การกำเนิดและวิวัฒนาการของดวงอาทิตย์

            ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยถึงปานกลางและอยู่ใกล้โลกที่สุด จึงเป็นดาวฤกษ์ที่นักดาราศาสตร์ศึกษามากที่สุด ดวงอาทิตย์เกิด จากการยุบรวมตัวของเนบิวลาเมื่อประมาณ 5,000 ล้านปีมาแล้ว และจะฉายแสงสว่างอยู่ในสภาพสมดุลเช่นทุกวันนี้ต่อไปอีกประมาณ 5,000 ล้านปี

การยุบตัวของเนบิวลา เกิดจากแรงโน้มถ่วงของเนบิวลาเอง เมื่อแก๊สยุบตัวลง ความดันของแก๊สจะสูงขึ้น ผลที่ตามมาคือ อุณหภูมิของแก๊สจะสูงขึ้นด้วยนี่คือธรรมชาติของแก๊สในทุกสถานที่ ที่แก่นกลางของเนบิวลาที่ยุบตัวลงนี้ จะมีอุณหภูมิสูงกว่าที่ขอบนอก เมื่ออุณหภูมิแก่นกลางสูงมากขึ้นเป็นหลายแสนองศาเซลเซียส เรียกช่วงนี้ว่า ดาวฤกษ์เกิดก่อน (Protostar) เมื่อแรงโน้มถ่วงดึงให้แก๊สยุบตัวลงไปอีก ความดัน ณ แก่นกลางสูงขึ้น และอุณหภูมิก็สูงขึ้นเป็น 15 ล้านเคลวิน เป็นอุณหภูมิสูงมากพอที่จะเกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ (thermonuclear reaction) หลอมนิวเคลียสไฮโดรเจนเป็นนิวเคลียสฮีเลียม เมื่อเกิดความสมดุลระหว่างแรงโน้มถ่วงกับแรงดันของแก๊สร้อนทำให้ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่สมบูรณ์ พลังงานของดวงอาทิตย์เกิดที่แก่นกลาง ซึ่งเป็นชั้นในที่สุดของดวงอาทิตย์ เป็นบริเวณที่มีอุณหภูมิและความดันสูงมาก ทำให้เกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ ที่แก่นกลาง ของดวงอาทิตย์ ซึ่งเกิดจากโปรตอนหรือนิวเคลียสของธาตุไฮโดรเจน 4 นิวเคลียสหลอมไปเป็นนิวเคลียสของธาตุฮีเลียม 1 นิวเคลียส พร้อมกับเกิดพลังงานจำนวนมหาศาล จากการเกิดปฏิกิรยาพบว่า มวลที่หายไปนั้นเปลี่ยนไปเป็นพลังงาน ซึ่งสามารถคำนวณได้จากสูตร ความสัมพันธ์ระหว่างมวล (m) และพลังงาน (E) ของไอน์สไตน์ (  E = mc2) เมื่อ C คืออัตราความเร็วของแสงสว่างในอวกาศซึงเท่ากับ 300,000 กิโลเมตร/วินาที

นักวิทยาศาสตร์คาดคะเนว่า ในอนาคตเมื่อธาตุไฮโดรเจนที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงเหลือน้อย แรงโน้มถ่วงเนื่องจากมวลของดาวฤกษ์สูงกว่าแรงดัน ทำให้ดาวยุบตัวลง ส่งผลให้แก่นกลางของดาวฤกษ์มีอุณหภูมิสูงขึ้นมากกว่าเดิมเป็น 100 ล้านเคลวิน จนเกิด ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์หลอมรวมนิวเคลียสของธาตุฮีเลียมเป็นนิวเคลียสของคาร์บอน ในขณะเดียวกันไฮโดรเจนที่อยู่รอบนอกแก่นฮีเลียม จะมีอุณหภูมิสูงขึ้นตามไปด้วย เมื่ออุณหภูมิสูงขถึง 15 ล้านเคลวิน จะเกิดปฏิกิริยาเท อร์โมนิวเคลียร์หลอมไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมครั้งใหม่ ผลก็คือ ได้พลังงานออกมาอย่างมหาศาล ทำให้ดวงอาทิตย์มีขนาดใหญ่ขึ้นเป็น 100 เท่า ของขนาด

ปัจจุบัน เมื่อผิวด้านนอกขยายตัว อุณหภูมิผิวจะลดลง สีจะเปลี่ยนจากเหลืองเป็นแดง ดวงอาทิตย์จึงกลายเป็นดาวฤกษ์สีแดงขนาดใหญ่มาก เรียกว่า ดาวยักษ์แดง (redgiant)เป็นช่วงที่พลังงานถูกปลดปล่อยออกจากดวงอาทิตย์ในอัตราสูงมาก ดวงอาทิตย์จึงมีช่วงชีวิตเป็นดาวยักษ์แดงค่อนข้างสั้น

จะเกิดอะไรขึ้นกับโลก หากดวงอาทิตย์ดับ!

      ดวงอาทิตย์กำลังจะดับลง และหากเป็นเช่นนั้น มันก็จะทำให้โลกเราสลายตามไปด้วย ทว่าเราก็คงไม่ได้อยู่ดูช่วงเวลานั้น เพราะว่า เรายังมีเวลาอีกมาก ก่อนที่เหตุการณ์เหล่านี้จะเกิดขึ้น

นักดาราศาสตร์ต่างเห็นพ้องต้องกันว่า กว่าดวงอาทิตย์จะเผาไหม้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนหมดก็อีก 5-7 พันล้านปีเลยทีเดียว และเมื่อมันเผาไหม้เชื้อเพลิงหมดแล้ว แรงโน้มถ่วงก็จะทำให้ดวงอาทิตย์ยุบลงไปจนถึงแก่นกลางของมัน ซึ่งความร้อนจะค่อยๆเพิ่มขึ้นทีละน้อยๆจากไฮโดรเจนที่เหลือ และทำให้ดวงอาทิตย์ขยายขนาดกลายเป็นดาวสีแดงดวงใหญ่  และในจุดนี้นี่เอง ที่ดวงอาทิตย์จะกลืนกินโลกของเรา!

ในตอนนั้น ดวงอาทิตย์จะมีความร้อนเพียงพอที่จะเผาไหม้ก๊าซฮีเลียมที่มันเก็บกักไว้ได้หมด และดวงอาทิตย์จะเพิ่มขนาดขึ้น ดวงอาทิตย์ไม่มีมวลเพียงพอที่จะระเบิดในขนาดซูเปอร์โนวาได้ ดังนั้น มันก็จะค่อยๆยุบสลายลงกลายเป็นขนาดเล็กสีขาวและมีอุณหภูมิเย็น

 

อ่านมาจากหลายๆเวปแล้วมาสรุปเอาเองตามความเข้าใจไม่วิชาการ เค้าบอกว่าถ้าดวงอาทิตย์ดับแสงจะยังเดินทางมาโลกอีก 8 นาทีแล้วก็จะมืดถ้าป็นอย่างนั้นจริงๆผลที่ตามมาก็คือ

1. ทั่วโลกจะถูกปกคลุมด้วยอากาศหนาวเย็นเป็นน้ำแข็งแบบขั้วโลกภายในไม่กี่วัน

2. พืชบนโลกไม่มีแสงแดดสังเคราะห์อาหารทำให้แห้งตายหมด

3. อากาศบนโลกจะเป็นพิษ เชื้อโรคต่างๆจะแพร่ระบาดมากมาย

4. น้ำจะเน่าเสีย เนื่องจากเชื้อแบคทีเรียต่างๆ ปลาก็จะตาย น้ำจะบริโภคไม่ได้

5. จะเกิดโรคประหลาดๆ อีกมากมาย มนุษย์และสัตว์จะตายเป็นเบือ

6. มนุษย์และสัตว์จะขาดแหล่งอาหารและน้ำทำให้อดตายในที่สุด (สิ้นมวลมนุษย์และสิ่งมีชีวิต)

แบบวิชาการ เสริมลงมาให้ลองอ่าน

 นักวิทยาศาสตร์ใคร่รู้ว่า ในขณะที่ดวงอาทิตย์ใกล้จะ "ดับ" นั้นโลกของเราจะเปลี่ยนแปลงเช่นไร
        ปฏิกิริยานิวเคลียร์บนดวงอาทิตย์เกิด เมื่อไฮโดรเจนที่อยู่ในบริเวณแกนของดวงอาทิตย์ ถูกหลอมรวมเป็นฮีเลียม ดังนั้นที่บริเวณแกนของดวงอาทิตย์ จะมีธาตุฮีเลียมสะสมมากขึ้นๆ และบริเวณรอบแกนจะมีไฮโดรเจนน้อยลงๆ ในขณะที่เหตุการณ์เช่นนี้กำลังดำเนินการ ดวงอาทิตย์ของเราก็กำลังเปลี่ยนสภาพจากดาวเคราะห์เหลือง (yellow dwarf) ไปสู่ความเป็นดาวยักษ์แดง (red giant)

นักดาราศาสตร์ได้สังเกตเห็นว่า ดาวยักษ์แดงที่มีน้ำหนักพอๆ กับดวงอาทิตย์ ทุกดวงมีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์มาก ดาวยักษ์แดงบางดวงมีรัศมียาวถึง 150 ล้านกิโลเมตร จึงเป็นที่คาดหวังว่าวันหนึ่งในอนาคตข้างหน้า เมื่อดวงอาทิตย์เป็นดาวยักษ์แดงที่สมบูรณ์ มันจะมีขนาดใหญ่จนโลกต้องถูกกลืนให้เข้าไปโคจรอยู่ภายในมันในที่สุดแต่เมื่อเร็วๆ นี้ I. J. Sackmann แห่ง California Institute of Technology และคณะได้ตีพิมพ์ผลงานวิจัยในวารสาร Astrophysics ระบุว่าเหตุการณ์ ที่ดวงอาทิตย์จะมีขนาดใหญ่จนกลืนโลกเข้าไปภายในนั้น ไม่มีทางเป็นไปได้
         โดย Sackmann และคณะยอมรับว่า ดวงอาทิตย์จะมีขนาดใหญ่ขึ้นมากในอนาคต จนสามารถกลืนดาวพุธ ที่โคจรอยู่ใกล้มันที่สุด ให้เข้าไปอยู่ในตัวมันได้ แต่ก่อนที่โลกจะถูกกลืนตามไปด้วยนั้น ตัวดวงอาทิตย์เองได้สูญเสียน้ำหนักไปมาก ดังนั้น แรงดึงดูดระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ จะลดลงมาก และเมื่อแรงดึงดูดลดลง โลกจะโคจรห่างจากดวงอาทิตย์ออกมา โดยรัศมีวงโคจรใหม่ ที่ยาวกว่ารัศมีวงโคจรปัจจุบันมาก
Sackmann ได้คำนวณพบว่า ในอีก 6,400 ล้านปี ดวงอาทิตย์จะใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ที่ ยังหลงเหลือบนตัวมันหมด และในอีก 3,000 ล้านปีข้างหน้านับจากปัจจุบัน ดวงอาทิตย์จะสว่างไสวกว่าปัจจุบัน 33 เปอร์เซ็นต์ แต่ถึงแม้อุณหภูมิของดวงอาทิตย์ในขณะนั้น จะสูงกว่าอุณหภูมิปัจจุบันไม่มากก็ตาม แต่รัศมีของมันขณะนั้น จะมากกว่ารัศมีปัจจุบันถึง 13 เปอร์เซ็นต์
คณะนักวิจัยทีมนี้ยังทำนายว่า ในอีก 4,000 ล้านปีข้างหน้าปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ใช้ไฮโดรเจน เป็นเชื้อเพลิงจะหยุด และปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่มีการเผาผลาญฮีเลียมจะเกิด ในขณะนั้นดวงอาทิตย์จะมีขนาดใหญ่เป็น 10 เท่าของปัจจุบัน และมีสภาพเป็นดาวยักษ์แดงที่สมบูรณ์ โดยมีอุณหภูมิที่จุดศูนย์กลางสูงถึง 100 ล้านองศาเซลเซียส และเมื่อน้ำหนักของดวงอาทิตย์ลดลง ถึง 28 เปอร์เซ็นต์ รัศมีวงโคจรของโลก จะเพิ่มขึ้น 38 เปอร์เซ็นต์ จึงเป็นอันว่าโลกของเราปลอดภัย จากการถูกดวงอาทิตย์กลืน
แต่ดวงอาทิตย์จะยังคงสุกสว่างมากขึ้นๆ เมื่อดวงอาทิตย์สุกสว่างกว่าปัจจุบัน 2,349 เท่าและมีขนาดใหญ่ครึ่งฟ้าเมื่อมองบนโลก ความร้อนอันมหาศาลจากดวงอาทิตย์ จะทำลายชีวิตทุกรูปแบบ และมหาสมุทรจะแห้งขอด จากนั้นไปอีก 160 ล้านปี ดวงอาทิตย์จะเย็นลงๆ จนกลายสภาพเป็นดาวแคระขาว (white dwarf) ในที่สุด.......
Sackmann กับคณะได้หยุดการทำนายแล้ว เมื่อถึงขั้นนี้
ก็สมควร...เพราะถึงตอนนั้น การพูดอะไรๆไปก็ไม่มีมนุษย์ใดหลงเหลือ มาตรวจสอบความถูกต้องครับ

กำเนิดและวิวัฒนาการของดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์ทรงกลมขนาดใหญ่นี้ เกิดขึ้นเมื่อราว 5 ล้านล้านปีที่ผ่านมา

เริ่มต้นก่อกำเนิดจากองค์ประกอบสำคัญ คือ ไฮโดรเจน 71% และฮีเลียม 27% ส่วนอีก 2% เป็นธาตุอื่นๆ

เช่น ออกซิเจน, คาร์บอน, ไนโตรเจน, ซิลิคอนและแมกนีเซียม เป็นต้น

ดวงอาทิตย์มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเท่ากับ 1.392 x 106 กิโลเมตร

ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าโลกของเราถึง 109 เท่า และมีปริมาตรเป็น 1.41 x 1018 ลูกบาศก์กิโลเมตร

ใหญ่กว่าโลกของเรามากมายหลายเท่าทีเดียว (1.3 ล้านเท่า)




ดวงอาทิตย์อยู่ห่างไกลจากโลกมาก ประมาณ 1.496 x 108 กิโลเมตร

เราทบทวนถึงความรู้เกี่ยวกับดวงอาทิตย์กันพอสังเขปแล้ว เพื่อให้มองเห็นภาพได้ชัดเจนยิ่งขึ้น

เราจะขออธิบายถึง "โครงสร้างของดวงอาทิตย์" ต่อไป

ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกของเรามากที่สุด มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นก๊าซไฮโดรเจน ที่ใจกลาง ของดวงอาทิตย์ มีอุณหภูมิและแรงดันสูงมาก จนทำให้ก๊าซไฮโดรเจนหลอมรวมกันเป็นก๊าซฮีเลียม และแผ่พลังงาน ออกมาอย่างมหาศาล เป็นความร้อนและแสงสว่าง เราเรียกปฏิกิริยานี้ว่า " ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน " พลังงานความร้อน และแสงสว่างจากดวงอาทิตย์นี้เอง ที่เอื้อให้เกิดสิ่งมีฃีวิตบนโลกของเรา

โครงสร้างภายในของดวงอาทิตย์ ประกอบไปด้วย

1. แกนกลาง มีอุณหภูมิสูงกว่า 15 ล้านองศาเซลเซียส

2. โชนการแผ่รังสี พลังงานความร้อนถ่ายทอดออกสู่ส่วนนอกในรูปแบบคลื่น

3. โซนการพารังสี อยู่เหนือโซนการแผ่รังสีพลังงานความร้อนในโซนนี้ถูกถ่ายทอด ออกสู่ ส่วนนอก โดยการเคลื่อนที่ของก๊าซ

4. โฟโตสเฟียร์ เป็นพื้นผิวของดวงอาทิตย์ อยู่เหนือโซนการพารังสี เราสังเกตพื้นผิวส่วนนี้ได้ในช่วงคลื่นแสง มีอุณหภูมิประมาณ 5,500 องศาเซลเซียส

5. โครโมสเฟียร์ เป็นบริเวณที่อยู่เหนือขึ้นมาจากชั้นโฟโตสเฟียร์ มีอุณหภูมิสูงประมาณ10,000 องศาเซลเซียส

6. คอโรนา เป็นบรรยากาศชั้นนอกสุดของดวงอาทิตย์แผ่ออกไปในอวกาศหลายล้านกิโลเมตร มีอุณหภูมิสูงมากกว่า 1 ล้านองศาเซลเซียส




หากลองเอาโลกของเราไปวางไว้ข้างๆ ดวงอาทิตย์ เพียงไม่กี่วินาที มันก็จะระเหยเป็นไอเปลวไฮโดรเจน

ภาพการปะทุของดวงอาทิตย์ เมื่อวันที่ 21 พฤศจิกายน 2553

ภาพการปะทุของดวงอาทิตย์ เมื่อเดือนกันยายน

ดวงอาทิตย์เป็นส่วนสำคัญที่สุดของระบบสุริยะ เป็นผู้ดึงดูดให้ดาวเคราะห์ทั้งเก้าดวงอยู่ในตำแหน่งที่เป็นอยู่และดวงอาทิตย์ยังให้แสงและความร้อนกับดาวเคราะห์นั้นด้วย




เมื่อวันที่ 22 พฤศจิกายนที่ผ่านมา ยานสังเกตการณ์สุริยพลวัต (Solar Dynamics Observatory) ของนาซ่า ได้เปิดเผยภาพการปะทุของดวงอาทิตย์ภาพล่าสุด ที่เกิดขึ้นในช่วงค่ำของวันที่ 21 พฤศจิกายนที่ผ่านมาตามเวลาในประเทศไทย



โดยการปะทุของดวงอาทิตย์ในครั้งนี้ เกิดขึ้นบริเวณตะวันตกเฉียงเหนือของดวงอาทิตย์ แต่ไม่ได้สร้างผลกระทบต่อระบบสนามแม่เหล็กของโลกแต่อย่างใด เพราะโลกไม่ได้อยู่ในแนวการปะทุของดวงอาทิตย์ และการปะทุดังกล่าวก็ไม่ได้เป็นการปะทุครั้งใหญ่ เหมือนกับการปะทุที่เคยเกิดขึ้นเมื่อเดือนเมษายนที่ผ่านมา ซึ่งการปะทุในครั้งนั้นได้ถูกระบุว่าเป็นการปะทุครั้งใหญ่ที่สุดในรอบ 15 ปีเลยทีเดียว




ดวงอาทิตย์มีกลุ่มความร้อนพุ่งขึ้นและตกลงมา ซึ่งแต่ละลูกนั้นมีขนาดใหญ่เท่ากับรัฐเท็กซัส


และมีความยาวถึง 1,600 กิโลเมตร ที่ใจกลางของนิวเคลียร์ อุณหภูมิสูงเท่ากับ 30 ล้านองศาฟาเรนไฮท์
แต่โลกของเราอยู่ระยะห่างราว 150 ล้านกิโลเมตร ตั้งอยู่ในระยะพอเหมาะ
ขณะที่ดาวเคราะห์ดวงอื่นอาจจะเย็นจัดหรือร้อนจัดจนเกินไป หากว่าโลกของเรานั้นตั้งอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์กว่านี้
มีผลทำให้น้ำในมหาสมุทรเหือดแห้งไป และหากไกลกว่านี้ โลกก็จะกลายเป็นเพียงดินแดนน้ำแข็งที่ไร้ร้างและไม่มีมนุษย์อาศัยอยู่ได้









ดวงอาทิตย์หล่อเลี้ยงทุกชีวิตบนโลกความอบอุ่นช่วยสร้างสภาพอากาศ ทำให้น้ำลอยขึ้นจากมหาสมุทร

แล้วเคลื่อนตัวไปเหนือทวีปต่างๆ



แดด ฝนและหิมะทำให้ผืนแผ่นดินเหมาะสมต่อการยังชีพ






แต่ดวงอาทิตย์ของเราไม่ได้มีแต่เพียงความอบอุ่น หากยังมีแสงสว่าง ปาฏิหาริย์ของพืชพรรณก็คือความสามารถในการใช้แสงอาทิตย์ช่วยในการเจริญเติบโต ด้วยวิธีสังเคราะห์แสง พืชจะเปลี่ยนน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ให้กลายเป็นคาร์โบไฮเดรต และปล่อยออกซิเจนออกมา ส่วนสัตว์นั้นจะเก็บเกี่ยวพลังงานจากแสงอาทิตย์ด้วยเช่นกัน

ในด้านความอบอุ่น ถ้าปราศจากความอบอุ่น สัตว์เช่นจระเข้ ก็จะไม่มีพลังงานในการย่อยอาหาร หรือโหนกบนหลังของอัลลิเกเตอร์ มีวิวัฒนาการขึ้นมาเพื่อดูดซับแสงอาทิตย์ พวกมันดูดซับความร้อนผ่านผิวหนัง และส่งผ่านไปยังกระแสเลือด เพื่ออาหารที่มันกินจะเน่าเปื่อยภายในกระเพาะของอัลลิเกเตอร์ พวกมันจึงจำเป็นต้องนอนอาบแดด




บนดวงอาทิตย์นั้น มีจุดกลมขนาดเล็กซึ่งเป็นบริเวณที่เย็นและเรียกว่า "จุดดับบนดวงอาทิตย์" มันเกิดขึ้นบนพื้นผิวของดวงอาทิตย์ที่ลุกโชน จุดบนดวงอาทิตย์นั้น เป็นที่ๆ สนามแม่เหล็กจะรุนแรง ในแต่ละวันสนามแม่เหล็กที่ออกมาจากจุดดับบนดวงอาทิตย์นั้น เหมือนกับน้ำพุที่พุ่งขึ้นมาตรงกลาง แรงและกระจายไปทั่ว สนามแม่เหล็กจะออกมาจากจุดดับบนดวงอาทิตย์เพียงหนึ่งจุดอาจจะที่ขั้วเหนือเหมือนกับแม่เหล็ก แล้วพุ่งลงไปที่จุดดับอีกจุดหนึ่งที่อยู่ขั้วใต้ภายในแม่เหล็กดวงอาทิตย์ขนาดใหญ่ พลาสมาบนดวงอาทิตย์ช่วยบอกถึงเส้นสนามแม่เหล็กระหว่างขั้วเหนือกับขั้วใต้

เมื่อดวงอาทิตย์มีการเปลี่ยนแปลง สนามแม่เหล็กก็จะทวีความซับซ้อนขึ้น นั่นคือสิ่งที่ทำให้เกิดจุดดับบนดวงอาทิตย์มากยิ่งขึ้น



ในระบบสุริยะมีการเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอทุก 11 ปีหรือประมาณนั้นเมื่อปี 1985 พื้นที่สนามแม่เหล็กส่วนใหญ่เป็นสีเทาและดูเงียบสงบ แต่ในปี 1991 กลับกลายเป็นความโกลาหลทางแม่เหล็กครั้งใหญ่ จากนั้นทุกอย่างก็เริ่มสงบลง และพายุครั้งยิ่งใหญ่ในช่วงปี 2000 ก็กลับเริ่มขึ้นอีกครั้ง ช่วงเวลาที่กิจกรรมบนดวงอาทิตย์ทวีความรุนแรงถึงขีดสุด และทำให้เราเห็นถึงลักษณะของดวงอาทิตย์มากกว่าที่เคยเห็นในอดีต อีกทั้งมีแรงรบกวนส่งผ่านจากดวงอาทิตย์มาสู่โลกของเรา

จุดจบของดวงอาทิตย์นั้นเร็วมาก ภายในเวลา 3 พันล้านปี ทุกชีวิตบนโลกก็จะถูกแผดเผา ดวงอาทิตย์จะสูญเสียสมดุล และทุกอย่างก็จะเปลี่ยนไปมาระหว่างการหลอมละลายและแรงโน้มถ่วง ไฮโดรเจนที่เหลือจะเคลื่อนไปที่ริมขอบดวงอาทิตย์และระเบิดออกไป ขณะที่แกนในของฮีเลียมจะเผาผลาญ ดวงอาทิตย์จะมีขนาดใหญ่ขึ้น ดาวเคราะห์ชั้นในก็จะถูกดูดกลืน ขั้วน้ำแข็งบนดาวอังคารหลอมละลาย พายุลมร้อนจะโหมกระหน่ำใส่ดาวเคราะห์ชั้นนอก ดาวเสาร์จะถูกพัดจนเหลือแต่แกน วงแหวนน้ำแข็งละลายจนระเหยกลายเป็นไอ ดาวพฤหัสบดีที่เคยยิ่งใหญ่ จะต้องหมดความสำคัญลงไปเพราะว่าดวงจันทร์บริวารจะทำให้แผ่นน้ำแข็งละลายลงแล้วก่อให้เกิดน้ำท่วมอย่างรุนแรง



ระบบสุริยะของเรานี้จะไม่เหมือนเดิม ถ้าตอนนี้ดวงอาทิตย์กำลังกินตัวเองและอีกไม่นาน ก็จะหดตัวเล็กลงจนเหลือเป็นเพียง "ดาวแคระขาว" (white dwarf) เท่านั้น และสิ้นสุดชีวิตดาวฤกษ์ กลายเป็นดาวที่ตายดับไปในที่สุด และในขั้นสุดท้ายมันก็จะเหลือเพียงผงธุลี และความตายก็จะมาเยือนดาวเคราะห์ทุกดวง

เวลาใกล้หมดลงแล้วสำหรับระบบสุริยะนี้ ดวงอาทิตย์ที่ครั้งหนึ่งเคยหล่อเลี้ยงให้ชีวิต กำลังจะกลืนกินเราเข้าไป

มันจะปล่อยเถ้าธุลี ออกมาตามกระแสลมสุริยะ และจับตัวกันเป็นก้อน

แต่อีกไม่นานก็จะรวมตัวกันจนกลายเป็นดาวฤกษ์ดวงใหม่ ดาวเคราะห์ดวงใหม่และการถือกำเนิดชีวิตใหม่

ปรากฎการณ์บนดวงอาทิตย์

โคโรนา (อังกฤษ: Corona) คือพลาสมาชนิดหนึ่งในชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์หรือวัตถุท้องฟ้าอื่นๆ ที่แผ่   พุ่งออกไปในอวกาศเป็นระยะทางหลายล้านกิโลเมตร สามารถมองเห็นได้ง่ายในเวลาที่เกิดสุริยุปราคา

จุดมืดดวงอาทิตย์ หรือ จุดดับบนดวงอาทิตย์ (อังกฤษ: Sunspot) คือ พื้นที่ส่วนหนึ่งบนชั้นโฟโตสเฟียร์ของดวงอาทิตย์ซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่าบริเวณโดยรอบ และมีสนามแม่เหล็กที่มีปั่นป่วนสูงมาก ซึ่งได้ทำให้เกิดการขัดขวางกระบวนการพาความร้อนบนพื้นผิวดวงอาทิตย์ เกิดเป็นพื้นที่ที่มีความเข้มของแสงต่ำกว่าบริเวณโดยรอบ อย่างไรก็ตาม มันยังคงมีอุณหภูมิสูงถึง 4000-4500 เคลวิน เทียบกับบริเวณปกติโดยรอบที่มีอุณหภูมิประมาณ 5800 เคลวิน ถ้าเรานำจุดมืดออกมาจากดวงอาทิตย์มันจะสามารถเปล่งแสงสว่างได้มากกว่าแสงจากการเชื่อมเหล็ก เสียอีก จุดมืดยังเป็นสาเหตุของการเกิดปรากฏการณ์บนดวงอาทิตย์อีกมาก เช่น บ่วงโคโรนา(Coronal loop) และ การเชื่อมกันของสนามแม่เหล็ก (Magnetic reconnection) นอกจากนี้การระเบิดใหญ่บนดวงอาทิตย์ (Solar flare) และ การพ่นมวลโคโรนา (Coronal Mass Ejection) ก็ยังเกิดขึ้นในบริเวณสนามแม่เหล็กรอบๆ จุดมืดอีกด้วย

เปลวสุริยะ (อังกฤษ: Solar flare) คือการระเบิดใหญ่ในชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ ที่ปลดปล่อยพลังงานออกมาถึง 6 × 10²⁵ จูล^[1] (ประมาณ 1 ใน 6 ของพลังงานที่ปลดปล่อยจากดวงอาทิตย์ทุกวินาที) คำนี้สามารถใช้เรียกปรากฏการณ์ลักษณะเดียวกันที่เกิดขึ้นบนดาวฤกษ์อื่นๆ โดยจะเรียกว่าเปลวดาวฤกษ์ (stellar flare)

เปลวสุริยะส่งผลกระทบต่อชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ทั้งหมด (โฟโตสเฟียร์, โครโมสเฟียร์, และโคโรนา) ทำให้พลาสมามีความร้อนถึงหลายสิบล้านเคลวิน และเร่งอนุภาคอิเล็กตรอน โปรตอนและไอออนหนักจนเข้าใกล้ความเร็วแสง เกิดการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านข้ามสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทุกช่วงความยาวคลื่น นับตั้งแต่คลื่นวิทยุไปจนถึงรังสีแกมมา เปลวสุริยะส่วนมากจะเกิดขึ้นในย่านแอ็กทีฟเช่น บริเวณจุดมืดดวงอาทิตย์ ซึ่งมีสนามแม่เหล็กกำลังแรง รังสีเอ็กซ์และการแผ่รังสีอุลตราไวโอเล็ตที่แผ่ออกมาโดยเปลวสุริยะสามารถส่งผลกระทบต่อชั้นบรรยากาศของโลก และทำลายการสื่อสารด้วยคลื่นวิทยุช่วงยาว การปะทะของคลื่นโดยตรงที่ความยาวคลื่นขนาดเดซิเมตรอาจรบกวนการทำงานของเรดาร์และอุปกรณ์อื่นๆ ที่ทำงานในช่วงความถี่ดังกล่าว

สปิคูล (อังกฤษ: Spicule) ในการศึกษาด้านฟิสิกส์สุริยะ หมายถึง ลำพลังงานในชั้นโครโมสเฟียร์ของดวงอาทิตย์ที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 500 กิโลเมตร เคลื่อนที่ขึ้นสูงสู่ชั้นโฟโตสเฟียร์ด้วยความเร็วประมาณ 20 กิโลเมตร/วินาที ผู้ค้นพบคือคุณพ่อแองเจโล เซคชี แห่งหอดูดาววาติกัน กรุงโรม เมื่อปี ค.ศ. 1877

ดวงอาทิตย์

  ดวงอาทิตย์

       ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกของเรามากที่สุด มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นก๊าซไฮโดรเจน ที่ใจกลางของดวงอาทิตย์ มีอุณหภูมิและแรงดันสูงมาก จนทำให้ก๊าซไฮโดรเจนหลอมรวมกันเป็นก๊าซฮีเลียม และแผ่พลังงานออกมาอย่างมหาศาล เป็นความร้อนและแสงสว่าง เราเรียกปฏิกิริยานี้ว่า "ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน"  พลังงานความร้อน และแสงสว่าง จากดวงอาทิตย์นี้เอง ที่เอื้อให้เกิดสิ่งมีฃีวิตบนโลกของเรา

โครงสร้างภายในของดวงอาทิตย์ ประกอบไปด้วย

         1. แกนกลาง มีอุณหภูมิสูงกว่า 15 ล้านเคลวิน

         2. โชนการแผ่รังสี พลังงานความร้อนถ่ายทอดออกสู่ส่วนนอกในรูปแบบคลื่น

         3. โซนการพาความร้อน อยู่เหนือโซนการแผ่รังสี พลังงานความร้อนในโซนนี้ถูกถ่ายทอดออกสู่ส่วนนอก โดยการ                       เคลื่อนที่ของก๊าซ

         4. โฟโตสเฟียร์ เป็นพื้นผิวของดวงอาทิตย์ อยู่เหนือโซนการพาความร้อน เราสังเกตพื้นผิวส่วนนี้ได้ในช่วงคลื่นแสง มีอุณหภูมิประมาณ 5,500 เคลวิน

         5. โครโมสเฟียร์ เป็นบริเวณที่อยู่เหนือขึ้นมาจากชั้นโฟโตสเฟียร์ มีอุณหภูมิสูงประมาณ 10,000 เคลวิน

         6. คอโรนา เป็นบรรยากาศชั้นนอกสุดของดวงอาทิตย์แผ่ออกไปในอวกาศหลายล้านกิโลเมตร มีอุณหภูมิสูงมากกว่า 1 ล้านเคลวิน

องค์ประกอบของดวงอาทิตย์

     ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด และเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญที่สุดของโลก ดวงอาทิตย์มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.4 ล้านกิโลเมตร อยู่ห่างจากโลก 150 ล้านกิโลเมตร มีองค์ประกอบเป็นไฮโดรเจน 74% ฮีเลียม 25% และธาตุชนิดอื่น 1% โครงสร้างของดวงอาทิตย์แบ่งออกเป็น 3 ส่วน คือ

           แก่นปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (Nuclear burning core) มีขนาดประมาณ 25% ของรัศมี เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบฟิวชัน เผาไหม้ไฮโดรเจนให้กลายเป็นฮีเลียม มวลบางส่วนได้เปลี่ยนเป็นพลังงาน มีอุณหภูมิสูงถึง 15 ล้านเคลวิน

           โซนการแผ่รังสี (Radiative zone) อยู่ที่ระยะ 25-70% ของรัศมี พลังงานที่เกิดขึ้นจากแก่นปฏิกรณ์นิวเคลียร์ถูกนำขึ้นสู่ชั้นบนโดยการแผ่รังสีด้วยอนุภาคโฟตอน

           โซนการพาความร้อน (Convection zone) อยู่ที่ระยะ 70-100% ของรัศมี พลังงานจากภายในถูกพาออกสู่พื้นผิว ด้วยการหมุนวนของก๊าซร้อน

         อย่างไรก็ตาม พลังงานที่ถูกผลิตขึ้นจากแก่นปฏิกรณ์นิวเคลียร์ต้องใช้เวลาเดินทางนานถึง 170,000 ปี กว่าจะขึ้นสู่พื้นผิวของดวงอาทิตย์ และจะต้องใช้เวลาเดินทางอีก 8 นาที (ด้วยความเร็วแสง 300,000 กิโลเมตร/วินาที) กว่าจะถึงโลก

ใจกลางของดวงอาทิตย์

          อุณหภูมิ ณ ใจกลางของดวงอาทิตย์สูงหลายล้านเคลวิน ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่โปรตอน-โปรตอน (P-P chain) โดยโปรตอนของไฮโดรเจน 6 ตัว รวมตัวกันเป็นนิวเคลียสของฮีเลียม 1 ตัว และโปรตอนของไฮโดรเจนอีก 2 ตัว (6 mp = 1 mHe + 2 mp ดูภาพที่ 2 ประกอบ) มวลสารส่วนหนึ่งเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานจำนวนมหาศาล ตามสมการ มวล-พลังงาน ของ อัลเบิร์ต ไอสไตน์ (Albert Einstein)

โฟโตสเฟียร์

          โฟโตสเฟียร์ (Photosphere) เป็นส่วนพื้นผิวของดวงอาทิตย์ที่เรามองเห็น มีสถานะเป็นก๊าซร้อน “โฟโต” แปลว่า แสง “สเฟียร์” แปลว่า ทรงกลม ดังนั้น “โฟโตสเฟียร์” จึงแปลว่า “ทรงกลมแสง” ใต้ชั้นโฟโตสเฟียร์ลงไปก๊าซอัดตัวกันแน่น จนแสงไม่สามารถโผล่ขึ้นมาได้ แสงอาทิตย์ที่เรามองเห็นมาจากชั้นโฟโตสเฟียร์ซึ่งมีความหนาเพียง 400 กิโลเมตร มีอุณหภูมิประมาณ 5,800 เคลวิน (0 เคลวิน = -273°C) โฟโตสเฟียร์ประกอบด้วย “แกรนูล” (Granule) ซึ่งเป็นเซลล์ของก๊าซร้อนหมุนวนพาความร้อน (convection) จากเบื้องล่างขึ้นมา แล้วเย็นตัวจมลง แกรนูลแต่ละเซลล์มีขนาดประมาณ 1,000 กิโลเมตร มีอายุนานประมาณ 15 นาที ถ้าเราสังเกตดวงอาทิตย์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ติดตั้งแผ่นกรองแสง เราจะสังเกตเห็นว่า ผิวของดวงอาทิตย์นั้นไม่ราบเรียบ แต่ประกอบด้วยเซลล์เล็กๆ จำนวนมากคล้ายกับผิวของลูกบาสเกตบอล

จุดดวงอาทิตย์

          เมื่อดูดวงอาทิตย์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ติดตั้งแผ่นกรองแสง เราจะมองเห็นจุดสีคล้ำบนโฟโตสเฟียร์ซึ่งเรียกว่า “จุดดวงอาทิตย์” (Sunspots) มีมากมายหลายจุด มากบ้าง น้อยบ้าง เปลี่ยนแปลงไป บางครั้งก็เกิดขึ้นนานนับเดือน จุดเหล่านี้มีขนาดประมาณโลกของเราหรือใหญ่กว่า จุดเหล่านี้มิได้มืด แต่มีความสว่างประมาณ 10 เท่าของดวงจันทร์เต็มดวง มีอุณหภูมิประมาณ 4,500 เคลวิน

จุดดวงอาทิตย์เกิดจากการที่สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์บิดเบือน เนื่องจากดวงอาทิตย์มีสถานะเป็นก๊าซ แต่ละส่วนหมุนรอบตัวเองด้วยความเร็วไม่เท่ากัน (Differential rotation) กล่าวคือ ในการหมุนหนึ่งรอบ บริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตรจะใช้เวลา 25 วัน ในขณะที่บริเวณใกล้ขั้วทั้งสองใช้เวลานานถึง 36 วัน ความแตกต่างในการหมุนรอบตัวเองเช่นนี้ มีผลทำให้สนามแม่เหล็กบิดเบือน ในบริเวณที่สนามแม่เหล็กมีกำลังสูง เส้นแรงแม่เหล็กจะกักอนุภาคก๊าซร้อนที่พุ่งขึ้นมาไว้ มิให้ออกนอกเขตของเส้นแรง เมื่อก๊าซร้อนเย็นตัวลงก็จะจมลง ณ ตำแหน่งเดิม ทำให้เรามองเห็นเป็นสีคล้ำ เพราะบริเวณนั้นจะมีอุณหภูมิต่ำกว่าบริเวณโดยรอบ

จุดดวงอาทิตย์มักปรากฏให้เห็นในบริเวณละติจูดที่ 30 องศาเหนือและใต้ และมักปรากฏให้เห็นเป็นคู่เช่นเดียวกับขั้วแม่เหล็ก จุดดวงอาทิตย์มีปรากฏให้เห็นมากเป็นวัฏจักรทุกๆ 11 ปี ดังที่แสดงในกราฟในภาพนี้

พวยก๊าซ และการประทุจ้า

          ก๊าซร้อนบนดวงอาทิตย์พุ่งตัวสูงเหนือชั้นโฟโตสเฟียร์ขึ้นมาหลายหมื่นกิโลเมตร เรียกว่า “พวยก๊าซ” (Prominences) มันเคลื่อนที่เข้าสู่อวกาศด้วยความเร็ว 1,000 กิโลเมตร/วินาที หรือ 3.6 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง ในบางครั้งมีการระเบิดใหญ่กว่าเรียกว่า “การประทุจ้า” (Solar flare) ทำให้เกิดประจุ (ion) พลังงานสูง แผ่รังสีเอ็กซ์ และอุลตราไวโอเล็ต ซึ่งเรียกว่า “พายุสุริยะ” เข้าสู่บรรยากาศชั้นบนของโลก และทำความเสียหายให้แก่ระบบโทรคมนาคม เช่น การสื่อสารผ่านดาวเทียม

 โครโมสเฟียร์

          โคโมสเฟียร์ (Chromosphere) เป็นบรรยากาศชั้นกลางของดวงอาทิตย์ โคโมสเฟียร์แปลว่า “ทรงกลมสี” เพราะเราสามารถมองเห็นมันได้เป็นสีแดงตามขอบของดวงอาทิตย์ ขณะที่เกิดสุริยุปราคาเต็มดวง หรือมองดูด้วยกล้องโทรทรรศน์ติดตั้งแผ่นกรองแสงไฮโดรเจน-อัลฟา โครโมสเฟียร์มีความหนาประมาณ 2,000 กิโลเมตร และมีอุณหภูมิเกือบ 25,000 เคลวิน

 คอโรนา

          คอโรนา (Corona) เป็นบรรยากาศชั้นบนสุด สามารถมองเห็นได้เป็นแสงสีขาว เฉพาะเวลาที่เกิดสุริยุปราคาเต็มดวงมาก โดยมีรูปทรงสอดคล้องกับสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ คอโรนามีอุณหภูมิสูงกว่า 1 ล้านเคลวิน ทำให้อะตอมเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมาก อย่างไรก็ตามบริเวณคอโรนามิได้มีความร้อนสูง เนื่องจากมีก๊าซอยู่เบาบางมาก