ดาวเสาร์

       

          ดาวเสาร์(Saturn)     

ดาวเสาร์ (Saturn)   อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 6 ที่ระยะทาง 1,433 ล้านกิโลเมตร จัดเป็นดาวเคราะห์แก๊ส มีขนาดใหญ่ที่สุดเป็นอันดับสองในระบบสุริยะรองจากดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์มีวงแหวนขนาดใหญ่ ที่ประกอบขึ้นจากก้อนหินที่มีน้ำแข็งปะปน สัญลักษณ์แทนดาวเสาร์ คือ ♄

ลักษณะเฉพาะทางกายภาพ

ดาวเสาร์มีรูปร่างป่องออกตามแนวเส้นศูนย์สูตร ที่เรียกว่าทรงกลมแป้น (oblate spheroid) เส้นผ่านศูนย์กลางตามแนวขั้วสั้นกว่าตามแนวเส้นศูนย์สูตรเกือบ 10% เป็นผลจากการหมุนรอบตัวเองอย่างรวดเร็ว ดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ก็มีลักษณะเป็นทรงกลมแป้นเช่นกัน แต่ไม่มากเท่าดาวเสาร์ ดาวเสาร์เป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวในระบบสุริยะ ที่มีความหนาแน่นเฉลี่ยน้อยกว่าน้ำ (0.70 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร) อย่างไรก็ตาม บรรยากาศชั้นบนของดาวเสาร์มีความหนาแน่นน้อยกว่านี้ ขณะที่ที่แกนมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำ วงแหวนของดาวเสาร์ประกอบไปด้วย เศษหินและน้ำแข็งขนาดเล็ก เรียงตัวอยู่ในระนาบเดียวกัน และวงแหวนของดาวเสาร์ก็ประกอบไปด้วย วงแหวนย่อยๆมากมาย ความจริงแล้ววงแหวนดาวเสาร์นั้นบางมาก โดยมีความหนาเฉลี่ยเพียง 500 กิโลเมตรเท่านั้น แต่เศษวัตถุในวงแหวนมีความสามารถในการสะท้อนแสงดี และกว้างกว่า 80,000 กิโลเมตร จึงสามารถสังเกตได้จากโลก

    วงแหวนของดาวเสาร์เป็นก้อนหินและน้ำแข็งสกปรก กล่าวคือ น้ำแข็งช่วยยึดฝุ่นและก้อนหินสกปรกเข้าด้วยกัน ก้อนน้ำแข็งสกปรกมีขนาดต่างๆ กัน และมีเป็นจำนวนมาก น้ำแข็งสะท้อนแสงดวงอาทิตย์ได้ดี เราจึงเห็นวงแหวนชัดเจน วงแหวนบางมาก และประกอบด้วยวงแหวนจำนวนหลายพันวง แต่สังเกตได้จากโลกเห็นเป็นชั้นๆ ชั้นนอกสุด เรียกว่า วงแหวน A วงสว่างที่สุดอยู่ใกล้ดาวเสาร์เรียกว่า วงแหวน B ช่องว่างระหว่างวงแหวนทั้งสองนี้เรียกว่า ช่องแคสสินี (Cassini Division) ซึ่งตั้งชื่อตามนักดาราศาสตร์ชาวอิตาลิ Giovani Cassini ซึ่งพบวงแหวนนี้เป็นคนแรกในปี 1675 ภายในวงแหวน B มีวงแหวนที่ไม่สว่างชื่อวงแหวน C ภาพจากการถ่ายของยานไพโอเนียร์และวอยาเจอร์แสดงให้เห็นว่า มีวงแหวนมากกว่าสามวง คือมีวงแหวน D ซึ่งมองเห็นเลือนๆ นอกจากนี้ยังมีวงแหวนชั้นนอกที่มีลักษณะแคบๆ เรียกว่าวงแหวน F และวงแหวน G ด้านหลังของวงแหวนทั้งสองนี้เป็นวงแหวนขนาดกว้าง แต่มีความเลือนคือ วงแหวน E วงแหวนทั้งหมดจะมีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 375,000 ไมล์ วงแหวนแต่ละวงบางมากเมื่อเทียบกับความกว้าง เปรียจประดุจดังแผ่นกระดาษ ดังนั้นเมื่อด้านข้างของวงแหวนหันมาทางโลก เราจึงมองไม่เห็นวงแหวนของดาวเสาร์ วงแหวนดาวเสาร์เอียงจากระนาบทางโคจรของดาวเสาร์รอบดวงอาทิตย์เป็นมุม 27 องศา เมื่อดูจากโลกจึงเห็นวงแหวนไม่เหมือนกันในแต่ละตำแหน่ง ถ้าวงแหวนหันด้านข้างมาทางโลกเราจะมองไม่เห็นวงแหวนเลย แต่จะเห็นเป็นเส้นสีดำพาดผ่านดาวเสาร์ ยานอวกาศวอยเอเจอร์ 1 และวอยเอเจอร์ 2 ที่ผ่านเฉียดดาวเสาร์พบว่า วงแหวนของดาวเสาร์ด้านที่ได้รับแสงแดดมีอุณหภูมิ -180 องศาเซลเซียส ส่วนด้านมืดอุณหภูมิต่ำกว่านี้เป็น -200 องศาเซลเซียส อุณหภูมิต่ำขนาดนี้น้ำแข็งจะไม่ระเหยหรือกลายเป็นไอเลย วงแหวนที่เห็นจากโลกเป็น 3 ชั้นนั้น แท้ที่จริงประกอบด้วยวงแหวนเล็กๆ จำนวนเป็นล้านๆ วง วงแหวนก่อรูปร่างอย่างไรและเมื่อไร? วงแหวน C และ B ได้ก่อตัวเมื่อดาวเสาร์หรือดาวเคราะห์อื่นๆ ในระบบสุริยะเริ่มเกิดขึ้น ดาวเคราะห์ก่อตัวด้วยแก๊ซและอนุภาคที่ลอยในอวกาศ วงแหวนอาจก่อตัวโดยอนุภาคน้ำแข็งที่ตกค้าง วงแหวน A อาจเป็นเศษที่เหลือของดาวบริวารที่เป็นน้ำแข็งของดาวเสาร์ ประมาณ 10 ล้านปีมาแล้ว ดวงจันทร์อาจแตกแยกออกจากกัน ชิ้นส่วนทั้งหมดของดวงจันทร์อาจกระจัดกระจายเป็นวงแหวนกว้าง ในขณะที่มันหมุนรอบดาวเคราะห์

 

ดวงจันทร์ของดาวเสาร์

 

วงแหวนดาวเสาร์ตัดผ่านฉากหลังที่มีดวงจันทร์ไททัน

 (รูปเสี้ยวขอบสีขาว) และดวงจันทร์เอนเซลาดัส (ขวาล่างสีดำ) ปรากฏอยู่

ดาวเสาร์มีดวงจันทร์ซึ่งได้รับการยืนยันวงโคจรแล้ว 60 ดวง โดย 53 ดวงในจำนวนนี้มีชื่อเรียกแล้วและส่วนใหญ่มีขนาดค่อนข้างเล็ก แต่ก็มีอยู่ 7 ดวงที่มีขนาดใหญ่พอที่จะคงสภาพตัวเองเป็นทรงกลมได้ (ดังนั้นดวงจันทร์เหล่านี้อาจได้รับการจัดเป็นดาวเคราะห์แคระหากพวกมันโคจรรอบดวงอาทิตย์โดยตรง) นอกจากจะมีวงแหวนที่กว้างและหนาแน่นแล้ว ระบบดาวเสาร์ยังเป็นระบบดาวเคราะห์ที่มีความหลากหลายมากที่สุดภายในระบบสุริยะอีกด้วย ตัวอย่างเช่น ดวงจันทร์ที่มีชื่อเสียงอย่างดวงจันทร์ไททัน ที่มีชั้นบรรยากาศคล้ายคลึงกับโลก ทั้งยังมีภูมิทัศน์เป็นทะเลสาบไฮโดรคาร์บอนและโครงข่ายแม่น้ำ และดวงจันทร์เอนเซลาดัสที่ซ่อนแหล่งน้ำไว้ภายใต้พื้นผิวของมัน เป็นต้น

ดวงจันทร์ 22 ดวงของดาวเสาร์เป็นบริวารที่มีวงโคจรปกติ คือ มีวงโคจรไปในทางเดียวกับดาวดวงอื่น ๆ และเอียงทำมุมกับเส้นศูนย์สูตรของดาวเสาร์ไม่มากนัก นอกจากบริวาร 7 ดวงหลักแล้ว มี 4 ดวงเป็นดวงจันทร์โทรจัน (หมายถึงกลุ่มดวงจันทร์เล็ก ๆ ที่โคจรไปตามเส้นทางของดวงจันทร์ดวงใหญ่กว่าอีกดวงหนึ่ง) อีก 2 ดวงเป็นดวงจันทร์ร่วมวงโคจร และอีก 2 ดวงโคจรอยู่ภายในช่องว่างระหว่างวงแหวนดาวเสาร์ ดวงจันทร์เหล่านี้ได้รับการตั้งชื่อตามธรรมเนียมเดิม คือ ตามชื่อของบรรดายักษ์ไททันหรือบุคคลอื่น ๆ ที่มีความเกี่ยวข้องกับเทพแซตเทิร์นของชาวโรมัน (หรือเทพโครนัสของกรีก)

ส่วนดวงจันทร์ที่เหลืออีก 38 ดวง ทั้งหมดมีขนาดเล็กและมีวงโคจรผิดปกติ คือ มีวงโคจรอยู่ห่างจากดาวเสาร์มากกว่า เอียงมากกว่า โดยมีทั้งไปทางเดียวกันและสวนทางกับทิศทางการหมุนรอบตัวเองของดาวเสาร์ ดวงจันทร์เหล่านี้อาจเป็นดาวเคราะห์น้อยที่ถูกแรงโน้มถ่วงของดาวเสาร์ดึงมา หรืออาจเป็นเศษซากของวัตถุขนาดใหญ่ที่เข้าใกล้ดาวเสาร์มากเกินไปจนถูกแรงน้ำขึ้นน้ำลงของดาวเสาร์ฉีกออกเป็นเสี่ยง ๆ เราแบ่งกลุ่มของพวกมันตามลักษณะวงโคจรได้เป็นกลุ่มอินูอิต กลุ่มนอร์ส และกลุ่มแกลิก แต่ละดวงตั้งชื่อตามเทพปกรณัมที่สอดคล้องกับกลุ่มที่มันสังกัดอยู่

วงแหวนของดาวเสาร์ประกอบขึ้นจากก้อนน้ำแข็งที่มีขนาดตั้งแต่ 1 เซนติเมตรไปจนถึงหลายร้อยเมตร แต่ละก้อนโคจรรอบดาวเสาร์ไปตามเส้นทางของตนเอง ดังนั้น เราจึงไม่สามารถระบุจำนวนแน่นอนของดวงจันทร์ของดาวเสาร์ได้ เนื่องจากไม่มีเส้นแบ่งประเภทชัดเจนระหว่างวัตถุขนาดเล็กจำนวนมากที่ประกอบขึ้นเป็นแถบวงแหวนกับวัตถุขนาดใหญ่ที่ได้รับการตั้งชื่อและถือเป็นดวงจันทร์แล้ว แม้เราจะค้นพบ "ดวงจันทร์เล็ก ๆ" (moonlets) อย่างน้อย 150 ดวงจากการรบกวนที่มันก่อขึ้นกับวัตถุอื่นที่อยู่ข้างเคียงภายในวงแหวน แต่นั่นเป็นตัวอย่างเพียงน้อยนิดของจำนวนประชากรทั้งหมดของวัตถุเหล่านั้นเท่านั้น

ดวงจันทร์ที่ได้รับการยืนยันแล้วจะได้รับการตั้งชื่อถาวรจากสหภาพดาราศาสตร์สากล ประกอบด้วยชื่อและลำดับที่เป็นตัวเลขโรมัน ดวงจันทร์ 9 ดวงที่ถูกค้นพบก่อนปี ค.ศ. 1900 (ซึ่งฟีบีเป็นดวงเดียวที่มีวงโคจรแบบผิดปกติ) มีหมายเลขเรียงตามระยะห่างจากดาวเสาร์ออกมา ส่วนดวงจันทร์ดวงอื่น ๆ มีหมายเลขเรียงตามลำดับที่ได้รับการตั้งชื่อถาวร อย่างไรก็ตาม ขณะนี้ยังมีดวงจันทร์ดวงเล็ก ๆ ในกลุ่มนอร์สอีก 8 ดวงที่ไม่มีชื่อเรียกถาวร

   ก่อนปี 1980 มีคนคิดว่าดาวเสาร์มีดาวบริวารสิบดวง หลังจากนั้นยานวอยาเจอร์ ได้พบดาวบริวารเพิ่มขึ้นอีกหลายดวง ปัจจุบันเราคิดว่าดาวเสาร์มีดาวบริวารอื่นๆ นอกเหนือจากดาวบริวารเหล่านี้ ดาวบริวารชั้นในประกอบขึ้นด้วยน้ำแข็ง และบางดวงก็ประกอบด้วยหิน มันปกคลุมด้วยหินและรอยแตกดาวบริวารชั้นในบางดวงมีการหมุนที่ผิดปกติ ดาวบริวารที่อยู่ใกล้ที่สุดคือ ดาว Inner Shepherd และดาว Outer Shepherd มันจะหมุนรอบแต่ละข้างของวงแหวน F แรงโน้มถ่วงของดาวบริวารมีผลกระทบต่อส่วนของวงแหวน F มันทำให้ลอนบิดเบี้ยวเป็นรูปเกลียวที่ประหลาด มีกลุ่มดาวบริวารชั้นในที่หมุนรอบดาวเสาร์เช่นเดียวกัน บ้างก็หมุนในระยะห่างกัน บ้างก็หมุนใกล้กัน บ้างก็หมุนไปข้างหน้าหรือข้างหลังของดาวอื่น แต่มันไม่ปะทะกัน    ดาวบริวารชั้นนอกดวงแรกของดาวเสาร์ มีชื่อเรียกว่า Titan เป็นดาวบริวารที่ใหญ่เป็นที่สองในระบบสุริยะ ดาว Titan มีชั้นบรรยากาศ มันเป็นสิ่งผิดปกติที่ดาวบริวารถูกล้อมรอบด้วยชั้นของแก๊ซเหมือนกับดาวเคราะห์ ยานวอยาเจอร์ 1 ได้เข้าไปใกล้ดาว Titan เมื่อมันบินผ่านดาวเสาร์ในปี 1980 ภาพที่ถูกส่งกลับมาแสดงให้เห็นว่าถูกปกคลุมด้วยหมอกสีส้ม แต่ไม่สามารถมองเห็นพื้นผิวได้เลย บรรยากาศประกอบด้วยแก๊ซไนโตรเจนเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งเป็นแก๊ซที่สำคัญในบรรยากาศของโลก เรามีแก๊ซออกซิเจนในโลกด้วย แต่ดาว Titan ไม่มีแก๊ซเหล่านี้ แต่มันมีแก๊ซมีแทนซึ่งเป็นแก๊ซธรรมชาติที่เราใช้สำหรับการหุงต้มในโลก หมอกเกิดจากการตกผลึกของของแหลวสีส้มในบรรยากาศของดาว Titan ของแหลวที่มีสีดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อรังสีจากดวงอาทิตย์กระทบกับแก๊ซ พื้นผิวของดาว Titan มีความเย็นมาก เป็นที่เข้าใจกันว่าพื้นผิวอาจปกคลุมด้วยมหาสมุทรของมีเทนแหลว หรือหิมะสีน้ำตาลที่ประกอบขึ้นจากมีเทน ภายในดาว Titan ประกอบด้วยน้ำแข็งซึ่งมีแกนเป็นหิน นักดาราศาสตร์ต้องการค้นหาสิ่งต่างๆ ให้มากกว่านี้เกี่ยวกับดาว Titan ยานอวกาศอาจไปถึงที่นั่นในศตวรรษหน้า มันเป็นสิ่งที่เป็นไปได้ที่ครั้งหนึ่งโลกของเรามีสภาพคล้ายดาว Titan ถัดจากดาว Titan จะมีบริวารอีกสามดวง ดาวดวงแรกคือ Hyperion ซึ่งเป็นดาวขนาดเล็กประกอบด้วยน้ำแข็งมีรูปร่างคล้ายถั่ว ดาว Hyperion อาจเป็นซากที่เหลือของดาวบริวารดวงใหญ่ที่แตกกระจายออกมา ถัดจากดาว Hyperion คือดาว Iapetus ดาวบริวารประหลาดดวงนี้จะมืดในด้านหนึ่งและสว่างอีกด้านหนึ่ง โดยสีที่เกิดจากหินซึ่งมาจากภายในดาว ดาวบริวารที่อยู่ชั้นนอกที่สุดเรียกว่า Phoebe มันจะหมุนไปรอบๆ Phoebe อาจจะเป็นดาวเคราะห์น้อยซึ่งถูกดึงดูดโดยแรงโน้มถ่วงของดาวเสาร์