แม้ดวงอาทิตย์ เราถือว่าอยู่ในระบบสุริยะ แต่ทว่าการศึกษาดวงอาทิตย์ เป็นวิธีการเบื้องต้นส่วนหนึ่ง ทำให้เราเข้าใจ ระบบการทำงานของจักรวาล จากความคล้ายคลึงกับ ดวงดาวต่างๆ โดยเฉพาะกาแล็คซีทางช้างเผือก มีประมาณกว่า 300 พันล้านดวง ยังเกิดขึ้นใหม่ (Stars Birth) ตลอดเวลา กาแล็คซี่ที่มีอยู่นับมากกว่าพันล้านแห่ง จักรวาล อันไพศาล มีดวงอาทิตย์อีก จำนวนเท่าใด อาจนับไม่ถ้วน ซึ่งจริงเรายังนับไม่ได้ครบในทุกวันนี้ ความเข้าใจ สำรวจพฤติกรรม ดวงอาทิตย์เป็นสิ่งจำเป็น ต่อการศึกษาด้าน จักรวาลวิทยา ดาราศาสตร์ รวมถึงการสำรวจอวกาศ เบื้องต้น เพราะเป็น แหล่งพลังงานเดียวในระบบสุริยะ ที่ใหญ่ที่สุด ใกล้ตัวเรามากที่สุด ลองนึกภาพว่า ตื่นขึ้นมาตอนเช้า จู่ๆดวงอาทิตย์เกิดหายไปอะไรจะเกิดขึ้นบ้าง ? แน่นอนที่สุด สภาพของโลกมืดสนิท ดวงจันทร์ก็มืดไปด้วย อากาศหนาวเย็น อุณหภูมิลดลงติดลบ พืชล้มตายเนื่องขาด ระบบการสังเคราะห์แสง ระบบนิเวศ ล้มเหลวอย่างสิ้นเชิง ฤดูกาลหายไปหมด สภาพอากาศแปรปรวน แรงดึงดูด ของระบบสุริยะล้มเหลว ขาดความเสถียร ทุกอย่างบนโลกลอยสู่อวกาศ อย่างไร้จุดหมายและควบคุมไม่ได้ ดาวต่างๆโคจรชนกันอย่างโกลาหล เพียงเป็นเรื่องสมมุติ จุดประสงค์ให้เห็น ความเชื่อมโยงที่สำคัญ ของระบบที่เกี่ยวข้องกันแยกไม่ได้ ระหว่างโลก กับ ดวงอาทิตย์และ ทุกอย่างในทั้งระบบสุริยะ

ดวงอาทิตย์เหนือมหาสมุทรแปซิฟิค มองจากสถานีอวกาศ International Space Station (Expedition 7) จะเห็นพื้นด้านหลังมืด ต่างจากที่มองจากพื้นโลก เมื่อ 21 กรกฎาคม ค.ศ. 2003

ความรับผิดชอบและหน้าที่ ของดวงอาทิตย์ ในชีวิตประจำวัน อาจจะเปรียบดวงอาทิตย์เสมือน โรงงานไฟฟ้า ที่มีไดนาโม ขนาดยักษ์ คอยปั่นพลังงานออกมาหล่อเลี้ยง ทุกครอบครัวใน ระบบสุริยะ นับ แต่โลก ดาวเคราะห์ทุกดวง ดวงจันทร์ ดาวเคราะห์น้อย วัตถุขนาดเล็ก ชิ้นส่วน เล็กๆเท่าผงธุลีที่โคจรในอวกาศทุกชิ้น กระทั่ง ดาวหาง ที่เดินทางมาจากนอก เขตชายแดนสุดขอบสุริยะ Oort Cloud อันไกลโพ้น เข้ามาได้ด้วยล้วนมีความ สัมพันธ์โดยตรงกับดวงอาทิตย์ ทั้งสิ้น ด้วยรังสี (Solar radiation) เป็นพลังงานความร้อนของดวงอาทิตย์ เป็นสิ่งที่น่า พิศวง สามารถทำให้อาหารสุก ตากเสื้อผ้าให้แห้ง จนเป็นพลังขับเคลื่อนระบบ สุริยะทั้งระบบไม่ว่าเราอยู่ที่ใดของโลกล้วนมี รังสี ของดวงอาทิตย์เข้าไปมีส่วน ระบบพัฒนาการสิ่งมีชีวิตเริ่มก่อตัวจากสัตว์เซลล์เดียว ในยุคดึกดำบรรพ์จนเป็น เนื้อเป็นหนัง แม้แต่ หินแร่สสารธรรมชาติ  เป็นต้นทางวัตถุดิบเรานำมาแปรรูป พัฒนาการให้เกิดประโยชน์ต่อชีวิต ก็มีขบวนการทางเคมี อันมีรังสี ดวงอาทิตย์ เข้าไปเกี่ยวข้อง ระบบการเติบโตของพืชต้องใช้สังเคราะห์แสง ระบบกลไก อากาศบนโลกทั้งหมด เกี่ยวพันกันเป็นฤดูกาล นักวิทยาศาสตร์สาขา Astrobiology (ชีววิทยาอวกาศ) ยังติดตามข้อสงสัยที่ น่าสนใจในประเด็น อะไรที่เป็นมูลฐานชีวิตบนโลก หรือเป็นชีวิตมาจากที่อื่น และหรือ จากการเปลี่ยนแปลงอันยาวนาน สภาพแวดล้อมของอวกาศโลก (Earth’s space environment) โดยมีส่วนพาดพิงจากระบบของดวงอาทิตย์ เพราะเป็นพลังงานชนิดเดียวที่สามารถครอบคลุม การเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ เชื่อมโยงกันได้ทั้งโลก จำต้องใช้เวลาศึกษากันต่อไปยาวนาน เพื่อความเข้าใจ

ปัจจุบันเรามี ยานสำรวจจำนวน 30 ลำ โคจร ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ เพื่อศึกษาระบบ ที่ เกี่ยวข้องกันทางวิทยาศาสตร์ 3,500 เรื่อง และมีเครื่องมือวิเคราะห์กว่า 100 ประเภท

ระบบการเชื่อมโยง ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ (Earth-Sun System Connection) 1.Climate Variability and Change (การเปลี่ยนแปลงฤดูกาล และสภาพอากาศที่บ่อย) 2.Carbon Cycle and Ecosystems (เกิดวัฐจักรคาร์บอน และระบบนิเวศ) 3.Earth Surface and Interior (พื้นผิวและโครงสร้างภายในของโลก) 4.Atmospheric Composition (องค์ประกอบความกดดันของบรรยากาศ) 5.Weather (อิทธิพล ฝนฟ้า อากาศ) 6.Water and Energy Cycle (วัฐจักรน้ำและพลังงาน)

ดวงอาทิตย์ ขอแนะนำตัวให้เรารู้จัก คำว่า Sun มาจากภาษาลาติน คือ Sol หมายถึง ดาวที่อยู่ตรงกลางของระบบ สุริยะ เส้นผ่าศูนย์กลางใหญ่กว่าโลก 109 เท่า มีขนาดใหญ่กว่าโลก 1.3 ล้านเท่า จากตัวเลข คงเห็นว่ามีขนาดใหญ่กว่ามากแน่ เพื่อให้เห็นภาพ ชัดขึ้น นึกถึงวงกลม 2 วงโดย วงกลมแรกเส้นผ่าศูนย์กลางขนาด 1.3 ซ.ม.(คือโลก) ส่วนวงกลมที่สองเส้นผ่าศูนย์กลางขนาด 1.5 เมตร(คือดวงอาทิตย์) ทั้งสองชิ้น วางอยู่ห่างกัน 150 เมตร นั้นคือ  ระยะที่ห่างกันระหว่างโลกและดวงอาทิตย์ เท่ากับ 150 ล้านกิโลเมตร ตัวเราอยู่ในวงกลมวงแรกขนาดเท่ากับอะตอมเดียว ถ้าอยากรู้ว่า 150 ล้านกิโลเมตร ไกลเพียงใดให้สมมุติว่าขับรถยนต์ด้วยความเร็ว 110 กิโลเมตร/ช.ม. โดยไม่หยุดพักเลยใช้เวลาราว 50,000 วัน หรือประมาณ 150 ปี จากโลกสู่ดวงอาทิตย์ ดวงอาทิตย์ใน ระบบสุริยะอื่นๆ ที่ใกล้ที่สุดคิดเป็นสัดส่วน ห่างกันราว 40,000 กิโลเมตร หรือประมาณ 4.22 ปีแสง

เพียงสัดส่วนย่อ ก็คงรู้สึกว่าไกล และใหญ่เล็กต่างกันแล้ว

การขยายตัวของดวงอาทิตย์ เป็นการจบสิ้นของโลก ขนาดดวงอาทิตย์จะครอบคลุม พื้นที่ 2 AU. ทำให้โลก เปลี่ยนแปลงตำแหน่งขยับออกมาอีก

การสำรวจพบใหม่ ระบบสุริยะพิเศษ V 391 Pegasi (ดวงอาทิตย์) เกิดเปลี่ยนแปลงเป็นดาวยักษ์ีแดง นานกว่า 100 ล้านปี ด้วยการขยายตัวออกมา 100 เท่า จะเกิดขึ้นไปอีกยาวนาน 5 พันล้านปี โดยมีดาวเคราะห์ขนาดใหญ่กว่าดาวพฤหัส 3 เท่าโคจรห่างราว 1.7 AU

ดวงอาทิตย์ กำเนิดมาแล้ว เมื่อ 4.6 พันล้านปี มีองค์ประกอบก๊าซหลายชนิด เช่น Hydrogen 92.1% Helium 7.8% Oxygen 0.061% Carbon Nitrogen Neon Iron Silicon บรรยากาศกดดันมากกว่าน้ำทะเล โลกเราถึง 340 ล้านเท่า ทุกๆนาที ดวงอาทิตย์จะปลดปล่อยพลังงาน ก๊าซไฮโดรเจนและก๊าซฮีเลียม 700 ล้านตัน โดยจะเปลี่ยนเป็นพลังงานบริสุทธิ์ Pure energy ได้ 500 ล้านตัน ที่เห็นเป็นแสงส่องมายังโลก เป็นพลังงานที่เราใช้ประโยชน์นั่นเอง ดวงอาทิตย์ สามารถให้พลังงานลักษณะนี้ได้อีก 5 พันล้านปี หลังจากนั้นอีก 1 พันล้านปี เริ่มขยายตัวใหญ่กว่าเดิมขึ้นหลายร้อยเท่าตัว เรียกว่า Red giant (ดาวยักษ์สีแดง) ค่อยๆแผ่รังสีความร้อนไปทั่วในระบบสุริยะ เผาโลกจนร้อน ความร้อนแพร่ขยายจากเดิมมหาศาลทำให้สิ่งมีชีวิตทั้งหลาย ถูกความร้อนกลืน ไปทั้งสิ้น แล้วดวงอาทิตย์ยุบตัวลงเป็น White dwarf (ดาวแคระขาว) ขนาดเล็ก เป็นจุดสิ้นสุดของดวงอาทิตย์ ขบวนการนี้ใช้เวลาอีกหลายพันล้านปี ดวงอาทิตย์ จะเย็นลงอย่างสมบูรณ์ อำนาจและอิทธิพลของดวงอาทิตย์ เราทราบกันดีว่า แสงจากดวงอาทิตย์ใช้เวลาเดินทางมาถึงโลก ใช้เวลา 8 นาที การที่แสงส่องไปถึงที่ใด ย่อมหมายความว่าพลังงานของดวงอาทิตย์ มีอำนาจ แผ่อิทธิพลไปยังบริเวณนั้นๆด้วย ในขณะนี้ รู้ว่าแสงส่องผ่านไปไกลสู่นอกขอบสุริยะ แบบหรอมแหรม ใกล้บริเวณ Kuiper Belt จากการสะท้อนบนพื้นผิวของน้ำแข็ง ในปี ค.ศ. 2007 ยานสำรวจ Voyager 1 อยู่ระหว่างการตรวจสอบ สภาพแวดล้อมอวกาศ ใกล้แนวขอบสิ้นสุด ของ Heliopause (บริเวณอวกาศอันกว้างใหญ่ไพศาล ที่มีความสัมพันธ์กับสนาม แม่เหล็กและ พายุสุริยะ) ว่าแท้จริงแล้วพลังงานของดวงอาทิตย์สิ้นสุดอยู่บริเวณ ใดของ Kuiper Belt ซึ่งเป็นพื้นที่คาบเกี่ยวกันของขอบระบบสุริยะ เราคงจะทราบ คำตอบที่ชัดเจนในเร็ววันนี้

ยานสำรวจ Voyager 1 กำลังตรวจสอบระยะทางของอิทธิจากดวงอาทิตย์ ว่าไกลเพียงใด

อำนาจ Solar radiation หรือ รังสีของดวงอาทิตย์ เป็นกลไกทางเคมีไฟฟ้า (Chemical and dynamical) ที่จะกระตุ้นชั้นบรรยากาศ (Atmospheres) ให้เกิด การผันแปร ในทุกแห่งที่ๆ Solar radiation ไปถึงโดยสามารถสร้างเปลี่ยนแปลง องค์ประกอบของโครง สร้างบรรยากาศและอุณหภูมิ การศึกษา ดวงอาทิตย์ ทำให้เราทราบว่า Solar radiation มีกฎเกณฑ์ต่างๆที่ ละเอียดอ่อนมากมายต่อโลก ด้วยค่าความกว้างของรังสี (Radiation spans the color spectrum) มีค่าของ รังสี Energetic x-rays และ รังสี Infrared เราจึงใช้ดาวเทียมเน้นหนักการ ติดตามตรวจสอบข้อมูลศึกษาผลกระทบ ด้าน ฟิสิกส์ และเคมีของสภาพแวดล้อมของอวกาศ (Space environment) ที่มีต่อ ระบบโลกบริเวณช่องว่างระหว่างอวกาศ ตั้งแต่พื้นผิวโลกจรดพื้นผิวดวงอาทิตย์ ดวงอาทิตย์มีกลไกที่เคลื่อนด้วยตนเอง (Dynamic body) ด้วยรูปแบบแปลก มากมาย เช่น การเปลี่ยนแปลงของเปลวเพลิงที่โชติช่วงอย่างแรงชั่วขณะ (Solar flares) การฟุ้งกระจายเปลวไฟขนาดยักษ์บริเวณพื้นผิว (Prominences emanating) อย่างควบคุมไม่ได้ ทางวิทยาศาสตร์พบว่าทุกๆระยะ 11 ปี เกิดการเคลื่อนไหว ขยายตัวอย่างผันผวน ของบริเวณจุดดับบนดวงอาทิตย์ (Sunspots) ด้วยกลไกธรรมชาติที่ไม่มีข้อจำกัด ทำให้บริเวณช่องว่างอวกาศ ใกล้พื้นผิวของดวงอาทิตย์ (รวมถึงโลก) รับคลื่น พลังงานที่เกิดจาก คลื่นสนามแม่เหล็ก (Electromagnetic waves) ชนิดเข้มข้น ซึ่งมาพร้อมกับ พายุสุริยะ (Solar wind) สิ่งที่เกิดขึ้น เป็นอิทธิพลมีผลกระทบต่อโลกและมนุษย์ เรากำลังสำรวจเก็บข้อมูล เพื่อที่จะมีคำอธิบายที่ให้เข้าใจ การเกิดปรากฎการณ์ ดังกล่าวต่อไป

สภาพพื้นผิวบนดวงอาทิตย์ เหมือนบ่อหลอมโลหะในโรงงานอุตสาหกรรม แต่จะมีค่าความร้อนสูงมากกว่า หลายร้อยเท่า