ดาวศุกร์ (Venus)

ดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์ที่ร้อนที่สุดในระบบสุริยะ บนดาวศุกร์ร้อนถึง 480 องศาเซลเซียส ความร้อนขนาดนี้มากจนทำให้ของทุกอย่างลุกแดงดาวศุกร์มีไอหมอกของกรดกำมะถันปกคลุมอย่างหนาแน่น ไอหมอกนี้ไม่มีวันจางหายแม้ว่าแสงอาทิตย์จะจัดจ้าเพียงไร จึงเป็นไปไม่ได้ที่มนุษย์จะไปเยี่ยมดาวศุกร์ เพราะพอไปถึงเขาจะถูกย่างจนสุกด้วยความร้อนและถูกผลักดันด้วยแรงลม เขาจะหายใจไม่ออกเพราะอากาศหนาหนักที่กดทับตัวนั้นเป็นอากาศพิษจากหมอกควันของกรดอากาศบนดาวศุกร์ประกอบด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งมีมากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศโลกกว่า60เท่าผิวดาวศุกร์แห้งแล้ง เป็นหินและร้อนจัดนอกจากนี้ก็มีรอยแยกลึกและภูเขาไฟดับ
ดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 2 มีขนาดเล็กกว่าโลกเล็กน้อย จึงได้ชื่อว่าเป็นดาวฝาแฝดกับโลก เป็นดาวเคราะห์ที่ปรากฏสว่างที่สุด สว่างรองจากดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ ถ้าเห็นทางทิศตะวันตกในเวลาค่ำเรียกว่า ดาวประจำเมือง และถ้าเห็นทางทิศตะวันออกในเวลาก่อนรุ่งอรุณ เรียกว่า ดาวประกายพรึก ดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์ที่เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกอย่างรุนแรง เพราะมีบรรยากาศหนาทึบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ ดาวศุกร์จึงร้อนมาก อุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยสูงกว่าดาวพุธ ดาวศุกร์มีโอกาสเข้ามาใกล้โลกที่สุด ใกล้กว่าดาวพุธ ซึ่งนักดาราศาสตร์ยุคโบราณเข้าใจผิดคิดว่าอยู่ใกล้โลกที่สุด ลักษณะพิเศษของดาวศุกร์คือ หมุนรอบตัวเอง 1 รอบใช้เวลานานกว่าการเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ 1 รอบ และถ้าเราอยู่บนดาวศุกร์เวลา 1 วัน จะไม่ยาวเท่ากับเวลาที่ดาวศุกร์หมุนรอบตัวเอง 1 รอบ นี่คือลักษณะพิเศษที่ดาวศุกร์ไม่เหมือนดาวเคราะห์ดวงใดๆ นอกจากนี้ดาวศุกร์ยังหมุนตามเข็มนาฬิกาหรือหมุนจากทิศตะวันออกไปทิศตะวันตก ในขณะที่เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์จากทิศตะวันตกไปทิศตะวันออก ดาวศุกร์จึงหมุนสวนทางกับดาวเคราะห์ดวงอื่น และหมุนสวนทางกับการเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ ดาวศุกร์หมุนรอบตัวเองรอบละ 243 วัน แต่ 1 วันของดาวศุกร์ยาวนานเท่ากับ 117 วันของโลก เพราะตั้งแต่ดวงอาทิตย์ขึ้นจนถึงดวงอาทิตย์ตกยาวนาน 58.5 วันของโลก ดาวศุกร์เคลื่อนรอบดวงอาทิตย์รอบละ 225 วัน 1 ปีของดาวศุกร์จึงยาวนาน 225 วันของโลก

การสำรวจดาวศุกร์โดยยานอวกาศ ยานอวกาศลำแรกที่ถ่ายภาพเมฆดาวศุกร์ได้ คือยานอวกาศของสหรัฐอเมริกา ชื่อยานมารีเนอร์ 10 เมื่อ 5 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2517 ยานอวกาศลำแรกที่ได้ถ่ายภาพพื้นผิวดาวศุกร์ได้ คือยานอวกาศเวเนรา 9 ของรัสเซีย ซึ่งลงสัมผัสพื้นผิวของดาวศุกร์เมื่อ 21 ตุลาคม พ.ศ. 2518 ต่อมามียานอวกาศไปสำรวจดาวศุกร์อีกหลายลำ ลำล่าสุดที่ถ่ายภาพโดยอาศัยระบบเรดาร์ คือยานแมกเจลแลน เมื่อ 29 ตุลาคม พ.ศ. 2534

เมื่อ พ.ศ. 2170 โจฮันส์ เคปเลอร์ เป็นนักดาราศาสตร์คนแรกที่คำนวณได้ล่วงหน้าว่า จะเกิดปรากฏการณ์ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ ในวันที่ 6 ธันวาคม พ.ศ. 2174 ต่อมาในปี พ.ศ. 2259 เอ็ดมันด์ ฮัลเลย์ ได้คำนวณการเกิดปรากฏการณ์ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ในปี พ.ศ. 2304 และ 2312 พร้อมเสนอว่า สามารถใช้ปรากฏการณ์นี้ในการวัดระยะทาง 1 หน่วยดาราศาสตร์ได้
ดาวศุกร์ ดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่สอง มีขนาดใกล้เคียงกับโลก จึงชื่อว่าเป็น "ฝาแฝดโลก" ดาวศุกร์มีวงโคจรอยู่ชั้นในเช่นเดียวกับดาวพุธ จึงทำให้เราสามารถมองเห็นดาวศุกร์ได้เช่นเดียวกับดาวพุธคือ ทางด้านทิศตะวันตกหลังอาทิตย์ลับของฟ้าไปแล้วสูงประมาณ 45 องศา เรียกว่าดาวศุกร์นี้ว่า "ดาวประจำเมือง" และด้านทิศตะวันออกก่อนดวงอาทิตย์ขึ้น เรียกว่า "ดาวรุ่ง" หรือ "ดาวประกายพรึก" ซึ่งเราสามารถมองเห็น เป็นดาวเด่นอยู่บนท้องฟ้าสวยงามมาก ชาวกรีกโบราณจึงยกให้ดาวศุกร์แทน เทพวีนัส เทพแห่งความงาม เมื่อมองด้วยกล้องโทรทรรศน์จะเห็นลักษณะของดาวศุกร์เว้าแว่งเป็นเสี้ยวคล้าย กับดวงจันทร์เช่นกัน


เปลือกชั้นนอกของดาวศุกร์ จะเป็นชั้นของหินซิลิเกตมีหลุมอุกกาบาตไม่มาก มีที่ราบขนาดใหญ่สองแห่งคือ ที่ราบอะโฟรไดท์ ( Aphrodite) ขนาดราวทวีปอัฟริกา และที่ราบอิชทาร์ (Ishtar) ขนาดราวทวีปออสเตรเลีย และมีแนวภูเขาเหยียดยาว กับปล่อยภูเขาไฟที่พ่นธารลาวาออกมา ชั้นกลางเป็นหินกับโลหะ ส่วนแกนกลาง เป็นเหล็กและนิเกิลที่หลอมเหลว


บรรยากาศของดาวศุกร์ ประกอบด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 97% ไนโตรเจน 3.5% ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และ อาร์กอน 0.5% มีชั้นเมฆคาร์บอนไดออกไซด์ที่หนาทึบมาก ปกคลุมดาวศุกร์ทั้งดวงทำให้สะท้อนแสงอาทิตย์ได้ดี จึงเห็นดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์ที่สว่างสุกใสมาก และยานอวกาศที่ไปสำรวจดาวศุกร์ก็ไม่สามารถถ่ายภาพพื้นผิว โดยตรงได้ ต้องอาศัยคลื่นเรดาห์ผ่านทะลุชั้นเมฆแล้วนำมาวิเคราะห์ด้วยคอมพิวเตอร์อีกครั้ง
อุณหภูมิของดาวศุกร์ ด้วยชั้นเมฆหนาของดาวศุกร์ทำให้เกิดสภาวะเรือนกระจก อุณหภูมิบนดาวศุกร์สูงมาก ประมาณ 500 องศาเซลเซียส ตลอดทั้งกลางวันและกลางคืน

ดาวศุกร์ เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 2 ชื่อละตินของดาวศุกร์ (Venus) มาจากเทพีแห่งความรักของโรมัน ดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์หิน มีขนาดใกล้เคียงกับโลก บางครั้งเรียกว่า "น้องสาว" ของโลก แม้ว่าวงโคจรของดาวเคราะห์ทุกดวงจะเป็นวงรี วงโคจรของดาวศุกร์จัดว่าเกือบเป็นวงกลม มีความเยื้องศูนย์กลาง (ความรี) น้อยที่สุด

สำหรับวัตถุในธรรมชาติ ดาวศุกร์เป็นวัตถุท้องฟ้าที่สว่างที่สุดเป็นลำดับที่ 3 รองจากดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ เนื่องจากดาวศุกร์มีวงโคจรใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าโลก จึงมีมุมห่างจากดวงอาทิตย์ไม่เกิน 47.8° มองเห็นได้เฉพาะในเวลาเช้ามืดหรือหัวค่ำเท่านั้น ขณะปรากฏในท้องฟ้าเวลาหัวค่ำทางทิศตะวันตก เรียกว่า "ดาวประจำเมือง" และเมื่อปรากฏในท้องฟ้าเวลาเช้ามืดทางทิศตะวันออก เรียกว่า "ดาวประกายพรึก" หรือ "ดาวรุ่ง"

ชาวบาบิโลนโบราณรู้จักดาวศุกร์มาตั้งแต่ราว 1,600 ปีก่อนคริสตกาล แต่เชื่อว่าด้วยความสว่างสุกใสของดาวศุกร์ น่าจะเป็นที่รู้จักมาก่อนหน้านั้นนานแล้วนับตั้งแต่ยุคก่อนประวัติศาสตร์ สัญลักษณ์แทนดาวศุกร์ คือ ♀

สังเกตเห็นได้ด้วยตาเปล่า โดยสามารถมองเห็นได้ทางขอบฟ้าด้านทิศตะวันตกในเวลาใกล้ค่ำ เราเรียกว่า"ดาวประจำเมือง" (Evening Star) ส่วนช่วงเช้ามืดปรากฏให้เห็นทางขอบฟ้าด้านทิศตะวันออกเรียกว่า "ดาวรุ่ง" (Morning Star) เรามักสังเกตเห็นดาวศุกร์มีแสงส่องสว่างมากเนื่องจาก ดาวศุกร์มีชั้นบรรยากาศที่ประกอบไปด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ มีผลทำให้อุณหภูมิพื้นผิวสูงขึ้น ดาวศุกร์หมุนรอบตัวเองจากทิศตะวันออกไปยังทิศตะวันตก ไม่มีดวงจันทร์เป็นดาวบริวาร
วศุกร์
ดาวศุกร์ส่องสว่างมากเพราะมีชั้นบรรยากาศที่ประกอบด้วยเมฆหนาทึบ ทำให้สะท้อนแสงอาทิตย์ได้เป็นอย่างดี แต่เมฆหน้าทึบนี้ก็เป็นอุปสรรค์ในการสังเกตพื้นผิวดาวจากโลก ในช่วงก่อนทศวรรษ 1960 นักดาราศาสตร์คาดการณ์ว่าใต้ชั้นเมฆหนาทึบนั้นอาจจะเป็นผิวดาวที่มีน้ำและชีวิตในลักษณะเดียวกับโลกก็เป็นได้ ในเวลานั้นการสำรวจพื้นผิวดาวศุกร์ทำได้โดยใช้เรดาร์เท่านั้น เพราะมีเพียงเรดาร์ที่สามารถส่องทะลุชั้นเมฆหนาแน่นได้ แต่เรดาร์ก็มีความละเอียดต่ำมาก จึงใช้สำรวจภูมิประเทศได้แต่เพียงหยาบ ๆ ต่อมาในปี ค.ศ. 1962 ประเทศสหรัฐอเมริกาส่งนายอวกาศลำแรกไปสำรวจดาวศุกร์ คือ ยานมารีเนอร์ 2 (Mariner 2) และในปี ค.ศ.1975 ประเทศรัสเซียก็ส่งยานเวเนอรา 7 (Venera 2) ลงไปจอดบนผิวดาวได้เป็นครั้งแรก ข้อมูลจากยานเวเนอราทำให้นักดาราศาสตร์ทราบความจริงว่า พื้นผิวดาวศุกร์ที่เคยคาดว่าเหมาะสมกับการดำรงชีพเช่นเดียวกับโลกกับกลายเป็นพื้นผิวที่ไม่ต่างจากลักษณะของขุมนรกในจินตนาการ
พื้นผิวของดาวศุกร์มีอุณหภูมิค่อนข้างคงที่ มีอุณหภูมิเฉลี่ย 464 องศาเซลเซียส (737 เคลวิน) ซึ่งร้อนพอที่จะหลอมตะกั่วได้ และมีความดันสูงถึง 92 เท่าของความดันบรรยากาศโลก ซึ่งเทียบได้กับความดันของน้ำได้ทะเลที่ความลึกถึง 900 เมตร บรรยากาศเกือบทั้งหมดประกอบด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (96.5%) และมีก๊าซไนโตรเจนปะปนอยู่เป็นส่วนน้อย (3.5%) ผิดดาวศุกร์มีภูเขาไฟระเบิดและธารลาวาไหลอยู่ทั่วไป


ดาวศุกร์มีลีกษณะการหมุนรอบตัวเองที่แปลกกว่าดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ คือ หมุนรอบตัวเองช้ามาก วันหนึ่งของดาวศุกร์มีความยาว 243 วันของโลก ดาวศุกร์จึงเป็นดาวที่เวลา 1 วัน นานกว่า 1 ปี นอกจากนี้ดาวศุกร์ยังหมุนรอบตัวเองตามเข็มนาฬิกา ซึ่งกลับข้างกับดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ที่หมุนทวนเข็มนาฬิกา
ดาวศุกร์แทบไม่มีสนามแม่เหล็กอยู่เลย คาดว่าน่าจะมาจากสาเหตุที่ดาวศุกร์หมุนรอบตัวเองช้ามาก ผลอีกประการหนึ่งของการที่ดาวศุกร์หมุนรอบตัวเองช้า คือพื้นผิวดาวศุกร์มีลมพัดเพียงเอื่อย ๆ เท่านั้น ทำให้พื้นผิวดาวยิ่งร้อนระอุขึ้นไปอีก

ดาวพฤหัสบดี (Jupiter)

ดาวพฤหัสบดีเป็นดาวเคราะห์ยักษ์ เพราะมีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวกว่าโลก 11.2 เท่า นอกจากนี้ยังได้ชื่อว่าเป็นดาวเคราะห์ก๊าซ เพราะมีองค์ประกอบเป็นก๊าซไฮโดรเจนและฮีเลียมคล้ายในดวงอาทิตย์ ความหนาแน่นของดาวพฤหัสบดีจึงต่ำ (1.33 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร) เมื่อดูในกล้องโทรทรรศน์ จะเห็นเป็นดวงกลมโตกว่าดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ พร้อมสังเกตเห็นบริวาร 4 ดวงใหญ่เรียงกันอยู่ในแนวเส้นศูนย์สูตรด้วย กาลิเลโอเป็นนักดาราศาสตร์คนแรกที่ใช้กล้องส่องพบบริวารสี่ดวงใหญ่นี้ จึงได้รับเกียรติว่าเป็นดวงจันทร์ของกาลิเลโอ

ความเป็นที่สุดของดาวพฤหัสบดี ใหญ่ที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ทั้งหลาย โดยมีเส้นผ่านศุนย์กลางเป็น 11.2 เท่าของโลก ขนาดเชิงมุมใหญ่ที่สุดเท่ากับ 50.0 ฟิลิปดา มีมวลสารมากที่สุดโดยมีเนื้อสารเป็น 318 เท่าของโลก หรือ 2.5 เท่าของดาวเคราะห์อื่นและบริวารรวมกัน มีปริมาตรมากที่สุด ถ้าดาวพฤหัสบดีกลวงจะสามารถจุโลกได้ 1,430 โลก หมุนรอบตัวเองเร็วที่สุด โดยใช้เวลาไม่ถึง 10 ชั่วโมงในการ หมุนรอบตัวเอง 1 รอบ ดังนั้น 1 วันบนดาวพฤหัสบดีจึงสั้นที่สุดด้วย การหมุนรอบตัวเองอย่างรวดเร็วของดาวเคราะห์ ทำให้เกิดแรงเหวี่ยงหนีออกจากจุดศูนย์กลาง ดาวพฤหัสบดีจึงโป่งออกบริเวณเส้นศูนย์สูตร ซึ่งสามารถสังเกตได้แม้ในรูปขนาดเล็ก มีความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่ผิวมากที่สุด โดยมีค่าเป็น 2.53 เท่าของโลก นั่นหมายความว่าถ้าเราอยู่บนดาวพฤหัสบดีเราจะหนักเป็น 2.53 เท่าของน้ำหนักบนโลก มีความเร็วของการผละหนีที่ผิวมากที่สุด (60 กิโลเมตรต่อวินาที เทียบกับ 11.2 กิโลเมตรต่อวินาทีที่ผิวโลก) ดังนั้นก๊าซไฮโดรเจนและก๊าซฮีเลียมที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่ำ จึงไม่สามารถหนีจากดาวพฤหัสบดีได้ เป็นราชาแห่งดาวเคราะห์เพราะความเป็นที่สุดดังกล่าวข้างต้น นอกจากนี้ยังเป็นระบบสุริยะย่อยๆ เพราะมีบริวารอย่างน้อย 16 ดวง เคลื่อนไปรอบๆ คล้ายดวงอาทิตย์ที่มีดาวเคราะห์โคจรรอบ 9 ดวง สมบัติอื่นๆ ของดาวพฤหัสบดีคือ มีจุดแดงใหญ่อยู่ที่ละติจูด 22 องศา มีขนาดโตกว่า 3 เท่าของโลก จุดแดงใหญ่เป็นพายุหมุนที่เกิดในบรรยากาศของดาวพฤหัสบดี สังเกตุพบครั้งแรกโดย รอเบิร์ด ฮุค เมื่อ พ.ศ. 2207 และแคสสินี ในปีพ.ศ. 2208 จุดแดงใหญ่มีอายุอยู่ได้นานเพราะมีขนาดใหญ่ ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าเกิดขึ้นได้อย่างไร และไม่มีใครบอกได้ว่าจุดแดงใหญ่จะหายไปเมื่อใด มีแถบและเข็มขัดขนานกันในแนวเส้นศูนย์สูตร เมื่อดูจากภาพถ่ายหรือดูในกล้องโทรทรรศน์ที่มีกำลังขยายสูง จะเห็นแถบกว้างหลายแถบ ระหว่างแถบมีร่องลึกคล้ายแข็มขัดหลายเส้น เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดในบรรยากาศของดาวพฤหัสบดี
ดาวพฤหัสบดีให้ความร้อนและคลื่นวิทยุออกมามากกว่าดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ และมากกว่าที่ได้รับจากดวงอาทิตย์ ทั้งนี้อาจเป็นเพราะว่าใจกลางของดาวพฤหัสบดี มีอุณหภูมิสูงประมาณ 30,000 องศาเซลเซียส มีบริวารอย่างน้อย 16 ดวง และบริวาร 4 ดวงใหญ่ ที่ชื่อว่า ไอโอ ยูโรปา แกนิมีด และคัลลิสโต ค้นพบโดยกาลิเลโอ เมื่อ พ.ศ. 2153 ทำให้กาลิเลโอมั่นใจ และสนันสนุนทฤษฎีของโคเปอร์นิคัสเกี่ยวกับระบบสุริยะว่า เป็นทฤษฎีที่ถูกต้อง ดาวพฤหัสบดีจึงเป็นระบบย่อยๆ ที่มีบริวารวิ่งวนอยู่โดยรอบ แบบเดียวกันกับที่ดาวเคราะห์ทั้งหลายต่างเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ การเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์เทียบกับดาวฤกษ์รอบละ 11.86 ปี หรือเกือบ 12 ปี ทำให้เห็นดาวพฤหัสบดีเคลื่อนที่ผ่านกลุ่มดาวจักรราศีได้ปีละ 1 กลุ่ม หรือผ่านครบ 12 ราศีในเวลาประมาณ 12 ปี

การสำรวจดาวพฤหัสบดีโดยยานอวกาศ มียานอวกาศหลายลำที่ได้สำรวจดาวพฤหัสบดี ทำให้ได้ภาพถ่าย ดาวพฤหัสบดีในระยะใกล้ และค้นพบบริวารเพิ่มเติมหลายดวง ยานอวกาศลำแรกที่ไปเฉียดดาวพฤหัสบดีคือ ยานอวกาศไพโอเนียร์ 10 ของสหรัฐอเมริกา ออกจากโลกเมื่อ พ.ศ. 2515 และไปเฉียดดาวพฤหัสบดีในปี พ.ศ. 2516 ยานได้ส่งภาพถ่ายดาวพฤหัสบดี กลับมาจำนวนมาก ยานอวกาศวอยเอเจอร์ 1 และ 2 เป็นยานอวกาศของสหรัฐอเมริกาอีก 2 ลำที่ออกเดินทางจากโลกเมื่อพ.ศ. 2522 จากภาพถ่ายในระยะใกล้นี้ ทำให้นักดาราศาสตร์ค้นพบวงแหวนบางๆ 3 ชั้นของดาวพฤหัสบดี ยานอวกาศกาลิเลโอ เป็นยานอวกาศที่ส่งออกจากโลกแล้วอาศัยแรงเหวี่ยงของดาวศุกร์ และของโลกก่อนที่จะไปถึงดาวพฤหัสบดี ซึ่งดึงยานกาลิเลโอไว้เป็นบริวาร ยานจึงวนรอบดาวพฤหัสบดี ในขณะที่ส่งยานลำลูกฝ่าบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีด้วย เส้นทางการเคลื่อนที่ของยานกาลิเลโอที่ต้องอาศัยแรงเหวี่ยงของดาวศุกร์ 2 ครั้ง ของโลก 1 ครั้งก่อนที่จะไปวนรอบดาวพฤหัสบดี จึงมีชื่อเส้นทางการเคลื่อนที่ว่า VVEJ (Venus Venus Earth Jupiter)

ขณะนี้ยานกาลิเลโอลำแม่ยังเคลื่อนที่รอบดาวพฤหัสบดี บางรอบผ่านใกล้บริวารขนาดใหญ่ของดาวพฤหัสบดี ซึ่งได้แก่ ไอโอ ยูโรปา แกนิมีด และคัลลิสโต ก่อนที่จะถึงดาวพฤหัสบดี ยานอวกาศกาลิเลโอได้ผ่านใกล้ดาวเคราะห์น้อย 2 ดวง คือ แกสปรา เมื่อ 29 ตุลาคม พ.ศ. 2534 และไอดา เมื่อวันที่ 28 สิงหาคม พ.ศ. 2536 ยานอวกาศกาลิเลโอได้เข้าสู่วงโคจรรอบดาวพฤหัสบดีครั้งแรก เมื่อเดือนธันวาคม พ.ศ. 2538 และได้ผ่านเฉียดบริวารไอโอเพียง 900 กิโลเมตร โดยมีกำหนดเข้าใกล้ไอโอมากกว่านี้ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2543 ไอโอ คือบริวารที่พบว่ามีภูเขาไฟกำลังจะระบิดอยู่หลายแห่ง เมื่อผ่านเข้าใกล้ยูโรปา ซึ่งเล็กกว่าดวงจันทร์ของโลกเราเล็กน้อย พบว่าพื้นผิวของยูโรปาปกคลุมด้วยน้ำแข็งที่หนาทึบ มีหลุมบ่อไม่มาก สันนิษฐานว่า เมื่ออุกกาบาตวิ่งเข้าชนจนเกิดหลุมแล้ว น้ำที่เกิดขึ้นจะแข็งตัวกลบหลุมอีกครั้งหนึ่ง นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสงสัยว่า กระบวนการที่น้ำแข็ง ละลาย -> แข็งตัว -> ละลาย อาจเกิดขึ้นบนยูโรปาด้วยสาเหตุอื่น เช่นแรงน้ำขึ้น - น้ำลง แกนิมีดเป็นก้อนน้ำแข็งสกปรกขนาดใหญ่ เป็นบริวารดวงใหญ่ที่สุดของดาวพฤหัสบดี และขอบระบบสุริยะ มีขนาดใหญ่กว่าดาวพุธ มีพื้นผิวที่ขรุขระเหี่ยวย่น และมีหลุมอุกกาบาตหลายแห่ง มีลักษณะไม่เหมือนบริวารดวงอื่น แกนิมีดอยู่ใกล้ดาวพฤหัสบดีจึงมีแรงน้ำขึ้น-น้ำลงจากดาวพฤหัสบดีค่อนข้างมาก คัลลิสโตมีขนาดโตพอๆ กับดาวพุธ เป็นบริวารที่มีหลุมอุกกาบาตมากกว่าบริวารดวงอื่น พื้นผิวน้ำแข็งของคัลลิสโตอาจหนาแน่นกว่าของแกนิมีดหลายเท่า น้ำแข็งอาจลงไปลึกหลายร้อยกิโลเมตร อุณหภูมิของคัลลิสโตต่ำมาก เครื่องมือวัดอุณหภูมิในยานวอยเอเจอร์ วัดอุณหภูมิเวลากลางวันของคัลลิสโตได้ -118 องศา เซลเซียส ในขณะเวลากลางคืนอุณหภูมิเป็น -193 องศาเซลเซียส เมื่อวันที่ 7 ธันวาคม พ.ศ. 2538 ยานอวกาศกาลิเลโอผ่านใกล้ไอโอ โดยอยู่สูงจากภูเขาไฟของไอโอเพียง 1,000 กิโลเมตร แต่โชคไม่ดีที่เกิดความผิดพลาดทางเทคนิค จึงไม่สามารถบันทึกข้อมูลที่น่าสนใจได้ ต่อมาในเดือนกุมภาพันธ์ ปีพ.ศ. 2543 ยานอยู่ห่างไอโอเพียง 200 กิโลเมตรเท่านั้น
สัญลักษณ์

ดาวพฤหัสบเป็นชื่อของเทพเจ้า Jupiter (หรือ Zeus) ซึ่งเป็นราชาของเทพเจ้าทั้งปวง และดาวพฤหัส ก็เป็นดาวเคราะห์ ที่ใหญ่ที่สุด ในระบบสุริยะจักรวาลของเรา มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ประมาณ 11 เท่าของโลก มีระบบดาวบริวารของตนเอง ไม่ต่ำกว่า 16 ดวง

ดาวพฤหัสบดี เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นอันดับที่ 5 และเป็นดาวเคราะห์ดวงใหญ่ที่สุด ในระบบสุริยะ มีมวลมากกว่าโลกกว่า 317 เท่าแต่มีขนาดใหญ่กว่าโลก 1,400 เท่า หากดาวพฤหัสมีมวลมากกว่าอีก 100 เท่า ดาวพฤหัสก็จะกลายเป็นดาวฤกษ์ขนาดเล็กๆได้เลย

ดาวพฤหัสบดีเป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ เป็น ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์โคจรห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 5 ถัดจากดาวอังคาร มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 142,984 กิโลเมตร มีเนื้อสารมากที่สุด และมากกว่า ดาวเคราะห์ ทุกดวงรวมกัน มีมวลราว 318.1 เท่าของโลก ใช้เวลาในการหมุนรอบ ตัวเอง เร็วมากประมาณ 9 ชั่วโมง 55 นาที หรือ 10 ชั่วโมงต่อ 1 รอบ แต่ใช้เวลา โคจรรอบ ดวงอาทิตย์ 1 รอบ ใช้เวลานานถึง 12 ปีของโลก ด้วยความเร็ว 13.06 กิโลเมตรต่อวินาที ดาวพฤหัสจะเคลื่อนที่ช้าๆ ผ่านกลุ่มดาวจักรราศีได้ ประมาณ ปีละ 1 กลุ่ม

ดาวพฤหัสบดีอยู่ห่างจากโลก 5.2 หน่วยดาราศาสตร์หรือประมาณ 780 ล้านกิโลเมตร แรงดึงดูดที่ผิว ของ ดาวพฤหัสบดีสูงกว่าโลก 2.64 เท่า นั่นหมายถึงว่าถ้าอยู่บนโลกเราหนัก 50 กิโลกรัม แต่ถ้าไปอยู่บนดาวพฤหัสบดี จะมีน้ำหนักถึง 132 กิโลกรัม ดาวพฤหัสบดีมีดวงจันทร์เป็นบริวาร ขณะนี้ถึง 16 ดวง แต่ถ้าใช้กล้องโทรทัศน์ส่อง ดูแล้ว จะเห็นดวงจันทร์บริวารขนาดใหญ่ 4 ดวง แต่ละดวงจะโตกว่าดวงจันทร์ของโลกเรา ดวงจันทร์ทั้ง 4 ดวง ส่องกล้องพบโดย กาลิเลโอ บิดาวิชาดาราศาสตร์ภาคสังเกตการณ์ ชาวอิตาลี เมื่อปี พ.ศ. 2153 (ค.ศ.1610) จึงได้ชื่อว่า ดวงจันทร์กาลิเลียน เรียงตามลำดับ ระยะห่างจากดาวพฤหัสบดี คือ ไอโอ (lo) ยุโรปา (Europa) แกนิมีด (Ganymede) และ คัลลิสโต (Callisto) ดวงที่ใหญ่ที่สุดคือแกนิมีด (Ganymedq aze)

บรรยากาศของดาวพฤหัสบดีมีลักษณะเป็นแถบกว้างหลายแถบ ระหว่างแถบเป็นรอยมืด เรียกว่า เข็มขัด ขนานไป กับแนวเส้นศูนย์สูตร ซึ่งแถบกว้างนี้แท้ที่จริงแล้วคือ แถบเมฆที่หนาทึบทอดตัวยาวออกไป เคลื่อนที่หมุนวนไป รอบตัวดวง มีองค์ประกอบ เป็นธาตุไฮโดรเจนและฮีเลียม ไม่มีพื้นผิวแข็ง แต่มีแกนใจกลางขนาดเล็กเป็นหินแข็ง บรรยากาศมีอัตราส่วนเหมือนกันมาก กับบรรยากาศของดวงอาทิตย์ ใต้เส้นศูนย์สูตรไปทางซีกใต้ จุดนี้คือพายุหมุนวน ด้วยความเร็วสูงเป็นลักษณะเด่นที่ปรากฎเห็นมานานแล้ว

บรรยากาศของดาวพฤหัสบดีมีอุณหภูมิและความกดดันไม่แตกต่างไปจากที่มีอยู่ตามบริเวณผิวของโลก ซึ่งจะ คอยทำหน้าที่เสมือนป็น เรือนกระจกในการเก็บพลังงานจากดวงอาทิตย์ไว้ โดยจะปล่อยพลังงานออกไป ในอากาศเพียง เล็กน้อยเท่านั้น นอกจากนี้นักดาราฃศาสตร์ยังได้พบโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนมากในบรรยากาศของดาวพฤหัสบดี การเคลื่อนตัวของระบบเมฆ ที่ก่อให้เกิดการคายของประจุไฟฟ้า และการเกิดปฏิกริยาทางเคมีในบรรยากาศ ซึ่งเป็น แนวทางในการค้นหากระบวนการทำให้เกิดอินทรียชีวิต ในสภาพที่เป็นอยู่ในดาวพฤหัสบดี เพื่อหาหลักฐานให้แน่ชัดว่า ชีวิตเกิดขึ้นมาได้อย่างไรในจักรวาล เหมือนกับที่เกิดขึ้นมาแล้วในโลกของเรา การค้นพบที่สำคัญอีกอย่างหนึ่ง เกี่ยวกับ ดาวพฤหัสบดีก็คือ เมื่อยานวอยเอเจอร์ 1 ถ่ายภาพส่งมา พบว่า มีวงแหวนบางมาก 1 ชั้นล้อมรอบดาวพฤหัสบดีอยู่ ซึ่งสันนิษฐานว่าวงแหวนนี้คือก้อนน้ำแข็งและก้อนวัตถุใหญ่น้อยขนาดต่างๆกันล่องลอยอยู่รอบๆ ดาวพฤหัสบดี นอกจากนี้ภาพถ่ายจากยานวอยเอเจอร์ 1 และ 2 ก็พบว่า มีภูเขาไฟกำลังระเบิดอยู่บนดวงจันทร์บริวารที่ชื่อ ไอโอ

ดาวพฤหัสบดี เป็นเทห์วัตถุที่มีความสว่างมากเป็นอันดับที่ 4 ของท้องฟ้า (รองจาก ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และ ดาวศุกร์ แต่บางครั้ง ดาวอังคาร อาจสว่างกว่า) และเป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่ยุคก่อนประวัติศาสตร์ การค้นพบดวงจันทร์บริวารทั้งสี่ของกาลิเลโอ อันได้แก่ ไอโอ ยูโรปา แกนีมีด และ คัลลิสโต ดวงจันทร์ทั้งสี่ดวงจึงได้ชื่อว่าเป็น "ดวงจันทร์กาลิเลียน" (Galilean moons)

ดาวพฤหัสบดี ถูกเยี่ยมเยือนเป็นครั้งแรกโดย ยานไพโอเนียร์ 10 ในปี พ.ศ. 2516 ติดตามด้วย ไพโอเนียร์ 11, วอยเอเจอร์ 1, วอยเอเจอร์ 2, ยูลิซิส และล่าสุดคือ ยานกาลิเลโอ

ดาวพฤหัสบดีเป็นดาวเคราะห์ก๊าซ โดยที่ไม่มีพื้นผิวเป็นของแข็ง แต่เต็มไปด้วยก๊าซซึ่งมีความหนาแน่นสูง กดทับกันลึกลงไป เมื่อเรามองดูดาวเคราะห์เหล่านี้ สิ่งที่เรามองเห็นคือ บรรยากาศชั้นยอดเมฆ (ซึ่งมีความหนาแน่นเบาบางกว่า 1 หน่วยบรรยากาศ)

ชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีประกอบด้วยไฮโดรเจน 90% และ ฮีเลียม10% ซึ่งปะปนด้วย มีเทน น้ำ และแอมโมเนีย เพียงเล็กน้อย ลึกลงไปด้านล่างเป็นชั้นเมนเทิลชั้นนอกที่ประกอบไปด้วย ไฮโดรเจน และฮีเลียมเหลว และแมนเทิลชั้นในที่ประกอบไปด้วย ไฮโดรเจน ที่มีสมบิตเป็นโลหะ และแกนกลางที่เป็นหินแข็ง มีขนาดเป็น 2 เท่าของโลก

จุดแดงใหญ่
เป็นที่รู้จักมานานกว่า 300 ปี จุดแดงใหญ่มีรูปวงรี แผ่ออกไปเป็นบริเวณกว้างถึง 25,000 กิโลเมตร ใหญ่พอที่จะบรรจุโลกได้ 2 ใบ จุดแดงใหญ่นี้เป็นพายุที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดี ซึ่งมีอายุมากกว่า 300 ปี และยังไม่ทราบว่าพายุนี้จะจางหายไปเมื่อไร

วงแหวนของดาวพฤหัสบดี
จากการสำรวจของยานวอยเอเจอร์ 1 ทำให้เราทราบว่าดาวพฤหัสบดีมีวงแหวนเช่นเดียวกับดาวเสาร์ แต่มีขนาดเล็ก และบางกว่ามาก ประกอบไปด้วยเศษหินและฝุ่นที่มีขนาดเล็ก และไม่มีน้ำแข็งเป็นองค์ประกอบ จึงทำให้มันไม่สว่างมากนัก (หินและฝุ่นสะท้อนแสงอาทิตย์ได้ไม่ดีเท่ากับน้ำแข็ง)

ดวงจันทร์บริวารหลักของดาวพฤหัสบดี
ปัจจุบันพบว่าดาวพฤหัสมีดวงจันทร์อยู่อย่างน้อย 39 ดวง แต่มีเพียง 4 ดวง ที่เป็นดวงจันทร์ขนาดใหญ่ และมีรูปร่างเป็นทรงกลม ได้แก่ ไอโอ ยุโรปา แกนีมีด และคัลลิสโต ดวงจันทร์ไอโอและยุโรปาเป็นดวงจันทร์ที่มีอายุน้อยและมีหลุมอุกกาบาตอยู่ไม่มากนัก โดยเฉพาะดวงจันทร์ไอโอที่ยังมีการครุกรุ่นของภูเขาไฟอยู่ที่พื้นผิว ส่วนดวงจันทร์แกนีมีดและคัลลิสโตนั้น เป็นดวงจันทร์ที่มีขนาดใหญ่และมีอายุมากกว่า มีพื้นผิวที่เต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตอยู่มากมาย

โครงสร้องดาวพฤหัสบดี
ภายในของดาวเคราะห์นี้ประกอบด้วยแก่น (core) ที่เป็นก้อนหินเล็ก หุ้มโดยรอบด้วยแก่นอีกอันหนึ่งที่ใหญ่กว่าซึ่งเป็นไฮโดรเจนที่แข็.เหมือนโลหะ (metallic hydrogen) ถัดออกมาเป็นชั้นของไฮโดรเจนเหลว (liquid hydrogen) และนอกสุดเป็นก๊าซต่าง ๆ ที่ประกอบกันเป็นชั้นบรรยากาศ (atmosphere) ที่ค่อนข้างจางมาก ส่วนประกอบโดยรวมของดาวพฤหัสบดีมีดังนี้ ร้อยละ 90 เป็นไฮโดรเจน ร้อยละ 5 เป็นฮีเลียม ร้อยละ 3 เป็นมีเทนกับแอมโมเนีย และที่เหลือเป็นสารประกอบทางเคมีขนิดต่าง ๆ บรรยากาศประกอบขึ้นด้วยชั้นหมู่เมฆที่หนาแน่นมากซึ่งก่อให้เกิดแถบหลายแถบ (band) ที่มีสีจางและสีเข้มอันเป็นลักษณะเฉพาะขึ้น

ดาวพุธ

ดาวพุธ เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด และเป็นดาวเคราะห์ที่เล็กที่สุดของระบบสุริยะ ใช้เวลาโคจรรอบดวงอาทิตย์ 88 วัน ดาวพุธมักปรากฏใกล้ดวงอาทิตย์ หรืออยู่ภายใต้แสงจ้าของดวงอาทิตย์ จึงสังเกตได้ไม่ง่ายนักด้วยกล้องโทรทรรศน์ ขณะทำมุมห่างมากที่สุดจะห่างจากดวงอาทิตย์ไม่เกิน 28.3° ดาวพุธไม่มีดาวบริวาร ยานอวกาศเพียงลำเดียวที่เคยสำรวจดาวพุธในระยะใกล้ คือ ยานมาริเนอร์ 10 เมื่อปี พ.ศ. 2517-2518 (ค.ศ. 1974-1975) และสามารถทำแผนที่พื้นผิวดาวพุธได้เพียง 40-45% เท่านั้น

ดาวพุธมีสภาพพื้นผิวใกล้เคียงกับดวงจันทร์มาก มีพื้นผิวขรุขระเนื่องจากการพุ่งชนของอุกกาบาต ไม่มีดวงจันทร์เป็นบริวารรวมทั้งไม่มีแรงโน้มถ่วงมากพอที่จะสร้างชั้นบรรยากาศ ข้อแตกต่างประการเดียวระหว่างดวงจันทร์และดาวพุธคือ ดาวพุธมีแกนกลางเป็นเหล็กขนาดใหญ่ จึงทำให้เกิดสนามแม่เหล็กความเข้มประมาณ 1 เปอร์เซ็นต์ของสนามแม่เหล็กโลกล้อมรอบดาวพุธไว้

ชื่อละตินของดาวพุธ (Mercury) มาจากคำเต็มว่า Mercurius เทพนำสารของพระเจ้า สัญลักษณ์แทนดาวพุธ คือ ☿ เป็นรูปคทาของเทพเจ้าเมอคิวรี ก่อนศตวรรษที่ 5 ดาวพุธมีสองชื่อ คือ เฮอร์เมส เมื่อปรากฏในเวลาหัวค่ำ และอพอลโล เมื่อปรากฏในเวลาเช้ามืด เชื่อว่าพีทาโกรัสเป็นคนแรกที่ระบุว่าทั้งสองเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวกัน
ลักษณะเฉพาะทางกายภาพ
บรรยากาศ
ดาวพุธมีขนาดเล็กเสียจนแรงดึงดูดของมันไม่เพียงพอที่จะยึดเอาชั้นบรรยากาศ เอาไว้เป็นเวลานานๆได้ ดาวพุธมีชั้นบรรยากาศบางๆ ที่เป็นก๊าซไฮโดรเจน ฮีเลียม ออกซิเจน โซเดียม แคลเซียม และ โพแทสเซียม ชั้นบรรยากาศของมันไม่ค่อยจะเสถียรนัก อะตอมในบรรยากาศเหล่านี้จะมีการ สูญเสียและถูกเติมอยู่ตลอดเวลา โดยมีแหล่งที่มาหลายแหล่ง ไฮโดรเจนและ ฮีเลียมอาจจะมาจากลมสุริยะ พวกมันแพร่เข้ามาผ่านสนามแม่เหล็กของ ดาวพุธก่อนจะหลุดออกจากบรรยากาศในที่สุด การสลายตัวของสารกัมมันตรังสี จากแกนของดาวก็อาจจะเป็นอีกแหล่งหนึ่งที่ช่วยเติมฮีเลียม โซเดียม และโพแทสเซียมให้กับ บรรยากาศดาวพุธ

อุณหภูมิและแสงอาทิตย์
อุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยของดาวพุธมีค่า 452 เคลวิน แต่แปรผันได้ระหว่าง 90-700 เคลวิน (เนื่องมาจากดาวพุธมีชั้นบรรยากาศที่บางมาก) เทียบกับโลกที่มีค่าแปรผันเพียง 11 เคลวิน (คำนึงเฉพาะการแผ่รังสีดวงอาทิตย์ ไม่รวมการเปลี่ยนแปลงจากภูมิอากาศหรือฤดูกาล) แสงอาทิตย์บนพื้นผิวดาวพุธมีความเข้มมากกว่าที่โลกราว 6.5 เท่า ความรับอาบรังสี (irradiance) โดยรวมมีค่า 9.13 kW/m²

ที่น่าประหลาดใจ คือ การสังเกตการณ์ด้วยเรดาร์ในปี พ.ศ. 2535 (ค.ศ. 1992) แสดงว่ามีน้ำแข็งที่ขั้วเหนือของดาวพุธ เชื่อว่าน้ำแข็งอยู่ที่ก้นหลุมอุกกาบาตบางหลุมที่อยู่ในหลืบมืดและไม่เคยถูกแสงอาทิตย์โดยตรงเลย การสำรวจได้เผยให้เห็นถึงแถบสะท้อนเรดาร์ขนาดใหญ่อยู่บริเวณขั้วของดาว ซึ่งน้ำแข็งเป็นหนึ่งในสารไม่กี่ชนิดที่สามารถสะท้อนเรดาร์ได้ดีเช่นนี้
ภูมิประเทศ
ดาวพุธมีหลุมอุกกาบาตจำนวนมากจนดูคล้ายดวงจันทร์ ภูมิลักษณ์ที่เด่นที่สุดบนดาวพุธ (เท่าที่สามารถถ่ายภาพได้) คือ แอ่งแคลอริส หลุมอุกกาบาตที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1,350 กิโลเมตร ผิวดาวพุธมีผาชันอยู่ทั่วไป ซึ่งก่อตัวขึ้นเมื่อหลายพันล้านปีที่แล้ว ขณะที่ใจกลางดาวพุธเย็นลงพร้อมกับหดตัว จนทำให้เปลือกดาวพุธย่นยับ พื้นที่ส่วนใหญ่ของดาวพุธปกคลุมด้วยที่ราบ 2 แบบที่มีอายุต่างกัน ที่ราบที่มีอายุน้อยจะมีหลุมอุกกาบาตหนาแน่นน้อยกว่า เป็นเพราะมีลาวาไหลมากลบหลุมอุกกาบาตที่เกิดก่อนหน้า
องค์ประกอบภายใน
ดาวพุธมีแก่นที่ประกอบด้วยเหล็กในสัดส่วนที่สูง (แม้เมื่อเปรียบเทียบกับโลก) เป็นโลหะประมาณ 70% ที่เหลืออีก 30% เป็นซิลิเกต ความหนาแน่นเฉลี่ยมีค่า 5,430 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร ซึ่งน้อยกว่าความหนาแน่นของโลกอยู่เล็กน้อย สาเหตุที่ดาวพุธมีเหล็กอยู่มากแต่มีความหนาแน่นต่ำกว่าโลก เป็นเพราะในโลกมีการอัดตัวแน่นกว่าดาวพุธ ดาวพุธมีมวลเพียง 5.5% ของมวลโลก แก่นที่เป็นเหล็กมีปริมาตรราว 42% ของดวง (แก่นโลกมีสัดส่วนเพียง 17%) ล้อมรอบด้วยเนื้อดาวหรือแมนเทิลหนา 600 กิโลเมตร

ดาวพุธ (Mercury)

ดาวพุธเป็นดาวเคราะห์อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดดังนั้นดาวพุธจึงร้อนจัดในเวลากลางวันและเย็นจัดในเวลวกลางคืนดาวพุธเป็นดาวเคราะห์ดวงเล็กโตกว่าดวงจันทร์ของเราเพียงเล็กน้อย ภาพถ่ายทั้งหลายที่เกี่ยวกับดาวพุธได้จากยานอวกาศที่ส่งขึ้นไปขณะเข้าไปใหล้ดาวพุธที่สุดก็จะถ่ายภาพส่งมายังโลก ทำให้รู้ว่าพื้นผิวดาวพุธคล้ายกับผิวดวงจันทร์ ผิวดาวพุธส่วนใหญ่เป็นฝุ่นและหิน มีหลุมลึกมากมาย ไม่มีอากาศ ไม่มีน้ำ ดาวพุธจึงเป็นดาวแห้งแล้ง ดาวแห่งความตายเป็นโลกแห่งทะเลทราย

ดาวพุธเคลื่อนรอบดวงอาทิตย์เร็วที่สุด โดยใช้เวลาเพียง 87.969 วันในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ 1 รอบ ดาวพุธหมุนรอบตัวเองในทิศทางเดียว กับการเคลื่อนรอบดวงอาทิตย์ คือ จากทิศตะวันตกไป ทิศตะวันออก หมุนรอบตัวเองรอบละ 58.6461 วัน เมื่อพิจารณาจากคาบของการหมุนรอบตัวเอง และการคาบการเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ จะพบว่าระยะเวลากลางวัน ถึงกลางคืนบนดาวพุธยาวนานถึง 176 วัน ซึ่งยาวนานที่สุดในระบบสุริยะ

พื้นผิวของดาวพุธมีลักษณะคล้ายดวงจันทร์ โดยเฉพาะด้านไกลโลก เพราะต่างไม่มีบรรยากาศ แต่ดาวพุธมีขนาดใหญ่กว่า มีแรงโน้มถ่วงสูงกว่า ขอบหลุมบนดาวพุธจึงเตี้ยกว่าบนดวงจันทร์ ยานอวกาศที่เข้าไปเฉียดใกล้ๆ ดาวพุธและนำภาพมาต่อกันจนได้ภาพพื้นผิวดาวพุธดังกล่าวคือ ยานอวกาศมารีเนอร์ 10 ของสหรัฐอเมริกาเมื่อ พ.ศ. 2517 นับว่าเป็นยานลำแรกและลำเดียวที่ส่งไปสำรวจดาวพุธ ยานมารีเนอร์ 10 เข้าใกล้ดาวพุธ 3 ครั้งด้วยกัน คือ เมื่อเดือนมีนาคม และ กันยายน พ.ศ. 2517 และเดือนมีนาคม พ.ศ. 2518 ยานเข้าใกล้ดาวพุธที่สุดครั้ง แรกเมื่อวันที่ 29 มีนาคม พ.ศ. 2517 และได้ส่งภาพกลับมา 647 ภาพ ครั้งที่ 2 เมื่อวันที่ 21 กันยายน พ.ศ. 2517 และครั้งที่ 3 เมื่อวันที่ 16 มีนาคม พ.ศ. 2518 ขณะนั้นเครื่องมือภายในยานได้เสื่อมสภาพลง ในที่สุดก็ติดต่อกับโลกไม่ได้ตั้งแต่ 24 มีนาคม พ.ศ. 2518 ยานมารีเนอร์ 10 จึงกลายเป็นขยะอวกาศที่โคจรอยู่รอบดวงอาทิตย์ โดยเข้ามาใกล้ดาวพุธครั้งคราวตามจังหวะเดิมต่อไป

นอกจากดาวพุธจะมีช่วงกลางวันถึงกลางคืนยาวที่สุดแล้ว ยังมีทางโคจรที่รีมากด้วย เป็นรองเฉพาะดาวพลูโตเท่านั้น ดาวพุธมีระยะใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด 0.31 หน่วยดาราศาสตร์ และไกลที่สุด 0.47 หน่วยดาราศาสตร์ ทำให้ 2 ระยะนี้ แตกต่างกันถึง 0.16 หน่วยดาราศาสตร์ หรือ 24 ล้านกิโลเมตร นั่นหมายความว่า ถ้าไปอยู่บนดาวพุธจะเห็นดวงอาทิตย์มีขนาดเปลี่ยนแปลงค่อนข้างมาก โดยเมื่ออยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดจะเห็นดวงอาทิตย์ใหญ่เป็น 2 เท่าครึ่งของเมื่ออยู่ไกลดวงอาทิตย์ที่สุด ซึ่งโตประมาณ 4 เท่าของที่เห็นจากโลก ในระหว่างเวลากลางวัน อุณหภูมิที่ผิวของดาวพุธช่วงที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ ที่สูงสุดถึง 700 เคลวิน (ประมาณ 427 องศาเซลเซียส) สูงพอที่จะละลายสังกะสีได้ แต่ในเวลากลางคืนอุณหภูมิลดต่ำลงเป็น 50 เคลวิน (-183 องศาเซลเซียส) ต่ำพอที่จะทำให้ก๊าซคริปตอนแข็งตัว การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิบนพื้นผิวดาวพุธจึงรุนแรง คือร้อนจัดในเวลากลางวันและเย็นจัดในเวลากลางคืน ปรากฏการณ์เช่นนี้เกิดบนดวงจันทร์ของโลกเราด้วย ทั้งนี้เพราะไม่มีบรรยากาศที่จะดูดกลืนความร้อนอย่างเช่นโลก

ปัจจุบันนักดาราศาสตร์พบร่องรอยของบรรยากาศ และพบน้ำแข็งบริเวณขั้ว ซึ่งอาจเกิดจากการชนของดาวหางบนดาวพุธ และอาจเป็นผู้ก่อกำเนิด ออกซิเจน และไฮโดรเจนบนดาวพุธ ปรากฎการณ์บนฟ้าเกี่ยวกับดาวพุธ เห็นอยู่ใกล้ขอบฟ้าเสมอ สาเหตุเป็นเพราะวงโคจรของดาวพุธเล็กกว่า วงโคจรของโลก ดาวพุธจึงปรากฏห่างจากดวงอาทิตย์ได้อย่างมากไม่เกิน 28 องศา นั่นหมายความว่า ถ้าอยู่ทางทิศตะวันออกของดวงอาทิตย์ จะเห็นทางทิศตะวันตกในเวลาหัวค่ำ แต่ถ้าอยู่ทางตะวันตกของดวงอาทิตย์ จะขึ้นก่อนดวงอาทิตย์ จึงเห็นทางทิศตะวันออกในเวลารุ่งอรุณ และเห็นเป็นเสี้ยวในกล้องโทรทรรศน์ เนื่องจากดาวพุธไม่หันด้านสว่างทั้งหมดมาทางโลก แต่จะหันด้านสว่างเพียงบางส่วนคล้ายดวงจันทร์ข้างขึ้นหรือข้างแรม หันด้านสว่างมาทางโลก ถ้าดาวพุธหันด้านสว่างทั้งหมดมาทางโลก เราจะมองไม่เห็น เพราะดาวพุธอยู่ไปทางเดียวกันกับดวงอาทิตย์ เห็นเป็นจุดดำเล็กๆ บนพื้นผิวดวงอาทิตย์
ดาวพุธเป็นดาวเคราะห์ที่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด ชื่อของดาวเคราะห์ คือ Mercury เป็นชื่อในภาษาโรมัน โดยเป็นชื่อของผู้ส่งสารของพระเจ้า ซึ่งมีความรวดเร็ว เนื่องจากดาวพุธ ปรากฏและหายไปอย่างรวดเร็ว ในช่วงเช้า หรือช่วงค่ำนั่นเอง

ดาวพุธเป็นดาวเคราะห์ดวงที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด จึงเคลื่อนรอบดวงอาทิตย์เร็วที่สุด โดยใช้เวลาเพียง 87.969 วันในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ 1 รอบ ดาวพุธหมุนรอบตัวเองในทิศทางเดียว กับการเคลื่อนรอบดวงอาทิตย์ คือ จากทิศตะวันตกไป ทิศตะวันออก หมุนรอบตัวเองรอบละ 58.6461 วัน เมื่อพิจารณาจากคาบของการหมุนรอบตัวเอง และการคาบการเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ จะพบว่าระยะเวลากลางวัน ถึงกลางคืนบนดาวพุธยาวนานถึง 176 วัน ซึ่งยาวนานที่สุดในระบบสุริยะ

ดาวพุธ ดาวเคราะห์ชั้นในสุด มีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์เกือบจะกลม (ค่า Ecc) และมีคาบการโคจร รอบดวงอาทิตย์ ที่สั้นที่สุด จึงทำให้ดาวพุธเคลื่อนที่บนท้องฟ้าเร็วมาก คนกรีกโบราณจึงยกให้ดาวพุธเป็น ดาวตัวแทนของ เทพเมอร์คิวรี่ (Mercury) เทพแห่งการสื่อสาร เมื่อมองด้วยกล้องโทรทรรศน์จะเห็น ลักษณะของดาวพุธ เว้าแว่งเป็นเสี้ยวคล้ายกับดวงจันทร์

การสังเกตดาวพุธ เราสามารถเห็นดาวพุธได้เป็นบางช่วง หากดาวพุธไม่โคจรมาอยู่หน้าดวงอาทิตย์หรือหลัง ดวงอาทิตย์ เราจะเห็นดาวพุธอยู่ทางซีกตะวันตกหลังดวงอาทิตย์ตกไปเล็กน้อย และทิศตะวันออกก่อนดวงอาทิตย์ขึ้น เล็กน้อย อยู่สูงจากขอบฟ้าไม่เกิน 25 องศา และเห็นได้เพียงช่วงเวลาสั้นๆ ไม่เกิน 20 นาที ก็จะลับขอบฟ้าไปหรือ แสงอาทิตย์ขึ้นมาบัง (ดูข้อมูลได้จาก: ตำแหน่งของดาวเคราะห์)

ดาวพุธจึงโคจรอยู่ท่ามกลาง ความร้อนจัด ของดวงอาทิตย์ในระยะห่าง เฉลี่ย ประมาณ 58,000,000 กิโลเมตร ในขณะที่อยู่ห่างจากโลกของเราประมาณ 15,000,000 กิโลเมตร ด้วยเหตุนี้เมื่อเรามองดาวพุธจากโลก จึงเห็นดาวพุธอยู่ใกล้ ดวงอาทิตย์ ตลอดเวลา แต่เนื่องจากความสว่างของเวลากลางวัน ทำให้เราไม่สามารถเห็น ดาวพุธด้วย ตาเปล่า จนกว่าดวงอาทิตย์ลับขอบฟ้า หรือก่อนดวงอาทิตย์จะปรากฎในวันใหม่ กล่าวคือ ถ้าอยู่ทางทิศตะวันออกของดวงอาทิตย์ จะลับขอบฟ้าหลังดวงอาทิตย์ จึงมีโอกาส เห็นอยู่ทางทิศตะวันตก ในเวลาหัวค่ำ แต่ถ้าอยู่ทางทิศตะวันตก ของดวงอาทิตย์ จะลับ ขอบฟ้า ก่อนดวงอาทิตย์ และจะขึ้นก่อนดวงอาทิตย์ ในเวลารุ่งเช้า จึงมีโอกาสเห็นอยู่ทาง ทิศตะวันออกในเวลาใกล้รุ่ง

ดาวพุธเป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดเล็ก มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4,878 กิโลเมตร มีมวลประมาณ 0.054 เท่าของโลก ใช้เวลาในการโคจรรอบดวงอาทิตย์รอบหนึ่งเป็นเวลาประมาณ 87.97 วัน หรือ 88 วัน ไม่มีดวงจันทร์เป็นบริวาร ซึ่งก่อนปี ค.ศ. 1965 นักดาราศาสตร์มีความเชื่อว่าดาวพุธใช้เวลาโคจรรอบ ดวงอาทิตย์ เท่ากับเวลาที่ใช้ใน การหมุน รอบตัวเอง นั่นหมายถึงว่า ดาวพุธจะหันด้านเดียวในการรับแสง จากดวงอาทิตย์ตลอดเวลา แต่เมื่อ Roef Dyee และ Gordon Effect นักวิทยาศาสตร์คอร์เนล์ ประเทศสหรัฐอเมริกา นำเทคนิคของเรดาร์มาวัดการหมุนรอบตัวเอง ของดาวพุธ พบว่าใช้เวลาเพียง 58.65 วัน หรือประมาณ 59 วันเท่านั้น แต่ 1 วันบนดาวพุธจะยาวถึง 176 วันของโลก
ดาวพุธเป็นดาวเคราะห์บริวารดวงหนึ่ง ของดวงอาทิตย์ที่โคจรใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด ด้วยความเร็วมากที่สุด คือจะอยู่ห่างโดยเฉลี่ย 57,909,200 กิโลเมตร มีความเร็วประมาณ 172,248 กิโลเมตร/ชั่วโมง ดาวพุธหมุนรอบตัวเองหนึ่งรอบใช้เวลานาน 59 วัน (โลกหมุนรอบตัวเองหนึ่งรอบในเวลา 1 วัน) และโคจรรอบดวงอาทิตย์หนึ่งรอบในเวลา 88 วัน การอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากทำให้อุณหภูมิที่ผิวของดาวพุธในเวลากลางวันสูงถึง 430 องศาเซลเซียส ซึ่งนับว่าสูงพอที่จะทำให้ตะกั่วหลอมเหลว แต่ในยามค่ำคืนอุณหภูมิจะบนดาวลดต่ำถึง -180 องศาเซลเซียส ซึ่งเพียงพอที่จะทำให้ก๊าซ krypton กลายสภาพเป็นของเหลวได้สบายๆ

ตามปกติเราจะเห็นดาวพุธ หลังจากที่ดวงอาทิตย์ตกลงไปแล้วหรือก่อนที่ดวงอาทิตย์ขึ้นประมาณ 1 ชั่วโมง และจากการที่แสงจากดาวพุธต้องเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศที่มีความหนามากมาสู่ตา ดังนั้นเวลาอากาศแปรปรวน นักดาราศาสตร์จะเห็นดาวพุธไม่ชัด และถึงแม้เราจะมีกล้องโทรทรรศน์ Hubble โคจรอยู่สูงเหนือพื้นดินก็เถอะ เราก็ต้องระมัดระวังเวลาการถ่ายภาพดาวพุธ เพราะการที่มันอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากนี้เอง ที่ทำให้กล้องอาจจะประสบอุบัติเหตุเวลา เล็งตรงไปที่ดวงอาทิตย์ ทำให้แสงอาทิตย์ที่มีความเข้มสูง พุ่งเข้าทำลายฟิล์ม และชิ้นส่วนต่างๆ ที่ขอบยางของกล้องได้

ดังนั้นหนทางเดียวที่ จะต้องทำในการศึกษาดาวพุธ คือ ส่งยานอวกาศไปโคจรรอบ หรือผ่านดาวพุธที่ระยะใกล้ ดังที่สหรัฐฯ ได้เคยส่งยาน Mariner 10 ไปสังเกตดาวพุธประมาณ 25 ปีมาแล้ว ยาน Mariner ได้ถูกแรงโน้มถ่วงของดาวศุกร์เหวี่ยง ให้พุ่งผ่านดาวพุธเพื่อถ่ายภาพระยะใกล้ ภาพถ่ายที่ได้แสดงให้เห็นชัดว่า ผิวของดาวดวงนี้มีลักษณะ คล้ายกับผิวของดวงจันทร์มาก ความคล้ายคลึงนี้ได้มีส่วน ทำให้นักวิทยาศาสตร์หลายคน ลดความสนใจในดาวพุธมาก เพราะคิดว่า ดาวพุธก็คือดวงจันทร์ของโลกดีๆ นี่เอง เพียงแต่แทนที่จะโคจรรอบโลก กลับไปโคจรรอบดวงอาทิตย์

ความนึกคิดนี้ได้ ทำให้ดาวพุธเป็นดาวที่โลกลืม ดังจะเห็นได้จากสถิติการสำรวจดวงดาวต่างๆ ของ NASA ในระยะเวลา 30 ปีที่ผ่านมานี้ว่า สหรัฐฯ ได้ส่งยานอวกาศไปสำรวจดวงจันทร์ 40 ครั้ง ไปดาวศุกร์ 20 ครั้ง และดาวอังคาร 15 ครั้ง แต่ได้ส่งยานไปสำรวจดาวพุธเพียงครั้งเดียว

ข้อมูลที่ยาน Mariner ส่งกลับมายังโลก แสดงให้เห็นว่าดาวพุธมีคุณสมบัตินานๆ ประการที่แตกต่างจากดาวเคราะห์ทั่วไป

ประการแรกคือการที่ดาวเล็กๆ ดวงนี้มีความหนาแน่นมากผิดปกติ นักดาราศาสตร์ได้ มีข้อสังเกตว่าดาวเคราะห์ ที่มีขนาดปานกลางเช่นโลกและดาวศุกร์นั้น จะมีหนาแน่นมาก แต่ดาวเคราะห์ขนาดเล็ก เช่นดวงจันทร์และดาวอังคาร จะมีความหนาแน่นน้อย ดาวพุธนั้นมีขนาดใหญ่พอๆ กับดวงจันทร์ แต่กลับมีความหนาแน่นพอๆ กับโลก ข้อมูลเช่นนี้ทำให้เรารู้ว่าดาวพุธ จะต้องมีแกนที่ประกอบด้วยเหล็ก และเป็นไปได้ว่าแกนเหล็กที่ว่านี้ จะมีขนาดใหญ่กว่าแกนเหล็กของโลก หรือดาวศุกร์เสียอีก นอกจากนี้ ยาน Mariner ยังรายงานว่า ดาวพุธนั้นมีสนามแม่เหล็กความเข้มสูงอีกด้วย ก็ในเมื่อสนามแม่เหล็กโลกเกิดจากการไหลวนของเหล็กเหลวภายในแกน นักวิทยาศาสตร์จึงคิดว่าสนามแม่เหล็กของดาวพุธคงเกิดจากไหลวนของเหล็กเหลวภายในแกนเช่นกัน แต่ถ้าแกนของดาวพุธเป็นเหล็กเหลวจริงๆ เราก็ต้องทำความเข้าใจเรื่องการนำ การพาความร้อนและการเย็นตัวของดาวใหม่หมดทั้งดาวแล้วตลอดเวลา 4,500 ล้านปีที่ผ่านมานี้ แต่ถ้าแกนมันเป็นเหล็กแข็ง สนามแม่เหล็กความเข้มสูงในตัวมันก็ไม่น่าจะมี ซึ่งก็ขัดแย้งกับข้อมูลที่ Mariner รายงานว่า สนามแม่เหล็กของดาวพุธนั้นมีความเข้มสูงเป็นอันดับสองรองจากสนามแม่เหล็กโลกเลยทีเดียว ดังนั้นสมุฏฐานของสนามแม่เหล็กบนดาวพุธจึงยังไม่มีสรุป

และเมื่อประมาณ 3 ปีมานี้ คณะนักดาราศาสตร์จากสถาบัน California Institute of Technology ได้ส่งคลื่นเรดาร์ไปกระทบผิวดาวพุธ ในการศึกษาคลื่นที่สะท้อนกลับมายังโลก เขาได้ข้อมูลที่ส่อแสดงให้เห็นว่าที่ขั้วของดาวพุธนั้นมีน้ำแข็ง

แกนของดาวพุธนั้น ตามธรรมดาเวลาโคจร จะตั้งดิ่งกับระนาบการโคจรของมัน แกนมิได้เอียงทำมุม 23 องศากับแนวดิ่ง ดังเช่นแกนของโลก การหมุนรอบตัวเองในลักษณะนี้จะทำให้บริเวณขั้วของมันไม่ได้รับแสงอาทิตย์เลยตั้งแต่มันถือกำเนิด จึงเป็นไปได้ว่า หากมีดาวหางพุ่งชนดาวพุธที่บริเวณขั้วของดาว ก้อนน้ำแข็งของดาวหางก็จะปรากฏแนบแน่นที่ขั้วอย่างไม่มีวันระเหยหายไปได้เลย แต่นักวิทยาศาสตร์อีกหลายคนกลับมีความคิดว่า หากตรงบริเวณขั้วของดาวพุธมีกำมะถันแทนที่จะมีน้ำแข็ง คลื่นเรดาร์ที่ส่งไปสำรวจจากโลกก็มิสามารถจะบอกความแตกต่างระหว่างกำมะถันกับน้ำแข็งได้ จึงเป็นว่าขณะนี้เรายังไม่รู้แน่ชัดว่าฝ้าบางๆ ที่ปรากฏอยู่ที่ขั้วของดาวพุธเป็นกำมะถันหรือน้ำแข็งกันแน่

เมื่อเรารู้จักดาวพุธยังไม่ดีพอ เช่นนี้ NASA จึงมีโครงการจะส่งยานอวกาศ Deep Space One ไปสำรวจดาวเคราะห์วงใน เช่น ดาวศุกร์ ดาวหาง West - Kohoutek - Ikamura และดาวพุธในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 25... เพื่อแสวงหาคำตอบและรู้จักดาวปริศนาดวงนี้ให้ดีขึ้นครับ

ดาวอังคาร (Mars)

ดาวอังคารบางทีก็เรียกกันว่าดาวแดงเพราะผิวพื้นเป็นหินสีแดง หินบนดาวอังคารที่มีสีแดงก็เพราะเกิดสนิมท้องฟ้าของดาวดังคารเป็นสีชมพูเพราะฝุ่นจากหินแดงที่ว่านี้ ผิวของดาวอังคารเหมือนกับทะเลหินแดง มีก้องหินใหญ่และหลุมลึก ภูเขาสูง หุบ เหว และเนินมากมาย หนึ่งปีบนดาวอังคารเกือบเทาสองปีโลก แต่หนึ่งวันบนดาวอังคารจะนานกว่าครึ่งชั่งโมงโลกเพียงเล็กน้อยดาวอังคารมีอากาศห่อหุ้มอยู่ไม่มากและเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ลมพัดแรงจัดทำให้ฝุ่นฟุ้ง ไปทั้งดวงดาว ดาวอังคารมีขนาดโตประมาณครึ่งหนึ่งของโลก ดาวอังคารอยูไกลดวงอาทิตย์มากกว่าโลกจึงทำให้มีบรรยากาศหนาวเย็น อุณหภูมิบนดาวดวงนี้จะต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง

ดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์ที่ได้รับความสนใจมากที่สุด ในบรรดาดาวเคราะห์บนฟ้าทั้งหมด เพราะเคยมีคนเชื่อว่า มีมนุษย์อยู่บนดาวเคราะห์สีแดงดวงนี้ ดาวอังคารยังเป็นดาวเคราะห์ที่มีโอกาสเข้ามาใกล้โลกเกือบพอๆ กับดาวศุกร์ โดยระยะใกล้ที่สุดจะอยู่ภายใน 40 ล้านกิโลเมตร เมื่อใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ที่มีกำลังแยกภาพสูงสุด ส่องดาวอังคารขณะอยู่ใกล้โลกที่สุด จะเห็นรายละเอียดได้ถึง 150 กิโลเมตร ซึ่งเทียบได้กับการเห็นริ้วรอยบนดวงจันทร์ด้วยตาเปล่า ที่กำลังแยกภาพขนาดนี้จะไม่เห็นรายละเอียดของพื้นผิว เช่นไม่เห็นภูเขาหรือหุบเหว หรือหลุมบ่อของดาวอังคาร แต่จะเห็นโครงสร้างใหญ่ๆ เช่นขั้วน้ำแข็งสีขาว หรือริ้วรอยสีคล้ำซึ่งเปลี่ยนแปลงไปตามฤดูกาลของดาวอังคาร สาเหตุที่มีผู้เชื่อว่ามีมนุษย์อาศัยอยู่บนดาวอังคาร เนื่องจากนักดาราศาสตร์ชาวอิตาลีชื่อ จิโอวานนี ชิอาพาเรลลี รายงานเมื่อ พ.ศ. 2420 ว่าเขาได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ส่งพบร่องที่เป็นเส้นตรงจำนวนมากบนพื้นผิว และเรียกเป็นภาษาอิตาลีว่า คานาลี (canale) ซึ่งมีความหมายตรงกับภาษาอังกฤษว่า channel (ช่องหรือทาง) แต่คนอังกฤษเอาไปแปลว่า canal (คลอง) อันเป็นสิ่งซึ่งต้องขุดสร้างขึ้น ผู้ขุดสร้างคลองบนดาวอังคารจึงต้องเป็นมนุษย์ดาวอังคาร เพื่อนำน้ำจากขั้วมายังบริเวณศูนย์สูตรสำหรับการเพาะปลูก จุดนี้เองที่นำไปสู่การเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ ที่ทำให้เชื่อว่ามีมนุษย์ดาวอังคาร ซึ่งจะเดินทางมาบุกโลก ผู้ที่สนับสนุกความคิดเรื่องมนุษย์ดาวอังคารสร้างคลองส่งน้ำเพื่อการเพาะปลูก คือ เปอร์ซิวัล โลเวลล์ นักดาราศาสตร์อเมริกันและเป็นสมาชิกของครอบครัวที่มั่งคั่งในรัฐแอริโซนา เขาได้ทำแผนที่แสดงคลองต่างๆ บนดาวอังคาร แต่ต่อมามีนักดาราศาสตร์ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ที่มีกำลังแยกภาพที่ดีกว่า ตรวจไม่พบคลองบนดาวอังคาร แต่ชาวบ้านทั่วไปยังฝังใจเชื่ออยู่ จนกระทั่งถึงยุคอวกาศจึงปรากฏชัดว่าไม่มีคลองบนดาวอังคารแน่นอน พื้นผิวดาวอังคารมีหลุมบ่อ หุบเหว ภูเขา และมีปล่องภูเขาไฟ มีร่องเหมือนเป็นทางน้ำไหลมาก่อน ดังจะได้กล่าวต่อไปในหัวข้อการสำรวจดาวอังคารโดยยานอวกาศ

ยานอวกาศลำแรกที่ประสบความสำเร็จในการผ่านใกล้ดาวอังคาร คือ ยานมารีเนอร์ 4 ของสหรัฐอเมริกา เมื่อวันที่ 22 กรกฎาคม พ.ศ. 2508 ภาพที่ถ่ายทอดกลับมาจำนวน 22 ภาพแสดงให้เห็นว่าพื้นผิวดาวอังคารมีหลุมและบ่อมากมาย ยานอวกาศมารีเนอร์อีกหลายลำต่อมา สามารถถ่ายภาพพื้นผิวรวมกันแล้วได้ครบทั่วทุกบริเวณ โดยเห็นภาพละเอียดถึง 1 กิโลเมตร ภาพถ่ายเหล่านี้ช่วยให้นักภูมิศาสตร์ทำแผนที่ของดาวอังคารได้ทั้งดวง บนพื้นผิวของดาวอังคารจึงพบการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ทางธรณีวิทยา เช่น ปล่องภูเขาไฟ หุบเหวกว้างและลึกร่องที่เหมือนกับร่องน้ำที่เคยเป็นทางน้ำไหลมาก่อน ยานที่สำรวจดาวอังคารต่อจากยานมารีเนอร์ คือ ยานไวกิง 2 ลำ แต่ละลำประกอบด้วยยานลำแม่ที่เคลื่อนรอบดาวอังคาร ในขณะที่ส่งยานลูกลงสัมผัสพื้นผิวดาวอังคาร ยานไวกิง 1 ลงที่ไครส์ พลาทิเนีย (Chryse Planitia) ซึ่งแปลว่า ที่ราบแห่งทองคำ เมื่อวันที่ 20 กรกฎาคม พ.ศ. 2519 เป็นเวลา 7 ปีหลังจากที่ นีล อาร์มสตรอง เหยียบดวงจันทร์ ต่อจากนั้นอีก 2 เดือน ยานไวกิง 2 ก็ลงในที่ราบทางเหนือชือที่ราบยูโทเปีย (Utopia) ยานทั้งสองมีแขนกลยื่นออกไปตักดินบนดาวอังคารมาวิเคราะห์ภายในยาน เพื่อค้นหาสิ่งมีชีวิต หรือซากของสิ่งมีชีวิต แต่การวิเคราะห์ไม่ยืนยันว่ามีหรือเคยมีสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคาร ต่อจากยานไวกิงคือ ยานมาร์สพาธไฟเดอร์ ที่นำรถโซเจนเนอร์ไปด้วย ยานได้ลงบนพื้นผิวดาวอังคารเมื่อเดือนกรกฏาคม พ.ศ. 2540 ภาพที่น่าตื่นเต้นคือการติดตามรถคันเล็กๆ เคลื่อนที่สำรวจก้อนหินใกล้ฐานซึ่ง ต่อมาได้รับชื่อว่า ฐานเซแกน ภาพก้อนหินที่เรียงในทิศทางเดียวกันชี้ให้ เห็นว่าบนดาวอังคารเคยมีน้ำไหลมาก่อน ล่าสุดยานมาร์สโกลบอล เซอร์เวเยอร์ ซึ่งกำลังเคลื่อนรอบดาวอังคารได้ส่งภาพหุบเหวที่เป็นร่องลึกหรือที่เรียกว่า แคนยอน ซึ่งคดเคี้ยวไปมา ในอนาคตสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น มีโครงการที่จะส่งยานอวกาศไปเก็บดินจากดาวอังคารกลับมาวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการบนโลก และอีกไม่นานมนุษย์จะเดินทางไปดาวอังคารเช่นเดียวกับการลงบนดวงจันทร์ เมื่อ พ.ศ. 2512

ดาวอังคาร เป็นดาวเคราะห์ในระบบสุริยะที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 4 ชื่อละตินของดาวอังคาร (Mars) มาจากชื่อเทพเจ้าแห่งสงครามของโรมัน หรือตรงกับเทพเจ้า Ares ของกรีก เป็นเพราะดาวอังคารปรากฏเป็นสีแดงคล้ายสีโลหิต บางครั้งจึงเรียกว่า "ดาวแดง" หรือ "Red Planet" (ความจริงมีสีค่อนไปทางสีส้มอมชมพูมากกว่า) สัญลักษณ์แทนดาวอังคาร คือ ♂ เป็นโล่และหอกของเทพเจ้ามาร์ส ดาวอังคารมีดาวบริวารหรือดวงจันทร์ขนาดเล็ก 2 ดวง คือ โฟบอสและไดมอส โดยทั้งสองดวงมีรูปร่างบิดเบี้ยวไม่เป็นรูปกลม ซึ่งคาดกันว่าอาจเป็นดาวเคราะห์น้อยที่หลงเข้ามาแล้วดาวอังคารคว้าดึงเอาไว้ให้อยู่ในเขตแรงดึงดูดของตน

ดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์หิน (terrestrial planet) มีชั้นบรรยากาศเบาบาง พื้นผิวมีลักษณะคล้ายคลึงทั้งหลุมอุกกาบาตบนดวงจันทร์ และภูเขาไฟ หุบเขา ทะเลทราย และบริเวณน้ำแข็งขั้วโลก บนโลก ดาวอังคารมีภูเขาที่สูงที่สุดในระบบสุริยะคือ ภูเขาไฟโอลิมปัส (Olympus Mons) และหุบเขาลึกที่มีชื่อว่า มาริเนริส (Marineris) ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ ในเดือนมิถุนายน ค.ศ. 2008 มีบทความ 3 บทความตีพิมพืลงในนิตรสาร "Nature" เกี่ยวกับหลักฐานของหลุมอุกกาบาตที่ใหญ่มหึมา โดยมีความกว้าง 8,500 กิโลเมตร ยาว 10,600 กิโลเมตร[3][4] นอกจากนั้นสิ่งที่ดาวอังคารมีและคล้ายคลึงกับโลกก็คือ คาบการหมุนรอบตัวเองและฤดูกาล

เหมือนทะเลทราย ออกซิเจนน้อย

ปัจจุบันมีข้อมูลเกี่ยวกับดาวอังคารค่อนข้างมาก แม้ว่าดูจากภาพถ่ายแล้ว พื้นผิว
ดาวอังคาร มองดูคล้ายกับทะเลทราย หรือคล้ายกับ ภูเขาไฟ บนโลกแต่สภาพ
บรรยากาศนั้น แตกต่างกัน เราลองสัมผัสบรรยากาศดู จะพบกับความกดดันที่ต่ำ กว่าโลกเล็กน้อย ประมาณ 1% รอบๆตัว ขณะยืนอยู่บนดาวอังคาร สูดหายใจได้
บ้างแต่อึดอัดเพราะ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ มากถึง 95% ทีเหลือเป็น อากอน
และก๊าซไนโตรเจน

เหตุขาดแคลน ก๊าซออกซิเจน เพราะไม่มีชั้นบรรยากาศโอโซน (Ozone layer)
ด้วยผลกระทบ จากรังสีอุตตร้าไวโอเลทของ ดวงอาทิตย์ ทำให้ชั้นโอโซนของ
ดาวอังคารเสียหาย มีความผิดปกติมานาน

มีฤดูร้อน ฤดูหนาว น้ำแข็งแห้งปกคลุมหนา

หนึ่งวันของดาวอังคารมี 24.6 ชั่วโมง ถือว่าใกล้เคียงกับโลก ถ้าเราอยากจะสัมผัส
ฤดูกาลทั้ง 2 ฤดู บนดาวอังคารต้องใช้เวลา 20 เดือน ซึ่งเท่ากับโลก 1 ปี เมื่อเทียบ
กับเวลาโลกเพราะดาวอังคารหมุนรอบดวงอาทิตย์ ช้ากว่าโลกทำให้ทุกฤดูกาลยาว
นานกว่าโลก

เนื่องด้วยวงโคจรลักษณะเป็นรูปไข่และแกนเอียง 25 องศา ทำให้เกิดฤดูี่แตกต่าง
กันสองแบบ ระหว่างขั้วเหนือและขั้วใต้ โดยขณะที่ดาวอังคาร เริ่มมีระยะห่างจาก
ดวงอาทิตย์ จะโคจรช้าลง ด้านขั้วเหนือเกิดฤดูร้อนที่ยาวนานมีลมเย็น -5 องศา C

ส่วนด้านขั้วใต้ เกิดฤดูหนาวยาวนาน ที่จุดเหยือกแข็ง - 87องศา C มี ก๊าซคาร์บอน
ไดออกไซด์ ลักษณะเป็น น้ำแข็งแห้ง (Dry ice) ปกคลุมเหมือน หมวกครอบบน
ขั้วมีความหนา เรียกว่า Polar caps (บริเวณปกคลุมขั้วน้ำแข็ง)


ลมพายุใบจักร บนดาวอังคาร

โดยรวมแล้ว ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 1 ใน 3 บน ดาวอังคารจะเคลื่อนตัวไปมา
ตามกลไกอากาศระหว่างด้านขั้วเหนือและขั้วใต้ ปรากฎการณ์ดังกล่าวบางครั้งเกิด พายุฝุ่นขนาดใหญ่เข้ามาสมทบ พัดพาสิ่งต่างๆ เกิดการเปลี่ยนแปลงของเนินทราย ขนาดใหญ่บนพื้นผิว มีสีสันต่างกัน

เพราะฉะนั้นในช่วง 200 ปีทีผ่านมา การสำรวจด้วยกล้อง ที่นักดาราศาสตร์โบราณ
มองจากโลกจึงเข้าใจผิดว่าเป็น การเปลี่ยนของพืชพันธ์ไม้และมีคลองชลประทาน
บนดาวอังคาร

ขณะยืนอยู่ที่โล่งแจ้ง บนดาวอังคารเหมือนกับทะเลทรายอันว่างเปล่า แล้วเป็น
เวลาเดียวกับการเกิดพายุแล้ว มีโอกาสได้รับบาดเจ็บได้ เพราะลักษณะพายุเป็น
ลมหมุนแบบโทนาโด มาพร้อมกับก้อนหินมากมาย คล้ายกับพายุลูกเห็บ บนโลก
เรียกว่า Dust devils บนดาวอังคารเรียกว่า Wind vanes (ลมพายุใบจักร) ทั้งนี้
เกิดการก่อตัวพราะ ความร้อนสะสมจากดวงอาทิตย์ บริเวณพื้นผิวส่วนมีลักษณะ
หมุนก็เพราะกระแสลมแรงพัด แบบสลับทิศทางกัน

น้ำบนดาวอังคาร หายไปไหน

บนดาวอังคารนั้น พบหลักฐานบ่งชี้ชัดมีจุลชีพขนาด เล็กมากอาศัยอยู่ทำให้เชื่อได้
ว่าบนดาวอังคารต้องมีแหล่งน้ำ การค้นหาแหล่งน้ำในอดีตพบถึงแนวไหลของน้ำ
เหมือนคลองที่แห้ง รอยกัดเซาะจากปริมาณน้ำที่ล้นฝั่ง

แต่ก็ยังอธิบายไม่ได้ว่า น้ำเกิดขึ้นบนดาวอังคาร ด้วยสภาพอากาศแบบใด หรือเกิด
จากน้ำใต้ดิน การใช้เครื่องมือพิเศษทำการตรวจสอบ มีความแน่ใจว่าพื้นผิวดาว
อังคารเต็มไปด้วยร่องรอย รูปแบบการกัดเซาะของน้ำเหมือนบนโลก เชื่อว่าบริเวณ
ขั้วที่ปกคลุมไปด้วยน้ำแข็งแห้ง น่าจะเก็บร่องรอยอดีต นับพันล้านปีเอาไว้

ถ้าเช่นนั้น น้ำเหล่านั้นหายไปไหน ประการแรก ปกติน้ำมีการระเหยตัวสู่อากาศได้
ตลอดเวลาอยู่แล้ว ส่วนประการที่สอง บางส่วนที่ยังคงอยู่ หากมีการเปลี่ยนแปลง
สถานะเป็นน้ำแข็งจมอยู่ใต้ผิวดิน แต่ถ้าน้ำแข็งเหล่านั้นยังคงมีอยู่ ความร้อนของ
ภูเขาไฟ ทำให้ละลายไหลออกมาได้


ดาวอังคารใกล้โลก

นับจากเวลาประมาณ 19.00 น. ไปจนถึงเช้ามืดก่อนดวงอาทิตย์ขึ้น เราจะมองเห็นดาวอังคารสว่างข่มแสงดาวดวงอื่น ๆ บนท้องฟ้า ปีนี้เป็นที่ค่อนข้างพิเศษสำหรับดาวอังคาร เนื่องจากวันที่ 27 สิงหาคม 2546 ตัวเลขระยะห่างระหว่างโลกกับดาวอังคารบ่งบอกว่าโลกและดาวอังคารมีระยะใกล้กันมากที่สุดในรอบหลายหมื่นปี แต่อย่างไรก็ดีโดยปกติดาวอังคารจะใกล้โลกเป็นพิเศษอยู่แล้วทุก ๆ ประมาณ 15 ปี หรือ 17 ปี เพียงแต่ปีนี้จะใกล้มากขึ้นอีกเล็กน้อย นักดาราศาสตร์สมัครเล่นและผู้สนใจควรจะหาเวลาในช่วงนี้ที่จะดูดาวอังคารก่อนจะถึงวันที่ดาวอังคารเข้าใกล้โลกที่สุด เนื่องจากในช่วงเวลานั้น อาจมีโอกาสที่จะดูดาวอังคารได้ไม่มากนักเพราะท้องฟ้าอาจปิดเนื่องจากเมฆฝน

โลกและดาวเคราะห์ในระบบสุริยะโคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยคาบที่แตกต่างกัน เราเรียกจังหวะเวลาที่ดวงอาทิตย์ โลก และดาวอังคารโคจรมาอยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกันโดยมีโลกอยู่ตรงกลางว่าดาวอังคารมาอยู่ ณ ตำแหน่งตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ ช่วงเวลาที่ดาวอังคารใกล้โลกมากที่สุดนั้น ดาวอังคารจะขึ้นทางทิศตะวันออกขณะที่ดวงอาทิตย์ตกทางทิศตะวันตก และปรากฏอยู่บนฟ้าตลอดทั้งคืนจนกระทั่งคล้อยต่ำลงและตกทางทิศตะวันตกขณะที่ดวงอาทิตย์ขึ้นทางทิศตะวันออกในเวลาเช้ามืด โดยเฉลี่ยดาวอังคารจะอยู่ตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ทุก ๆ ประมาณ 2 ปี

แต่ละครั้งที่ดาวอังคารอยู่ตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ ดาวอังคารจะมีระยะห่างจากโลกไม่เท่ากัน สาเหตุที่เป็นเช่นนี้ เนื่องจากดาวอังคารมีวงโคจรที่เป็นวงรีค่อนข้างมาก ขณะที่ดาวอังคารอยู่ที่ตำแหน่งใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด ดาวอังคารจะอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 207 ล้านกิโลเมตร แต่เมื่อถึงตำแหน่งไกลดวงอาทิตย์ที่สุด ดาวอังคารจะอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 249 ล้านกิโลเมตร ดังนั้นหากดาวอังคารมาอยู่ ณ ตำแหน่งตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ในช่วงเวลาใกล้เคียงกับที่มันเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด ดาวอังคารก็จะมีระยะห่างที่ใกล้โลกมากเป็นพิเศษ ซึ่งทำให้ดาวอังคารสว่างและมีขนาดใหญ่กว่าในช่วงเวลาอื่น ๆ เมื่อดูด้วยกล้องโทรทรรศน์ ครั้งล่าสุดที่เกิดเหตุการณ์ลักษณะนี้ คือ เมื่อเดือนกันยายน พ.ศ. 2531 และจะเกิดขึ้นอีกครั้งในปลายเดือนสิงหาคมของปีนี้

นิตยสารดาราศาสตร์ Sky & Telescope ฉบับเดือนมิถุนายนรายงานว่า ข้อมูลผลคำนวณโดยนักดาราศาสตร์ผู้เชี่ยวชาญด้านกลศาสตร์ท้องฟ้าในอิตาลีแสดงว่า ดาวอังคารเคยเข้าใกล้โลกมากกว่าการเข้าใกล้ในปีนี้เมื่อปี 57,617 ก่อนคริสต์ศักราช และจะเข้าใกล้มากกว่าครั้งนี้อีกเล็กน้อยในปี ค.ศ. 2287 นั่นหมายความว่าโลกและดาวอังคารไม่เคยเข้าใกล้กันมากเท่านี้มาเกือบ 60,000 ปีแล้ว แม้ว่าข้อมูลดังกล่าวดูจะน่าตื่นเต้น แต่ความจริงก็คือ ในทางปฏิบัติขนาดปรากฏที่มองเห็นได้นั้นไม่ต่างกันหรือมีนัยสำคัญที่พิเศษกว่ากันมากมายแต่อย่างใด หลังจากนี้ไป เรายังสามารถมองเห็นดาวอังคารด้วยขนาดปรากฏใกล้เคียงกับปีนี้ในอีก 15 ปีข้างหน้า

ในอดีตซึ่งเป็นยุคสมัยที่ไม่มีกล้องโทรทรรศน์ที่มีประสิทธิภาพสูงอย่างกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล หรือยานอวกาศที่ไปโคจรรอบดาวอังคารอย่างในปัจจุบัน นักดาราศาสตร์จะใช้ช่วงเวลาที่ดาวอังคารใกล้โลกในการสังเกตร่องรอยและทำแผนที่พื้นผิวดาวอังคาร พร้อมทั้งศึกษาการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลบนดาวอังคารจากสีสัน ขนาดของผืนน้ำแข็งที่ขั้วดาวอังคาร และความเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นเพื่อที่จะทำความเข้าใจถึงธรรมชาติของดาวอังคารให้ได้มากที่สุด

ท่านที่ไม่มีกล้องโทรทรรศน์หรือไม่รู้จักกลุ่มดาวบนท้องฟ้าก็สามารถมองเห็นดาวอังคารได้ด้วยตาเปล่าและไม่ยากเกินไป เพราะปีนี้ดาวอังคารจะเป็นดาวเคราะห์ที่สว่าง ปรากฏมีสีส้มไม่กระพริบแสงหรือกะพริบน้อยมากต่างจากดาวฤกษ์ทั่วไป ต้นเดือนสิงหาคมดาวอังคารจะขึ้นเหนือท้องฟ้าก่อนเวลา 21.00 น. ทางทิศตะวันออกค่อนไปทางทิศใต้เล็กน้อย แล้วเคลื่อนสูงขึ้นจนไปอยู่สูงบนท้องฟ้าทางทิศใต้ในเวลาประมาณ 2.00 น. และเริ่มคล้อยต่ำลงไปทางทิศตะวันตกในเวลาเช้ามืด แต่ในช่วงปลายเดือนสิงหาคม จะเริ่มเห็นดาวอังคารได้ตั้งแต่เวลาก่อน 19.00 น. เล็กน้อย และอยู่สูงสุดบนท้องฟ้าในเวลาราวเที่ยงคืนครึ่ง

ดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์จัดเป็นดาวฤกษ์รุ่นที่ 3 ซึ่งสันนิษฐานกันว่า ก่อตัวขึ้นโดยอิทธิพลของมหานวดาราที่อยู่ใกล้ๆ[5] เพราะมีการค้นพบธาตุหนัก เช่น ทองคำและยูเรเนียมในปริมาณมาก ซึ่งธาตุเหล่านี้อาจเกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ชนิดดูดความร้อนขณะที่เกิดมหานวดารา หรือการดูดซับนิวตรอนในดาวฤกษ์รุ่นที่สองซึ่งมีมวลมาก

ดวงอาทิตย์ เป็นดาวฤกษ์ที่ให้พลังงานแก่โลก ซึ่งปริมาณของพลังงานนี้ต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่เราเรียกว่า ค่าคงตัวสุริยะ (solar constant) บนโลก (หรือระยะ 1 หน่วยดาราศาสตร์จากดวงอาทิตย์) มีค่าคงตัวสุริยะโดยเฉลี่ยที่ 1,370 วัตต์ต่อตารางเมตร ทว่าพลังงานที่โลกได้รับมีค่าน้อยลง ด้วยเพราะบรรยากาศโลกได้สกัดกั้นออกไป จนเหลือเพียง 1,000 วัตต์ต่อตารางเมตร เมื่อดวงอาทิตย์อยู่เหนือศีรษะและท้องฟ้าโปร่ง ทว่ายังอันตรายอยู่มาก หากแต่ธรรมชาติได้ให้พืชทำการดูดพลังงานเหล่านี้ไปใช้ตรึงแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นชีวมวล และเมื่อพืชเหล่านั้นตายลง ก็เกิดกระบวนการทับถมจมลงไปใต้พื้นดินจนเกิดเป็นถ่านหินและน้ำมัน นอกจากนี้ เราก็สามารถเปลี่ยนจุดนี้จากวิกฤตให้เป็นโอกาส โดยการนำเซลล์สุริยะมาติดตั้งกลางแจ้ง เพื่อแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าต่อไป

แม้รังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์จะเป็นตัวการที่ทำให้ผิวหนังคล้ำเสีย แต่ก็ยังมีคุณสมบัติในการกำจัดแบคทีเรีย ซึ่งทำให้เรานิยมตากอาหารบางชนิดกลางแดดเพื่อให้เก็บได้นานขึ้น และยังเป็นตัวช่วยสังเคราะห์วิตามินดีด้วย รังสีอัลตราไวโอเลตส่วนมากถูกสกัดกั้นโดยชั้นบรรยากาศ และทะลุลงมายังพื้นโลก บนพื้นโลกที่ละติจูดต่างกัน ความเข้มของรังสียูวีก็มีความต่างกัน นี่จึงเป็นเหตุผลที่ทำให้มีการกระจายของประชากรมนุษย์สีผิวต่างๆ กัน[6]

ดวงอาทิตย์จัดว่าเป็นดาวฤกษ์ที่มีอำนาจแม่เหล็กมากดวงหนึ่ง ซึ่งอำนาจแม่เหล็กนี้เองที่ทำให้เกิดจุดดำบนผิวดวงอาทิตย์ เพลิงสุริยะ (solar flare) และการเปลี่ยนแปรของลมสุริยะ ที่สังเกตได้บนโลกก็คือ เกิดแสงเหนือแสงใต้ และเกิดการติดขัดของระบบสื่อสาร ทว่านักดาราศาสตร์เชื่อว่าสิ่งนี้มีบทบาทสำคัญในวิวัฒนาการของระบบสุริยะ

ถึงแม้ว่าดวงอาทิตย์จะได้รับการศึกษาโดยนักวิทยาศาสตร์อย่างจริงจัง ทว่าคำถามที่ไม่สามารถตอบได้คือ ทำไมชั้นบรรยากาศรอบนอกดวงอาทิตย์ (โคโรนา) จึงมีอุณหภูมิสูงกว่า 1 ล้านเคลวิน ขณะที่ส่วนที่เรามองเห็นดวงอาทิตย์ (โฟโตสเฟียร์) กลับมีอุณหภูมิต่ำกว่า 6,000 เคลวิน ในขณะนี้นักวิทยาศาสตร์กำลังศึกษาเกี่ยวกับฟิสิกส์ว่าด้วยเพลิงสุริยะและพวยเพลิงสุริยะ (prominence) วัฏจักรจุดดำบนดวงอาทิตย์ ต้นกำเนิดของลมสุริยะ และกิจกรรมทางแม่เหล็ก เช่น การเกิดสนามแม่เหล็ก การเกิดเส้นแรงแม่เหล็ก ระหว่างชั้นโครโมสเฟียร์กับชั้นโคโรนา

ปัจจุบันและอนาคตของดวงอาทิตย์
ตามการศึกษาแบบจำลองคอมพิวเตอร์ว่าด้วยวัฏจักรดาวฤกษ์ นักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่าดวงอาทิตย์มีอายุประมาณ 4,570 ล้านปี[7] ในขณะนี้ดวงอาทิตย์กำลังอยู่ในลำดับหลัก ทำการหลอมไฮโดรเจนให้เป็นฮีเลียม โดยทุกๆ วินาที มวลสารของดวงอาทิตย์มากกว่า 4 ล้านตันถูกเปลี่ยนเป็นพลังงาน ดวงอาทิตย์ใช้เวลาโดยประมาณ 1 หมื่นล้านปีในการดำรงอยู่ในลำดับหลัก

เมื่อไฮโดรเจนซึ่งเป็นเชื้อเพลิงของดวงอาทิตย์หมดลง วาระสุดท้ายของดวงอาทิตย์ก็มาถึง (คือการพ้นไปจากลำดับหลัก) โดยดวงอาทิตย์จะเริ่มพบกับจุดจบคือการแปรเปลี่ยนไปเป็นดาวยักษ์แดงภายใน 4-5 พันล้านปี ผิวนอกของดวงอาทิตย์ขยายตัวออกไป ส่วนแกนนั้นยุบตัวลงและร้อนขึ้นสลับกับเย็นลง มีการหลอมฮีเลียมเป็นคาร์บอนและออกซิเจนที่อุณหภูมิราว 100 ล้านเคลวิน จากสถานการณ์ข้างต้นดูเหมือนว่าดวงอาทิตย์จะกลืนกินโลกให้หลอมลงไปเป็นเนื้อเดียวกัน แต่จากรายงานวิจัยฉบับหนึ่ง[8]ได้ศึกษาพบว่าวงโคจรของโลกจะตีตัวออกห่างดวงอาทิตย์เพราะมวลของดวงอาทิตย์ได้สูญเสียไป จนแรงดึงดูระหว่างมวลมีค่าลดลง แต่ถึงกระนั้น น้ำทะเลก็ถูกความร้อนจากดวงอาทิตย์เผาผลาญจนระเหยสิ้นไปในอวกาศ และบรรยากาศโลกก็อันตรธานไปจนไม่เอื้อแก่ชีวิต


แผนภาพชีวิตดวงอาทิตย์หลังจากที่ดวงอาทิตย์ได้ผ่านสภาพการเป็นดาวยักษ์แดงแล้ว อุณหภูมิจากปฏิกิริยาการหลอมฮีเลียมที่เพิ่มสลับกับลงภายในแกน ก็จะเป็นตัวการให้ผิวดวงอาทิตย์ด้านนอกผละตัวออกจากแกน เกิดเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ แล้วอันตรธานไปในความมืดมิดของอวกาศ และเป็นวัสดุสำหรับสร้างดาวฤกษ์และระบบสุริยะรุ่นถัดไป ส่วนแกนที่เหลืออยู่ก็จะกลายเป็นดาวแคระขาวที่ร้อนจัดและมีแสงจางมาก ก่อนจะดับลงกลายเป็นดาวแคระดำ จากทั้งหมดที่กล่าวมานี้คือชีวิตของดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยถึงปานกลาง


โครงสร้าง
ดวงอาทิตย์เป็นวัตถุที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ มีมวลคิดเป็นร้อยละ 99 ของระบบสุริยะ ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่มีรูปทรงเกือบเป็นทรงกลม โดยมีความแบนที่ขั้วเพียงหนึ่งในเก้าล้าน[10] ซึ่งหมายความว่าความแตกต่างของเส้นผ่านศูนย์กลางที่ขั้วกับเส้นผ่านศูนย์กลางที่เส้นศูนย์สูตรมีเพียง 10 กิโลเมตร จากการที่ดวงอาทิตย์มีเฉพาะส่วนที่เป็นพลาสมา ไม่มีส่วนที่เป็นของแข็ง ทำให้อัตราเร็วของการหมุนรอบตัวเองในแต่ละส่วนมีความต่างกัน เช่นที่เส้นศูนย์สูตรจะหมุนเร็วกว่าที่ขั้ว ที่เส้นศูนย์สูตรของดวงอาทิตย์มีคาบการหมุนรอบตัวเอง 25 วัน ส่วนที่ขั้วมีคาบ 35 วัน แต่เมื่อสังเกตบนโลกแล้วจะพบว่าคาบของการหมุนรอบตัวเองที่เส้นศูนย์สูตรของดวงอาทิตย์คือ 28 วัน

ดวงอาทิตย์มีความหนาแน่นมากที่สุดบริเวณแกน ซึ่งเป็นแหล่งผลิตพลังงาน และมีค่าน้อยลงเกือบเป็นรูปเอ็กโพเนนเชียลตามระยะทางที่ห่างออกมาจากแกน และแม้ว่าภายในดวงอาทิตย์นั้นจะไม่สามารถมองเห็นได้ แต่นักวิทยาศาสตร์ก็สามารถศึกษาภายในได้ผ่านทางการใช้คลื่นสะเทือนในดวงอาทิตย์

แกน
ส่วนแกนของดวงอาทิตย์สันนิษฐานว่ามีรัศมีเป็น 0.2 เท่าของรัศมีดวงอาทิตย์ ความหนาแน่นประมาณ 150,000 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร หรือ 150 เท่าของความหนาแน่นของน้ำบนโลก อุณหภูมิประมาณ 13,600,000 เคลวิน ตลอดชีวิตส่วนใหญ่ของดวงอาทิตย์ ภายในแกนจะมีปฏิกิริยาฟิวชันลูกโซ่ โปรตอน-โปรตอน ซึ่งเปลี่ยนไฮโดรเจนเป็นฮีเลียม พลังงานที่ได้นี้ทำให้ส่วนที่เหลือของดวงอาทิตย์สุกสว่างและเปล่งแสง

ทุกๆ วินาที จะมีนิวเคลียสของไฮโดรเจน 3.4 × 1038 ตัว ถูกแปรรูปเป็นฮีเลียม ผลิตพลังงานได้ 383 × 1024 จูล หรือเทียบได้กับระเบิดไตรไนโตรโทลูอีน (TNT) ถึง 9.15 × 1019 กิโลกรัม พลังงานจากแกนของดวงอาทิตย์ใช้เวลานานมากในการขึ้นสู่พื้นผิว อย่างมากเป็น 50 ล้านปี[11] อย่างน้อยเป็น 17,000 ปี[12]เพราะโฟตอนพลังงานสูง (รังสีเอกซ์และรังสีแกมมา) ถูกดูดกลืนไปในพลาสมา แล้วเปล่งพลังงานออกมาสลับกันเรื่อยๆ ทุกๆ ระยะไม่กี่มิลลิเมตร


เขตแผ่รังสีความร้อน
ในส่วนของเขตแผ่รังสีความร้อน (radiation zone) ซึ่งอยู่ในช่วง 0.2 ถึง 0.7 ส่วนของรัศมีดวงอาทิตย์ ในชั้นนี้ไม่มีการพาความร้อน (convection) เพราะอัตราความแตกต่างของอุณหภูมิเทียบกับระยะความสูงน้อยกว่าอัตราการเปลี่ยนอุณหภูมิตามความสูงแบบอะเดียแบติก (adiabatic lapse rate) พลังงานในส่วนนี้ถูกนำออกมาภายนอกช้ามากดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนแล้ว

เขตพาความร้อน
ในส่วนของเขตพาความร้อน (convection zone) ซึ่งอยู่บริเวณผิวนอกที่เหลือ เป็นส่วนที่พลังงานถูกถ่ายเทผ่านแท่งความร้อน (heat column) โดยเนื้อสารที่ร้อนและมีพลังงานเริ่มต้นจากด้านล่าง แล้วไหลขึ้นด้านบนจนถึงผิว จากนั้นถ่ายเทความร้อนและกลับลงไปใหม่ แท่งความร้อนสามารถสังเกตได้จาก “เกล็ด” บนภาพถ่ายผิวดวงอาทิตย์

โฟโตสเฟียร์
ในส่วนของโฟโตสเฟียร์ (photosphere) แปลว่า ทรงกลมแห่งแสง ซึ่งเป็นส่วนที่เรามองเห็นดวงอาทิตย์ แสงสว่างที่เปล่งในดวงอาทิตย์นั้นเกิดจากอิเล็กตรอนชนกับอะตอมไฮโดรเจนเกิดเป็น H-[13][14] เหนือชั้นนี้ แสงอาทิตย์ก็จะถูกปลดปล่อยออกมา และมีอุณหภูมิต่ำลงตามความสูงที่มากขึ้น จนทำให้สังเกตเห็นรอยมัวตรงขอบดวงอาทิตย์ในภาพถ่าย (ดังภาพถ่ายด้านบน)

บรรยากาศ
บรรยากาศของดวงอาทิตย์ประกอบด้วย 5 ชั้น ได้แก่ ชั้นอุณหภูมิต่ำสุด (temperature minimum) โครโมสเฟียร์ (chromosphere) เขตเปลี่ยนผ่าน (transition region) โคโรนา (corona) และเฮลิโอสเฟียร์ (heliosphere) ตามลำดับจากต่ำไปสูง

ชั้นแรก ชั้นอุณหภูมิต่ำสุด มีอุณหภูมิประมาณ 4,000 เคลวิน และหนา 500 กิโลเมตร ชั้นถัดไปคือโครโมสเฟียร์ ซึ่งแปลว่ารงคมณฑล หรือทรงกลมแห่งสี เหตุที่เรียกชื่อนี้ก็เพราะเห็นเป็นแสงสีแวบขณะเกิดสุริยุปราคา ชั้นนี้หนา 2,000 กิโลเมตร มีอุณหภูมิสูงถึง 100,000 เคลวิน ชั้นต่อไปเป็นเขตเปลี่ยนผ่านซึ่งอุณหภูมิอาจสูงถึงล้านเคลวิน และยิ่งสูงขึ้นไปอีกในชั้นโคโรนา ทำให้สิ่งนี้เป็นปัญหาคาใจนักวิทยาศาสตร์ ซึ่งก็สันนิษฐานว่าอาจเกิดจากการต่อเชื่อมทางแม่เหล็ก (magnetic connection) ชั้นที่เหลือชั้นสุดท้ายคือ เฮลิโอสเฟียร์ หรือสุริยมณฑล คือชั้นที่อำนาจของลมสุริยะสามารถไปถึง ซึ่งอาจมากกว่า 20 หน่วยดาราศาสตร์ (20 เท่าของระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์)

ประวัติศาสตร์เกี่ยวกับการสังเกตดวงอาทิตย์
ความเข้าใจในอดีต
มนุษย์ในอดีตรู้เกี่ยวกับดวงอาทิตย์เพียงเป็นลูกไฟกลม ขึ้นจากท้องฟ้าในทิศตะวันออก ทำให้เกิดกลางวันและตกลงไปทางทิศตะวันตก ทำให้เกิดกลางคืน ดวงอาทิตย์ให้ทั้งแสงสว่าง ความร้อน ตลอดจนความหวังในจิตใจ จนมีการนับถือดวงอาทิตย์ให้เป็นเทพเจ้า มีการบูชายัญถวายเทพพระอาทิตย์ของชาวอัซเตก (Aztec) ซึ่งปัจจุบันอยู่ในประเทศเม็กซิโก นอกเหนือจากนี้ มนุษย์ในสมัยโบราณยังได้สร้างสิ่งประดิษฐ์สำหรับบอกตำแหน่งของดวงอาทิตย์ในวันอุตรายัน (Summer solstice) ซึ่งเป็นวันที่กลางวันยาวที่สุดในรอบปี คือประมาณวันที่ 24 มิถุนายน เช่นที่เสาหินสโตนเฮนจ์ ในประเทศอังกฤษ และพีระมิดเอลกัสตีโย (El Castillo) ประเทศเม็กซิโก

การพัฒนาแนวความคิดสมัยใหม่
ต่อมานักปราชญ์ชาวกรีกชื่อ อะนักซากอรัส (Anaxagoras) ได้เสนอว่า ดวงอาทิตย์เป็นลูกไฟกลม ไม่ได้เป็นพระอาทิตย์ทรงพาหนะ ทำให้เขาต้องโทษประหารชีวิตในเวลาต่อมา ต่อมามีการสันนิษฐานว่าเอราโตสเทเนส) ได้วัดระยะห่างจากโลกไปดวงอาทิตย์ได้เที่ยงตรงเป็นคนแรกในช่วงศตวรรษที่ 3 ก่อนคริสตกาล ซึ่งวัดได้ 149 ล้านกิโลเมตร ใกล้เคียงกับที่ยอมรับในปัจจุบัน

ในเวลาต่อมา ชาวกรีกโบราณและชาวอินเดียโบราณตั้งสมมติฐาน โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ และต่อมาก็ได้รับการพิสูจน์โดยนิโคเลาส์ โคเปอร์นิคัสในช่วงศตวรรษที่ 16 ต่อมาทอมัส แฮร์ริออต (Thomas Harriot) กาลิเลโอ กาลิเลอิ และนักดาราศาสตร์คนอื่นๆ สังเกตพบจุดดำบนดวงอาทิตย์ โดยกาลิเลโอเสนอว่าจุดดำบนดวงอาทิตย์คือจุดที่เกิดบนผิวดวงอาทิตย์โดยตรง มิได้เป็นวัตถุเคลื่อนที่มาบัง[15] ในปี พ.ศ. 2215 โจวันนี คาสซินี (Giovanni Cassini) นักดาราศาสตร์ชาวอิตาลี และชอง รีเช (Jean Richer) นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ได้หาระยะทางจากโลกไปดาวอังคาร และอาจจะสามารถหาระยะทางไปดวงอาทิตย์ได้หลังจากนั้น ไอแซก นิวตัน ได้สังเกตดวงอาทิตย์โดยให้แสงดวงอาทิตย์ผ่านปริซึม เขาพบว่าประกอบขึ้นด้วยหลายๆ แสงสี นั่นคือสิ่งที่เกิดขึ้นในรุ้งกินน้ำ[16]ต่อมาวิลเลียม เฮอร์เชล ได้ค้นพบการแผ่รังสีอินฟราเรดในช่วงใต้แดงจากดวงอาทิตย์ [17]เมื่อเทคโนโลยีสเปกตรัมก้าวหน้า โยเซฟ ฟอน เฟราน์โฮเฟอร์ (Joseph von Fraunhofer) ได้ค้นพบเส้นดูดกลืนในสเปกตรัมของดวงอาทิตย์ ซึ่งต่อมาเรียกว่าเส้นเฟราน์โฮเฟอร์ (Fraunhofer line)

ช่วงแรกๆ ของยุคใหม่ทางวิทยาศาสตร์ ปัญหาที่คาใจนักวิทยาศาสตร์ก็คือดวงอาทิตย์เอาพลังงานมาจากที่ใด ลอร์ดเคลวิน (วิลเลียม ทอมสัน) และแฮร์มันน์ ฟอน เฮล์มโฮลตซ์ (Hermann von Helmholtz) ได้เสนอกลไกเคลวิน-เฮล์มโฮลตซ์ (Kelvin-Helmholtz mechanism) ในการอธิบายการพาความร้อนขึ้นสู่ผิวดวงอาทิตย์ ต่อมาในปี พ.ศ. 2447 เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด เสนอว่าพลังงานในดวงอาทิตย์มาจากปฏิกิริยาการคายพลังงานจากอนุภาคที่ถูกกระตุ้น[18] แต่ก็คงอธิบายไม่ละเอียดเท่าของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ซึ่งเป็นเจ้าของสมการสมมูลมวล-พลังงาน E=mc2

ในปี พ.ศ. 2463 อาร์เทอร์ เอดดิงตัน เสนอว่าความร้อนและความดันภายในแกนเป็นตัวการที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิวชัน และก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงมวลและพลังงาน[19] สิบปีต่อมาทฤษฎีนี้เริ่มเป็นรูปเป็นร่าง โดยสุพราห์มันยัน จันทรเสกขา (Subrahmanyan Chandrasekar) นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันเชื้อสายอินเดีย และฮันส์ เบเทอ (Hans Bethe) นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันเชื้อสายเยอรมัน


โครงการสำรวจดวงอาทิตย์

ภาพถ่ายพวยเพลิงสุริยะโดยเครื่องมือ 4 ชิ้นบนยานโซโฮองค์การนาซาได้เคยปล่อยยานสำรวจดวงอาทิตย์ในโครงการไพโอเนียร์ ซึ่งปล่อยช่วงปี พ.ศ. 2502 ถึง พ.ศ. 2511[22] โดยทำการตรวจวัดสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์และลมสุริยะ ต่อมาก็ได้ส่งยานสกายแล็บเมื่อปี พ.ศ. 2516 ทำการศึกษาโคโรนาของดวงอาทิตย์ และการพ่นมวลของโคโรนา ในปี พ.ศ. 2534 ญี่ปุ่นได้ส่งยานโยะโกะ (阳光) เพื่อศึกษาเพลิงสุริยะในช่วงรังสีเอกซ์ นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่า โคโรนาจะยุบลงในช่วงที่มีกิจกรรมบนผิวดวงอาทิตย์มาก ยานโยะโกะถูกปลดระวางเมื่อ พ.ศ. 2548 [23]

ภารกิจสำรวจดวงอาทิตย์ที่เรารู้จักกันมักหนีไม่พ้นหอสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์และสุริยมณฑล หรือโซโฮ (Solar and Heliospheric Observatory; SOHO) อันเป็นความร่วมมือระหว่างสหรัฐอเมริกา และสหภาพยุโรป ถูกปล่อยเมื่อวันที่ 2 ธันวาคม พ.ศ. 2538 เดิมทีกำหนดให้ปฏิบัติงานสองปี แต่กลับปฏิบัติงานมากกว่า 10 ปี ยานโซโฮเป็นยานสังเกตการณ์ที่ทำให้เรารู้หลายอย่างเกี่ยวกับดวงอาทิตย์มากขึ้นในหลายๆ ช่วงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และยังสังเกตเห็นดาวหางที่พุ่งชนดวงอาทิตย์ด้วย ส่วนอีกโครงการหนึ่งที่มีแผนจะปล่อยขึ้นสู่ห้วงอวกาศในเดือนสิงหาคม ปี พ.ศ. 2551[24] คือโครงการหอสังเกตการณ์สุริยพลวัต (Solar Dynamic Observatory) ซึ่งจะนำไปไว้ยังจุดลากรองจ์ (Lagrangian point) หรือจุดสะเทินแรงดึงดูด ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์

นอกเหนือจากนี้ ยังมีโครงการสังเกตระบบสุริยะจากมุมอื่น โดยมีการส่งยานยุลลิซิส (Ulysses) เมื่อ พ.ศ. 2533 โดยให้ไปยังดาวพฤหัสบดีเพื่อเหวี่ยงตัวขึ้นเหนือระนาบระบบสุริยะ ครานั้นยานสามารถสังเกตเห็นดาวหางชูเมกเกอร์-เลวี 9 ชนดาวพฤหัสบดีในปี พ.ศ. 2537 เมื่อยานยุลลิซิสถึงที่หมาย ก็จะทำการสำรวจลมสุริยะและสนามแม่เหล็กที่ละติจูดสูงๆ และพบว่าอัตราเร็วลมสุริยะอยู่ที่ 750 กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งช้ากว่าที่ได้คาดไว้ และยังมีสนามแม่เหล็กที่ทำให้รังสีคอสมิกกระเจิงด้วย[25]

บทบาทของดวงอาทิตย์ต่อสิ่งมีชีวิต
นับตั้งแต่ปฏิกิริยาอุณหนิวเคลียร์ (thermonuclear reaction) ในใจกลางดวงอาทิตย์ แผ่พลังงานออกมาในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและพลังงานที่สะสมภายในอนุภาค ใช้เวลาเดินทางนับหมื่นนับแสนปีจนกระทั่งถึงผิวดวงอาทิตย์ และต่อด้วยการเดินทาง 8 นาทีมายังโลกของเรา ในรูปของแสงที่มองเห็น รังสีแกมมา รังสีเอกซ์ และรังสีอื่น ๆ ต้องขอบคุณชั้นบรรยากาศโลกที่ได้กรองเอาสิ่งที่เป็นอันตรายเหล่านี้ออกไป ไม่นานนักพลังงานก็ถึงยังพื้นโลก ทั้งให้ความอบอุ่นน่าอยู่ในเขตหนาว หรือแม้แต่ให้ความรู้สึกรำคาญในเขตร้อน ทว่าพลังงานจากดวงอาทิตย์ก็ได้ถูกดูดซับเข้าไปในพืชและโพรทิสต์ จากนั้นพืชก็สามารถตรึงเอาคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากอากาศได้เป็นน้ำตาล ผ่านกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง น้ำตาลที่ได้นั้นพืชก็จะนำไปแปรรูปเป็นทั้งผนังเซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์ ออแกเนลล์ภายในเซลล์ ฯลฯ นอกเหนือจากธาตุอาหารที่ดูดขึ้นมาจากดิน

เมื่อพืชเป็นผู้ผลิต (ที่แท้จริงคือผู้แปรรูป) อาหารจากพลังงานแสงอาทิตย์ ก็ทำให้สัตว์มีอาหารจากส่วนต่าง ๆ ของพืช ในการสลายอาหารของสัตว์ สิ่งสำคัญที่สุดนอกจากอาหารที่ได้รับแล้วก็คือออกซิเจน ซึ่งเป็นของเสียในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง เพื่อไปรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้ายในกระบวนการสลายสารอาหารระดับเซลล์ ขณะเดียวกันสัตว์ก็หายใจเอาแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นสารพลังงานต่ำออกมา เพื่อที่พืชจะได้ตรึงอีกครั้งเป็นวัฏจักร

ความเชื่อของมนุษย์ต่อดวงอาทิตย์
ดวงอาทิตย์ เป็นสิ่งบูชาของชาวโลกมาแต่โบราณ ชาวกรีกโบราณเชื่อว่าอพอลโล เป็น เทพแห่งดวงอาทิตย์ ชาวอียิตป์โบราณ ถือเทพรา เป็นเทพเจ้าแห่งดวงอาทิตย์เช่นกัน รวมถึงโหรศาสตร์ไทยมี พระอาทิตย์ เป็นเทวดาประจำ