วัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะ

ดาวเคราะห์น้อย

          หลังจากที่พบยูเรนัสเป็นดาวเคราะห์ลำดับที่ 7 ในระบบสุริยะ ก็มีการค้นพบดาวเคราะห์ขนาดเล็กอีกหนึ่งสมาชิกที่น่าสนใจมาพร้อมนั้น นามว่า "ซีรีส" (Ceres) เมื่อปี พ.ศ.2344 และเริ่มต้นดาวเคราะห์ขนาดเล็กที่สำคัญนี้ได้รับการค้นพบอีกมากขึ้นในปีถัดมา ซึ่งรวมถึง พัลลาส จูโน เวสตา และ แอสเตรีย จนสุดท้ายก็พบดาวเนปจูนในปี พ.ศ.2389 การค้นพบต่อเนื่องของดาวเคราะห์ขนาดเล็กที่มากขึ้นนี้นำไปสู่การปรับลดสถานะของพวกเขาจากการเรียกว่า "ดาวเคราะห์น้อย" (Minor planets) ซึ่งเป็นคำนามที่ใช้เรียกแทนกลุ่มดาวเคราะห์ขนาดเล็กทั้งห้าดวงนี้

        เมื่อกล้องโทรทรรศน์พัฒนาขนาดใหญ่ขึ้น นักวิทยาศาสตร์ก็ได้ค้นพบดาวเคราะห์น้อยจำนวนมากมายบริเวณระหว่างวงโคจรของดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี อย่างไรก็ตาม เมื่อนักดาราศาสตร์ทราบว่า ดาวเคราะห์น้อยเป็นเพียงวัสดุที่พยายามรวมตัวกันเพื่อกลายเป็นดาวเคราะห์แต่ไม่สามารถทำได้สำเร็จ พวกมันจึงได้รับการเรียกชื่อว่า "Asteroids" (ภาษาไทยยังคงเรียกว่าดาวเคราะห์น้อยเหมือนเดิม) และบริเวณที่พวกดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่โคจรอยู่เรียกว่า "แถบดาวเคราะห์น้อย" (Asteroid belt) ซึ่งเป็นสถานที่ที่ค้นพบดาวเคราะห์น้อยมากมายบนท้องฟ้าของระบบสุริยะเราในปัจจุบัน

        ดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่มีลักษณะทางภูมิศาสตร์ที่ไม่สมมาตรและไม่เป็นทรงกลม ขนาดของดาวเคราะห์น้อยอาจหลากหลายอยู่ระหว่าง 1 ถึง 1,000 กิโลเมตร ส่วนมวลของดาวเคราะห์น้อยมีค่าน้อยเพราะฉะนั้นมีแรงโน้มถ่วงที่ต่ำ ไม่เพียงพอในการเอาชนะแรงยึดเหนี่ยวระหว่างสสารที่เป็นเนื้อดาว ดังนั้น ดาวเคราะห์น้อยไม่มีรูปร่างที่เป็นทรงกลมตามปกติ (ยกเว้นดาวซีรีสซึ่งมีขนาดใหญ่ที่สุดในหมู่ดาวเคราะห์น้อยและมีมวลมากพอที่แรงโน้มถ่วงจะทำให้เป็นทรงกลม ดังนั้นถูกสถานะเป็นดาวเคราะห์แคระ) ดาวเคราะห์น้อยมีความคล้ายคลึงกับฟอสซิลในระบบสุริยะ เนื่องจากพวกมันเป็นวัสดุที่พยายามรวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์ แต่ไม่สามารถทำได้เนื่องจากถูกรบกวนโดยแรงโน้มถ่วงมหาศาลของดาวพฤหัสบดีซึ่งมีวงโคจรอยู่ใกล้เคียง ดังนั้นสภาพของมันไม่เคยเปลี่ยนแปลงนับตั้งแต่ระบบสุริยะกำเนิดขึ้นมา

        นักดาราศาสตร์ได้ทำการศึกษาดาวเคราะห์น้อยเพื่อศึกษาวิวัฒนาการของระบบสุริยะ และจำแนกดาวเคราะห์น้อยออกเป็น 3 แบบตามองค์ประกอบทางเคมีดังนี้:

1. C-type (Common) คือดาวเคราะห์น้อยที่พบเห็นประมาณร้อยละ 75 ของทั้งหมด มีองค์ประกอบทางเคมีหลักคือคาร์บอน ทำให้มีสีเข้มเพราะพื้นผิวไม่สะท้อนแสงได้ดี

2. S-type (Stone) คือดาวเคราะห์น้อยที่มีปริมาณประมาณร้อยละ 17 ของทั้งหมด มีองค์ประกอบหลักเป็นหินซิลิเกต และมีเหล็กและนิเกิลปนอยู่เล็กน้อย

3. M-type (Metal) คือดาวเคราะห์น้อยที่มีส่วนสูงในโลหะ เช่น เหล็กและนิเกิล ซึ่งทำให้มีการสะท้อนแสงอาทิตย์ได้ดีและมีความสว่างมาก

        ดังนั้น ดาวเคราะห์น้อยมีความหลากหลายทั้งในลักษณะทางภูมิศาสตร์และองค์ประกอบเคมี เป็นปรากฏการณ์ที่น่าสนใจในระบบสุริยะที่เติบโตอย่างยั่งยืนตลอดเวลา

ดาวหาง

       ดาวหาง (Comet) เป็นวัตถุที่มีลักษณะเป็นหมู่น้ำแข็ง ซึ่งมักมองเห็นเป็นทวีคูณในฟองน้ำแข็งที่ระบุลักษณะของระบบสุริยะของเรา นักดาราศาสตร์มักสมมติฐานว่า ดาวหางเกิดขึ้นจากเมฆออร์ท (Oort's cloud) ซึ่งเป็นองค์ประกอบของน้ำแข็งและอากาศที่อยู่ไกลจากขอบของระบบสุริยะของเรา หากมีแรงภายนอกที่มีผลต่อเมฆออร์ท เช่นการระเบิดของดาวฤกษ์ (Supernova) หรือแรงอื่น ๆ ดาวหางอาจถูกนำออกจากที่กำเนิดของมันและถูกดวงอาทิตย์ดึงดูดมาเป็นบริวาร (Companion) ของดวงอาทิตย์

ดาวหางมีวงโคจรยาวและมีความรี

ดาวหางมีวงโคจรที่ยาวและส่วนใหญ่ไม่อยู่ในระนาบสุริยวิถี เนื่องจากเมฆออร์ทมีลักษณะเป็นทรงกลมที่ห่อหุ้มดวงอาทิตย์ ดังนั้น ดาวหางจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าของดวงอาทิตย์จากทุกทิศทาง และเมื่อมันเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ความร้อนจากดวงอาทิตย์จะทำให้น้ำแข็งบนดาวหางทะลุออกมา ซึ่งทำให้เกิดกายวิภาคและแสงสีสวยงามที่เราเรียกว่า "หาง" หางดาวหางอาจยาวไปถึงล้านกิโลเมตรหรือมากกว่านั้น และเป็นที่รู้จักกันในเหตุการณ์ทางดาราศาสตร์และสำหรับการนำมาเล่าเรื่องราวต่าง ๆ ในประวัติศาสตร์

      ดาวหางมีคาบวงโคจรออกเป็นสองประเภทหลัก คือ ดาวหางคาบวงโคจรยาวและดาวหางคาบวงโคจรสั้น แรกเริ่มเมื่อดาวหางเข้ามาในระบบสุริยะ มักจะมีคาบวงโคจรยาว เนื่องจากมีระยะทางที่ไกลต้องเดินทาง แต่เมื่อเข้าใกล้ดาวเคราะห์ แรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ก็เริ่มมีอิทธิพล การเปลี่ยนแปลงนี้อาจทำให้ดาวหางคาบวงโคจรเล็กลง หรือแม้กระทั่งกลายเป็นดวงจันทร์โคจรรอบดาวเคราะห์เอง ตัวอย่างเช่น ดาวหางโฟบัสและดาวหางดีมอส ดวงจันทร์ขนาดเล็กของดาวอังคารก็เป็นผลมาจากกระบวนการแบบนี้

        วงโคจรของดาวหางซึ่งมีความแตกต่างกันอย่างชัดเจน ตัวอย่างดาวหางไฮยากูทาเกะ (Hyakutake) มีคาบวงโคจรยาวโคจรรอบดวงอาทิตย์และใช้เวลานานกว่า 10,000 ปีในการเคลื่อนที่ ในทวีปวิทยาศาสตร์อาทิตย์ ยังมีดาวหางอีกชนิดคือดาวหางฮัลเลย์ (Halley) ที่มีคาบวงโคจรสั้นและใช้เวลาเพียง 76 ปีในการรอบรู้ครั้งเดียว ส่วนดาวหางเทมเปิล 1 (Tempel 1) มีคาบโคจรรอบดวงอาทิตย์เพียง 5.5 ปี อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ซึ่งทำให้ดาวหางมีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ลดลง เป็นตัวอย่างที่ชัดเจนว่า แรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในวงโคจรของดาวหางได้ในทางที่น่าสนใจ

        ดาวหางคือวัตถุขนาดเล็กที่อยู่ในระบบสุริยะ และนิวเคลียสของดาวหางมีขนาดประมาณ 1 - 10 กิโลเมตร ส่วนใหญ่ประกอบด้วยน้ำแข็งที่ปะปนกับเศษหินและสสารอื่น ๆ ดาวหางมีลักษณะการเคลื่อนที่โคจรรอบดวงอาทิตย์โดยกวาดชนกับแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์เอง สามารถเปรียบดาวหางเป็นก้อนน้ำแข็งสกปรกขนาดใหญ่ที่วิ่งตามเส้นทางของดวงอาทิตย์ได้ อย่างไรก็ตาม ดาวหางยังมีบทบาทที่น่าสนใจในการนำเชื้อชีวิตจากดาวดวงหนึ่งไปยังดาวดวงอื่น ๆ ดาวหางนั้นเป็นทั้งผู้สร้างและผู้ทำลาย การชนกันระหว่างดาวหางกับดวงโลกมีผลต่อการเกิดน้ำในมหาสมุทรและการนำสิ่งมีชีวิตมายังโลก อย่างไรก็ตาม ดาวหางไม่เคยหลีกเลี่ยงการชนกับโลก และมีบางครั้งที่สิ่งมีชีวิตบางชนิดอาจถูกสร้างและสูญพันธุ์ด้วยการชนนี้ ครั้งล่าสุดที่มีบันทึกเป็นที่รู้จักคือการสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์เมื่อประมาณ 65 ล้านปีที่ผ่านมา

       เมื่อดาวหางอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ มันจะเป็นเพียงก้อนน้ำแข็งที่ไม่มีหางและถูกเรียกว่า "นิวเคลียส" (Nucleus) ซึ่งประกอบด้วยน้ำแข็ง คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน และอามโมเนีย มันมีเปลือกแข็งห่อหุ้มรอบตัวอยู่เพื่อป้องกันการกัดกร่อนจากแสงอาทิตย์

เมื่อดาวหางโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ น้ำแข็งแห้งนี้จะระเหิดและเปลี่ยนเป็นแก๊ส ด้านที่หันไปทางแสงอาทิตย์จะมีแก๊สประทุลอยออกมาและห่อหุ้มนิวเคลียส ส่วนนี้เรียกว่า "โคมา" (Coma) ซึ่งมีขนาดใหญ่มากอาจถึงร้อยหลายพันกิโลเมตร แรงสุริยะหรืออนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์แปะกัดโคมาและทำให้มันปลิวไปที่ด้านหลัง จนกลายเป็น "หาง" (Tail) ที่ยาวนับล้านกิโลเมตร หางของดาวหางมีสองชนิด คือ "หางแก๊ส" (Ion tail) และ "หางฝุ่น" (Dust tail) หางแก๊สเป็นเส้นตรงและชี้ไปทางทิศตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ มีสีฟ้าเนื่องจากแก๊สของดาวหางได้รับพลังงานจากดวงอาทิตย์และปล่อยออกมาเป็นประจุ ส่วนหางฝุ่นเกิดจากมวลของดาวหางที่พ่นออกมาจากนิวเคลียส มวลเหล่านี้มีโมเมนตัมที่ทำให้มันเคลื่อนที่ตามทิศทางของดาวหางโคจร

        เมื่อดาวหางโคจรรอบดวงอาทิตย์ มันจะสูญเสียมวลเรื่อยๆ จนกระทั่งหมดเนื่องจากการปะทะกับแสงอาทิตย์ ดังนั้น ดาวหางมีอายุไม่ยืนนานและสุดท้ายจะหมดไปในที่สุด ดังนั้น เราสามารถเรียกดาวหางว่า "ดาวหางที่อายุไม่ยืน"