ดาราศาสตร์ เรื่องเอกภพ (วิชาวิทยาศาสตร์ ม.ต้น)

กาแล็กซี มีจุดกำเนิดและวิวัฒนาการอย่างไร

กาแล็กซีมีจุดกำเนิดและวิวัฒนาการอย่างไร? คือหนึ่งในความลึกลับของจักรวาลที่นักดาราศาสตร์พยายามไขความลึกลับนี้มานานหลายสิบปี เช่นเดียวกับความลึกลับของสสารมืด (Dark Matter) สสารที่มองไม่เห็นและพลังงานมืด (Dark Energy) พลังงานลึกลับซึ่งต่อต้านแรงโน้มถ่วงและผลักจักรวาลให้ขยายตัวด้วยอัตราเร่งในทุกวันนี้

     แซนดี้ เฟเบอร์ นักดาราศาสตร์จากหอดูดาวลิค แคลิฟอร์เนีย เจ้าของผลงานการศึกษาการกำเนิดกาแล็กซี่ที่โดดเด่นคนหนึ่งอธิบายถึงความสำคัญของการศึกษากาแล็กซีอย่างง่ายๆ ว่า "กาแล็กซีคือส่วนประกอบของจักรวาล ดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงพยายามใฝ่หาคำตอบว่ามันกำเนิดมาได้อย่างไร"

     ในช่วงต้นของทศวรรษที่ 1980 นักจักรวาลวิทยาเริ่มนำเราใกล้ความลับนี้เมื่ออธิบายปรากฏการณ์ภายหลังบิ๊กแบงเมื่อ 13.7 พันล้านปีก่อนว่า เมื่อจักรวาลอยู่ในวัยทารกมันจะขยายตัวอย่างรวดเร็วซึ่งเรียกกันว่าการพองตัว (Inflation) การพองตัวนี้จะกระจายความหนาแน่นไปในทุกทิศทาง

     ความรู้นี้ทำให้นักดาราศาสตร์เริ่มมองเห็นว่าจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างไร แต่ก็ยังไม่สามารถอธิบายการกำเนิดกาแล็กซีได้ ต่อมาเมื่อมีการค้นพบสสารมืด ทฤษฎีกำเนิดกาแล็กซีจึงอธิบายว่า ก่อนการพองตัวของจักรวาล ความหนาแน่นในจักรวาลมีลักษณะราบเรียบ แต่เมื่อมันพองตัวการจะเกิดการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของอาณาบริเวณในจักรวาลอย่างรุนแรง กล่าวคือเปลี่ยนจากความหนาแน่นที่ราบเรียบและสม่ำเสมอคล้ายทะเลสาบที่ไร้คลื่นลม กลายมาเป็นความหนาแน่นที่ไม่ราบเรียบและกระเพื่อมเหมือนคลื่นในทะเลขณะกำลังเกิดพายุ 

     ในขณะเดียวกันสสารมืดก็จะทำให้เกิดการกระเพื่อมมากขึ้นเพราะมันจะดึงดูดสสารปกติให้มารวมกันเป็นกลุ่มเป็นก้อนเหมือนหยดน้ำบนใยแมงมุม ทำให้บริเวณเหล่านี้กลายเป็นบริเวณที่มีความหนาแน่นสูงมากและมีแรงโน้มถ่วงมากกว่าบริเวณที่อยู่รายรอบ แรงโน้มถ่วงจะดึงสสารปกติให้เข้ามารวมกันมากขึ้นๆ จนกระทั่งกลายเป็นแหล่ง "วัตถุดิบ" ที่จะให้กำเนิดกาแล็กซีในที่สุด

     ทฤษฎีนี้มีความเป็นไปได้จากหลักฐานการค้นพบรังสีฉากหลังของจักรวาล (Cosmic Microwave Background-CMB) ซึ่งยังคงเห็นได้อยู่ทุกวันนี้ นอกจากนั้นการค้นพบว่าในกาแล็กซีมีปริมาณของสสารมืดมากกว่าสสารปกติราว 10 เท่าก็เป็นหลักฐานอีกชิ้นหนึ่งที่สนับสนุนให้ทฤษฎีนี้มีความน่าเชื่อถือมากยิ่งขึ้น

     อย่างไรก็ตาม นักดาราศาสตร์ก็ยังไม่เคยพิสูจน์ทฤษฎีนี้จากของจริงเลย จวบจนกระทั่งถึงปี ค.ศ.2002 ริชาร์ด เอลลิส นักดาราศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนียและทีมงานใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Space Telescope) และกล้องโทรทรรศน์เค้ก (Keck telescope) 

     ในฮาวายมองย้อนกลับไปในอดีตหลังบิ๊กแบงไม่นานนักแล้วพบกระจุกดาวที่ระยะทาง 13 พันล้านปีแสง ขนาดของมันเล็กมากเท่ากับ 1 ใน 20 ของขนาดกาแล็กซีทางช้างเผือกของเราและมีดาวอยู่เพียง 1 ล้านดวงเท่านั้น 
     ทีมค้นพบบอกว่ากระจุกดาวดังกล่าวนี้ถือกำเนิดในช่วงเวลาไม่เกิน 1 พันล้านปีหลังบิ๊กแบง และอธิบายว่ากระจุกดาวนี้คือตัวอย่างต้นกำเนิดของส่วนประกอบของกาแล็กซีซึ่งถือกำเนิดขึ้นหลังบิ๊กแบงในราว 2 พันล้านปี ต่อจากนั้นในอีกราว 2-3 พันล้านปีกาแล็กซีเหล่านี้ก็กลายเป็นกาแล็กซีเก่าแก่ซึ่งมีหลายรูปทรง อาทิ กาแล็กซีรูปเกลียว กาแล็กซีรูปทรงกลม กาแล็กซีไร้รูปร่าง เหมือนอย่างที่เราเห็นกันอยู่ในปัจจุบัน ทว่าจำนวนกาแล็กซีในช่วงเวลาดังกล่าวจะมีมากกว่าในปัจจุบันประมาณ 3-10 เท่า 

     การค้นพบครั้งนี้เป็นที่ยอมรับของนักดาราศาสตร์โดยทั่วไป แต่สิ่งที่ยังหาคำตอบไม่ได้ก็คือ ทำไมกาแล็กซีจึงหลายรูปทรงและมีขนาดและสีที่แตกต่างกัน
     ล่าสุดนักดาราศาสตร์อีกทีมได้ให้รายละเอียดมากยิ่งขึ้น และเป็นการค้นพบที่นำความประหลาดใจเหนือความคาดหมายอย่างที่ทฤษฎีไม่เคยว่าไว้ นั่นคือการพบว่ากาแล็กซีในยุคนั้นเติบโตอย่างรวดเร็วแต่ตายเมื่ออายุยังน้อย 
     ไอโว แลบบี้ นักดาราศาสตร์จากหอดูดาวคาร์เนกี้และทีมงานใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ศึกษากาแล็กซีมวลมากจำนวนราว 12 กาแล็กซีย้อนอดีตหลังบิ๊กแบง 2 พันล้านปีหรือช่วงเวลาที่จักรวาลมีอายุน้อยกว่า 1 ใน 5 ของอายุจักรวาลในปัจจุบัน
     กาแล็กซีเหล่านี้มีดาวแออัดอยู่ราวๆ 100 พันล้านดวง และมีรูปทรงแตกต่างกัน บางกาแล็กซีกำลังให้กำเนิดดาวดวงใหม่อยู่ บางกาแล็กซีถูกปกคลุมด้วยฝุ่น และบางกาแล็กซีเป็นกาแล็กซีที่ตายแล้ว
     แลบบี้กล่าวเปรียบเทียบว่า จักรวาลในขณะเยาว์วัยนั้นก็เหมือนกับสวนสัตว์ขนาดใหญ่ที่เต็มไปด้วยสัตว์นานาชนิด มีกาแล็กซีหลากหลายเหมือนที่เราเห็นกันอยู่ในปัจจุบัน 
     แต่ในบรรดากาแล็กซีเหล่านั้นมีกาแล็กซีจำนวนหนึ่งที่ตายแล้วซึ่งไม่เป็นไปตามทฤษฎีที่กล่าวไว้ว่ากาแล็กซีที่ตายแล้วจะเกิดก็ต่อเมื่อจักรวาลอายุมากแล้ว
     อะไรที่เป็นสาเหตุทำให้กาแล็กซีในช่วงแรกเริ่มของจักรวาลมีอายุสั้น นักดาราศาสตร์ยังไม่รู้แน่ชัด แลบบี้ บอกว่าอาจจะเกิดจากหลุมดำยักษ์ในใจกลางกาแล็กซีดูดกลืนก๊าซและปลดปล่อยรังสีออกมาซึ่งขัดขวางการกำเนิดดวงดาวในกาแล็กซีนั้นก็เป็นได้
     ก่อนหน้านี้ไม่นานนักกล้องโทรทรรศน์อวกาศกาเลก (Galaxy Evolution Explorer-GALEX) ขององค์การนาซ่า ตรวจพบกาแล็กซีขนาดใหญ่หรือกาแล็กซีมวลมาก มีอายุอยู่ในระหว่าง 100 ล้านปี-1 พันล้านปี อยู่ห่างจากโลกราว 2 พันล้านปี-4 พันล้านปีแสง
     การค้นพบของกล้องกาเลกหักล้างทฤษฎีที่ว่า อัตราการเติบโตของเทหวัตถุในจักรวาลหรือการกำเนิดกาแล็กซีกำลังลดลงเรื่อยๆ แม้ว่าจักรวาลยังคงให้กำเนิดกาแล็กซีอยู่ก็ตาม แต่มันเป็นเพียงกาแล็กซีขนาดเล็กเท่านั้น ทั้งนี้เพราะว่าจักรวาลกำลังขยายตัว สสารที่เคยอยู่รวมกันอย่างหนาแน่นในช่วงแรกๆ ของจักรวาลได้กระจายตัวออกไป จนยากที่จะทำให้เกิดกาแล็กซีขนาดใหญ่เหมือนในยุคแรกๆ ได้
     การไขความลับของกาแล็กซีที่ผ่านมาหลายครั้ง ดูประหนึ่งว่ายิ่งศึกษากาแล็กซีมากเท่าใด ก็จะพบกับความลึกลับซับซ้อนของมันมากยิ่งขึ้นเท่านั้น ทุกวันนี้กาแล็กซีจึงยังคงเป็นหนึ่งในความลึกลับสุดยอดของจักรวาลอยู่ต่อไป 

รูปร่างของกาแล็กซี 

     - กาแล็กซี แบบกังหัน (spiral galaxy) มีรูปร่างแบน ตรงกลางเป็นทรงกลมเป็นกระเปาะ มีแขนเหยียดออกไปหลายอัน และตีเกลียวดูเป็นรูปเหมือนกังหัน 
     - กาแล็กซี แบบกังหันมีคาน (barred spiral galaxy) มีลักษณะคล้ายกับกาแล็กซี แบบกังหัน แต่ที่กระเปาะใจกลางของกาแล็กซี จะมีคานยื่นออกมาสองด้าน และที่ปลายคานมีแขนออกไป มองดูคล้ายกับหัวฉีดน้ำในสนามหญ้า 
     - กาแล็กซี แบบรี (eliptical galaxy) มองดูคล้ายกับซิการ์ กาแล็กซี ชนิดนี้มักจะเป็นกาแล็กซี ที่มีอายุมาก เต็มไปด้วยดาวแก่ที่ใกล้จะดับ 
     - กาแล็กซี ไร้รูปร่างเป็นกาแล็กซี ที่มีรูปร่างไม่แน่นอน เข้าใจว่าเกิดจากการกลืนกันของดาราจักร แบบ 1-3 ที่อยู่ใกล้กัน

ระบบสุริยะและดาวบริวาร

ระบบสุริยะ
    ระบบสุริยะเป็นกลุ่มของดวงดาวซึ่งประกอบไปด้วยดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์และวัตถุบนท้องฟ้าต่าง ๆ ดาวฤกษ์มีเพียงดวงเดียว คือ ดวงอาทิยต์ ดาวเคราะห์ มี 9 ดวง ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน ดาวพลูโต ส่วนวัตถุท้องผ้าที่มีหลายชนิด เช่น อุกกาบาต ดาวหาง ดาวเคราะห์น้อย ดวงจันทร์ เป็นต้น 
    ดวงอาทิตย์ เป็นดาวฤกษ์เพียงดวงเดียวในระบบสุริยะซึ่งมีขนาดและความสว่างอยู่ในระดับกลาง ๆ เมื่อเทียบกับดาวฤกษ์ดวงอื่น ๆ ดวงอาทิตย์มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1,392,000 กิโลเมตร หมุนรอบตัวเอง 1 รอบใช้เวลา  25-35 วัน มีอุณหภูมิพื้นผิวประมาณ 6,000 องศาเซลเซียล
ดวงอาทิตย์สำคัญไฉน
1. ให้ความร้อน
2. ให้แสงสว่าง
3. ให้พลังงาน

ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ

ดาวพุธ เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดไม่มีดวงจันทร์เป็นบริวาร มีอุณหภูมิสูงประมาณ  400 องศาเซลเซียส ดาวพุธหมุนรอบตัวเอง 1 รอบใช้เวลา 59 วัน โคจรรอบดวงอาทิตย์ 88 วัน เราสามารถมองเห็นดาวพุธด้วยตาเปล่าในตอนเช้าก่อนดวงอาทิตย์ขึ้นและตกครึ่งชั่วโมง
ดาวศุกร์ เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 2 ระบบสุริยะ ดาวศุกร์มีขนาดใกล้เคียงกับโลกจึงได้ชื่อว่าเป็นดาวฝาแฝดของโลก ดาวศุกร์ไม่มีดวงจันทร์เป็นบริวาร ดาวศุกร์มีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์เล็กกว่าโลก เราเห็นดาวศุกร์ปรากฏได้สองฟากฟ้า เมื่อเห็นดาวศุกร์ปรากฎในท้องฟ้าด้านตะวันออกตอนเช้ามืดเรียกว่า “ดาวรุ่ง” หรือ “ดาวประกายพรึก” แต่เมื่อปรากฎทางด้านตะวันตกตอนหัวค่ำ เรียกว่า “ดาวประจำเมือง”

โลก 

 เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่สาม โดยโลกเป็นดาวเคราะห์หินขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ และเป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวที่วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ยืนยันได้ว่ามีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ ดาวเคราะห์โลกถือกำเนิดขึ้นเมื่อประมาณ 4,570 ล้าน (4.57×109) ปีก่อน และหลังจากนั้นไม่นานนัก ดวงจันทร์ซึ่งเป็นดาวบริวารเพียงดวงเดียวของโลกก็ถือกำเนิดตามมา
ดาวอังคาร  เป็นดาวสีแดง ชาวโรมันขนานนามว่า เทพเจ้าแห่งสงคราม พื้นผิวเต็มไปด้วยอุกกาบาต ดาวอังคารเป็นดาวแห่งพายุฝุ่น อุณหภูมิและกระแสลมที่แปรเปลี่ยนไป ทำให้เกิดพายุฝุ่นตลอดทั้งปีมีดวงจันทร์เป็นบริวาร 2 ดวง ชื่อ โฟบอส และไดมอส ซึ่งดวงจันทร์ทั้ง 2 ดวงนี้ถูกค้นพบโดยนักดาราศาสตร์ชื่อ เอแสฟ ฮออล ในปี พ.ศ. 2420

ดาวพฤหัสบดี

 เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 5 และเป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ ดาวพฤหัสบดีมีมวลสูงกว่ามวลของดาวเคราะห์อื่นรวมกันราว 2.5 เท่า ทำให้ศูนย์ระบบมวลระหว่าง ดาวพฤหัสบดีกับดวงอาทิตย์ อยู่เหนือผิวดวงอาทิตย์ (1.068 เท่าของรัศมีดวงอาทิตย์ เมื่อวัดจากศูนย์กลางดวงอาทิตย์) ดาวพฤหัสบดีหนักว่าโลก 318 เท่า เส้นผ่านศูนย์กลางยาวกว่าโลก 11 เท่า และมีปริมาตรคิดเป็น 1,300 เท่าของโลก เชื่อกันว่าหากดาวพฤหัสบดีมีมวลมากกว่านี้สัก 60-70 เท่า อาจเพียงพอที่จะให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์จนกลายเป็นดาวฤกษ์ได้

ดาวเสาร์  

เป็นดาวเคราะห์ที่เราสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเป็นสีเหลืองอ่อน จากภาพถ่ายของยานวอยเอเจอร์ 1 และ 2 พบว่าดาวเสาร์ มีวงแหวน 7 ชั้นใหญ่ ๆ และมีวงแหวนเล็กซ้อนกันอยู่หลายพันวง ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคน้ำแข็งและก้อนหินที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็ง ดาวเสาร์มีดวงจันทร์บริวาร 18 ดวง ดวงที่ใหญ่ที่สุดมีชื่อว่า ไททัน 

ดาวยูเรนัส  

มีลักษณะแปลกกว่าดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ คือ ขณะที่ดาวเคราะห์อื่นมีแกนเอียงออกกับแนวตั้งฉาก จากระนาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์เพียงเล็กน้อย แต่ดาวยูเรนัสหันขั้วเหนือออกจากแนวดิ่งถึง 98 องศา เมื่อมองจากโลกจึงดูคล้ายกับดาวยูเรนัส หมุนรอบตัวเองกลับทิศกับดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ดาวยูเรนัสถูกค้นพบเมื่อวันที่ 13 มีนาคม พ.ศ. 2324 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ชื่อ วิลเลียม เฮอร์เชลและมีดวงจันทร์เป็นบริวาร 21 ดวง

ดาวเนปจูน  

เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็ลำดับที่ 8 ลักษณะเป็นดาวเคราะห์ก๊าซที่มีลักษณะคล้ายกับดาวยูเรนัส ดาวเนปจูนถูกค้นพบเมื่อวันที่ 23 กันยายน 2389 โดยนักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน ชื่อ โจฮันน์ จี. กาลเล ดาวเนปจูน มีดวงจันทร์เป็นบริวารที่ถูกค้นพบแล้ว 8 ดวง
ดาวพลูโต  อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 9 แต่เนื่องจากวงโคจรของดาวพลูโตเป็นวงรีมาก และเอียงจากสุริยวิถีมากจึงมีบางช่วงที่ดาวพลูโตอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าดาวเนปจูน ดาวพลูโต ถูกค้นพบเมื่อปี พ.ศ.2473 โดยไคล์ด ทอมบอห์ ดาวพลูโตมีดวงจันทร์เป็นบริวาร 1 ดวง ชื่อ คารอน 

และในปัจจุบัน ดาวพูลโตถูกตัดออกจากกการเป็นดาวบริวาลในระบบสุริยะแล้วเพราะว่าวงโคจรของดาวพูลโตต่างจากวงโคจรของดาวบริวารอื่นๆมาก

ดาวหาง

เป็นวัตถุที่เหลือจากการก่อตัวของดาวเคราะหืน้อยในระบบสุริยะและเป็นบริวารของดวงอาทิตย์ เพราะโคจรรอบดวงอาทิตย์เช่นเดียวกับ ดาวเคราะห์ ขณะที่ดวงหางอยู่ไกลดวงอาทิตย์จะคล้ายก้อนน้ำแข็งสกปรก แต่เมื่อดาวหางโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ในระยะวงโคจรของดาวพฤหัสบดีดาวหางเริ่มอุ่นขึ้น น้ำแข็งรอบนอกจะระเหิดกลายเป็นก๊าซและฝุ่นเกิดกลุ่มเมฆก๊าซเป็นบรรยากาศห่อหุ้มขนาดใหญ่มาก ยิ่งโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ลมสุริยะรังสีจากดวงอาทิตย์ยิ่งทำให้หางของดาวหางพัดกระพืดออกเป็นลำยาวขึ้น

ปกติดาวหางที่สว่างมากจะมี 2 หาง หางแรกเป็นหางตรงสีน้ำเงินเรียกว่า หางก๊าซ (Gas tail) ลมสุริยะพัดไปในทิศทางตรงกันข้ามกับดวงอาทิตย์ อีกหางหนึ่งสีเหลืองขาวเรียกว่าหางฝุ่น (Dust tail) เป็นห่างโค้งออกจากทางโคจรของดาวหาง ดาวหางบางดวงมีหางมากกว่า 2 หาง เช่น ดาวหาง เดอ เซซีออกซ์ มีหาง 7 หาง แผ่กระจายคล้ายหางนกยูง ดาวหางที่ควรรู้จักเช่นดาวหางฮัลเล่ย์ซึ่ง 75 ปีจะโคจรมาใกล้โลกครั้งหนึ่ง ดาวหางเองเก ซึ่งเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ในเวลา 3.3 ปี ทั้งนี้เพราะเคลื่อนที่เป็นวงรีอยู่ระหว่างวงโคจรของดาวพุธถึงวงโคจรดาวพฤหัสบดี

ดาวตก หรือ อุกาบาต หรือผีพุ่งใต้  

ดาวตกหรือผีพุ่งใต้ หรือ อุกกาบาต เป็นพวกสะเก็ดดาวของหิน เหล็ก และ นิเกิล เมื่ออยู่ในอวกาศ เรียกว่า ชิ้นอุกกาบาตหรือสะเก็ดดาว แต่ตอนผ่านชั้นบรรยากาศของโลกเกิดการเสียดสีมีแสงสว่างลุกโชติช่วงเป็นแนวสว่างไปในท้องฟ้า เรียกว่า ดาวตกหรือผีพุ่งใต้ ถ้ามีขนาดใหญ่มากเผาไหม้ไม่หมดตกถึงพื้นโลกเรียกว่า ก้อนอุกกาบาต ซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบ 3 ชนิด
1.    แอโรไลทส์ เป็นพวกที่เป็นหิน
2.    ไซเดอไรทส์ เป็นพวกเหล็ก และนิเกิล
3.    ไซเดอไรไรทส์ เป็นพวกหินและโลหะบางชนิด

ดาวเคราะห์น้อย 

เป็นวัตถุจำพวกหินและโหะ ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์แต่มีขนาดเล้กเกินกว่าจะเป็นดาวเคราะห์ จึงเรียกว่า ดาวเคราะห์น้อย ดาวเคราะห์น้อยมีขนาดเท่าเม็ดกรวดจนถึงขนาดใหญ่ที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางเกือบ 1,000 กิโลเมตร มีประมาณ 3-5 หมื่นดวง ที่มีขนาดใหญ่ที่พบแล้วได้แก่ พาลาส, จูไน, เวสตา, และอีรอส ดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่โคจรอยู่บริเวณแถบหนึ่งที่อยู่ระหว่างดาวอังคาร กับ ดาวพฤหัสบดี โดยเกาะกันเป็นวงแหวนอยู่

เทคโนโลยีอวกาศ 

ดาวเทียมและยานอวกาศ 
ประเภทของดาวเทียมบางประเภท เช่น 
          1. ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา 
          2. ดาวเทียมสังเกตการณ์ดาราศาสตร์ 
          3. ดาวเทียมชีวภาพ 
          4. ดาวเทียวทางการทหาร 
          5. ดาวเทียมสำรวจทรัพยากรโลก 
          6. ดาวเทียมสื่อสารโทรคมนาคม 
          7. ดาวเทียมสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ 
          8. ดาวเทียมห้องทดลองทางวิทยาศาสตร์ เช่น ห้องทดลอง LDEF ซึ่งยานขนส่งอวกาศนำไปปล่อยในอวกาศตั้งแต่เดือนเมษายน 2527 และนำกลับลงมา เมื่อ 12 ม.ค. 2533 โครงการทดลองนำเมล็ดมะเขือเทศ 5 ถุงใหญ่ หลังกลับมาแล้วจ่ายเมล็ดมะเขือเทศ 2 แบบ ให้ศึกษาคือที่นำมาจากอวกาศเปรียบเทียบกับที่ผิวโลกศึกษาการเจริญเติบโตของเมล็ดมะเขือเทศทั้งสอง

     การส่งดาวเทียมและยานอวกาศจากพื้นโลกขึ้นสู่อวกาศ ต้องต่อสู้กับแรงดึงดูดของโลก ดาวเทียมและยานอวกาศต้องเอาชนะ แรงดึงดูดของโลก โดยอาศัยจรวดที่มีแรงขับดันและความเร็วสูง ความเร็วของจรวดต้องมากกว่า 7.91 กิโลเมตรต่อวินาที ยานอวกาศจึงจะสามารถขึ้นไปสู่อวกาศและโคจรรอบโลกในระดับต่ำที่สุด (0 กิโลเมตร) ได้ ถ้าความเร็วมากว่านี้ ยานจะขึ้นไป โคจรอยู่ในระดับที่สูงกว่า เช่น ถ้าหากความเร็วจรวดเป็น 8.66 กิโลเมตรต่อวินาที ยานจะขึ้นไปได้สูง 1,609 กิโลเมตร ถ้าหากจะให้ ยานหนีออกไปโคจรรอบดวงอาทิตย์ จรวดที่พายานออกไปต้องมีความเร็วที่ผิวโลกมากกว่า 11.2 กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งเรียกว่า ความเร็วหลุดพ้น (Escape Velocity) หรือความเร็วผละหนีความเร็วหลุดพ้นจากโลกจะลดต่ำลงเมื่อห่างจากโลกมากขึ้น ดังตารางความสูงจากผิวโลก และความเร็วผละหนี 

     เชื้อเพลิงที่ใช้ในการส่งยานอวกาศ ควรใช้เชื้อเพลิงเหลว ซึ่งแยกเชื้อเพลิงและสารที่ช่วยในการเผาไหม้ออกจากกัน การนำจรวด มาต่อเป็นชั้น ๆ จะช่วยลดมวลของจรวดลง และเมื่อจรวดชั้นแรกใช้เชื้อเพลิงหมด ก็ปลดทิ้งไป และให้จรวดชั้นต่อไป ทำหน้าที่ ต่อจนถึงจรวดชั้นสุดท้ายที่ติดกับดาวเทียมหรือยานอวกาศ
     ปี พ.ศ. 2469 โรเบิร์ต กอดดาร์ ชาวอเมริกัน ประสบความสำเร็จในการสร้างจรวดเชื้อเพลิงเหลว โดยใช้ออกซิเจนเหลว เป็นสารที่ช่วย ในการเผาไหม้อยู่ในถังหนึ่งและไฮโดรเจนเหลวเป็นเชื้อเพลิงอยู่ในอีกถังหนึ่ง

ระบบการขนส่งอวกาศ ประกอบด้วย 3 ส่วน คือ 

     1. จรวดเชื้อเพลิงแข็งขนาบ 2 ข้าง 
     2. ถังเชื้อเพลิงภายนอก 
     3. ยานขนส่งอวกาศ 
ข้อสังเกต 
     1. มวลรวมเมื่อขึ้นจากฐาน 2,041,200 กิโลกรัม 
     2. มวลเมื่อยานร่อนลงมาจอดเหลือประมาณ 96,163 กิโลกรัม 

การใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีอวกาศ 

     1. มีการใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ในการศึกษา พัฒนา และประดิษฐ์อุปกรณ์ถ่ายภาพในช่วงคลื่น ๆ จากระยะไกล 
     2. ทำให้เครื่องรับและส่งสัญญาณมีประสิทธิภาพมากขึ้น แล้วนำอุปกรณ์และเครื่องส่งสัญญาณไปประกอบเป็นดาวเทียม ที่ถูกส่งขึ้นไปโคจรจรอบโลก 
     3. ทำให้สามารถสังเกตสิ่งต่าง ๆ บนโลกได้ระยะไกลในเวลาอันรวดเร็ว
     4. ได้เรียนรู้สิ่งต่าง ๆ เกี่ยวกับเอกภพ โลก ดวงจันทร์ และดาวอื่น ๆ 
     5. ความก้าวหน้าด้านเทคโนโลยีอวกาศ ช่วยเปิดเผยความลี้ลับในอดีต และก่อให้เกิดประโยชน์ต่อมนุษย์ในด้านต่าง ๆ มากมาย 

ข้อสังเกต
     1. ดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าโลก คือ ดาวพุธ ดาวศุกร์ 
     2. ดาวเคราะห์ที่ใกล้โลกมากที่สุด คือ ดาวศุกร์ 
     3. ดาวศุกร์ที่เห็นในตอนเช้า เรียกว่า ดาวกัลปพฤกษ์ หรือดาวประกายพรึก เห็นตอนหัวค่ำ เรียกดาวประจำเมือง 
     4. ดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะจักรวาล คือ ดาวพฤหัส ดาวเคราะห์ที่เล็กที่สุด คือ ดาวพลูโต 
     5. ดาวเคราะห์ที่มีขนาดเล็กกว่าโลก ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ ดาวอังคาร ดาวพลูโต 
     6. ดาวเคราะห์ที่มีขนาดโตกว่าโลก ได้แก่ ดาวพฤหัส ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน 
     7. การเรียงลำดับขนาดของดาวเคราะห์จากโตไปเล็ก เรียงได้ ดังนี้ ดาวพฤหัส ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน โลก ดาวศุกร์ ดาวอังคาร ดาวพุธ ดาวพลูโต 
     8. ดาวเคราะห์ที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า เมื่อยืนอยู่บนโลก มี 5 ดวง คือ ดาวพุธ ดาวศุกร์ ดาวอังคาร ดาวพฤหัส ดาวเสาร์ สำหรับตำแหน่งที่มองเห็นจะเปลี่ยนแปลงไปเรื่อย ๆ 
     9. การที่เรามองเห็นดาวฤกษ์กะพริบแสงอยู่ตลอดเวลา เพราะดาวฤกษ์อยู่ไกลโลกมาก ลำแสงที่มาจากดาวฤกษ์ จึงคล้ายกับ แสงเส้นเดียว แสงเมื่อผ่านชั้นบรรยากาศจะหักเหอย่างไม่คงที่จึงเห็นดาวฤกษ์กะพริบแสง 
     10. การที่มองเห็นดาวเคราะห์ที่แสงนวลนิ่ง เพราะดาวเคราะห์อยู่ใกล้โลกมากกว่าลำแสงใหญ่กว่า จึงมองเห็นกะพริบน้อย 
     11. การแล็กซีทางช้างเผือก หรือกาแล็กซีของเรา ประกอบด้วย ดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ ดาวหาง อุกกาบาต ดวงจันทร์ที่เป็นบริวาร และเนบิวลา 
     12. ดาวเคราะห์น้อย เป็นกลุ่มของแข็งและดาวเคราะห์ขนาดเล็กโคจรอยู่รอบดวงอาทิตย์อยู่ระหว่างดาวอังคารกับดาวพฤหัส อยู่ประมาณ 3 - 5 หมื่นดวง 
     13.ดาวเคราะห์วงในและดาวเคราะห์วงนอก ใช้โลกเป็นเกณฑ์แบ่งดาว 
          ดาวเคราะห์วงใน ประกอบด้วย ดาวพุธ และดาวศุกร์ 
          ดาวเคราะห์วงนอก ประกอบด้วย ดาวอังคาร ดาวพฤหัส ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน และดาวพลูโต

Surfing Waves

นอกเหนือจากดาวเคราะห์ 9 ดวง นักเรียนยังต้องทราบสิ่งต่าง ๆ อีก เช่น 

     1. ดวงอาทิตย์ (The Sun) เป็นศูนย์กลางของระบบสุริยะขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของดวงอาทิตย์กว้างกว่าโลก 109 เท่า ประกอบด้วยกลุ่มแก๊สจำนวนมหาศาล คือ ไฮโดรเจน 3 ใน 4 และฮีเลียม 1 ใน 4 มีอุณหภูมิ 5,800 องศาเคลวิล แสงสว่างจากดวงอาทิตย์เดินทางถึงโลก ใช้เวลา 8.3 นาทีหมุนรอบตัวเองครบรอบในเวลา 27.27 วัน 
     2. ดวงจันทร์ (The Moon) ซึ่งเป็นบริวารของโลกอยู่ใกล้โลกมากที่สุดในอวกาศเป็นวัตถุที่สว่างที่สุดในท้องฟ้าตอนกลางคืน ดวงจันทร์โคจรอบโลกในเวลา 29 วันครึ่ง 
     3. จุดดับบนดวงอาทิตย์ (Sunspots) พื้นผิวของดวงอาทิตย์บางแห่งก็มีจุดดับ อันที่จริงจุดดับคือพายุ แก๊ส ไฟฟ้า ที่หมุนบิดไปมาขณะที่มวลของแก๊สเคลื่อนที่ไปบนพื้นผิวของดวงอาทิตย์ 
     4. ดาวหาง เป็นบริวารของดวงอาทิตย์โคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรี ดาวหางสว่างขึ้นได้เพราะสะท้อนแสง ดาวหางมีส่วนประกอบ สำคัญคือ ส่วนหางกับส่วนหัว ส่วนหัวประกอบด้วยน้ำแข็ง แอมโมเนีย และมีเทน ส่วนหางเป็นแก็ส ที่ทำปฏิกิริยากับลมสุริยะ จากดวงอาทิตย์ 
     5. ทางช้างเผือก (Milky Way) เป็นแสงสว่างจาง ๆ เห็นเป็นทางยาวมัว ๆ พาดข้ามขอบฟ้า แสงนี้จากดวงดาวนับล้าน ๆ ดวง 
     6. สุริยุปราคา โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ในขณะที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลก เมื่อดวงจันทร์อยู่ระหว่างโลกและดวงอาทิตย์ เงาของ ดวงอาทิตย์จะทอดลงบนดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดสุริยุปราค
     7. จันทรุปราคา โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ในขณะที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลก เมื่อโลกมาอยู่ระหว่างดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ เงาของโลกทอดลงบนดวงจันทร์ ทำให้เกิดจันทรุปราคา
     ประโยชน์และความก้าวหน้าของการสำรวจอวกาศ เริ่มต้นยุคอวกาศ เมื่อ ปี พ.ศ.2500 เมื่อดาวเทียมดวงแรกของโลก ส่งขึ้นไปโคจร รอบโลก คือ สปุตนิต 1 ของสหภาพโซเวียต (รัสเซีย) 

ประโยชน์ที่มนุษย์ได้รับจากการสำรวจอวกาศมีมากมาย ขึ้นอยู่แต่ละโครงการที่ได้สำรวจมา เช่น
          1. โครงการเมอคิวรี 
          2. โครงการเจมินี 
          3. โครงการอะพอลโล 
          4. โครงการหอวิจัยลอยฟ้า (Skylab) 
          5. โครงการร่วมระหว่างสหรัฐและรัสเซีย ซื่อโครงการอะพอลโล - โซยูส 
          6. โครงการขนส่งอวกาศ 

เกร็ดความรู้ที่ควรทราบเกี่ยวกับยานขนส่งอวกาศ 

     1. เมื่อยานขนส่งเริ่มเข้าสู่บรรยากาศโลกในเที่ยงกลับยานมีความเร็ว 28,000 กิโลเมตร/ชั่วโมง 
     2. ผิวนอกของยานเสียดสีอากาศ เกิดความร้อนสูงกว่า 1,300 C 
     3. ตัวยานไม่ละลายที่อุณหภูมิ 1,300 C เพราะใช้แผ่นกระเบื้องซิลิกาจำนวน 32,000 แผ่นออกแบบเป็นพิเศษ 
     4. ส่วนที่ได้รับความร้อนมากที่สุดคือ ส่วนจมูกด้านหน้าของยาน และขอบหน้าของปีกจึงต้องติดด้วยสารคาร์บอนพิเศษ สามารถทน ความร้อนได้ยิ่งกว่ากระเบื้องซิลิกา 
     5. มนุษย์อวกาศชุด M.M.U (Manned Maneuvering Unit) เป็นชุดที่มนุษย์อวกาศสามารถออกไปลอยตัวท่องอวกาศอย่างอิสระ ไม่ต้องผูกสารสายระโยง ยึดตัวไว้กับยานขนส่งอวกาศอีกจึงเรียกพวกนี้ว่า ดาวเทียมมนุษย์ 
     6. ดาวเทียมมนุษย์ ชุด M.M.U มีระบบช่วยชีวิตโดยอัตโนมัติ มีเครื่องบังคับการเคลื่อนที่อยู่ในปลายมือทั้งสอง โดยกดปุ่มบังคับ และจรวด 24 เครื่อง ใช้แก๊สไนโตรเจนสำหรับจุดระเบิดผลักดันการเคลื่อนที่ไปตามต้องการ 
     7. ธุรกิจหลักของยานขนส่งอวกาศ คือ การปล่อยดาวเทียมชนิดต่างๆ เช่น ดาวเทียมสื่อสาร ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา ห้องทดลอง วิทยาศาสตร์ 
     8. นักบินอวกาศใช้แขนกลยกดาวเทียมออกไปทีละดวง ใช้วิธีบังคับด้วยสปริงดีดดาวเทียมออกไปจากห้องบรรทุกสินค้า 
     9. ดาวเทียมดวงที่ชำรุด นักบินอวกาศชุด M.M.U.เคลื่อนเข้าไปใกล้และคว้าส่วนบนของดาวเทียมไว้ ทำให้ดาวเทียมหยุดแล้วลากจูง ให้เข้ามาอยู่ระยะใกล้แขนกล นำดาวเทียมมาเก็บไว้ในห้องบรรทุกสินค้านำมาซ่อมต่อไป