ดาวพฤหัส

                                                            ดาวพฤหัส

                      ดาวพฤหัสบดีเป็นดาวเคราะห์ยักษ์ เพราะมีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวกว่าโลก 11.2 เท่า นอกจากนี้ยังได้ชื่อว่าเป็นดาวเคราะห์ก๊าซ เพราะมีองค์ประกอบเป็นก๊าซไฮโดรเจนและฮีเลียมคล้ายในดวงอาทิตย์ ความหนาแน่นของดาวพฤหัสบดีจึงต่ำ (1.33 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร) เมื่อดูในกล้องโทรทรรศน์ จะเห็นเป็นดวงกลมโตกว่าดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ พร้อมสังเกตเห็นบริวาร 4 ดวงใหญ่เรียงกันอยู่ในแนวเส้นศูนย์สูตรด้วย กาลิเลโอเป็นนักดาราศาสตร์คนแรกที่ใช้กล้องส่องพบบริวารสี่ดวงใหญ่นี้ จึงได้รับเกียรติว่าเป็นดวงจันทร์ของกาลิเลโอ
                 
     ความเป็นที่สุดของดาวพฤหัสบดี ใหญ่ที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ทั้งหลาย โดยมีเส้นผ่านศุนย์กลางเป็น 11.2 เท่าของโลก ขนาดเชิงมุมใหญ่ที่สุดเท่ากับ 50.0 ฟิลิปดา มีมวลสารมากที่สุดโดยมีเนื้อสารเป็น 318 เท่าของโลก หรือ 2.5 เท่าของดาวเคราะห์อื่นและบริวารรวมกัน มีปริมาตรมากที่สุด ถ้าดาวพฤหัสบดีกลวงจะสามารถจุโลกได้ 1,430 โลก หมุนรอบตัวเองเร็วที่สุด โดยใช้เวลาไม่ถึง 10 ชั่วโมงในการ หมุนรอบตัวเอง 1 รอบ ดังนั้น 1 วันบนดาวพฤหัสบดีจึงสั้นที่สุดด้วย การหมุนรอบตัวเองอย่างรวดเร็วของดาวเคราะห์ ทำให้เกิดแรงเหวี่ยงหนีออกจากจุดศูนย์กลาง ดาวพฤหัสบดีจึงโป่งออกบริเวณเส้นศูนย์สูตร ซึ่งสามารถสังเกตได้แม้ในรูปขนาดเล็ก มีความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่ผิวมากที่สุด โดยมีค่าเป็น 2.53 เท่าของโลก นั่นหมายความว่าถ้าเราอยู่บนดาวพฤหัสบดีเราจะหนักเป็น 2.53 เท่าของน้ำหนักบนโลก มีความเร็วของการผละหนีที่ผิวมากที่สุด (60 กิโลเมตรต่อวินาที เทียบกับ 11.2 กิโลเมตรต่อวินาทีที่ผิวโลก) ดังนั้นก๊าซไฮโดรเจนและก๊าซฮีเลียมที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่ำ จึงไม่สามารถหนีจากดาวพฤหัสบดีได้ เป็นราชาแห่งดาวเคราะห์เพราะความเป็นที่สุดดังกล่าวข้างต้น นอกจากนี้ยังเป็นระบบสุริยะย่อยๆ เพราะมีบริวารอย่างน้อย 16 ดวง เคลื่อนไปรอบๆ คล้ายดวงอาทิตย์ที่มีดาวเคราะห์โคจรรอบ 9 ดวง สมบัติอื่นๆ ของดาวพฤหัสบดีคือ มีจุดแดงใหญ่อยู่ที่ละติจูด 22 องศา มีขนาดโตกว่า 3 เท่าของโลก จุดแดงใหญ่เป็นพายุหมุนที่เกิดในบรรยากาศของดาวพฤหัสบดี สังเกตุพบครั้งแรกโดย รอเบิร์ด ฮุค เมื่อ พ.ศ. 2207 และแคสสินี ในปีพ.ศ. 2208 จุดแดงใหญ่มีอายุอยู่ได้นานเพราะมีขนาดใหญ่ ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าเกิดขึ้นได้อย่างไร และไม่มีใครบอกได้ว่าจุดแดงใหญ่จะหายไปเมื่อใด มีแถบและเข็มขัดขนานกันในแนวเส้นศูนย์สูตร เมื่อดูจากภาพถ่ายหรือดูในกล้องโทรทรรศน์ที่มีกำลังขยายสูง จะเห็นแถบกว้างหลายแถบ ระหว่างแถบมีร่องลึกคล้ายแข็มขัดหลายเส้น เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดในบรรยากาศของดาวพฤหัสบดี
                       
              ดาวพฤหัสบดีให้ความร้อนและคลื่นวิทยุออกมามากกว่าดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ และมากกว่าที่ได้รับจากดวงอาทิตย์ ทั้งนี้อาจเป็นเพราะว่าใจกลางของดาวพฤหัสบดี มีอุณหภูมิสูงประมาณ 30,000 องศาเซลเซียส มีบริวารอย่างน้อย 16 ดวง และบริวาร 4 ดวงใหญ่ ที่ชื่อว่า ไอโอ ยูโรปา แกนิมีด และคัลลิสโต ค้นพบโดยกาลิเลโอ เมื่อ พ.ศ. 2153 ทำให้กาลิเลโอมั่นใจ และสนันสนุนทฤษฎีของโคเปอร์นิคัสเกี่ยวกับระบบสุริยะว่า เป็นทฤษฎีที่ถูกต้อง ดาวพฤหัสบดีจึงเป็นระบบย่อยๆ ที่มีบริวารวิ่งวนอยู่โดยรอบ แบบเดียวกันกับที่ดาวเคราะห์ทั้งหลายต่างเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ การเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์เทียบกับดาวฤกษ์รอบละ 11.86 ปี หรือเกือบ 12 ปี ทำให้เห็นดาวพฤหัสบดีเคลื่อนที่ผ่านกลุ่มดาวจักรราศีได้ปีละ 1 กลุ่ม หรือผ่านครบ 12 ราศีในเวลาประมาณ 12 ปี
            
             การสำรวจดาวพฤหัสบดีโดยยานอวกาศ มียานอวกาศหลายลำที่ได้สำรวจดาวพฤหัสบดี ทำให้ได้ภาพถ่าย ดาวพฤหัสบดีในระยะใกล้ และค้นพบบริวารเพิ่มเติมหลายดวง ยานอวกาศลำแรกที่ไปเฉียดดาวพฤหัสบดีคือ ยานอวกาศไพโอเนียร์ 10 ของสหรัฐอเมริกา ออกจากโลกเมื่อ พ.ศ. 2515 และไปเฉียดดาวพฤหัสบดีในปี พ.ศ. 2516 ยานได้ส่งภาพถ่ายดาวพฤหัสบดี กลับมาจำนวนมาก ยานอวกาศวอยเอเจอร์ 1 และ 2 เป็นยานอวกาศของสหรัฐอเมริกาอีก 2 ลำที่ออกเดินทางจากโลกเมื่อพ.ศ. 2522 จากภาพถ่ายในระยะใกล้นี้ ทำให้นักดาราศาสตร์ค้นพบวงแหวนบางๆ 3 ชั้นของดาวพฤหัสบดี ยานอวกาศกาลิเลโอ เป็นยานอวกาศที่ส่งออกจากโลกแล้วอาศัยแรงเหวี่ยงของดาวศุกร์ และของโลกก่อนที่จะไปถึงดาวพฤหัสบดี ซึ่งดึงยานกาลิเลโอไว้เป็นบริวาร ยานจึงวนรอบดาวพฤหัสบดี ในขณะที่ส่งยานลำลูกฝ่าบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีด้วย เส้นทางการเคลื่อนที่ของยานกาลิเลโอที่ต้องอาศัยแรงเหวี่ยงของดาวศุกร์ 2 ครั้ง ของโลก 1 ครั้งก่อนที่จะไปวนรอบดาวพฤหัสบดี จึงมีชื่อเส้นทางการเคลื่อนที่ว่า VVEJ (Venus Venus Earth Jupiter)

           ขณะนี้ยานกาลิเลโอลำแม่ยังเคลื่อนที่รอบดาวพฤหัสบดี บางรอบผ่านใกล้บริวารขนาดใหญ่ของดาวพฤหัสบดี ซึ่งได้แก่ ไอโอ ยูโรปา แกนิมีด และคัลลิสโต ก่อนที่จะถึงดาวพฤหัสบดี ยานอวกาศกาลิเลโอได้ผ่านใกล้ดาวเคราะห์น้อย 2 ดวง คือ แกสปรา เมื่อ 29 ตุลาคม พ.ศ. 2534 และไอดา เมื่อวันที่ 28 สิงหาคม พ.ศ. 2536 ยานอวกาศกาลิเลโอได้เข้าสู่วงโคจรรอบดาวพฤหัสบดีครั้งแรก เมื่อเดือนธันวาคม พ.ศ. 2538 และได้ผ่านเฉียดบริวารไอโอเพียง 900 กิโลเมตร โดยมีกำหนดเข้าใกล้ไอโอมากกว่านี้ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2543 ไอโอ คือบริวารที่พบว่ามีภูเขาไฟกำลังจะระบิดอยู่หลายแห่ง เมื่อผ่านเข้าใกล้ยูโรปา ซึ่งเล็กกว่าดวงจันทร์ของโลกเราเล็กน้อย พบว่าพื้นผิวของยูโรปาปกคลุมด้วยน้ำแข็งที่หนาทึบ มีหลุมบ่อไม่มาก สันนิษฐานว่า เมื่ออุกกาบาตวิ่งเข้าชนจนเกิดหลุมแล้ว น้ำที่เกิดขึ้นจะแข็งตัวกลบหลุมอีกครั้งหนึ่ง นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสงสัยว่า กระบวนการที่น้ำแข็ง ละลาย -> แข็งตัว -> ละลาย อาจเกิดขึ้นบนยูโรปาด้วยสาเหตุอื่น เช่นแรงน้ำขึ้น - น้ำลง แกนิมีดเป็นก้อนน้ำแข็งสกปรกขนาดใหญ่ เป็นบริวารดวงใหญ่ที่สุดของดาวพฤหัสบดี และขอบระบบสุริยะ มีขนาดใหญ่กว่าดาวพุธ มีพื้นผิวที่ขรุขระเหี่ยวย่น และมีหลุมอุกกาบาตหลายแห่ง มีลักษณะไม่เหมือนบริวารดวงอื่น แกนิมีดอยู่ใกล้ดาวพฤหัสบดีจึงมีแรงน้ำขึ้น-น้ำลงจากดาวพฤหัสบดีค่อนข้างมาก คัลลิสโตมีขนาดโตพอๆ กับดาวพุธ เป็นบริวารที่มีหลุมอุกกาบาตมากกว่าบริวารดวงอื่น พื้นผิวน้ำแข็งของคัลลิสโตอาจหนาแน่นกว่าของแกนิมีดหลายเท่า น้ำแข็งอาจลงไปลึกหลายร้อยกิโลเมตร อุณหภูมิของคัลลิสโตต่ำมาก เครื่องมือวัดอุณหภูมิในยานวอยเอเจอร์ วัดอุณหภูมิเวลากลางวันของคัลลิสโตได้ -118 องศา เซลเซียส ในขณะเวลากลางคืนอุณหภูมิเป็น -193 องศาเซลเซียส เมื่อวันที่ 7 ธันวาคม พ.ศ. 2538 ยานอวกาศกาลิเลโอผ่านใกล้ไอโอ โดยอยู่สูงจากภูเขาไฟของไอโอเพียง 1,000 กิโลเมตร แต่โชคไม่ดีที่เกิดความผิดพลาดทางเทคนิค จึงไม่สามารถบันทึกข้อมูลที่น่าสนใจได้ ต่อมาในเดือนกุมภาพันธ์ ปีพ.ศ. 2543 ยานอยู่ห่างไอโอเพียง 200 กิโลเมตรเท่านั้น

มวล (กิโลกรัม) มวล (โลก=1)	1.900 x 1027 317.94
รัศมีตามแนวศูนย์สูตร (กิโลเมตร) รัศมีตามแนวศูนย์สูตร (โลก =1)	71,492 11.209
ความหนาแน่นเฉลี่ย (กรัม/ลูกบาศก์เซ็นติเมตร)	1.33
ระยะห่างเฉลี่ยจากดวงอาทิตย์ (กิโลเมตร) ระยะห่างเฉลี่ยจากดวงอาทิตย์ (โลก =1)	778,330,000 5.2028
คาบการหมุนรอบตัวเอง (วัน)	0.41354
คาบการหมุนรอบดวงอาทิตย์ (วัน)	4332.71
ความเร็วของการหมุนรอบดวงอาทิตย์เฉลี่ย (กิโลเมตร/วินาที)	13.07
แรงดึงดูดที่พื้นผิวบริเวณศูนย์สูตร (เมตร/วินาที2)	22.88
อุณหภูมิที่พื้นผิวเฉลี่ย (เซลเซียส)	-121
ความดันบรรยากาศ (บาร์)	0.7
ส่วนประกอบของบรรยากาศ
ไฮโดรเจน ฮีเลียม	90% 10%

ดาวพฤหัสเป็นดาวเคราะห์ที่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นดวงที่ห้า และมีขนาดใหญ่ที่สุด มีมวลเป็นสองเท่าของดาวเคราะห์ทั้งหมดรวมกัน
Jupiter (ในภาษากรีกว่า Zeus) เป็นกษัตริย์ของเทพทั้งปวง ปกครองเขา Olympus

ดาวพฤหัสเป็นวัตถุที่สว่างเป็นอันดับสี่ในท้องฟ้า รองจากดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ ดาวศุกร์ และดาว อังคารในบางครั้ง ดาวพฤหัสเป็นที่รู้จักกันตั้งแต่ช่วงก่อนประวัติศาสตร์ ต่อมาในปี 1610 ดาวบริวารขนาดใหญ่สี่ดวง คือ Io, Europa, Ganymede และ Callisto (เรียกกันว่า Galilean oons) ซึ่งถูกค้นพบโดย Galileo เป็นการค้นพบที่ทำให้เข้าใจถึงทฤษฎี Copernicus’s heliocentric เป็นสาเหตุให้ Galileo ถูกสอบสวนและให้เพิกถอนความเชื่อดังกล่าวและถูกจองจำในคุกตลอดชีวิต

ดารเคราะห์ซึ่งเป็นกลุ่มก๊าซนี้ ไม่มีพื้นผิวที่เป็นของแข็ง ก๊าซมีความหนาแน่นสูงเมื่อลึกลงไป ดาวพฤหัสประกอบด้วย ไฮโดรเจน 90% ฮีเลียม 10% และร่องรอยของมีเทน น้ำ แอมโมเนีย และ “หิน” ส่วนประกอบเหล่านี้มีความคล้ายคลึงกับส่วนประกอบของเนบิวลาเริ่มแรก 

แกนกลางของดาวพฤหัสอาจเป็นหินแข็งซึ่งมีมวลประมาณ 10 ถึง 15 เท่าของมวลของโลก 
ส่วนที่หุ้มแกนกลางซึ่งเป็นมวลส่วนใหญ่ของดาวพฤหัส เป็น liquid metallic hydrogen ซึ่งประกอบด้วย ไอออนโปรตรอน และ ไอออนอิเลคตรอน คล้ายกับโครงสร้างภายในของดวงอาทิตย์แต่มีอุณหภูมิต่ำกว่าการที่มีชั้นของไฮโดรเจนที่แตกตัวเป็นอิออนได้ เนื่องจากความกดดันและอุณหภูมิที่มีค่าสูงมากทำให้ไฮโดรเจนไม่สามารถคงสถานะที่เป็นอะตอมอยู่ได้ ไฮโดรเจนที่มีสถานะเป็นของไอออน สามารถนำไฟฟ้าได้และก่อให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้น และชั้นนี้ยังอาจมีฮีเลียมและร่องรอยของน้ำแข็งด้วย

ชั้นนอกสุดประกอบด้วยโมเลกุลของไฮโดรเจนและฮีเลียมที่เป็นของเหลวในชั้นในและก็าซที่ชั้นนอกสุด น้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน และโมเลกุลอื่นๆ พบเป็นปริมาณเล็กน้อยในชั้นนี้
ชั้นเมฆ 3 ชั้นที่สังเกตุเห็นได้เชื่อว่าประกอบด้วย แอทโมเนียแข็ง แอมโมเนียมไฮโดรซัลไฟต์ และส้วนผสมของน้ำแข็งและน้ำ จากข้อมูล Galileo probe พบว่าปริมาณน้ำมีน้อยกว่าที่คาดไว้ ซึ่งเคยคาดว่าปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศของดาวพฤหัสควรมีปริมาณเป็น 2 เท่าของปริมาณออกซิเจนที่มีอยู่ในบรรยากาศของดาวอาทิตย์ แต่ในความเป็นจริงแล้วมีปริมาณออกซิเจนน้อยกว่าของดวงอาทิตย์ และพบความประหลาดที่อุณหภูมิและความหนาแน่นมีค่าสูงของชั้นบรรยากาศชั้นสูงสุด
แถบสีต่างๆที่อยู่ตามแนวเส้นรุ้ง เมฆในบรรยากาศ และลมพายุ แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงของระบบภูมิอากาศอยู่ตลอดเวลา รูปแบบของเมฆมีการเปลี่ยนแปลงภายในไม่กี่ชั่วโมงหรือไม่กี่วัน 
ดาวพฤหัสและดาวก๊าซอื่นๆมีความเร็วลมสูงซึ่งสอดคล้องกับแถบที่บริเวณ latitude ทิศทางของลมพัดในทิศทางตรงข้ามกับแถบที่อยู่ข้างเคียง ความแตกต่างในด้านส่วนประกอบทางเคมีและอุณหภูมิเพียงเล็กน้อยระหว่างแถบต่างๆแสดงออกโดยความแตกต่างของสีที่ปรากฏให้เห็นเป็นสัญญลักษณ์ของดาวพฤหัส ความเร็วของลมในบางครั้งอาจมากกว่า 400 ไมล์ต่อชั่วโมง และอาจเพิ่มขึ้นเป็นหลายพันกิโลเมตรในตอนกลางของดาว บรรยากาศของดาวพฤหัสมีความแปรปรวนมาก บ่งบอกให้เห็นว่าการเคลื่อนที่ของลมเกิดจากการเคลื่อนที่ของความร้อนภายในมากกว่าที่เกิดจากความร้อนที่ได้จากดวงอาทิตย์เช่นที่เกิดกับโลก

จุดแดงยักษ์ (the great red spot) สังเกตเห็นได้จากพื้นโลกเมื่อกว่า 300 ปีที่ผ่านมา มีลักษณะเป็นวงรีขนาด 12,000 x 25,000 กิโลเมตร มีทิศทางการหมุนตามเข็มนาฬิกา การศึกษาโดยใช้อินฟราเรดและการเคลื่อนที่บ่งบอกว่าจุดแดงยักษ์ เป็นบริเวณที่มีความดันสูง เมฆตอนบนอยู่ที่ระดับสูงและมีอุณหภูมิต่ำกว่าบริเวณข้างเคียง

ดาวพฤหัสปลดปล่อยพลังงานออกสู่จักรวาลมากกว่าที่รับจากดวงอาทิตย์ ภายในดาวพฤหัสมีอุณหภูมิสูง ที่แกนกลางอาจมีอุณหภูมิสูงถึง 20,000 K ความร้อนนี้ได้จากกระบวนการ Kelvin-Helmholtz ซึ่งเป็นแรงดึงดูดของดาวเคราะห์ ความร้อนของดาวพฤหัสไม่ได้เกิดจากกระบวนการนิวเคลียฟิวชัน (nuclear fussion) เช่นที่เกิดในดวงอาทิตย์ เนื่องจากดาวพฤหัสมีขนาดเล็กเกินไปและความร้อนภายในแกนกลางมีอุณหภูมิต่ำเกินกว่าที่จะจุดระเบิดปฏิกิริยานิวเคลีย ความร้อนภายในดาวอาจเกิดจากการหมุนเวียนภายในชั้นที่เป็นของเหลว และเป็นตัวที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่อย่างซับซ้อนที่สังเกตเห็นได้จากเมฆชั้นบน 

ดาวพฤหัสเป็นเพียงดาวกลุ่มก๊าซขนาดใหญ่ ถ้ามีวัตถุเพิ่มเติมเข้าไป ดาวพฤหัสอาจเกิดการหดตัวเนื่องจากแรงดึงดูด และรัศมีอาจเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย ดวงดาวสามารถขยายตัวได้เพราะพลังงานความร้อนที่เกิดขึ้นภายในดวงดาว

ดาวพฤหัสมีสนามแม่เหล็กความเข้มสูงกว่าสนามแม่เหล็กโลก magnetosphere ขยายตัวออกไปมากกว่า 650 ล้านกิโลเมตร ดาวบริวารของดาวพฤหัสอยู่ภายใต้ magnetosphere ซึ่งอาจเป็นคำอธิบายที่ดีกับปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นบน Io 

ดาวพฤหัสมีวงแหวนเช่นเดียวกับดาวเสาร์ แต่มีความเลือนลางและขนาดเล็กกว่า สามารถเห็นได้ในรังสีใต้แดงทั้งจากกล้องโทรทรรศน์ที่พื้นโลกและจากยาน Galileo

วงแหวนของดาวพฤหัสค่อนข้างมืด ซึ่งอาจประกอบด้วยเศษหินขนาดเล็ก และไม่พบน้ำแข็ง เหมือนที่พบในวงแหวนของดาวเสาร์

วัตถุที่อยู่ในวงแหวนของดาวพฤหัสอาจไม่อยู่ในวงแหวนนาน เนื่องจากแรงเหวี่ยงที่เกิดจากบรรยากาศและสนามแม่เหล็ก มีหลักฐานที่แสดงให้เห็นว่าวงแหวนได้วัตถุเพิ่มเติมจากฝุ่นที่เกิดจากอุกาบาตตกชนดาวบริวารวงใน ซึ่งเนื่องจากพลังงานมหาศาลจากแรงดึงดูดขนาดใหญ่ของดาวพฤหัส
บนท้องฟ้าช่วงเวลาค่ำคืน ดาวพฤหัสมักเป็นดาวที่สว่างที่สุดในท้องฟ้า จะเป็นรองก็แต่ดาวศุกร์ แต่เนื่องจากดาวศุกร์เห็นได้ยากในท้องฟ้าที่มืด ดวงจันทร์ Galilean สามารถเห็นได้จากกล้องสองตา แถบต่างๆและจุดแดงยักษ์สามารถเห็นได้จากกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็ก
ดาวพฤหัสมีดาวบริวาร 16 ดวง มีขนาดใหญ่ 4 ดวงและขนาดเล็ก 12 ดวง 

ดาวพฤหัสค่อยๆหมุนช้าลงอันเป็นผลเนื่องจากแรงต่อต้านที่เกิดจากดวงจันทร์ Galilean และแรงดังกล่าวก็ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงวงโคจรของดวงจันทร์เหล่านั้น ทำให้ระยะห่างจากดาวบริวารถึงดาวพฤหัสมากขึ้น

ด.ญ.ปุญญานิช   ทรงเดชะ  ม.3/2  เลขที่  27