การกำเนิดระบบสุริยะ

       ระบบสุริยะเกิดจากกลุ่มฝุ่นและแก๊สในอวกาศซึ่งเรียกว่า “โซลาร์เนบิวลา” (Solar Nebula) รวมตัวกันเมื่อประมาณ 4,600 ล้านปีมาแล้ว (นักวิทยาศาสตร์คำนวณจากอัตราการหลอมรวมไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมภายในดวงอาทิตย์) เมื่อสสารมากขึ้นแรงโน้มถ่วงระหว่างมวลสารมากขึ้นตามไปด้วย กลุ่มฝุ่นและแก๊สยุบตัวหมุนเป็นรูปจานตามหลักอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม ดังภาพที่ 1 แรงโน้มถ่วงที่เพิ่มขึ้นสร้างแรงกดดันที่ใจกลางจนอุณหภูมิสูงถึง 15 ล้านเคลวิน จุดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน หลอมรวมอะตอมของไฮโดรเจนให้เป็นฮีเลียม

ดวงอาทิตย์กำเนิดเป็นดาวฤกษ์

ภาพที่ 1 กำเนิดระบบสุริยะ

                                                                                                                            

       วัสดุรอบๆ ดวงอาทิตย์ (Planetisimal) ยังคงหมุนวนและโคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยโมเมนตัมที่มีอยู่เดิม  มวลสารในวงโคจรแต่ละชั้นรวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์  อิทธิพลจากแรงโน้มถ่วงทำให้วัสดุที่อยู่รอบๆ พุ่งเข้าหาดาวเคราะห์จากทุกทิศทาง  ถ้าทิศทางของการเคลื่อนที่มีมุมลึกก็จะพุ่งชนดาวเคราะห์ ทำให้ดาวเคราะห์นั้นมีขนาดใหญ่และมีมวลเพิ่มขึ้น แต่ถ้ามุมของการพุ่งชนตื้นเกินไปก็อาจจะทำให้แฉลบเข้าสู่วงโคจร และเกิดการรวมตัวกลายเป็นดวงจันทร์บริวาร ดังจะเห็นว่า ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ เช่น ดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์มีดวงจันทร์บริวารหลายดวง  เนื่องจากเป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่มีมวลมากจึงมีแรงโน้มถ่วงมาก ต่างกับดาวพุธซึ่งเป็นดาวเคราะห์ขนาดเล็กมีมวลน้อยจึงมีแรงโน้มถ่วงน้อยจึงไม่มีดวงจันทร์บริวารเลย  ส่วนดาวเคราะห์น้อยและดาวหางนั้นมีรูปทรงเหมือนอุกกาบาต เพราะเป็นดาวขนาดเล็กมีมวลน้อย แรงโน้มถ่วงจึงไม่สามารถเอาชนะแรงยึดเหนี่ยวระหว่างสสารให้ยุบรวมเป็นทรงกลมได้

     หลักฐานที่ยืนยันทฤษฏีกำเนิดระบบสุริยะก็คือ ถ้ามองจากด้านบนของระบบสุริยะ (Top view) จะสังเกตได้ว่า ทั้งดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ และดวงจันทร์บริวารเกือบทุกดวง หมุนรอบตัวเองในทิศทวนเข็มนาฬิกา* และโคจรรอบดวงทิตย์ในทิศทวนเข็มนาฬิกา** และหากมองจากด้านข้างของระบบสุริยะ (Side view) ก็จะสังเกตได้ว่า ดาวเคราะห์และดวงจันทร์บริวารเกือบทุกดวง มีระนาบวงโคจรใกล้เคียงกับระนาบสุริยวิถี (Ecliptic plane) ***  ทั้งนี้ก็เนื่องมาจากระบบสุริยะทั้งระบบกำเนิดขึ้นพร้อมๆ กัน จากการยุบรวมและหมุนตัวของจานฝุ่นใน Solar nebula ดังที่กล่าวมา

ทฤษฎีการกำเนิดระบบสุริยะ

    1.  ทฤษฎีจุดกำเนิดระบบสุริยะของบูฟง (Georges Louis leclere Buffon)   นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส เมื่อ พ.ศ. 2288

เสนอว่า  มีดาวฤกษ์ดวงหนึ่งเคลื่อนที่เข้าใกล้ดวงอาทิตย์มีขนาดใกล้เคียงกัน แล้วแรงดึงดูดระหว่างกันทำให้มวลส่วนหนึ่งหลุดออกมา

กลายเป็นดาวเคราะห์โลก และวัตถุอื่น ๆ ในระบบสุริยะ

     2. ทฤษฏีจุดกำเนิดระบบสุริยะของ ลาพลาส  โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ชื่อ ลาพลาส (Piere Simon Laplace) ได้ร่วมงานกับ คานท์ เมื่อ พ.ศ. 2349 เสนอว่า ระบบสุริยะเกิดมาจากมวลของกลุ่มก๊าซฝุ่นละออง หมอกควัน ซึ่งมีขนาดใหญ่และร้อนจัด รวมกลุ่มกันหมุนรอบตัวเองอย่างช้าๆ ทำให้มีมวลขนาดใหญ่ขึ้น ยุบตัวลง อัดแน่นมากขึ้น หมุนเร็วมากขึ้น ทำให้มวลบางส่วนหลุดออกมาเป็นวงแหวน และวงแหวนมีการหมุนจนหดตัวเป็นดาวเคราะห์ โลก และวัตถุอื่นๆ ในระบบสุริยะ จึงเรียกทฤษฎีของคานท์และลาพลาสว่า “The Nebula Hypothesis”

    3. ทฤษฎีจุดกำเนิดระบบสุริยะของเจมส์ ยีนส์ (Sir James Jeans)   เมื่อประมาณ พ.ศ.2444 เจมส์ ยีนส์ (Sir James Jeans)       นักดาราศาสตร์  ชาวอังกฤษ เสนอไว้ว่า  มีดาวฤกษ์ขนาดใหญ่เคลื่อนที่ผ่านเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดแรงดึงดูดมหาศาล แรงดึงดูดระหว่างดวงอาทิตย์ และดาวฤกษ์  ทำให้มวลบางส่วนของดาวฤกษ์และดวงอาทิตย์หลุดออกมา มวลที่หลุดออกมานี้กลายเป็นดาวเคราะห์ต่างๆ รวมทั้งโลก และสิ่งอื่นๆ ในระบบสุริยะจักรวาล จากทฤษฎีนี้จะเห็นได้ว่า ดวงอาทิตย์เกิดมาก่อนดาวเคราะห์  และดวงอาทิตย์กับดาวเคราะห์หมุนไปทางเดียวกัน ซึ่งทฤษฎีนี้ บูฟง นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสเคยเสนอไว้แล้วเมื่อ พ.ศ.2288  และก่อนหน้านั้น เมื่อ พ.ศ.2443 มีนักวิทยาศาสตร์อเมริกัน 2 คน คือ โทมัน แซมเบอร์ลิน (Thomas Chamberlin) และเอฟ. อาร์. โมลตัน (F.R. Moulton)

โดยใช้หลักการของ บูฟง และเชื่อว่าเนื้อสารของดวงอาทิตย์ในตอนแรกนั้นกระจายเป็นชิ้นเล็กหลายชิ้น แล้วมารวมกันเป็นก้อนใหญ่ขึ้นและหลอมรวมกันเป็นดาวเคราะห์ โลก และวัตถุอื่นๆ ในระบบสุริยะจักรวาล

    4. ทฤษฎีจุดกำเนินระบบสุริยะของ เฟรด ฮอยล์ (Fred Hoyle) และ ฮานส์ อัลเฟน (Hans Alphen)  เมื่อปี พ.ศ.2493

เฟรด  ฮอยล์ (Fred Hoyle) และฮานส์  อัลเฟน (Hans Alphen) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษเสนอทฤษฎีไว้ โดยอาศัยแนวทฤษฎีของ

คานท์  และลาพลาส และหลักฐานจากการศึกษาปรากฏการณ์ท้องฟ้าเพิ่มเติม ซึ่งสรุปความได้ว่า  มีดวงอาทิตย์เกิดขึ้นก่อน ( ดวงอาทิตย์ก่อนเกิด หรือ Protosun ) จากการรวมตัวของกลุ่มก๊าซและฝุ่นละออง ต่อมาดวงอาทิตย์เริ่มมีแสงสว่าง และยังคงมีกลุ่มก๊าซและฝุ่นละอองห้อมล้อมอยู่  โดยหมุนไปรอบๆ ดวงอาทิตย์ กลุ่มก๊าซและฝุ่นละอองเหล่านี้ถูกดึงดูดให้อัดแน่นขึ้น และรวมตัวเป็นก้อนขนาด

ใหญ่ขึ้น จนกลายเป็นก้อนวัตถุขนาดใหญ่โคจรรอบดวงอาทิตย์ ซึ่งก็คือดาวเคราะห์นั่นเอง

     5. ทฤษฎีจุดกำเนินระบบสุริยะของแมคเครีย  ในช่วง พ.ศ.2500 – 2503  แมคเครีย (maxclear) ได้เสนอทฤษฎีมีใจความ  สรุปว่า กลุ่มก๊าซและฝุ่นละอองดั้งเดิมนั้นถูกอัดตัวแน่นเป็นก้อนเล็ก เรียกว่า ฟลอคคูล (Floccules) ซึ่งมีประมาณแสนก้อน ซึ่งก้อนฟลอคคูลเหล่านี้จะเคลื่อนที่ไปมาอยู่อย่างสับสน  บางครั้งจะชนกัน แล้วรวมกันเข้าเป็นก้อนใหญ่ขึ้น ก้อนที่ใหญ่ที่สุดจะมีแรงดึงดูดมาก ดึงดูดเอาก้อนอื่นๆ  เข้าหาตัวเองได้มาก จนกลายเป็นดวงอาทิตย์ ส่วนก้อนที่เหลือก็จะเข้าสู่วงโคจร มีลักษณะคล้ายจานแบนแล้วรวมกันเป็นดาวเคราะห์ขึ้น ปัจจุบัน ทฤษฎีที่กล่าวถึงการกำเนิดของระบบสุริยะจักรวาลจากกลุ่มก๊าซและฝุ่นละออง เป็นทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับกันอย่างกว้างขวาง  เราเรียกทฤษฎีเหล่านี้ว่า  ทฤษฎีเนบิวลา