.biz/astronomy/solar-system/sun https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%94%E0%B8%A7%E0%B8%87%E0%B8%AD %E0%B8%B2%E0%B8%97%E0%B8%B4%E0%B8%95%E0%B8%A2%E0%B9%8C http://portal.edu.chula.ac.th/lesa_cd/assets/document/LESA212/2/sun/sun/sun. html