ดาวเสาร์

 ดาวเสาร์(Saturn)

                                             

     ดาวเสาร์เป็นชื่อของ เทพเจ้าแห่งการเกษตรชื่อ Saturn เป็นดาวเคราะห์ที่มีวงแหวนที่สวยงาม ซึ่งประกอบด้วยฝุ่นและน้ำแข็ง นับร้อยวงเลยที่เดียว

      ดาวเสาร์เป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ เป็นที่ 2 รองจากดาวพฤหัสบดี โครจห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับ ที่ 6 ถัดจากดาวพฤหัสบดี เป็นดาวเคราะห์ที่สวยงามที่สุด เพราปรากฎมีวงแหวนล้อมรอบตัวดวง เมื่อส่งดูด้วยกล้องโทรทรรศน์ มีสีค่อนข้างเหลือง จะเคลื่อนตัวช้าๆผ่านไปยังกลุ่มดาวจักรราศี

     ดาวเสาร์มีเส้นผ่านศูนย์กลางโดยเฉลี่ยประมาณ 119,871กิโลเมตร หรือประมาณ 9เท่าของโลก โคจรอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นระยะทางเฉลี่ย 9.54 หน่วยดาราศาตร์ แสงจากดวงอาทิตย์ต้องใช้เวลาเดินทาง 1ชั่วโมง 15นาที จึงจะถึงดาวเสาร์ ใช้เวลาโคจรรอบดวงอาทิตย์นานถึง29.46ปีของโลก ด้วยอัตราความเร็ว 9.64 กิโลเมตรต่อนาทีและหมุนรอบตัวเอง 1รอบกินเวลา 10ชั่วโมง 40นาที ซึ่งเร็วมากทำให้ดาวเสาร์มีลักษณะป่องในแนวเส้นศูนย์สูตร และสามารถเห็นได้ชัดเจนเมื่อมองด้วยกล้องโทรทรรศน์จากโลก

 

     นิยายกรีกโบราณ กล่าวว่า Uranus เทพแห่งสวรรค์มีภรรยาคือ Gaea (หรือโลก) มีบุตรหลายคน คนโตชื่อSaturn หรือ Chronos (โครโนส) เทพแห่งเวลา จึงเป็นที่มาของคำว่า Chronol0gy,Chronometer ต่อมาโครโนสปกิวัติต่อต้านบิดาของเค้า โดยแย่งชิงราชบัลลังค์แต่ต่อมาก็ถูกบุตรชายของโครโนสเองก็คือJupiter  แย่งชิงราชบัลลังค์อีก และถูกขับไล่ออกจากสวรรค์เมื่อยามชรา
สำหรับชาวโรมันถือว่า Saturn เป็นเทพเจ้าของการเก็บเกี่ยว และสัญญาลักษณ์เป็นรูปเคียวเกี่ยวข้าว
สัญญาลักษณ์แทนดาวเสาร์ คือ ♄

โครงสร้างของดาวเสาร์

    ปัจจุบันนักวิทยาศาตร์ยังไม่ทราบส่วนประกอบภายใน ของดาวเสาร์โดยสมบูรณ์  แต่คาดว่าคงจะคลายกับดาวพฤหัสบดี ทั้งนี้จากการศึกษาทางทฤษฎีก็พบว่า ดาวเสาร์มีไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบ

อยู่ถึงร้อยละ 63 โดยน้ำหนัก ที่เหลือเป็นฮีเลียม กับ แอมโมเนียและมีกัมมะถันเป็นสารประกอบอยู่ในชั้นบรรยากาศในรูปของแอมโมเนียไฮโดรซัลไฟล์

   ลงลึกลงไปเป็นชั้นของน้ำในรูปของน้ำแข็ง จนถึงชั้นของ ไฮโดรเจนเหลว (Liquid Hydrogen) และใจกลางดาวที่มีแรงดันสูง เกิดเป็นชั้นของโลหะไฮโดรเจนเหลว ห่อหุ้มแกนกลางที่หินแข็งหรือน้ำแข็งอีกที่หนึ่งในบริเวณจุดศูนย์กลางของดาวเสาร์จะเป็นจุดที่มีความร้อนอยู่มาก แต่ก็ยังไม่แน่ใจว่า ดาวเสาร์มีแกนกลาง (Core) หรือ ไม่

     นักดาราศาสตร์ได้พยายามศึกษามวลสาร ความหนาแน่น และส่วนประกอบของดาวเสาร ซึ่งก็เพียงคำนวณได้ว่า มวลของดาวเสาร์เป็น 95.1 เท่าของโลก และเป็นดางเคราะห์ดวงเดียวที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ คือ มีความหนาแน่นเพียง 0.7 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร นั่นหมายความว่า ถ้าเรามีภาชนะใส่น้ำที่มีขนาดใหญ่กว่าดาวเสาร์ ดาวเสาร์ก็สามารถลอยน้ำได้ไม่จม

ชั้นบรรยากาศ

จากภาพด้านล่างเป็นชั้นบรรยากาศของดาวเสาร์ที่ถูกย้อมสีเพื่อให้เห็นความแตกต่างของชั้นบรรยากาศได้ดีขึ้น เพราะความจริงแล้วกลุ่มเมฆของดาวเสารืนั้นมีสีสรรน้อยกว่าของดาวพฤหัสบดี เนื่องจากชั้น

บรรยากาศส่วนใหญ่มีองค์ประกอบของซัลไฟล์ค่อนข้ามากทำให้เราเห้นดาวเสาร์ออกมีสีเหลืองๆเมื่อดูดาวเสาร์มีอุณหภูมิที่เมฆชั้นบนสุด เฉลี่ยราว -170 องศาเซลเซียส แต่ชั้นบรรยากาสของดาวเสาร์เองก็มีความรุนแรง แบบเดียวกับดาวพฤหัสบดีโดยปรากฎแถบเมฆคาดตามแนวดาวเสาร์เพียง2-3

แถบเท่านั้นที่ชัดเจน

                                                            

                                                        

 ภาพด้านซ้ายเป็นภาพขยายของพายุดาวเสาร์ทั้งใหญ่ที่ยานอวกาศถ่ายไว้เมื่อปี ค.ศ. 1990 โดยพายุหมุนบนดาวเสาร์นี้ จะเกิดขึ้นทุกๆ 30 ปี

สนามแม่เหล็กของดาวเสาร์

 

        สนามแม่เหล็กของดาวเสาร์ มีขนาดไม่ใหญ่เท่ากับดาวพฟหัสบดีแต่ก้มีขนาดใหญ่พอที่จะยึดเหนี่ยว บริวารของดาวเสาร์ทั้งหมดไว้ได้ แต่ก็มีโครงร่างคล้ายกับของดาวพฟหัสบดีและวงแหวนของดาว เองก็มีผลกับการเปลี่ยนแปลงของอนุภาคในชั้นบรรยากาศแมคเนโตสเฟียรเช่นกัน นอกจากนี้ บรรยากาศชั้นแมคเนโตสเฟียร ก็ยังสร้าง aurora ที่สวยงามบริเวณขั้วของดาวเสาร์ เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นบนโลก

ภาพออโรร่าของดาวเสาร์ ที่กล้องอวกาศ ฮับเบิล ถ่ายไว้ได้จากโลก

วงแหวนดาวเสาร์

      ดาวเสาร์เป็นดาวเคาะห์ 1ใน 4 ดวงของระบบสุริยะที่มีวงแหวนล้อมรอบ และที่มีความโดดเด่นกว่า

เพื่อน ก็เพราะมีวงแหวนที่ชัดเจนสามารถมองเห็นได้จากโลก วงแหวนของดาวเสาร์ค้นพบครั้งแรก

โดย กาลิเลโอ ราวปี ค.ศ.1600 เมื่อเค้าประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ สำเร็จและใช้ส่องดู ดาวเสาร์ แต่บันทึกของ กาลิเลโอ ไม่ได้บอกว่าเป้น วงแหวน เพียงแต่บอกว่าเป็นวัตถุประหลาดอยู่คู่กับดาวเสาร์

คล้ายกับดาวแฝด 3ดวง แต่ต่อมา ปี ค.ศ. 1655 คริสเตียน ฮอยเกนต์ (Christian Haygens) นักดาราศาตร์

ชาวฝรั่งเศษ บอกว่าสิ่งที่ กลลิเลโอ พบนั้นคือ วงแหวน

ปัจจุบันนี้เราทราบว่า วงแหวนของดาวเสาร์ประกอบด้วยก้อนหินและก้อนน้ำแข็งขนาดตั้งแต่ เม็ดทรายไปจนถึง รถยนต์คันเล็กๆ มีความหนาเพียง 10 ไมล์ แต่มีความกว้างหลายแสนไมล์ วงแหวนดาวเสาร์

สามารถคงรูปอยู่ได้เพราะแรงโน้มถ่วงของดาวเสาร์และดวงจันทร์บริวารของดาวเสาร์เอง และถ้าหาก

มีวัตถุใดที่หลงเข้าไปอยู่ในแถบวงแหวน ก็จะถูกแรงโน้มถ่วงนั้นบรบอัดจนแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยได้

                                      ภาพของดาวเสาร์จากกล้องขนาด 12 นิ้วบนโลกสามารถเห็น

วงแหวนดาวเสาร์ได้ 2-3 ชั้น

โครงสร้างของวงแหวนดาวเสาร์

ในระยะแรกของการสังเกต วงแหวนดาวเสาร์ พบว่ามี 3ชั้น ที่สามารถเห็นได้จากโลก ใช้อักษรภาษาอังกฤษ เรียงตามลำดับคือ A, B และC ในปี  ค.ศ.  1675 (พ.ศ. 2218) Giovanni นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศสได้ค้นพบช่องว่าวางระหว่างวงแหวน Aกับ B ทำให้วงแหวนดาวเสาร์มี 2 ชั้น ชั้นในตอนั้น ซึ่ง

ต่อมาช่องว่างนี้ ก็ถูกเรียกว่า "ช่องว่างแคสสินี (Cassini Gap)"

และในปี คศ. 1800 วงแหวนบางชั้น C ก็ถูกค้นพบ จนกระทั่งมีการส่งยานอวกาศไปสำรวจคือยาน

ไพโอเนียร์ 11 และยานและยานวอยเอเจอร์ 1 กับ 2 ก็พบวงแหวนเพิ่มขึ้นอีก ในปี คศ. 1979 คือ D E FและG ตามลำดับกับ "ช่องว่างที่อยู่ในแนว A ที่มีชื่อว่า (Encke Div)" และพบดาวบริวารแพน (Pan) 

อยู่ในช่องว่างนี้

       ที่วงแหวน F ยานวอยเอเจอร์ ได้พบดาว บริวาร 2 ดวง คือ เพนดอร่า (Pendora) ดวงล่างของภาพ กับ โพรมีเทอส (Prometheus) ดวงบนของภาพ ส่งแรงโน้มถ่งถึงกันบังคับวงแหวน F ให้คงรูปอยู่ได้ มีความกว้างเพียง 10-20 กิโลเมตรเท่านั้น ดาวบริวารทั้งสองนี้ถูกเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า "Shepherded" หรือ บริวารเลี้ยงแกะ เพราะทำหน้าที่คล้ายสุนัขตคอยต้อนฝูงแกะ

ยานวอยเอเจอร์ถ่ายภาพวงแหวนดาวเสาร์ โดยใช้ดาวกฤษ์ที่อยู่ด้านหลังแหวน พบว่าชั้นใหญ่ๆ

ของวงแหวน ประกอบด้วยชั้นย่อยๆ ของวงแหวนอีกนับพันวงเลย นักวิทยาศาสตร์จิงย้อมสีวงแหวนแต่ล่ะชั้น เพื่อให้เห็นความแตกต่าง ของวงแหวนในชั้นถัดไป ดังรูปด้านซ้าย

นอกจากนี้ยานอวกาศ ยังพบจุดสีดำ กระจายอยุ่ทั่ววงแหวน เครื่อนที่ไปตามแนววงแหวนด้วย นักวิทยาศาสตร์ เชื่อว่าเป็นอนุภาคของฝุ่นละอองในวงแหวนที่ทำปฏิกิริยากับ เส้นแรงแม่เหล็กที่ส่งมาจาก

ตัวดาวเสาร์เอง

เนื่องจากดาวเสารืมีแกนหมุนเอียงทำมุม 26.7องศา กับแนวดิ่งที่ตั้งฉากระนาบ โคจรรอบดวงอาทิตย์

ทำให้ระนาบของวงแหวนที่อยู่ในแนวเส้นศูนย์สูตรเอียง 26.7 องศาไปด้วย ซึ่งความสว่สงของดาวเสาร์เมื่อมองจากโลกจะมีค่าเปลี่ยนแปลงไปด้วย ตามระนาบของวงแหวนที่เอียงมาหาโลก โดยความสว่างของดาวเสาร์จะเปลี่ยนแปลง อยู่ละหว่างแมคนิจูด -0.3- + 0.8

ปรากฎการณ์วงแหวนหาย

ด้วยเหตุที่ระนาบของวงแหวนเอียงตามแกนเอียงของดาวเสาร์ เมื่อดาวเสาร์โคจรไปรอบดวงอาทิตย์

ระนาบของวงแหวนเมื่อมองจากโลก ก็จะเปลี่ยนไปด้วย ซึ่งจะมีช่วงระยะเวลาหนึ่งที่เราไม่สามาร๔มองเห็นวงแหวนของดาวเสาร์ เนื่องจากวงแหวนมีความหนาน้อยมาก (10 ไมล์) ซึ่งปรากฎการวงแหวนหาย

(the ring edge-on) จะเกิดขึ้น ทุกๆ ครึ่งรอบของการโคจรรอบดวงอาทิตย์ หรือ ราว 14 ปีต่อครั้ง ซึ่งครั้ง

ล่าสุดเกิดเมื่อปี พ.ศ. 2538 (ค.ศ. 1995) และจะปรากฎให้เห็นอีกครั้งในปี พ.ศ. 2552

ดวงจัทร์บริวารดาวเสาร์

ดาวเสาร์เป้นดาวเคราะห์ที่มีดวงจันทร์เป็นบริวารมากที่สุด ในยุคแรกๆก่อนมีการสำรวจอวกาศ

เรารับรู้ว่า ดาวเสาร์มีบริวารมากที่สุดในระบบสุริยะ แต่ก็มีไม่เกิน 10 ดวง Chirstian Huygens นักดาราศาตร์ชาวฝรั่งเศส เป็นคนแรกที่พบดวงจันทร์ไททัน เมื่อ ปี ค.ศ. 1965 ในขณะที่ดวงจันทร์มา ก็ถูกค้นพบโดยนักดาราศาสตร์คนอื่นๆ ในช่วงเวลาไม่เกิน ปี ค.ศ. 1800 และถูกค้นพบเพิ่มเติมอีก จากยานอวกาศวอยเอเจอร์

                                                                               บริวารทั้ง 18 ดวงของดาวเสาร์ที่ถูกตั้งชื่อแล้ว

                                                                           เมื่อนำมาเปรียบเทียบกับขนาดของดาวแม่