[x] ปิดหน้าต่างนี้
Powered by ATOMYMAXSITE 2.5
npks.ac.th
ยินดีต้อนรับคุณ บุคคลทั่วไป  
English Chinese (Simplified) Chinese (Traditional) French German Italian Japanese Korean Portuguese Russian Spanish Vietnamese Thai     
ค้นหา   
เมนูหลัก
คู่มือเข้าระบบฯ
การแก้ไขผลการเรียน
link










poll

   คุณคิดว่าเวปนี้เป็นอย่างไร


  1. ดีมาก
  2. ดี
  3. ปานกลาง
  4. แย่
  5. แย่มาก


โครงการพระราชดำริฯ



  

  หมวดหมู่ : วิทยาศาสตร์
เรื่อง : ดวงอาทิตย์
blog name : kwannapa
ระดับ : [ มือใหม่ ]
เข้าชม : 14059
ศุกร์์ ที่ 22 เดือน พฤศจิกายน พ.ศ.2556 ปักหมุดและแบ่งปัน
    

ดวงอาทิตย์จัดเป็นดาวฤกษ์รุ่นที่ 3 ซึ่งสันนิษฐานกันว่า ก่อตัวขึ้นโดยอิทธิพลของมหานวดาราที่อยู่ใกล้ ๆ [5] เพราะมีการค้นพบธาตุหนัก เช่น ทองคำและยูเรเนียมในปริมาณมาก ซึ่งธาตุเหล่านี้อาจเกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ชนิดดูดความร้อนขณะที่เกิดมหานวดารา หรือการดูดซับนิวตรอนในดาวฤกษ์รุ่นที่สองซึ่งมีมวลมาก

ดวงอาทิตย์ เป็นดาวฤกษ์ที่ให้พลังงานแก่โลก ซึ่งปริมาณของพลังงานนี้ต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่เราเรียกว่า ค่าคงตัวสุริยะ (solar constant) บนโลก (หรือระยะ 1 หน่วยดาราศาสตร์จากดวงอาทิตย์) มีค่าคงตัวสุริยะโดยเฉลี่ยที่ 1,370 วัตต์ต่อตารางเมตร ทว่าพลังงานที่โลกได้รับมีค่าน้อยลง ด้วยเพราะบรรยากาศโลกได้สกัดกั้นออกไป จนเหลือเพียง 1,000 วัตต์ต่อตารางเมตร เมื่อดวงอาทิตย์อยู่เหนือศีรษะและท้องฟ้าโปร่ง ทว่ายังอันตรายอยู่มาก หากแต่ธรรมชาติได้ให้พืชทำการดูดพลังงานเหล่านี้ไปใช้ตรึงแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นชีวมวล และเมื่อพืชเหล่านั้นตายลง ก็เกิดกระบวนการทับถมจมลงไปใต้พื้นดินจนเกิดเป็นถ่านหินและน้ำมัน นอกจากนี้ เราก็สามารถเปลี่ยนจุดนี้จากวิกฤตให้เป็นโอกาส โดยการนำเซลล์สุริยะมาติดตั้งกลางแจ้ง เพื่อแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าต่อไป

แม้รังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์จะเป็นตัวการที่ทำให้ผิวหนังคล้ำเสีย แต่ก็ยังมีคุณสมบัติในการกำจัดแบคทีเรีย ซึ่งทำให้เรานิยมตากอาหารบางชนิดกลางแดดเพื่อให้เก็บได้นานขึ้น และยังเป็นตัวช่วยสังเคราะห์วิตามินดีด้วย รังสีอัลตราไวโอเลตส่วนมากถูกสกัดกั้นโดยชั้นบรรยากาศ และทะลุลงมายังพื้นโลก บนพื้นโลกที่ละติจูดต่างกัน ความเข้มของรังสียูวีก็มีความต่างกัน นี่จึงเป็นเหตุผลที่ทำให้มีการกระจายของประชากรมนุษย์สีผิวต่าง ๆ กัน[6]

ดวงอาทิตย์จัดว่าเป็นดาวฤกษ์ที่มีอำนาจแม่เหล็กมากดวงหนึ่ง ซึ่งอำนาจแม่เหล็กนี้เองที่ทำให้เกิดจุดดำบนผิวดวงอาทิตย์ เพลิงสุริยะ (solar flare) และการเปลี่ยนแปรของลมสุริยะ ที่สังเกตได้บนโลกก็คือ เกิดแสงเหนือแสงใต้ และเกิดการติดขัดของระบบสื่อสาร ทว่านักดาราศาสตร์เชื่อว่าสิ่งนี้มีบทบาทสำคัญในวิวัฒนาการของระบบสุริยะ

ถึงแม้ว่าดวงอาทิตย์จะได้รับการศึกษาโดยนักวิทยาศาสตร์อย่างจริงจัง ทว่าคำถามที่ไม่สามารถตอบได้คือ ทำไมชั้นบรรยากาศรอบนอกดวงอาทิตย์ (โคโรนา) จึงมีอุณหภูมิสูงกว่า 1 ล้านเคลวิน ขณะที่ส่วนที่เรามองเห็นดวงอาทิตย์ (โฟโตสเฟียร์) กลับมีอุณหภูมิต่ำกว่า 6,000 เคลวิน ในขณะนี้นักวิทยาศาสตร์กำลังศึกษาเกี่ยวกับฟิสิกส์ว่าด้วยเพลิงสุริยะและพวยเพลิงสุริยะ (prominence) วัฏจักรจุดดำบนดวงอาทิตย์ ต้นกำเนิดของลมสุริยะ และกิจกรรมทางแม่เหล็ก เช่น การเกิดสนามแม่เหล็ก การเกิดเส้นแรงแม่เหล็ก ระหว่างชั้นโครโมสเฟียร์กับชั้นโคโรนา

ปัจจุบันและอนาคตของดวงอาทิตย์

ตามการศึกษาแบบจำลองคอมพิวเตอร์ว่าด้วยวัฏจักรดาวฤกษ์ นักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่าดวงอาทิตย์มีอายุประมาณ 4,570 ล้านปี[7] ในขณะนี้ดวงอาทิตย์กำลังอยู่ในลำดับหลัก ทำการหลอมไฮโดรเจนให้เป็นฮีเลียม โดยทุก ๆ วินาที มวลสารของดวงอาทิตย์มากกว่า 4 ล้านตันถูกเปลี่ยนเป็นพลังงาน ดวงอาทิตย์ใช้เวลาโดยประมาณ 1 หมื่นล้านปีในการดำรงอยู่ในลำดับหลัก

เมื่อไฮโดรเจนซึ่งเป็นเชื้อเพลิงของดวงอาทิตย์หมดลง วาระสุดท้ายของดวงอาทิตย์ก็มาถึง (คือการพ้นไปจากลำดับหลัก) โดยดวงอาทิตย์จะเริ่มพบกับจุดจบคือการแปรเปลี่ยนไปเป็นดาวยักษ์แดงภายใน 4-5 พันล้านปี ผิวนอกของดวงอาทิตย์ขยายตัวออกไป ส่วนแกนนั้นยุบตัวลงและร้อนขึ้นสลับกับเย็นลง มีการหลอมฮีเลียมเป็นคาร์บอนและออกซิเจนที่อุณหภูมิราว 100 ล้านเคลวิน จากสถานการณ์ข้างต้นดูเหมือนว่าดวงอาทิตย์จะกลืนกินโลกให้หลอมลงไปเป็นเนื้อเดียวกัน แต่จากรายงานวิจัยฉบับหนึ่ง[8]ได้ศึกษาพบว่าวงโคจรของโลกจะตีตัวออกห่างดวงอาทิตย์เพราะมวลของดวงอาทิตย์ได้สูญเสียไป จนแรงดึงดูระหว่างมวลมีค่าลดลง แต่ถึงกระนั้น น้ำทะเลก็ถูกความร้อนจากดวงอาทิตย์เผาผลาญจนระเหยสิ้นไปในอวกาศ และบรรยากาศโลกก็อันตรธานไปจนไม่เอื้อแก่ชีวิตต่อมาได้มีการค้นพบ ว่าดวงอาทิตย์นั้นจะสว่างขึ้น 10 เปอร์เซนต์ ทุก ๆ 1000 ล้านปี ถึงตอนนั้นโลกก็ไม่อาจจะเอื้อ ต่อสิ่งมีชีวิตไปก่อนแล้ว เวลาของสิ่งมีชีวิตบนโลก จึงเหลือแค่ 500 ล้านปีเท่านั้น

แผนภาพชีวิตดวงอาทิตย์

หลังจากที่ดวงอาทิตย์ได้ผ่านสภาพการเป็นดาวยักษ์แดงแล้ว อุณหภูมิจากปฏิกิริยาการหลอมฮีเลียมที่เพิ่มสลับกับลงภายในแกน ก็จะเป็นตัวการให้ผิวดวงอาทิตย์ด้านนอกผละตัวออกจากแกน เกิดเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ แล้วอันตรธานไปในความมืดมิดของอวกาศ และเป็นวัสดุสำหรับสร้างดาวฤกษ์และระบบสุริยะรุ่นถัดไป ส่วนแกนที่เหลืออยู่ก็จะกลายเป็นดาวแคระขาวที่ร้อนจัดและมีแสงจางมาก ก่อนจะดับลงกลายเป็นดาวแคระดำ จากทั้งหมดที่กล่าวมานี้คือชีวิตของดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยถึงปานกลาง[8][9]

โครงสร้าง

ดวงอาทิตย์เป็นวัตถุที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ มีมวลคิดเป็นร้อยละ 99 ของระบบสุริยะ ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่มีรูปทรงเกือบเป็นทรงกลม โดยมีความแบนที่ขั้วเพียงหนึ่งในเก้าล้าน[10] ซึ่งหมายความว่าความแตกต่างของเส้นผ่านศูนย์กลางที่ขั้วกับเส้นผ่านศูนย์กลางที่เส้นศูนย์สูตรมีเพียง 10 กิโลเมตร จากการที่ดวงอาทิตย์มีเฉพาะส่วนที่เป็นพลาสมา ไม่มีส่วนที่เป็นของแข็ง ทำให้อัตราเร็วของการหมุนรอบตัวเองในแต่ละส่วนมีความต่างกัน เช่นที่เส้นศูนย์สูตรจะหมุนเร็วกว่าที่ขั้ว ที่เส้นศูนย์สูตรของดวงอาทิตย์มีคาบการหมุนรอบตัวเอง 25 วัน ส่วนที่ขั้วมีคาบ 35 วัน แต่เมื่อสังเกตบนโลกแล้วจะพบว่าคาบของการหมุนรอบตัวเองที่เส้นศูนย์สูตรของดวงอาทิตย์คือ 28 วัน

ดวงอาทิตย์มีความหนาแน่นมากที่สุดบริเวณแกน ซึ่งเป็นแหล่งผลิตพลังงาน และมีค่าน้อยลงเกือบเป็นรูปเอ็กโพเนนเชียลตามระยะทางที่ห่างออกมาจากแกน และแม้ว่าภายในดวงอาทิตย์นั้นจะไม่สามารถมองเห็นได้ แต่นักวิทยาศาสตร์ก็สามารถศึกษาภายในได้ผ่านทางการใช้คลื่นสะเทือนในดวงอาทิตย์

แกน

ส่วนแกนของดวงอาทิตย์สันนิษฐานว่ามีรัศมีเป็น 0.2 เท่าของรัศมีดวงอาทิตย์ ความหนาแน่นประมาณ 150,000 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร หรือ 150 เท่าของความหนาแน่นของน้ำบนโลก อุณหภูมิประมาณ 13,600,000 เคลวิน ตลอดชีวิตส่วนใหญ่ของดวงอาทิตย์ ภายในแกนจะมีปฏิกิริยาฟิวชันลูกโซ่ โปรตอน-โปรตอน ซึ่งเปลี่ยนไฮโดรเจนเป็นฮีเลียม พลังงานที่ได้นี้ทำให้ส่วนที่เหลือของดวงอาทิตย์สุกสว่างและเปล่งแสง

ทุก ๆ วินาที จะมีนิวเคลียสของไฮโดรเจน 3.4×1038 ตัว ถูกแปรรูปเป็นฮีเลียม ผลิตพลังงานได้ 383×1024 จูล หรือเทียบได้กับระเบิดไตรไนโตรโทลูอีน(TNT) ถึง 9.15×1019 กิโลกรัม พลังงานจากแกนของดวงอาทิตย์ใช้เวลานานมากในการขึ้นสู่พื้นผิว อย่างมากเป็น 50 ล้านปี[11] อย่างน้อยเป็น 17,000 ปี[12]เพราะโฟตอนพลังงานสูง (รังสีเอกซ์และรังสีแกมมา) ถูกดูดกลืนไปในพลาสมา แล้วเปล่งพลังงานออกมาสลับกันเรื่อย ๆ ทุก ๆ ระยะไม่กี่มิลลิเมตร

เขตแผ่รังสีความร้อน

ภาพประกอบโครงสร้างของดวงอาทิตย์

ในส่วนของเขตแผ่รังสีความร้อน (radiation zone) ซึ่งอยู่ในช่วง 0.2 ถึง 0.7 ส่วนของรัศมีดวงอาทิตย์ ในชั้นนี้ไม่มีการพาความร้อน (convection) เพราะอัตราความแตกต่างของอุณหภูมิเทียบกับระยะความสูงน้อยกว่าอัตราการเปลี่ยนอุณหภูมิตามความสูงแบบอะเดียแบติก (adiabatic lapse rate) พลังงานในส่วนนี้ถูกนำออกมาภายนอกช้ามากดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนแล้ว

เขตพาความร้อน

ในส่วนของเขตพาความร้อน (convection zone) ซึ่งอยู่บริเวณผิวนอกที่เหลือ เป็นส่วนที่พลังงานถูกถ่ายเทผ่านแท่งความร้อน (heat column) โดยเนื้อสารที่ร้อนและมีพลังงานเริ่มต้นจากด้านล่าง แล้วไหลขึ้นด้านบนจนถึงผิว จากนั้นถ่ายเทความร้อนและกลับลงไปใหม่ แท่งความร้อนสามารถสังเกตได้จาก “เกล็ด” บนภาพถ่ายผิวดวงอาทิตย์

โฟโตสเฟียร์

ในส่วนของโฟโตสเฟียร์ (photosphere) แปลว่า ทรงกลมแห่งแสง ซึ่งเป็นส่วนที่เรามองเห็นดวงอาทิตย์ แสงสว่างที่เปล่งในดวงอาทิตย์นั้นเกิดจากอิเล็กตรอนชนกับอะตอมไฮโดรเจนเกิดเป็น H-[13][14] เหนือชั้นนี้ แสงอาทิตย์ก็จะถูกปลดปล่อยออกมา และมีอุณหภูมิต่ำลงตามความสูงที่มากขึ้น จนทำให้สังเกตเห็นรอยมัวตรงขอบดวงอาทิตย์ในภาพถ่าย (ดังภาพถ่ายด้านบน)

บรรยากาศ

บรรยากาศของดวงอาทิตย์ประกอบด้วย 5 ชั้น ได้แก่ ชั้นอุณหภูมิต่ำสุด (temperature minimum) โครโมสเฟียร์ (chromosphere) เขตเปลี่ยนผ่าน (transition region) โคโรนา (corona) และเฮลิโอสเฟียร์ (heliosphere) ตามลำดับจากต่ำไปสูง

ชั้นแรก ชั้นอุณหภูมิต่ำสุด มีอุณหภูมิประมาณ 4,000 เคลวิน และหนา 500 กิโลเมตร ชั้นถัดไปคือโครโมสเฟียร์ ซึ่งแปลว่ารงคมณฑล หรือทรงกลมแห่งสี เหตุที่เรียกชื่อนี้ก็เพราะเห็นเป็นแสงสีแวบขณะเกิดสุริยุปราคา ชั้นนี้หนา 2,000 กิโลเมตร มีอุณหภูมิสูงถึง 100,000 เคลวิน ชั้นต่อไปเป็นเขตเปลี่ยนผ่านซึ่งอุณหภูมิอาจสูงถึงล้านเคลวิน และยิ่งสูงขึ้นไปอีกในชั้นโคโรนา ทำให้สิ่งนี้เป็นปัญหาคาใจนักวิทยาศาสตร์ ซึ่งก็สันนิษฐานว่าอาจเกิดจากการต่อเชื่อมทางแม่เหล็ก (magnetic connection) ชั้นที่เหลือชั้นสุดท้ายคือ เฮลิโอสเฟียร์ หรือสุริยมณฑล คือชั้นที่อำนาจของลมสุริยะสามารถไปถึง ซึ่งอาจมากกว่า 20 หน่วยดาราศาสตร์ (20 เท่าของระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์)

ประวัติศาสตร์เกี่ยวกับการสังเกตดวงอาทิตย์

ความเข้าใจในอดีต

มนุษย์ในอดีตรู้เกี่ยวกับดวงอาทิตย์เพียงเป็นลูกไฟกลม ขึ้นจากท้องฟ้าในทิศตะวันออก ทำให้เกิดกลางวันและตกลงไปทางทิศตะวันตก ทำให้เกิดกลางคืน ดวงอาทิตย์ให้ทั้งแสงสว่าง ความร้อน ตลอดจนความหวังในจิตใจ จนมีการนับถือดวงอาทิตย์ให้เป็นเทพเจ้า มีการบูชายัญถวายเทพพระอาทิตย์ของชาวอัซเตก (Aztec) ซึ่งปัจจุบันอยู่ในประเทศเม็กซิโก นอกเหนือจากนี้ มนุษย์ในสมัยโบราณยังได้สร้างสิ่งประดิษฐ์สำหรับบอกตำแหน่งของดวงอาทิตย์ในวันอุตรายัน (Summer solstice) ซึ่งเป็นวันที่กลางวันยาวที่สุดในรอบปี คือประมาณวันที่ 24 มิถุนายน เช่นที่เสาหินสโตนเฮนจ์ ในประเทศอังกฤษ และพีระมิดเอลกัสตีโย (El Castillo) ประเทศเม็กซิโก

การพัฒนาแนวความคิดสมัยใหม

ต่อมานักปราชญ์ชาวกรีกชื่อ อะนักซากอรัส (Anaxagoras) ได้เสนอว่า ดวงอาทิตย์เป็นลูกไฟกลม ไม่ได้เป็นพระอาทิตย์ทรงพาหนะ ทำให้เขาต้องโทษประหารชีวิตในเวลาต่อมา ต่อมามีการสันนิษฐานว่าเอราโตสเทเนส ได้วัดระยะห่างจากโลกไปดวงอาทิตย์ได้เที่ยงตรงเป็นคนแรกในช่วงศตวรรษที่ 3 ก่อนคริสตกาล ซึ่งวัดได้ 149 ล้านกิโลเมตร ใกล้เคียงกับที่ยอมรับในปัจจุบัน

ในเวลาต่อมา ชาวกรีกโบราณและชาวอินเดียโบราณตั้งสมมติฐาน โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ และต่อมาก็ได้รับการพิสูจน์โดยนิโคเลาส์ โคเปอร์นิคัสในช่วงศตวรรษที่ 16 ต่อมาทอมัส แฮร์ริออต (Thomas Harriot)กาลิเลโอ กาลิเลอิ และนักดาราศาสตร์คนอื่น ๆ สังเกตพบจุดดำบนดวงอาทิตย์ โดยกาลิเลโอเสนอว่าจุดดำบนดวงอาทิตย์คือจุดที่เกิดบนผิวดวงอาทิตย์โดยตรง มิได้เป็นวัตถุเคลื่อนที่มาบัง[15] ในปี พ.ศ. 2215 โจวันนี คาสซินี (Giovanni Cassini) นักดาราศาสตร์ชาวอิตาลี และชอง รีเช (Jean Richer) นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ได้หาระยะทางจากโลกไปดาวอังคาร และอาจจะสามารถหาระยะทางไปดวงอาทิตย์ได้หลังจากนั้น ไอแซก นิวตัน ได้สังเกตดวงอาทิตย์โดยให้แสงดวงอาทิตย์ผ่านปริซึม เขาพบว่าประกอบขึ้นด้วยหลาย ๆ แสงสี นั่นคือสิ่งที่เกิดขึ้นในรุ้งกินน้ำ[16]ต่อมาวิลเลียม เฮอร์เชล ได้ค้นพบการแผ่รังสีอินฟราเรดในช่วงใต้แดงจากดวงอาทิตย์[17]เมื่อเทคโนโลยีสเปกตรัมก้าวหน้า โยเซฟ ฟอน เฟราน์โฮเฟอร์ (Joseph von Fraunhofer) ได้ค้นพบเส้นดูดกลืนในสเปกตรัมของดวงอาทิตย์ ซึ่งต่อมาเรียกว่าเส้นเฟราน์โฮเฟอร์ (Fraunhofer line)

ช่วงแรก ๆ ของยุคใหม่ทางวิทยาศาสตร์ ปัญหาที่คาใจนักวิทยาศาสตร์ก็คือดวงอาทิตย์เอาพลังงานมาจากที่ใด ลอร์ดเคลวิน (วิลเลียม ทอมสัน) และแฮร์มันน์ ฟอน เฮล์มโฮลตซ์ (Hermann von Helmholtz) ได้เสนอกลไกเคลวิน-เฮล์มโฮลตซ์ (Kelvin-Helmholtz mechanism) ในการอธิบายการพาความร้อนขึ้นสู่ผิวดวงอาทิตย์ ต่อมาในปี พ.ศ. 2447 เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด เสนอว่าพลังงานในด

4 stars เฉลี่ย : 4 จาก 1 ครั้ง.
รายละเอียดผู้เขียนบทความ blog
blog name :
เจ้าของ blog :
อาชีพ :
สถานที่ทำงาน :
จำนวนบทความใน blog :
ระดับของ blog :
kwannapa
ขวัญนภา ด้วงโป้
นักเรียน/นักศึกษา

1 เรื่อง
[ มือใหม่ ]

วิทยาศาสตร์ 5 อันดับล่าสุด

      รุ้งกินน้ำ 4/ก.พ./2557
      พระจันทร์ทรงกลด 25/ธ.ค./2556
      พลังงานแสงอาทิตย์ 25/ธ.ค./2556
      ดวงอาทิตย์ 22/พ.ย./2556
      ดวงจันทร์ 22/พ.ย./2556


กำลังแสดงหน้าที่ 1/0 ->
<< 1 >>



ชื่อ/Email :
ใส่รหัสที่ท่านเห็นลงในช่องนี้
ความคิดเห็น


กรุณาใช้คำพูดที่สุภาพ และอย่าใช้คำพูดที่พาดพิงถึงบุคคลอื่นให้เสียหาย ขอขอบคุณที่ให้ความร่วมมือ


ข้อความที่ท่านได้อ่าน เกิดจากการเขียนโดยสาธารณชน และส่งขึ้นมาแบบอัตโนมัติ เจ้าของระบบไม่รับผิดชอบต่อข้อความใดๆทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือ ชื่อผู้เขียนที่ได้เห็นคือชื่อจริง ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และถ้าท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม กรุณาแจ้งที่ เพื่อให้ผู้ควบคุมระบบทราบและทำการลบข้อความนั้น ออกจากระบบต่อไป