สภาพภายในดวงอาทิตย์ - สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ
 
สารานุกรมไทย
สำหรับเยาวชน  เมนู เล่ม 1
เล่มที่ ๑
เรื่องที่ ๑ ดวงอาทิตย์
เรื่องที่ ๒ อุปราคา
เรื่องที่ ๓ ท้องฟ้ากลางคืน
เรื่องที่ ๔ นก
เรื่องที่ ๕ ปลา
เรื่องที่ ๖ เครื่องจักรกล
เรื่องที่ ๗ พลังงาน
เรื่องที่ ๘ อากาศยาน
เรื่องที่ ๙ ดนตรีไทย
รายชื่อผู้เขียน

สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ / เล่มที่ ๑ / เรื่องที่ ๑ ดวงอาทิตย์ / สภาพภายในดวงอาทิตย์

 สภาพภายในดวงอาทิตย์
สภาพภายในดวงอาทิตย์

ดังได้กล่าวมาแล้วว่า ดวงอาทิตย์เป็นก้อนสสารใหญ่ร้อนจัด และรวมตัวเป็นสัณฐานทรง กลมอยู่ได้ โดยแรงดึงดูดระหว่างอะตอมและโมเลกุล แรงดึงดูดหรือแรงโน้มถ่วง (gravitational force) นี้ มีทิศทางเข้าหาจุดศูนย์กลาง เนื้อสารของดวงอาทิตย์ ซึ่งอยู่ที่ระดับใดระดับหนึ่งภาย ในตัวดวง จะถูกทับถมโดยเนื้อสารที่อยู่สูงขึ้นมา จึงเป็นธรรมดา ที่จะต้องมีความดันและความ หนาแน่นมากกว่า เนื้อสารในระดับสูงกว่า ตามหลักเกณฑ์อันนี้กล่าวได้ว่าความดันและความ หนาแน่นของเนื้อสารเพิ่มขึ้นในระดับลึกลงไปภายในดวงอาทิตย์ อนึ่ง ภายใต้ความกดดันสูงนั้น ก๊าซหรือไอจะถูกบีบให้ปริมาตรลดลงเรื่อย ถ้าอะตอมหรือโมเลกุลของก๊าซหรือไอนั้นไม่มีความ เร็วในตัวพอที่จะผลักดันต่อสู้ไว้ ความเร็วที่กล่าวถึงนี้ได้จากการมีอุณหภูมิสูง ทั้งนี้เพราะอุณหภูมิ ของวัตถุก็คือพลังงานของการเคลื่อนที่ และการสั่นสะเทือนของโมเลกุลอะตอมในสสารนั้นๆ โดยเหตุนี้เองเราถือได้ว่า เนื้อสารที่ระดับใดระดับหนึ่งภายในดวงอาทิตย์อยู่ในสภาพสมดุล เมื่อมี อุณหภูมิความกดดัน และความหนาแน่นพอเหมาะแก่กัน ซึ่งจะมีค่าสูงขึ้นเรื่อยสำหรับระดับ ที่ลึกลงไปภายในดวงอาทิตย์

กล้องโทรทรรศน์ ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง ๑๕๐ มิลลิเมตร ของหอสังเกตการณ์ระดับสูง (High Altitude Observatory) ที่รัฐโคโรลาโด สหรัฐอเมริกาใช้ในการศึกษาวิจัยดวงอาทิตย์

ในปัจจุบัน ไม่มีอุปกรณ์สำรวจใดๆ ที่อาจใช้ในการวัดสภาพทางฟิสิกส์ของภายในดวง อาทิตย์ที่ระดับลึกลงไปได้ ความรู้ที่เรามีในเรื่องนี้ จึงเป็นผลจากการคำนวณซึ่งอาศัยหลักเกณฑ์ ทางวิชาฟิสิกส์ และปริมาณที่วัดได้จากภายนอก เช่น ขนาด มวล และอุณหภูมิของดวงอาทิตย์ใน ระดับที่ใช้กล้องโทรทรรศน์สำรวจดูได้

แผนภาพแสดงภายในอาทิตย์ ตัดให้เห็นระดับต่างๆ

(ก) เป็นทรงกลมอยู่ที่ใจกลางของดวงอาทิตย์ เป็นบริเวณที่มีปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์เกิดขึ้น พลังงานที่เกิดขึ้นในรูปรังสีแกมมาแผ่กระจายออก และถ่ายทอดผ่านบริเวณ (ข) ออกมา โดยวิธีการดูดและกลับแผ่รังสีต่อช่วงกัน ตั้งแต่ระดับลึก๕๐๐,๐๐๐ กิโลเมตร ถึงระดับลึก ๑๔๐,๐๐๐ กิโลเมตร จากผิวดวงอาทิตย์ ในการถ่ายเทพลังงาน โดยการแผ่รังสีเช่นนี้ พลังงานของรังสีแต่ละหน่วย จะลดลงเรื่อย และแปรสภาพจากรังสีแกมมาเป็นรังสีเอกซ์ รังสีอัลตราไวโอเลต แสงสว่าง และคลื่นความร้อน

เมื่อถึงระดับ (ค) ลักษณะของการถ่ายเทพลังงานเปลี่ยนเป็นการเดือด หรือการพาความร้อน โดยการเคลื่อนที่ของกลุ่มก้อนก๊าซร้อน กล่าวคือ กลุ่มก๊าซที่ร้อนในส่วนลึกของดวงอาทิตย์ จะพาตัวลอยขึ้นมาสู่ระดับพื้นผิว คายพลังงาน โดยการแผ่รังสีออกมาในอวกาศ ตัวเองลดอุณหภูมิลง จึงหดตัว และมีความหนาแน่นสูงขึ้น กลับจมลงสู่ระดับลึกอีก ส่วนบนของระดับ (ค) เป็นโฟโตสเฟียร์ (พ) มีความลึกประมาณ ๒๕๐ กิโลเมตร ก๊าซที่อยู่ในชั้นนี้เท่านั้น ที่จะแผ่รังสีออกสู่อวกาศได้โดยตรง

ระดับ (ง) ที่อยู่เหนือโฟโตสเฟียร์ขึ้นไป คือ โครโมสเฟียร์ เป็นระดับที่เฉลี่ยแล้วมีความหนาเพียง ๕,๐๐๐ กิโลเมตร เหนือโครโมสเฟียร์ขึ้นไป คือระดับ คอโรนา (ฉ) ซึ่งแผ่ไกลออกไปจากดวงอาทิตย์กว่าสิบล้านกิโลเมตร (จ) คือ พวยก๊าซ หรือโปรมิเนนซ์ (prominence) ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสารในคอโรนากลั่นตัวไหลกลับสู่โครโมสเฟียร์ตามเส้นสนามแม่เหล็ก ณ จุดต่างๆ
ที่แก่นกลางของดวงอาทิตย์ในอาณาบริเวณรูปทรงกลมมีรัศมีประมาณ ๒ แสนกิโลเมตร ซึ่งมีอุณหภูมิสูงเพียงพอนั้น มีปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์เกิดขึ้น และให้พลังงานในลักษณะของ รังสีแกมมา ซึ่งมีขนาดคลื่นสั้น รังสีนี้แผ่กระจายโดยการถ่ายทอด ผ่านเนื้อสารของดวงอาทิตย์ ออกมาจนถึงระดับลึกประมาณ ๑๔๐,๐๐๐ กิโลเมตร จากพื้นผิวดวง การถ่ายเทพลังงานก็จะแปร วิธีการจากการแผ่รังสี (radiation) มาเป็นการนำความร้อน (convection) โดยก๊าซที่ร้อนจะลอยตัว ขึ้นมาสู่ระดับสูง จนถึงระดับผิวดวงอาทิตย์ก็จะแผ่รังสีแสงสว่างและความร้อนออกสู่อวกาศ ครั้น แล้วเมื่ออุณหภูมิของมันลดลงก็จะกลับจมลง กรรมวิธีอันนี้คล้ายคลึงกับการเดือดของของเหลว เช่น น้ำหรือน้ำมันที่ใส่ภาชนะต้มบนเตาไฟให้ร้อนนั่นเอง

หัวข้อก่อนหน้าหัวข้อถัดไป