วันอังคารที่ 19 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2556

สมบัติของดาวเสาร์

ดาวเสาร์

     
     ดาวเสาร์เป็นชื่อของเทพเจ้าแห่งการเกษตร ชื่อ Saturn เป็นดาวเคราะห๋ที่มีวงแหวนที่สวยงาม ซึ่ง       ประกอบด่วยฝุ่นและน้ำแข็ง นับร้อยวงเลยที่เดียว
     ดาวเสาร์เป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่เป็นที่ 2 รองจากดาวพฤหัส โคจรห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 6 ถัดจากดาวพฤหัส เป็นดาวเคราะหที่สวยงามที่สุดเพราะปรากฏมีวงแหวนล้อมรอบตัวดวง เมื่อส่องดูด้วยกล้องโทรทรรศน์ มีสีค่อนข้างเหลือง จะเคลื่อนตัวช้าๆ ผ่านไปยังกลุ่มดาวจักรราศี
     ดาวเสาร์มีศูนย์กลางโดยเฉลี่ยประมาณ 119,871 กิโลเมตร หรือ 9 เท่าของโลก โคจรห่างจากดวงอาทิตย์เป็นระยะทางเฉลี่ย 9.54 หน่วยดาราศาตร์ แสงจากดวงอาทิตย์ต้องใช้เวลาเดินทาง 1 ชั่วโมง 15นาทีจึงจะถึงดาวเสาร์ใช้เวลาโคจรรอบดวงอาทิตย์นานถึง 29.46 ปีของโลกด้วยอัตราเร็ว9.64 กิโลเมตร
ต่อวินาที และหมุนรอบตัวเอง1รอบ ใช้เวลา 10ชั่วโมง 40 นาที ซึ่งเร็วมากทำให้ดาวเสารืมีลักษณะป่องในเส้นศูนย์สูตร และสามารถมองเห็นได้ชัดเจน เมื่อมองด้วยกล้องโทรทัรรศน์จากโลก
     นิยายกรีกโบราณ กล่าวว่า Uranus เทพแห่งสวรรค์ มีภรรยาคือ Gaea (หรือโลก) มีบุตรหลายคน คนโตชื่อ Saturn หรือ Chronos  (โครโนส) เทพแห่งเวลา จึงเป็นที่มาของคำว่า Chronogy,chronometer ต่อมาโครโนสปฏิวัติต่อต้านบิดาของเค้า โดยแย่งชิงราชบัลลังค์ แต่ต่อมาก็ถูกบุตรโครโนสเอง ก็คือJupiter แย่งชิงราชบัลลังค์อีกและถูกขับไล่ ออกจากสวรรค์เมื่อยามชรา
     สำหรับชาวโรมัน ถือว่า Saturn เป็นเทพเจ้าของการเก็บเกี่ยว และสัญลักษณ์รูปเคี่ยวเกี่ยวข้าว

     โครงสร้างของดาวเสาร์


     ปัจจุบันนักวิทยาศาตร์ยังไม่ทราบส่วนประกอบภายในของดาวเสาร์โดยสมบูรณ์ แต่คาดว่าคงคล้ายกับดาวพฤหัส ทั้งนี้จากการศึกษาทางทฤษฎีก็พบว่า ดาวเสาร์มีไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบ อยู่ถึงร้อยละ 63 โดยน้ำหนัก ที่เหลือเป็นฮีเลียมกับแอมโมเนีย และมีกัมมะถันเป็นสารประกอบอยู่ในชั้นบรรยากาศในรูปของ แอมโมเนีย และมีกัมมะถันเป็นสารประกอบอยู่ในชั้นบรรยากาศในรูปของ แอมโมเนียไฮโดรซัลไฟล์
  ลึกลงไปเป็นชั้นของน้ำแข็ง จนถึงชั้นของไฮโดรเจนเหลว(Liquid Hydrogen)และใจกลางดาวที่มีแรงดันสูงเกิดเป็นชั้นของโลหะไฮโดรเจนเหลว ห่อหุ้มแกนกลาง หรือน้ำแข็งอีกที่หนึ่ง ในบริเวณจุดศูนย์กลางของดาวเสาร์จะเป็นจุดที่มีความร้อนอยู่มาก แต่ก็ยังไม่แน่ใจว่าดาวเสาร์มีแกนกลาง(core)หรือไม่
     นักดาราศาสตร์ได้พยายามศึกษามวลสาร ความหนาแน่น และส่วนประกอบของดาวเสาร์ ซึ่งก็เพียงคำนาวณได้ว่า มวลของดาวเสาร์เป็น95.1 เท่าโลก และดาวเคราะห์ดวงเดียวมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ คือมีความหนาแน่นเพียง 0.7 กรัมต่อลุกบาศก์เซนติเมตร นั่นหมายความว่า ถ้าเรามีภาชนะใส่น้ำขนาดใหญ่กว่าดาวเสาร์ ดาวเสาร์ก็สามารถลอยน้ำได้ไม่จม

                                             ชั้นบรรยากาศ

จากภาพเป็นชั้นบรรยกาศของดาวเสาร์ที่ถูย้อมสี เพื่อให้เห็นความแตกต่างของชั้นบรรยากาศได้ดี เพราะความจริงแล้ว กลุ่มเมฆของดาวเสาร์นั้นมีสีสรรน้อยกว่าดาวพฤหัส เนื่องจากชั้นบรรยากาศส่วนใหญ่มีองค์ประกอบของซัลไฟล์ค่อนข้างมาก ทำให้เราเห็นดาวเสาร์มีสีเหลืองๆ เมื่อดูดาวเสาร์ในระยะใกล้หรือจากกล้องโทรทรรศ์บนโลก มีอุณหภุมิที่เมฆชั้นบนสุดเฉลี่ยราว -170 องศาเซลเซียส แต่ชั้นบรรยากาศของดาวเสาร์เองก็มีความรุนแรงแบบเดียวกับดาวพฤหัส โดยปรากฏแถบเมฆ คาดตามแนวดาวเสาร์เพียง 2-3 แถบเท่านั้นที่ชัดเจน


สนามแม่เหล็กของดาวเสาร์

สนามเหล็กของดาวเสาร์ มีขนาดไม่ใหญ่เท่ากับของดาวพฤหัส แต่มีขนาดใหญ่พอจะยึดเหนี่ยวบริวารของดาวเสาร์ทั้งหมดไว้ได้ แต่ก็มีโครงร่างคล้ายกับดาวพฤหัส และวงแหวนของดาวเสาร์เองก้มีผลกับการเปลี่ยนแปลง ของอนุภาคในชั้นบรรยากาศแมคเนโตสเฟียรเช่นกัน นอกจากนี้ บรรยากาศชั้นแมคเนโตสเฟียร ก็ยังสร้าง aurora ที่สวยงามบริเวณขั้วของดาวเสาร์ เช่นเดียวกับที่เกิดบนโลก

วงแหวนดาวเสาร์



ดาวเสาร์ป็นดาวเคราะห์1ใน4ดวงของระบบสุริยะที่มีวงแหวนล้อมรอบ และมี่ความโดดเด่นกว่าเพื่อน ก็เพราะมีวงแหวนชัดเจนสามารถมองเห็นได้จากโลก วงแหวนของดาวเสาร์พบครั้งแรกโดย กาลิเลโอ ราวปี ค.ศ.1600 เมื่อเค้าประดิษฐ์กล้องโทรทัรรศน์สำเร็จและใช้ส่องดูดาวเสาร์ แต่บันทึกของกาลิเลโอ ไม่ได้บอกว่าเป็นวงแหวน  เพียงแต่บอกว่าเป็นวัตถุประหลาดที่อยู่คู่กับดาวเสาร์คล้ายกับดาวแฝด3ดวงแต่ต่อมาปี ค.ศ.1655คริสเตียน ฮอนเกนต์(Christian Haygens)นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส บอกว่าสิ่งที่    กาลิเลโอพบนั่นคือ วงแหวน
     ปัจจุบันนี้เราทราบว่าวงแหวนของดาวเสาร์ ประกอบด้วยก้อนหินและก้อนน้ำแข็งขนาดตั้งแต่เม็ดทรายไปจนถึงขนาดรถยนตร์ขนาดเล็ก มีความหนาเพียง 10ไมล์ แต่มีความกว้างหลายแสนไมล์ วงแหวนของดาวเสาร์สามารถคงรุปได้เพราะแรงโน้มถ่วงของดาวเสาร์ และดวงจันทร์บริวารของดาวเสาร์เอง และถ้าวัตถุใดที่หลงเข้าไปอยู่ในแถบวงแหวน ก็จะถูกแรงโน้มถ่วงบีบอัดจนแตกเป็นเล็กชิ้นน้อย


โครงสร้างของวงแหวนดาวเสาร์

ในระยะแรกของการสังเกตุวงแหวนดาวเสาร์ พบว่ามีเพียง3ชั้นที่สามารถเห็นได้จากโลกใช้อักษรอังกฤษเรียงตามลำดับคือA,BและCในปีค.ศ.1697(Giovanni Cassini)นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศสได้พบช่องว่างระหว่าง วงแหวน AกับBทำให้วงแหวนดาวเสาร์มี2ชั้นในตอนนั้น ซึ่งต่อมามีช่องว่าง ก็ถูกเรียกว่า"ช่องว่างแคสสินี"
และในปี ค.ศ.1800 วงแหวนบางชั้นCก็ถูกค้นพบจนกระทั้งมีการส่งยานอวกาศไปสำรวจ คือยานไพโอเนียร์11และยานวอยเอเจอร์1กับ2ก็พบวงแหวนเพิ่มอีกในปี ค.ศ.1979คือ D E F และGตามลำดับกับช่องว่างอยู่ในวงแหวนAที่มีชื่อว่า"ช่องว่างเองเก้"และพบดาวบริวารแพนอยู่ในช่องว่านั้นด้วย
ที่วงFยานวอยเอเจอร์ ได้พบดาวบริวาร 2ดวงคือ เพนดอร่า(Pendora)กับโพรมีเทอุส(Prometheus)ส่งแรงโน้มถ่วงถึงกันบังคับวงแหวนFให้อยู่คงรูปได้มีความกว้างเพียง 10-20กิโลเมตรเท่านั้น ดาวบริวารทั้งสองนี้ถูกเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า"Shepherded"หรือบริวารเลี้ยงแกะเพราะทำหน้าที่คล้ายสุนัขค่อยต้อนฝูงแกะ
ยานวอยเอเจอร์ถ่ายภาพวงแหวนดาวเสาร์ โดยใช้ดาวฤกษ์ที่อยู่ด้านหลังวงแหวน พบเป็นชั้นใหญ่ๆ ของวงแหวนประกอบด้วยชั้นย่อยๆ ของวงแหวนอีกนับพันวงเลย นักวิทยาศาสตร์ยอมสีวงแหวนแต่ละชั้นเพื่อให้ห็นความแตกต่างของชั้นถัดไป
นอกจากนี้ยานอวกาศยังพบจุดสีดำ กระจ่ายอยู่ทั่ววงแหวนเคลื่อนที่ไปตามแนววงแหวนด้วย นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าเป้น อนุภาคของฝุ่นละอองในวงแหวนทำปฏิกิริยากับเส้นแม่เหล็กที่สงมาจากตัวดาวเสาร์เอง เนื่องจากดาวเสาร์มีแกนทำมุม 26.7 องศากับแนวดิ่งที่ตั้งฉากระนาบโคจรรอบดวงอาทิตย์ ทำให้ระนาบของวงแหวนที่อยุ่ในแนวเส้นศูนย์สูตรเอง 26.7 องศาไปด้วย ซึ่งความสว่างของดาวเสาร์เมื่อมองจากโลก มีค่าเปลี่ยนแปลงไปด้วยแนวระนาบของวงแหวนที่เอียงมาหาโลก โดยความสว่างของดาวเสาร์จะปลี่ยนแปลงไป อยู่ระหว่างแมคนิจูด-0.3ถึง  +0.8