Jupiter : ดาวพฤหัสบดี

 

A classroom : Open science by ASTRO SUNFLOWER

Jupiter : ดาวพฤหัสบดี


•ตำแหน่งที่ตั้งมีสัญลักษณ์จุดแดงยักษ์

ดาวพฤหัสบดีจัดในประเภทมีพื้นผิวเป็นก๊าซ (Jovian planets) เป็นดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ในระบบสุริยะอันดับที่ 5 ห่างจากดวงอาทิตย์โดยเฉลี่ย 484 ล้านไมล์ (778 ล้านกิโลเมตร) หรือ 5.2 หน่วยดาราศาสตร์ (AU) จากทางระยะนี้แสงจะใช้เวลาเดินทางประมาณ 43 นาทีในการเดินทางจากดวงอาทิตย์ (Sun) ถึงดาวพฤหัสบดี และเป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ (Solar system) มีรัศมี 43,440.7 ไมล์ (69,911 กิโลเมตร) เทียบได้โดยนำโลกมาวางเรียง ตามความกว้างได้ประมาณ 11 ใบ บริเวณแถบริ้วลายบนผิวดาวพฤหัสบดีเมฆเย็นแอมโมเนียและน้ำ (Windy clouds of ammonia and water) จุดขาวลายแต้มขาวยาวบนดาวพฤหัสบดี ฉายาเรียกว่าสร้อยไข่มุก 8 เม็ด (Jupiter's eight 'string of pearls') บรรยากาศส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจนและฮีเลียม มีจุดสะดุดตาที่สุดคือมีสัญลักษณ์จุดแดงยักษ์ (Great Red Spot) เป็นวงพายุขนาดใหญ่กว่าโลกประมาณ 3 เท่า กว้างประมาณ 16,000 กิโลเมตร บริเวณดังกล่าว ได้เกิดขึ้นมามากกว่า 350 ปี

Jovian planets
Great Red Spot
•วงโคจรที่ซับซ้อนวุ่นว่ายของดวงจันทร์

รอบๆดาวพฤหัสบดีถูกล้อมรอบด้วยดวงจันทร์มากกว่า 53 ดวง (รอการยืนยันอีก 16 ดวง) โดยเฉพาะรวมทั้งหมด 69 ดวง เป็นวงโคจร ที่ซับซ้อนและน่าปวดหัว และมี 4 ดวงจันทร์ขนาดใหญ่ที่สำรวจพบโดย กาลิเลโอ กาลิเลอี (Galileo Galilei) ในปี ค.ศ. 1610 เรียกชื่อเป็นเกียรติแก่ กาลิเลโอว่าดวงจันทร์กาลิเลียน (Galilean moons) ประกอบด้วย 1.ดวงจันทร์ไอโอ (Io) ฉายาคือราชาแห่งภูเขาไฟ 2.ดวงจันทร์ยูโรปา (Europa) ฉายาคือราชินีแห่งมหาสุมทรน้ำแข็ง 3.ดวงจันทร์กานีมีด (Ganymede) ฉายาคือราชาแห่งขนาดที่ยิ่งใหญ่ เป็นดวงจันทร์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ และ 4.ดวงจันทร์แคลลิสโต (Callisto) ฉายาคือราชินีแห่งความมืด ยับย่น

Galilean moons
•มีวันที่แสนสั้นและไม่มีฤดูกาลมาก

ดาวพฤหัสบดีมีวันซึ่งเป็นวันที่สั้นที่สุดของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะคือ 1 วันมีประมาณเพียง 10 ชั่วโมงของโลก แต่เวลา 1 ปี ใช้เวลาโคจรรอบ ดวงอาทิตย์ 12 ปี หรือเท่ากับ 4,333 วันของโลกและดาวพฤหัสบดีมีเส้นทางโคจรเอียงเพียง 3 องศา (โลกโคจรเอียง 23.5 องศา) ไปตามเส้นทางโคจรรอบดวงอาทิตย์ซึ่งหมายความว่า ดาวพฤหัสบดีหมุนไปเกือบตั้งตรง จึงไม่มีฤดูกาลมากเท่ากับดาวเคราะห์เช่นโลก (Earth)

•เกือบจะก่อตัวเป็นดวงอาทิตย์

ดาวพฤหัสบดีก่อตัวขึ้นจากส่วนที่เหลือของระบบสุริยะที่เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 4.5 พันล้านปีก่อน เมื่อแรงโน้มถ่วงดึงก๊าซและฝุ่นหมุน เวียนเข้ากลายเป็น ก๊าซยักษ์นี้ ดาวพฤหัสบดี ใช้ส่วนใหญ่ของมวลที่เหลือหลังจากการก่อตัวของดวงอาทิตย์สิ้นสุดลงในระบบสุริยะ ในความเป็นจริงดาวพฤหัสบดีมีส่วนผสม เช่นเดียวกับดาวฤกษ์ แต่ก็ยังไม่โตมากพอที่จะ จุดประกายเป็นดาวฤกษ์ได้อย่างสมบูรณ์ ระบบจึงทรุดตัวลงเพียงเป็นดาวเคราะห์ก๊าซใน ตำแหน่งปัจจุบัน ของระบบสุริยะชั้นนอก

Aurorae
•บรรยากาศความดันบีบก๊าซไฮโดรเจน

ภายในดาวพฤหัสบดีมีองค์ประกอบลักษณะคล้ายกับดวงอาทิตย์ซึ่งส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจนและฮีเลียม ลึกลงไปในบรรยากาศจะมีความดันและอุณหภูมิ (Pressure and temperature) ที่เพิ่มขึ้นแล้วจะบีบก๊าซไฮโดรเจนลงในของเหลว ทำให้ดาวพฤหัสบดีเป็นมหาสมุทรที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ ซึ่งเป็นมหาสมุทรที่สร้างจาก ไฮโดรเจนแทนที่จะเป็นน้ำ ที่ความลึกอาจจะอยู่กึ่งกลางของดาวพฤหัสบดีนั้นมีความกดดันที่ใหญ่โตมากจนอิเล็กตรอน (Electrons) ถูกบีบออกจากอะตอมของ ไฮโดรเจนทำให้ของเหลวนำไฟฟ้า (Liquid electrically) เป็นคุณสมบัติเช่นโลหะที่เรารู้จักและการหมุน อย่างรวดเร็วของดาวพฤหัสบดีเป็นแรงสนับสนุนผลักดัน ให้เกิดกระแสไฟฟ้าเป็นอำนาจการสร้างสนามแม่เหล็ก ที่มีพลังของ ดาวเคราะห์ก๊าซดวงนี้ซึ่งมี สนามแม่เหล็กกว้างไกล แต่ก็ยังไม่ชัดเจนที่ดาวพฤหัสบดีมีแกนกลาง ของวัสดุแข็ง (Core of solid) หรืออาจจะเป็น ซุปเปอร์ความร้อนและ หนาแน่นมาก มีอุณหภูมิขึ้นไปถึง 90,032 องศาฟาเรนไฮต์ (50,000 องศาเซลเซียส) ทำให้เป็นลักษณะของแร่ธาตุเหล็ก และซิลิเกตส่วนใหญ่ (คล้ายกับผลึก)

•สนามแม่เหล็กทรงพลังยืดยาวไกล

ขอบเขตสนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสบดี (Magnetosphere) กว้างไกลระหว่าง 600,000 ถึง 2 ล้านไมล์ (1 ถึง 3 ล้านกิโลเมตร) ไปทางดวงอาทิตย์ (เส้นผ่าศูนย์กลาง 7 ถึง 21 เท่าหรือดาวพฤหัสบดี) และยุบตัวลงสู่หางที่ทอดตัวยาวกว่า 600 ล้านไมล์ (ประมาณ 1 พันล้านกิโลเมตร) ในด้านหลังดาวพฤหัสบดี ยาวไกลไปทางวงโคจรของดาวเสาร์ (Saturn) สนามแม่เหล็กขนาดมหึมาของดาวพฤหัสบดีมีขนาดใหญ่ถึง 16 ถึง 54 เท่าของสนามแม่เหล็กโลกหมุนไปกวาดล้าง อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า และดักจับอนุภาคที่มีประจุไว้เป็นตัวช่วยเร่งให้เกิดพลังงานที่สูงมาก จึงสามารถ ทำให้เกิดรังสีที่รุนแรงส่งผลกระทบต่อดวงจันทร์ชั้นในสุดของ ดาวพฤหัสบดีเองยังสามารถอาจสร้างความเสียหายแก่ยานอวกาศที่เข้าใกล้ได้และ สนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสบดียังเป็นเหตุให้เกิดแสงออโรร่า (Aurorae) ที่น่าตื่นเต้นที่สุดของระบบสุริยะที่บริเวณขั้วเหนือ

Magnetosphere
Jupiter
•เราจะไม่สามารถเข้าใกล้ดาวพฤหัสบดีได้

ในฐานะที่เป็นยักษ์ก๊าซดาวพฤหัสบดีไม่มีพื้นผิวที่แท้จริง หมายความว่าหากเราเหยียบลงบนดาวพฤหัสดี ในทันทีทันใดนั้นตัวเราจะดิ่งจมหายไปคล้าย ถูกดูดลงไปในโคลนเหลว เพราะส่วนใหญ่เป็นก๊าซหมุนเวียนและของเหลว (Swirling gases and liquids) ในขณะเดียวกันไม่มียานอวกาศใดๆเลย ที่จะลงจอดบนดาวพฤหัสบดี ได้และก็ไม่สามารถ บินผ่านได้อย่างปราศจากอันตรายเช่นกัน เพราะแรงกดดันและอุณหภูมิที่ลึกลงลงไปสามารถหลอมเหลว และระเหยยานอวกาศที่พยายามบิน เข้าใกล้ดาวพฤหัสบดีได้

หากเรามองไปที่พื้นผิวของดาวพฤหัสบดีสิ่งแรกที่เห็นคือ ริ้วแถบลายคือรูปลักษณ์ของของวงเมฆที่มีสีสัน จุดที่มีสีสันสีขาวสีดำคล้ำสลับกันไปทั่วในแถบ ลายหนาเหล่านั้น อาจเป็นกลไกทางเคมีจากก๊าซกำมะถันและฟอสฟอรัสที่ผุดขึ้นมาจากชั้นด้านในที่อบอุ่นกว่า และการหมุนอย่างรวดเร็วของ ดาวพฤหัสบดีคือหมุนรอบตัวเอง 1 รอบในเวลาเพียง 10 ชั่วโมง เป็นการสร้างกระแสลมแรงกระแทก และแยกเมฆออกเป็นแถบสีดำจากบริเวณที่สว่าง ตลอดแนวยาว

Great Red Spot
•ยอดเมฆหนา 3 ชั้น มีผลึกแอมโมเนียมไฮโดรเจนซัลไฟด์

ภาพรวมของพื้นผิวมีแนวโน้มที่จะมีเมฆ 3 ชั้นในท้องฟ้ายอดเมฆของดาวพฤหัสบดี ซึ่งอยู่ห่างกันประมาณ 44 ไมล์ (71 กิโลเมตร) เมฆด้านบนอาจเกิดจากน้ำแข็ง แอมโมเนียในขณะที่ชั้นกลางมีแนวโน้มที่จะทำจากผลึกแอมโมเนียมไฮโดรเจนซัลไฟด์ ชั้นในสุดอาจทำจากน้ำแข็ง และไอน้ำโดยชั้นยอดเมฆดาวพฤหัสบดีสามารถ คงอยู่ได้นานหลายปี โดยไม่มีพื้นผิวที่เป็นของแข็งรองรับ

ดาวพฤหัสบดีมีพายุพัดมาจากด้านขั้วเหนือมากกว่า 12 แห่ง บางแห่งพัดถึงเส้นศูนย์สูตรมีความเร็วประมาณ 335 ไมล์ต่อชั่วโมง (539 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) ส่วนจุดแดงใหญ่ (The Great Red Spot) ที่หมุนวนเป็นวงกลม 2-3 เท่าของโลก ได้รับการสังเกตการณ์มานานกว่า 350 ปี จะมีรูปไข่เล็กๆ 3 จุดสามตัว ผสานเข้าด้วยกันเพื่อสร้างจุดแดงเล็ก (Little Red Spot) และยังไม่ทราบว่าวงรีนี้มีรากลึกตื้นหรือลึกลงไปภายในหรือไม่

สิ่งหนึ่งที่เราพึงทราบคือดาวพฤหัสบดีมีวงแหวน (Rings) ค้นพบในปี 1979 โดยยานอวกาศวอยเอจเจอร์ 1 (Voyager 1) ของ NASA พบเห็นวงแหวนของ ดาวพฤหัสบดีและประหลาดใจเนื่องจากประกอบด้วยอนุภาคเล็กๆที่มืด และบางมากจนมองเห็นได้ยาก ยกเว้นเวลาที่ดวงอาทิตย์สว่างไสวส่องมาถึง โดยข้อมูลจากยานอวกาศระบุว่า ระบบวงแหวนของดาวพฤหัสบดี อาจเกิดขึ้นได้จากฝุ่นที่ปะทุขึ้นจากอุกกาบาตชนเข้ากับดวงจันทร์สุดเล็ก (Moonless) ของดาวพฤหัสบดี

•ไม่เอื้อต่อในการดำรงชีวิต

สภาพแวดล้อมของดาวพฤหัสบดีนอกจากไม่มีพื้นผิวที่แข็งตามที่เราทราบ อุณหภูมิความกดดันแลกลไกความผันผวน จากองค์ประกอบทางเคมี ย่อมมีอันตรายต่อระบบชีวิตและ ไม่มีออกซิเจน แม้กรณีสมมุติว่าเราเอานกหรือสัตว์ที่บินได้ไปปล่อยในท้องฟ้าดาวพฤหัสบดี มีแนวโน้มที่ยากมาก ต่อสิ่งมีชีวิตที่จะปรับตัวได้ในขณะที่ ดาวพฤหัสบดีเป็น สถานที่ที่ไม่น่าจะเกิดขึ้นสำหรับสิ่งมีชีวิตได้ แต่ดวงจันทร์บางดวงของดาวพฤหัสบดี เช่น ดวงจันทร์ยูโรปา (Europa) กลับเป็นหนึ่งในสถานที่ ยอดเยี่ยมที่สุดต่อการหา ระบบชีวิตที่อื่นในระบบสุริยะของเรา ขณะนี้มีหลักฐานบ่งชี้ใต้มหาสมุทร กว้างใหญ่อยู่ใต้เปลือกแข็งมีความเป็นไปได้มากที่เอื้อโอกาส และสนับสนุนต่อระบบชีวิตเพราะที่นั่น มีน้ำความอบอุ่นจากแกนภายในที่ปลดปล่อย ความร้อนออกมาและออกซิเจนมากมาย

NASA's Juno spacecraft
•จูโนนักสำรวจยุคใหม่

ตลอดทศวรรษที่ผ่านมาเรามียานสำรวจและบินโฉบดาวพฤหัสบดีหลายลำเช่น ยานอวกาศกาลิเลโอ (Galileo spacecraft) ตรวจสอบชั้นบรรยากาศ ของ ดาวพฤหัสบดีและสังเกตการณ์ดวงจันทร์และวงแหวน ยานแคสสินี (Cassini spacecraft) เดินทางเข้าใกล้กับดาวพฤหัสบดีที่สุดในระยะทางห่างประมาณ 6.2 ล้านไมล์ (10 ล้านกิโลเมตร) และถ่ายภาพอย่างละเอียด ยานนิวออไรซันส์ (New Horizons spacecraft) ในระหว่างทางไปดาวพลูโต (Pluto) ได้ถ่ายภาพมุมมอง ใหม่ๆเกี่ยวกับพายุในบรรยากาศ ของดาวพฤหัสบดีและวงแหวนพร้อมทั้งสำรวจภูเขาไฟบนดวงจันทร์ไอโอ (Io moon) และสำรวจภูเขาน้ำแข็งบนดวงจันทร์ยูโรปา (Europa moon)

อย่างไรก็ตามดาวพฤหัสบดียังมีปริศนามากมาย เช่นพายุมหันต์นี้เกิดขึ้นบนดาวเคราะห์ดวงที่ใหญ่ที่สุด ของระบบสุริยะเป็นเวลาหลายศตวรรษ ตอนนี้แผนการสำรวจ ยานนาซ่าจูโน (NASA's Juno spacecraft) ยานพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใหญ่ที่สุดในยุคนี่ จะดำน้ำฝ่าเมฆพายุยักษ์ขนาดกว้าง 16,000 กม. และจะอยู่เหนือยอด เมฆสีแดงเข้ม (Giant Red Spot) ที่ขดตัวของดาวพฤหัสบดี ขนาดเป็น 3 เท่าของโลก ซึ่งเป็นสัญลักษณ์ของ ก๊าซยักษ์อาจมีมานานกว่า 350 ปี พร้อมเครื่องมือ 8 ชนิดและกล้องถ่ายภาพ JunoCam จะอยู่ระหว่าง การบินโฉบระยะใกล้มองโครงสร้างภายใน ที่ซับซ้อนและพายุไซโคลนขนาดใหญ่ จะเป็นมุมมองที่ใกล้ชิดและเป็นส่วนตัวครั้งแรกของมนุษยชาติในลักษณะใหญ่มาก แต่ละวงโคจรใหม่ของ ยานสำรวจจูโนพาเราเข้าไปใกล้หัวใจของแถบลายพาดของดาวพฤหัสบดี จนถึงขณะนี้ยานอวกาศทำให้เราได้เห็นพายุอิเล็กตรอนรอบๆดาวพฤหัสบดี พุ่งสูงขึ้นกว่าที่เราเคยจินตนาการไว้

10 เรื่องสำคัญดาวพฤหัสบดี


1.ขนาด
ดาวพฤหัสบดีเป็นดาวเคราะห์ก๊าซมีใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะขนาด ถ้าดวงอาทิตย์ (Sun) ใหญ่เท่ากับลูกฟุตบอลดาวพฤหัสบดีจะเท่ากับลูกเทนนิส

2.ตำแหน่งในระบบสุริยะ
ดาวพฤหัสบดีป็นดาวเคราะห์ที่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ห้า ในระบบสุริยะ (Solar system) ของเรา ที่ระยะทางประมาณ 484 ล้านกิโลเมตร (778 ล้านไมล์) หรือ 5.2 AU

3.วัน เดือน ปี
หนึ่งวันบนดาวพฤหัสบดี (เวลาที่ดาวพฤหัสบดีจะหมุนรอบตัวเองหนึ่งครั้งเมื่อเทียบกับโลก) ใช้เวลา 9.92496 ชั่วโมงของโลก ดาวพฤหัสบดีมีวงโคจรสมบูรณ์ รอบดวงอาทิตย์ (เวลาที่ดาวพฤหัสบดีจะหมุนรอบดวงอาทิตย์หนึ่งครั้งเมื่อเทียบกับโลก) ใช้เวลา 4,333 วันโลก

4.ลักษณะพื้นผิว สภาพแวดล้อม
เป็นดาวเคราะห์ก๊าซไม่มีพื้นผิวที่ชัดเจน หมายความไม่แผ่นดินแข็งรองรับเช่นโลกของเรา มีเมฆฆปกคลุมและมีพายุก๊าซหมุนวนมองเห็น เป็นแถบ ลายพาดโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความหนาของผิวลึกลงไปมีส่วนประกอบของน้ำ (H2O) และร้อนจัด แอมโมเนีย (NH3) และมีเทน (CH4) โดยใจกลางภายในอาจมีแกนแข็ง (Solid core) ขนาดเล็กที่คล้ายผลึกแร่ ถ้าสิ่งของน้ำหนักบนโลก 100 กิโลกรัมไปอยู่บนบนดาวพฤหัสบดีจะหนัก 253 กิโลกรัม

5.บรรยากาศ
ชั้นบรรยากาศดาวพฤหัสบดีมีเมฆแบ่งออกเป็น 3 ชั้นและมีองค์ประกอบของ ก๊าซแอมโมเนียน้ำและน้ำแข็งส่วนใหญ่ของ ไฮโดรเจน (H2) และ ฮีเลียม (He)

6.ดวงจันทร์
ดาวพฤหัสบดีมีดวงจันทร์มากกว่า 53 ดวง (รอการยืนยันอีก 16 ดวง) โดยเฉพาะรวมทั้งหมด 69 ดวง

7.วงแหวน
ดาวพฤหัสบดีมีวงแหวนบางมากไม่สามารถมองเห็นจากโลก

8.ยานสำรวจ
มียานสำรวจและบินโฉบดาวพฤหัสบดีหลายลำเช่น ยานอวกาศกาลิเลโอ ยานแคสสินีและยานนิวออไรซันส์ ในปัจจุบันยานจูโนกำลังปฎิบัติภารกิจสำรวจ องค์ประกอบที่ลึก ลงไปใต้ชั้นยอดเมฆ

9.ไม่เอื้อต่อระบบชีวิต
ดาวพฤหัสบดีไม่เอื้อต่อระบบชีวิตและมนุษย์ไม่สามารถเข้าใกล้ได้

10.มีสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งและยาวไกล
จากกลไกภายในและการหมุนอย่างรวดเร็วจึงก่อให้เกิดขอบเขตสนามแม่เหล็กขนาดมหึมากว่าโลกประมาณ 50 เท่า

 

 

Sunflower Academy Homeschool SUNFLOWER
Panorama Infographics HomeSchool Freedom
Sky Stars With Thai Astronomy Huatakhe Astronomer