กลุ่มดาวจักรราศี

กลุ่มดาวในจักรราศี ประกอบด้วยกลุ่มดาว 12 กลุ่ม คนในสมัยโบราณสังเกตุว่า ในช่วงแต่ละเดือน ดวงอาทิตย์ จะเคลื่อนเข้าไปอยู่ในกลุ่มดาวกลุ่มหนึ่งเป็นประจำ (แท้จริงแล้วโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ใน 1 ปี ทำให้ดูเหมือนว่าดวงอาทิตย์เคลื่อนที่) มนุษย์เราจินตนาการกลุ่มดาว 12 ราศีเป็นรูปร่างต่างๆ มีทั้งสัตว์ มนุษย์ และสิ่งของ แต่มีสัตว์เป็นส่วนใหญ่จึงเป็นที่มาของคำว่า Zodiac มาจากคำว่า Zoo

กลุ่มดาวจักรราศี ใช้กันมานานกว่า 3,000 ปีก่อนคริสตกาล โดยสังเกตว่ากลุ่มดาวจักรราศีจะตกไปพร้อมกับดวงอาทิตย์ ในเดือนนั้นๆ จึงทำให้รู้ว่าเข้าเดือนใหม่แล้ว


1. กลุ่มดาวแพะทะเล Capricornus เป็นกลุ่มดาวในราศีมังกร ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 มกราคมถึง 21 กุมภาพันธ์ เข้าเดือนมกราคม เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็นกลุ่มดาวนี้อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี

2. กลุ่มดาวคนแบกหม้อน้ำ Aqurius เป็นกลุ่มดาวในราศีกุมภ์ ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 กุมภาพันธ์ ถึง 21 มีนาคม เข้าเดือนกุมภาพันธ์ เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็นกลุ่มดาวนี้อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี

3. กลุ่มดาวปลาคู่ Pisces เป็นกลุ่มดาวในราศีมีน ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 มีนาคม ถึง 21เมษายน เข้าเดือนมีนาคม เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็นกลุ่มดาวนี้ อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี

4. กลุ่มดาวแพะ Aries เป็นกลุ่มดาวในราศีเมษ ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 เมษายน ถึง 21 พฤษภาคม เข้าเดือนเมษายน เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็นกลุ่มดาวนี้ อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี

5. กลุ่มดาววัว Taurus เป็นกลุ่มดาวในราศีพฤษก ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 พฤษภาคม ถึง 21 มิถุนายน เข้าเดือนพฤษภาคม เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็นกลุ่มดาว นี้อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี

6. กลุ่มดาวคนคู่ Gemini เป็นกลุ่มดาวในราศีเมถุน ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 มิถุนายน ถึง 21 กรกฏาคม เข้าเดือนมิถุนายน เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็น กลุ่มดาวนี้อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี

7. กลุ่มดาวปู Cancer เป็นกลุ่มดาวในราศีกรกฏ ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 กรกฏาคม ถึง 21 สิงหาคม เข้าเดือนกรกฏาคม เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็นกลุ่มดาวนี้ อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี


8.กลุ่มดาวแมงป่อง
กลุ่มดาวแมงป่อง เป็นกลุ่มดาวอันดับที่แปดของกลุ่มดาวจักรราศี และเป็นกลุ่มดาวแนวกาแล็กซี่ ทางช้างเผือก พาดผ่าน เราสามารถเห็นกลุ่มดาวนี้ เป็นรูปแมงป่องได้ชัดเจน และมีขนาดใหญ่ ตั้งแต่หัวถึงหาง ยาวถึงประมาณ 30 องศาเลยทีเดียว กลุ่มดาวแมงป่อง จะขึ้นไปสูงสุดกลางท้องฟ้า ประมาณเที่ยงคืนของเดือนมิถุนายน โดยเมื่อขึ้นไปสูงสุดบนท้องฟ้า จะอยู่ทางทิศใต้ สูงจากขอบฟ้าประมาณ 45 องศา





9. กลุ่มดาวหญิงสาว Virgo เป็นกลุ่มดาวในราศีกันย์ ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 กันยายน ถึง 21 ตุลาคม เข้าเดือนกันยายน เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็นกลุ่มดาวนี้อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี



10. กลุ่มดาวคันขั่ง Libra เป็นกลุ่มดาวในราศีตุลย์ ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 ตุลาคม ถึง 21 พฤศจิกายน เข้าเดือนตุลาคม เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็นกลุ่มดาวนี้ อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี



11. กลุ่มดาวแมงป่อง Scorpio เป็นกลุ่มดาวในราศีพิจิก ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 พฤศจิกายน ถึง 21 ธันวาคม เข้าเดือนพฤศจิกายน เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็นกลุ่มดาวนี้อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี



12. กลุ่มดาวคนยิง Sagittarius เป็นกลุ่มดาวในราศีธนู ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนมาในกลุ่มดาวนี้ช่วง วันที่ 22 ธันวาคม ถึง 21 มกราคม เข้าเดือนธันวาคม เมื่อดวงอาทิตย์ตกจะเห็นกลุ่มดาวนี้อยู่ทางทิศตะวันตกพอดี

ดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์

ภาพที่ 1 ดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่สำคัญในระบบสุริยะ เป็นดาวฤกษ์ สีเหลือง มีอายุเกือบ 5,000 ล้านปี อยู่ห่างจากโลกของ เราประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร แสงจากดวงอาทิตย์ใช้เวลาเดินทางมายังโลกเพียง 8.3 นาที หรือ 499 วินาทีเท่านั้น พลังงานจำนวนมหาศาล ในดวงอาทิตย์ได้มา จากการ เปลี่ยนก๊าซไฮโดรเจนเป็น ฮีเลียมที่อุณหภูมิประมาณ 15 ล้านเคลวิน หรือประมาณ 27 ล้านองศาฟาเรนไฮต์
ดวงอาทิตย์มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่มากกว่าโลกของเรา109 เท่า มีปริมาตร 1,300,000 เท่าของโลก และมีมวล มากกว่าโลกของเรา 333,434 เท่า กาลิเลโอเป็นคนแรก ที่พิสูจน์ให้เห็นว่า ดวงอาทิตย์หมุนรอบตัวเอง และจากการศึกษาของนักดาราศาสตร์ทำให้ทราบว่า การหมุนรอบตัวเองของดวงอาทิตย์ ในบริเวณเส้นศูนย์สูตรจะมีความเร็วกว่าที่บริเวณขั้ว เหนือและขั้วใต้

ดังนั้น นักดาราศาสตร์ บางคนจึงมีความเห็นว่ารูปร่างของดวงอาทิตย์ มีลักษณะเป็นทรงรีรูปไข่ ทั้งนี้เพราะ เกิดแรงหนีศูนย์กลาง ที่มาจากการหมุน ซึ่งทำให้ดาวเคราะห์บริวารเป็นรูปทรงรีด้วย
บริเวณผิวดวงอาทิตย์ จะมีความสว่าง สามารถมองเห็นได้ เราเรียกว่า บริเวณโฟโตสเฟียร์ (Photosphere) เป็นชั้นที่มีธาตุที่พบทั้งหมด แต่จะไม่อยู่ในสภาพของแข็ง ซึ่งอาจจะรวมกันเป็นกลุ่มอนุภาคของเหลว ชั้นโฟโตสเฟียร์จะป็นชั้นที่แผ่พลังงานของดวงอาทิตย์สู่อวกาศ เป็นชั้นบางๆ แต่ค่อนข้างทึบแสง มีความหนาประมาณ 400 กิโลเมตร เป็นชั้นที่มีอุณหภูมิแปรเปลี่ยนตั้งแต่ประมาณ 10,000 เคลวิน ที่บริเวณ ส่วนลึกที่สุดจนถึง 6,000 เคลวินที่บริเวณส่วนบนสุดถัดจากชั้น โฟโตสเฟียร์ขึ้นมา ประมาณ 19,200 กิโลเมตร จะเป็นชั้นโครโมสเฟียร์ (Chromosphere) ซึ่งเป็นชั้นค่อนข้างโปร่งแสงที่มีความหนาประมาณ 4,800 กิโลเมตร อุณหภูมิของชั้นโครโมสเฟียร์ จะเพิ่มมากขึ้นตามระยะทางที่ห่างออกไปข้างนอก คือจะมีอุณหภูมิตั้งแต่ประมาณ 4,500 เคลวิน จนถึง 1,000,000 เคลวิน ดังนันชั้นบนสุดของ ชั้นโครโมสเฟียร์ จะเป็นชั้นบริเวณที่มีปรากฎการณ์รุนแรงมาก ซึ่งจะมองเห็นแนวโค้ง เป็นสีสุกใสในขณะเกิดสุริยุปราคา เนื่องจากขณะที่เกิดสุริยุปราคาเต็มดวงนั้น ชั้นของโฟโตสเฟียร์จะถูกดวงจันทร์บดบังอยู่ชั่วขณะหนึ่ง ทำให้มองเห็นชั้นของโครโมสเฟียร์เป็นแนวเว้า มีสีส้ม-แดง อยู่ในบริเวณของดวงจันทร์

ในศตวรรษที่ 19 นักดาราศาสตร์ชาวอิตาลีชื่อ Angelo Secchi ได้อธิบายถึงชั้นโครโมสเฟียร์ที่ขอบของดวงอาทิตย์ว่า เหมือนทุ่งหญ้ากำลังถูกไฟไหม้ ซึ่งเกิดจากกลุ่มก๊าซ ที่เรียกว่า สปิคุล (Spicules) เป็นลำ เล็กๆ พุ่งขึ้นไปข้างบนเป็นแถว ด้วยความเร็วประมาณ 20 - 30 กิโลเมตรต่อวินาที พุ่งตัวสูงประมาณ 8,000 กิโลเมตร และจากการวิจัยด้วยสเปกโตรสโคป พบว่า ลำก๊าซ สปิคุลนี้ มีอุณหภูมิถึง 10,000 เคลวิน ในบริเวณใจกลางของมัน แต่ที่บริเวณผิวจะมีระดับความร้อนสูงกว่าถึง 50,000 เคลวิน ซึ่งละอองก๊าซที่มีความร้อนสูงมากนี้ จะเป็นแหล่งกำเนิดคลื่นอัลตราไวโอเลตของดวงอาทิตย์ส่วนประกอบชั้นนอกที่ เรียกว่า โคโรนา (Corona) คือก๊าซที่ส่องแสงสว่างหุ้มอยู่รอบๆ ดวงอาทิตย์ มีลักษณะปรากฎเป็นแสงเรือง มีรัศมีสีนวลสุกสกาวในขณะที่เกิดสุริยุปราคราเต็มดวง คุณสมบัติที่น่าอัศจรรย์ ของโคโรนาคือ การที่มีอุณหภูมิสูงมากตั้งแต่ 1,500,000 เคลวิน ถึง 2,500,000 เคลวิน การที่โคโรนา มีอุณหภูมิสูงมากเช่นนี้ จะเกิดการระเหยของก๊าซออกไปอย่างต่อเนื่อง ทำให้มีอุณหภูมิประจุไฟฟ้าที่เรียกว่า ลมสุริยะ (Solar wind) แพร่กระจายออกมาข้างนอก แล้วแพร่เข้ามายังบริเวณใกล้เคียง โลกเรา ด้วยความเร็ว 300 - 1,000 กิโลเมตรต่อนาที ดังนั้นในอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ จึงเต็มไปด้วยพลาสมา ที่มีความร้อนสูงและมีสภาพที่แตกตัวเป็นอิออน

ลักษณะพื้นผิวของ ดวงอาทิตย์นั้น จะเห็นภาพปรากฎที่เรียกว่า จุดดำบนดวงอาทิตย์ (Sunspots) เป็นบริเวณสีคล้ำบนตัวดวงหรือบนชั้นโฟโตสเฟียร์ โดยมีส่วนกลางดำคล้ำกว่าเรียกว่า เงามืด (Umbra) ส่วนรอบๆมีสีจางกว่าเรียกว่า เงาสลัว (Penumbra) บริเวณจุดบนดวงอาทิตย์นี้ ไม่ได้มืดหรือดับไป ดังที่บางคนเข้าใจ แท้จริงแล้วจุดเหล่านี้ มีความสว่างและมีความร้อนยิ่งกว่าทังสเตนขณะถึงจุดหลอมเหลว ซึ่งบางจุดมีอุณหภูมิสูงถึง 3,800 เคลวิน แต่ที่เห็นว่ามืดเป็นเพียงความรู้สึก ที่เกิดจากแสงสว่างที่จ้ากว่า ของชั้นโฟโตสเฟียร์ ตัดกับจุดนี้ จึงทำให้เรามองเห็นเป็นจุดดำ สำหรับการปรากฎมืดคล้ำ (Darkening of Limb) ลักษณะนี้เป็นสิ่งยืนยันให้เราทราบว่าดวงอาทิตย์มิใช่ของแข็ง แต่เป็นกลุ่มก๊าซ ที่แผ่รังสีออกไป ได้ไม่เท่ากัน

ส่วนประกอบของดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์เป็นกลุ่มแก๊ซขนาดใหญ่ เนื่องจากมวลของแก๊ซมีขนาดมหาศาล ทำให้มีความดันที่แกนกลางสูง มาก ทำให้สามารถเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบรวมตัว (นิวเคลียร์ฟิวชัน) ได้อย่างต่อเนื่อง พลังงานที่ได้ทำให้บริเวณแกนกลางของดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิกว่า ๑๕ ล้านเคลวิน พลังงานความร้อนที่ได้ทำให้เกิดกระบวนการต่อเนื่องต่าง ๆ มากมาย โดยส่วนใหญ่จะถูกดูดกลืนโดยแก๊ซในดวงอาทิตย์เอง ส่งผลให้ บริเวณผิวนอกของดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิเหลือเพียงประมาณ ๖๐๐๐ เคลวิน และทำให้แสงแดด มีการกระจายความเข้มใกล้เคียงกับการแผ่รังสีของวัตถุดำที่ ๖๐๐๐ เคลวินนั่นเอง

ดวงอาทิตย์มีองค์ประกอบสำคัญ ได้แก่ ส่วนแก่น (core) ซึ่ง เป็นแหล่งกำเนิดพลังงานนิวเคลียร์ฟิวชัน ถัดออกมารวมเรียกว่าชั้นแผ่รังสี (radiative zone) เนื่องจากเป็นส่วนที่รับและดูดกลืนรังสีอันเนื่องมาจากพลังงานที่ผลิตได้ ชั้นนอก เรียกว่าชั้นพาความร้อน (convective zone) ซึ่งเป็นชั้นที่อนุภาคซึ่งได้รับพลังงานความร้อนจากชั้นแผ่รังสีมีการ เคลื่อนที่ ถ่ายเทพลังงานให้กันและกัน ทำให้มีการพาพลังงานออกมาสู่ผิวชั้นนอกได้ บริเวณที่เป็นเปลือกและมีลักษณะส่องสว่าง เรียกว่า โฟโตสเฟียร์ (photosphere) นอกจากนี้ยังมีปรากฏการณ์อื่น ๆ ซึ่งส่งผลต่อการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ เช่น การปะทุ (flare) และโคโรนา (corona) เป็นต้น

โครงสร้างภายในดวงอาทิตย์


โฟโตสเฟียร์
โฟโตสเฟียร์ (Photosphere) เป็นส่วนพื้นผิวของดวงอาทิตย์ที่เรามองเห็น มีสถานะเป็นก๊าซร้อน “โฟโต” แปลว่า แสง “สเฟียร์” แปลว่า ทรงกลม ดังนั้น “โฟโตสเฟียร์” จึงแปลว่า “ทรงกลมแสง” ใต้ชั้นโฟโตสเฟียร์ลงไปก๊าซอัดตัวกันแน่นจนแสงไม่สามารถโผล่ขึ้นมาได้ แสงอาทิตย์ที่เรามองเห็นมาจากชั้นโฟโตสเฟียร์ซึ่งมีความหนาเพียง 400 กิโลเมตร มีอุณหภูมิประมาณ 5,800 เคลวิน (0 เคลวิน = -273^°C) โฟโตสเฟียร์ประกอบด้วย “แกรนูล” (Granule) ซึ่งเป็นเซลล์ของก๊าซร้อนหมุนวนพาความร้อน (convection) จากเบื้องล่างขึ้นมา แล้วเย็นตัวจมลง แกรนูลแต่ละเซลล์มีขนาดประมาณ 1,000 กิโลเมตร มีอายุนานประมาณ 15 นาที ถ้าเราสังเกตดวงอาทิตย์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ติดตั้งแผ่นกรองแสง เราจะสังเกตเห็นว่าผิวของดวงอาทิตย์นั้นไม่ราบเรียบ แต่ประกอบด้วยเซลล์เล็กๆ จำนวนมากคล้ายกับผิวของลูกบาสเกตบอล

จุดดวงอาทิตย์ แกรนูล บนชั้นโฟโตสเฟียร์

จุดดวงอาทิตย์
เมื่อดูดวงอาทิตย์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ติดตั้งแผ่นกรองแสง เราจะมองเห็นจุดสีคล้ำบนโฟโตสเฟียร์ซึ่งเรียกว่า “จุดดวงอาทิตย์” (Sunspots) มีมากมายหลายจุด มากบ้าง น้อยบ้าง เปลี่ยนแปลงไป บางครั้งก็เกิดขึ้นนานนับเดือน จุดเหล่านี้มีขนาดประมาณโลกของเราหรือใหญ่กว่า จุดเหล่านี้มิได้มืด แต่มีความสว่างประมาณ 10 เท่าของดวงจันทร์เต็มดวง มีอุณหภูมิประมาณ 4,500 เคลวิน

ภาพที่ 6 การหมุนรอบตัวเองด้วยความเร็วที่แตกต่าง ทำให้เกิดจุดบนดวงอาทิตย์

จุดดวงอาทิตย์เกิดจากการที่สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์บิดเบือน เนื่องจากดวงอาทิตย์มีสถานะเป็นก๊าซ แต่ละส่วนหมุนรอบตัวเองด้วยความเร็วไม่เท่ากัน (Differential rotation) กล่าวคือ ในการหมุนหนึ่งรอบ บริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตรจะใช้เวลา 25 วัน ในขณะที่บริเวณใกล้ขั้วทั้งสองใช้เวลานานถึง 36 วัน ความแตกต่างในการหมุนรอบตัวเองเช่นนี้ มีผลทำให้สนามแม่เหล็กบิดเบือน ในบริเวณที่สนามแม่เหล็กมีกำลังสูง เส้นแรงแม่เหล็กจะกักอนุภาคก๊าซร้อนที่พุ่งขึ้นมาไว้ มิให้ออกนอกเขตของเส้นแรง เมื่อก๊าซร้อนเย็นตัวลงก็จะจมลง ณ ตำแหน่งเดิม ทำให้เรามองเห็นเป็นสีคล้ำ เพราะบริเวณนั้นจะมีอุณหภูมิต่ำกว่าบริเวณโดยรอบ

ภาพที่ 7 กราฟแสดงวัฎจักรของจุดดวงอาทิตย์ทุกๆ 11 ปี

จุดดวงอาทิตย์มักปรากฏให้เห็นในบริเวณละติจูดที่ 30 องศาเหนือและใต้ และมักปรากฏให้เห็นเป็นคู่เช่นเดียวกับขั้วแม่เหล็ก จุดดวงอาทิตย์มีปรากฏให้เห็นมากเป็นวัฏจักรทุกๆ 11 ปี ดังที่แสดงในกราฟในภาพที่ 7

พวยก๊าซ และการประทุจ้า
ก๊าซร้อนบนดวงอาทิตย์พุ่งตัวสูงเหนือชั้นโฟโตสเฟียร์ขึ้นมาหลายหมื่น กิโลเมตร เรียกว่า “พวยก๊าซ” (Prominences) มันเคลื่อนที่เข้าสู่อวกาศด้วยความเร็ว 1,000 กิโลเมตร/วินาที หรือ 3.6 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง ในบางครั้งมีการระเบิดใหญ่กว่าเรียกว่า “การประทุจ้า” (Solar flare) ทำให้เกิดประจุ (ion) พลังงานสูง แผ่รังสีเอ็กซ์ และอุลตราไวโอเล็ต ซึ่งเรียกว่า “พายุสุริยะ” เข้าสู่บรรยากาศชั้นบนของโลก และทำความเสียหายให้แก่ระบบโทรคมนาคม เช่น การสื่อสารผ่านดาวเทียม

โครโมสเฟียร์
โคโมสเฟียร์ (Chromosphere) เป็นบรรยากาศชั้นกลางของดวงอาทิตย์ โคโมสเฟียร์แปลว่า “ทรงกลมสี” เพราะเราสามารถมองเห็นมันได้เป็นสีแดงตามขอบของดวงอาทิตย์ ขณะที่เกิดสุริยุปราคาเต็มดวง หรือมองดูด้วยกล้องโทรทรรศน์ติดตั้งแผ่นกรองแสงไฮโดรเจน-อัลฟา โครโมสเฟียร์มีความหนาประมาณ 2,000 กิโลเมตร และมีอุณหภูมิเกือบ 25,000 เคลวิน

การประทุจ้า (มุมบนซ้าย) พวยก๊าซ เหนือชั้นโครโมสเฟียร์ [ที่มา: NASA]

คอโรนา
คอโรนา (Corona) เป็นบรรยากาศชั้นบนสุด สามารถมองเห็นได้เป็นแสงสีขาว เฉพาะเวลาที่เกิดสุริยุปราคาเต็มดวงมาก โดยมีรูปทรงสอดคล้องกับสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ คอโรนามีอุณหภูมิสูงกว่า 1 ล้านเคลวิน ทำให้อะตอมเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมาก อย่างไรก็ตามบริเวณคอโรนามิได้มีความร้อนสูง เนื่องจากมีก๊าซอยู่เบาบางมาก

โคโรนา