14
สารบัญ 6 46 86 18 72 106 บทที่ 1 เอกภพและกาแล็กซี - เอกภพ - กาแล็กซี บทที่ 3 ระบบสุริยะ บทที่ 5 โลกและปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยา - โครงสร้างโลก - ปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยา บทที่ 2 ดาวฤกษ์และวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ - สมบัติทางกายภาพพื้นฐานของดาวฤกษ์ - การหาระยะห่างของดาวฤกษ์โดยใช้วิธีพารัลแลกซ์ - วิวัฒนาการของดาวฤกษ์ บทที่ 4 เทคโนโลยีอวกาศ บทที่ 6 ธรณีภาค page01_intensive ��� ���������� ��������.indd 4 27/11/60 09:26

สารบัญ...เอกภและก แล กซ 1 9 หล กฐ นสำ ค ญท สน บสน นทฤษฎ Big Bang 1. การขยายต วของเอกภพ

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: สารบัญ...เอกภและก แล กซ 1 9 หล กฐ นสำ ค ญท สน บสน นทฤษฎ Big Bang 1. การขยายต วของเอกภพ

สารบัญ

6

46

86

18

72

106

บทที่ 1 เอกภพและกาแล็กซี- เอกภพ

- กาแล็กซี

บทที่ 3 ระบบสุริยะ

บทที่ 5 โลกและปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยา

- โครงสร้างโลก- ปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยา

บทที่ 2 ดาวฤกษ์และวิวัฒนาการของดาวฤกษ ์

- สมบัติทางกายภาพพื้นฐานของดาวฤกษ์- การหาระยะห่างของดาวฤกษ์โดยใช้วิธีพารัลแลกซ์- วิวัฒนาการของดาวฤกษ์

บทที่ 4 เทคโนโลยีอวกาศ

บทที่ 6 ธรณีภาค

page01_intensive ��� ���������� ��������.indd 4 27/11/60 09:26

Page 2: สารบัญ...เอกภและก แล กซ 1 9 หล กฐ นสำ ค ญท สน บสน นทฤษฎ Big Bang 1. การขยายต วของเอกภพ

125

141

172

114

แนวข้อสอบและเฉลยแนวข้อสอบอย่�งละเอียด

ชุดที่ 1

แนวข้อสอบและเฉลยแนวข้อสอบอย่�งละเอียด

ชุดที่ 2

157แนวข้อสอบและเฉลยแนวข้อสอบอย่�งละเอียด

ชุดที่ 3

แนวข้อสอบและเฉลยแนวข้อสอบอย่�งละเอียด

ชุดที่ 4

บทที่ 7 ธรณีประวัติ

- ข้อมูลทางธรณีวิทยา

188แนวข้อสอบและเฉลยแนวข้อสอบอย่�งละเอียด

ชุดที่ 5

page01_intensive ��� ���������� ��������.indd 5 22/11/60 15:36

Page 3: สารบัญ...เอกภและก แล กซ 1 9 หล กฐ นสำ ค ญท สน บสน นทฤษฎ Big Bang 1. การขยายต วของเอกภพ

6

บทที่

เอกภพและก�แล็กซี

page01_intensive ��� ���������� ��������.indd 6 22/11/60 15:36

Page 4: สารบัญ...เอกภและก แล กซ 1 9 หล กฐ นสำ ค ญท สน บสน นทฤษฎ Big Bang 1. การขยายต วของเอกภพ

1เอกภพและกาแล็กซี

7

เอกภพ

เอกภพ (Universe) คือ บริเวณอันกว้างใหญ่ไพศาล และเป็นหนึ่งเดียว ประกอบไปด้วย กาแล็กซี สสารระหว่างกาแลก็ซแีละทีว่่าง (ซึง่อาจจะเป็นสสารมดื) อยูร่วมกนัด้วยแรงโน้มถ่วงระหว่างมวล ประมาณกันว่ามีกาแล็กซีอยู่เป็นจ�านวนกว่าสามถึงสี่แสนล้านกาแล็กซี โดยมีทฤษฎีการก�าเนิดเอกภพท่ีมีความ น่าเชื่อถือและมีหลักฐานสนับสนุนมากที่สุดคือ ทฤษฎีบิกแบง (Big Bang theory) ค้นพบโดย เลอแมทร์ (Lemaître) บาทหลวงนักฟิสิกส์และดาราศาสตร์ชาวเบลเยียม ซ่ึงกล่าวไว้ว่า เอกภพมีจุดเริ่มต้น จากการขยายตัวของอวกาศ (Space) ออกไปอย่างรวดเร็ว (ไม่ใช่การระเบิดออก) โดยไม่มีจุดใดเป็นจุดศูนย์กลางของการขยายตัว เม่ือประมาณ 13,700 ล้านปีก่อน โดยเร่ิมจากจุดเอกฐาน (Singularity) ที่มีขนาดเล็ก มีมวลและความหนาแน่นเป็นอนันต์ เอกภพนี้มีแนวโน้มท่ีจะขยายตัวเร่ือยไปไม่มีท่ีส้ินสุดและมอีณุหภมูติ�า่ลง ดงัภาพที ่1 โดยการขยายตวันีจ้ะมลีกัษณะคล้ายการพองตวัของลกูโป่งเมื่อถกูสูบลมเข้าไป ซึ่งจะพบว่าลายจุดบนลูกโป่งจะเคลื่อนที่ออกห่างจากกันเรื่อยๆ โดยไม่สามารถระบุได้ว่าจุดใดเป็นจุดศูนย์กลางของการขยายตัว

ภาพที่ 1 จ�าลองล�าดับเหตุการณ์ที่

เกิดข้ึนต้ังแต่ Big Bang จนถึงปัจจุบัน

History of the Universe

BIGBANG

Accelerators

: CERN-LHC

FNAL-Tevarron

High-energ

y

Cosmic rays

BNL-RHIC

CERN-LEP

SLAC-SLC

Inflation

?

Possible dark matter relicts

Cosmic m

icrowave radiation visible

Today

n

n

n

n

e

ee

eee nn

nn

nm

m

m q qq

q qq

q qq

n

n

n

n

nn

n

n

nq

q

qqq

q

q

qq

q

z

t

t

t

tt-

t-

t-W- gg

gg

n

n n

m

m

n

e

e

ee

n

n

n

q q

q q

q qq

t 10 -44 10 -37 s 10 -10 s 10 -5 s 10 2 s 3x10 5 y 10 9 y 12x10 9 y (sec,yrs)

T 10 32 10 28 10 15 10 12 10 9 3000 15

2.7 (Kelvin)

E 10 19 10 15 10 2 10 -1 10 -4 3x10 -10 10 -12 2.3x10 -13 (GeV)

Key :q quark g gluon e electron m muon t tau n neutrino

W, Z bosons meson baryon ion atom

photon star galaxy

black hole

qqq

q q

page01_intensive ��� ���������� ��������.indd 7 22/11/60 15:36

Page 5: สารบัญ...เอกภและก แล กซ 1 9 หล กฐ นสำ ค ญท สน บสน นทฤษฎ Big Bang 1. การขยายต วของเอกภพ

8

ลำ�ดับเหตุก�รณ์ที่สำ�คัญโดยประม�ณของก�รเกิด Big Bang

ธาตุที่มากที่สุดในเอกภพคือ ธาตุไฮโดรเจน (Hydrogen) ด้วยเหตุผลที่ว่า ธาตุนี้มีโครงสร้างอะตอมอย่างง่ายที่สุด นั่นคือ ประกอบด้วยโปรตอน 1 ตัว เป็นนิวเคลียส และมีอิเล็กตรอน 1 ตัว วิ่งรอบนิวเคลียส ดังนั้นจึงมีโอกาสเกิดได้ง่ายและมีปริมาณมากที่สุดในเอกภพ การเกิดทุกสิ่งทุกอย่างที่มีอยู่ในเอกภพนี้ เกิดเนื่องมาจากจ�านวนสสาร (Matter) มากกว่าจ�านวนปฏิสสาร (Anti-matter) ในปริมาณที่ว่า ปฏิสสารทุกๆ 1010 ตัว จะมีสสารจ�านวน 1010 + 1 ตัว ซึ่งสสารที่มีเศษ 1 ตัวนี่เองที่ท�าให้เกิดเอกภพอย่างที่เป็นอยู่ทุกวันนี้

เกิดสสารขึ้นในรูปของอนุภาคมูลฐาน คือ ควาร์ก (Quark) อิเล็กตรอน (Elec-tron) นิวทริโน (Neutrino) และโฟตอน (Photon)

ขณะเกิด Big Bang

อุณหภูมิของเอกภพลดลงเป็นสิบล้านล้านเคลวิน ท�าให้ควาร์กเกิดการรวมตัวกัน กลายเป็นโปรตอน และนิวตรอน

หลังเกิด Big Bang

10-6 วินาที

อุณหภูมิของเอกภพ ลดลงเป็นร้อยล้านเคลวิน มีผลให้โปรตอนและนิวตรอน เกิดการรวมตัวเป็นนิวเคลียส ของฮีเลียม

หลังเกิด Big Bang

3 นาที

อุณหภูมิลดลงเหลือ 10,000 เคลวิน นิวเคลียสของไฮโดรเจนและฮีเลียม ดึงอิเล็กตรอนเข้ามาอยู่ในวงโคจร และเกิดเป็นอะตอมไฮโดรเจนและฮีเลียม

หลังเกิด Big Bang

3.8 x 105 ปี

ภายในกาแล็กซีมีธาตุไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นสสารเบื้องต้น ซึ่งก่อก�าเนิดเป็นดาวฤกษ์รุ่นแรกๆ

หลังเกิด Big Bang

109 ปี

อุณหภูมิลดลงเหลือพันล้านเคลวิน เทียบกับอุณหภูมิของดาวฤกษ์ที่ร้อนที่สุด โปรตอนและนิวตรอนรวมกันเป็นนิวเคลียสของดิวเทอเรียม

หลังเกิด Big Bang

100 วินาที

page01_intensive ��� ���������� ��������.indd 8 22/11/60 15:36

Page 6: สารบัญ...เอกภและก แล กซ 1 9 หล กฐ นสำ ค ญท สน บสน นทฤษฎ Big Bang 1. การขยายต วของเอกภพ

1เอกภพและกาแล็กซี

9

หลักฐ�นสำ�คัญที่สนับสนุนทฤษฎี Big Bang

1. การขยายตัวของเอกภพ ค้นพบโดย เอ็ดวิน พี. ฮับเบิล (Edwin P. Hubble) นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน ได้ศึกษาสเปกตรัม

ของกาแล็กซีที่อยู่ไกลเราออกไป และได้แสดงให้เห็นว่า กาแล็กซีก�าลังเคลื่อนตัวออกไปจากกาแล็กซี ทางช้างเผือกด้วยความเร็วที่เป็นสัดส่วนกับระยะทางที่อยู่ไกลออกไป นั่นคือ “ยิ่งกาแล็กซีอยู่ห่างออกไป มากเท่าใด ก็จะย่ิงเคลื่อนที่หนีห่างจากโลกด้วยความเร็วมากขึ้นเท่านั้น” ซ่ึงภายหลังรู้จักกันในชื่อกฎ ของฮับเบิล (Hubble’s Law)

Hubble’s Law : v = H0dโดยที่ v = ความเร็วในแนวเล็งของกาแล็กซี (km s-1) H0 = ค่าคงที่ของฮับเบิล = 67.8 km s-1Mpc-1

d = ระยะทางของกาแล็กซี (Mpc)

Doppler Effect คือ ปรากฏการณ์ของคลื่นที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของแหล่งก�าเนดิคลื่นสมัพทัธ์กบัผูส้งัเกต แล้วมผีลท�าให้ความยาวคลื่นที่ผู้สังเกตได้รับมีการเปลี่ยนแปลงจากค่าเดิม ดังภาพที่ 2 ซึ่งสามารถหาได้จากสมการ

z = = =

โดยที่ z = ค่าเรดชิฟท์ (Redshift) ของกาแล็กซี λ = ค่าความยาวคลื่นของสเปกตรัมที่วัดได้จากการ สังเกตการณ์จริงของกาแล็กซี

λ0 = ค่าความยาวคลื่นของสเปกตรัมมาตรฐาน v = ความเร็วในแนวเล็งของกาแล็กซี c = อัตราเร็วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า = 3 x 108 m s-1

v — c

λ - λ0

λ0

Δλ λ0

page01_intensive ��� ���������� ��������.indd 9 22/11/60 15:36

Page 7: สารบัญ...เอกภและก แล กซ 1 9 หล กฐ นสำ ค ญท สน บสน นทฤษฎ Big Bang 1. การขยายต วของเอกภพ

10

ภาพที่ 2

ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์

ของวัตถุท้องฟ้าเมื่อสังเกต

จากเส้นสเปกตรัม

สเปกตรัมย่านความยาวคลื่นวิทยุของกลุ่มเมฆระหว่างดวงดาวเลื่อนจาก 21 cm ไปเป็น 21.007 cm กลุ่มเมฆนี้ก�าลังเคลื่อนที่เข้าหา อยู่กับที่ หรือออกจากผู้สังเกตด้วยความเร็วเท่าใด และกลุ่มเมฆระหว่างดาวนี้อยู่ห่างจากผู้สังเกตประมาณเท่าใด ก�าหนดให้ (H0 = 67.8 km s-1 Mpc-1)

ตัวอย่างการคำานวณ

แสดงวิธีหาคำาตอบ :

สังเกตว่าสเปกตรัมของกลุ่มเมฆระหว่างดาวนี้เกิดการเลื่อนแล้วมีความยาวคลื่นท่ีมากขึ้นจากเดิม นั่นแสดงว่ากลุ่มเมฆระหว่างดาวนี้ก�าลังเคลื่อนที่ออกจากผู้สังเกต ต่อไปท�าการค�านวณหาความเร็วจากสมการดอปเพลอร์

= = = v = 100 km s-1 (ความเร็วเป็นค่าบวก แสดงว่าเป็นเรดชิฟท์)

ต่อไปหาระยะทางโดยประมาณจากกลุ่มเมฆระหว่างดาวถึงผู้สังเกตจากกฎของฮับเบิล

d = = = 1.47 Mpc = 4.81 Mly = 4.55 × 1019 km

λ - λ0

λ0

v — c

21.007 cm - 21 cm21 cm

v 3 × 105 km s-1

v — H0

100 km s-1

6.78 km s-1 Mpc-1

สเปกตรัมแบบเปล่งแสงของกาแล็กซีที่ก�าลังเคลื่อนที่เข้าหาผู้สังเกตจะมีความยาวคลื่นสั้นลง (การเลื่อนทางน้�าเงิน : Blueshift)

สเปกตรัมแบบเปล่งแสงของกาแล็กซีที่ก�าลังเคลื่อนที่ออกจากผู้สังเกตจะมีความยาวคลื่นที่ยาวขึ้น (การเลื่อนทางแดง : Redshift)

สเปกตรัมแบบเปล่งแสงของกาแล็กซีที่หยุดนิ่งจะไม่ปรากฏการเลื่อนของเส้นสเปกตรัม

400 500 600 700

400 500 600 700

400 500 600 700

393 410 434 486 518 589 656

393 410 434 486 518 589 656

393 410 434 486 518 589 656

page01_intensive ��� ���������� ��������.indd 10 22/11/60 15:36

Page 8: สารบัญ...เอกภและก แล กซ 1 9 หล กฐ นสำ ค ญท สน บสน นทฤษฎ Big Bang 1. การขยายต วของเอกภพ

1เอกภพและกาแล็กซี

11

ภาพที่ 3.1 แผนที่การกระจายของความไม่สม่�าเสมอของอุณหภูมิของ

อวกาศจากดาวเทียม WMAP (ที่มา : nasa.gov)

2. อุณหภูมิพื้นหลังของอวกาศ ตรวจพบครั้งแรกอย่างบังเอิญ โดยนักฟิสิกส์ด้านโซลิดสเตต คือ อาร์โน เพนเซียส และโรเบิร์ต

วิลสัน โดยพวกเขาได้ยินเสียงรบกวนซึ่งรับได้ โดยเสาอากาศของกล้องโทรทรรศน์วิทยุส�าหรับรับ คลื่นไมโครเวฟ ไม่ว่าเสาอากาศจะหนัไปทางทิศใดกย็งัได้ยนิเสยีงรบกวนนีอ้ยูเ่สมอ ถงึแม้ว่าจะแก้ไขอย่างไรก็ยังมีเสียงรบกวน ซึ่งในภายหลังได้ทราบว่าสัญญาณรบกวนนั้นคือเสียงท่ีเกิดจากอุณหภูมิพ้ืนหลังของอวกาศท่ีเกิดจากบิกแบง ซึ่งเป็นสัญญาณที่เหลืออยู่ในอวกาศ เทียบได้กับพลังงานของการแผ่รังสีของวัตถุด�าที่มีอุณหภูมิประมาณ 3 เคลวิน หรือ -270 องศาเซลเซียส โดยเป็นการศึกษาต่อเนื่องของ NASA โดยใช้ดาวเทยีม 2 ดวง คอื COBE (Cosmic Background Explorer) และ WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) นอกจากนี้ยังมีแบบจ�าลองการพองตัวของเอกภพ (Cosmic inflation) เข้ามาช่วยอธบิายว่าท�าไมเอกภพจงึมคีวามสม�า่เสมอทีส่งูมากในภาพรวม และอธบิายจดุก�าเนดิของโครงสร้างขนาดใหญ่ในจกัรวาล เนื่องจากความแปรปรวนในบรเิวณการพองตวัขนาดเลก็มากๆ ทีม่คีวามไม่สมมาตร และไม่สม�่าเสมอในแต่ละทิศทาง ดังภาพที่ 3.1 และ 3.2 ท�าให้เกิดเป็นจุดที่เติบโตขึ้นเป็นโครงสร้างในเอกภพ

page01_intensive ��� ���������� ��������.indd 11 22/11/60 15:37

Page 9: สารบัญ...เอกภและก แล กซ 1 9 หล กฐ นสำ ค ญท สน บสน นทฤษฎ Big Bang 1. การขยายต วของเอกภพ

12

ภาพที่ 3.2 แผนที่การกระจายของความไม่สม่�าเสมอของอุณหภูมิของ

อวกาศจากดาวเทียม WMAP (ที่มา : nasa.gov)

ระยะทางในทางดาราศาสตร์1 AU คือ ระยะทางเฉลี่ยจากโลกถึงดวงอาทิตย์ = 1.496 x 108 km = 4.848 x 10-6 pc = 1.581 x 10-5 ly

1 Light–year คือ ระยะทางที่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเดินทางได้ในเวลา 1 ปี = 9.461 x 1012 km = 0.307 pc = 6.324 x 104 AU

1 parsec คือ ระยะทางที่ห่างจากโลกแล้วท�าให้ดาวเกิดมุมพารัลแลกซ์ เท่ากับ 1 พิลิปดา ขณะที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ = 3.086 x 1013 km = 206264.8 AU = 3.262 ly

page01_intensive ��� ���������� ��������.indd 12 22/11/60 15:37

Page 10: สารบัญ...เอกภและก แล กซ 1 9 หล กฐ นสำ ค ญท สน บสน นทฤษฎ Big Bang 1. การขยายต วของเอกภพ

1เอกภพและกาแล็กซี

13

กาแล็กซีหรือดาราจักร (Galaxy) หมายถึง อาณาบริเวณที่ดาวฤกษ์มาอยู่รวมกันเป็นระบบ ซึ่งจะประกอบด้วยดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ ดาวบริวารของดาวเคราะห์ ดาวหาง อุกกาบาต ฝุ่นผง แก๊สในอวกาศ และที่ว่าง ทุกสิ่งทุกอย่างที่อยู่ในกาแล็กซีมาอยู่รวมกันด้วยแรงดึงดูดระหว่างมวลสารต่างๆ ภายในกาแล็กซีกับหลุมด�ามวลมหาศาล (Super massive black hole) บริเวณใจกลางของกาแล็กซี หลายๆ ครั้งที่กาแล็กซีมาอยู่รวมกันหลายๆ กาแล็กซี ซึ่งจะเรียกว่ากลุ่มกาแล็กซี (Galaxy group) หรือกระจุกกาแล็กซี (Galaxy cluster หรือ Supercluster) โดยกาแล็กซีท่ีเป็นสมาชิกอาจจะมีอันตรกิริยาต่อกันได้ และในบางครั้งกาแล็กซีอาจจะอยู่อย่างโดดเดี่ยว ซึ่งจะเรียกว่า กาแล็กซีสนาม (Field galaxy)

การคำานวณอายุของเอกภพโดยประมาณ (Hubble Time) จากค่าคงที่ของฮับเบิล (ก�าหนดให้ H

0 = 67.8 km s-1 Mpc-1)

Hubble Time =

หรือค�านวณจากสูตรอย่างง่ายดังนี้

Hubble Time =

โดยที่ H0 = ค่าคงที่ของฮับเบิลซึ่งจะได้ค�าตอบ Hubble Time ออกมาใน

หน่วยล้านปีเช่น ก�าหนดให้ H0 = 67.8 km s-1 Mpc-1

จะได้ HubbleTime =

~~ 14,423 ล้านปี

(ค�าตอบอยู่ในช่วงเวลาใกล้เคียงกัน)

1H0

∴ Hubble Time = 4.552 × 1017 s ~~ 1.442 × 110 ปี Hubble Time ~~ 14,420 ล้านปี

9.779 × 105

H0

9.779 × 105

67.8

1

67.8 km/sMpc

=

167.8

Mpckm/s

=

167.8

Mpc∙skm

=

167.8

× 3.086 × 1013 × 106 [km∙s][km]

=

ก�แล็กซี

page01_intensive ��� ���������� ��������.indd 13 22/11/60 15:37

Page 11: สารบัญ...เอกภและก แล กซ 1 9 หล กฐ นสำ ค ญท สน บสน นทฤษฎ Big Bang 1. การขยายต วของเอกภพ

14

ภาพที่ 4 กาแล็กซีทางช้างเผือกและต�าแหน่งของดวงอาทิตย์ (ที่มา : nasa.gov)

ภาพที่ 5 ภาพถ่ายบริเวณใจกลางกาแล็กซทีางช้างเผอืก

กาแล็กซีทางช้างเผือก (Milky way galaxy) เป็นกาแล็กซีท่ีระบบสุริยะของเราต้ังอยู่ มีรูปร่าง ลกัษณะเป็นแบบกังหันมีคานตามระบบการจ�าแนกของฮับเบิล มีรหัสของกาแล็กซีเป็น SBb มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางโดยประมาณ 100,000 ปีแสง หรือ 30 กิโลพาร์เซก ซึ่งมีกาแล็กซีเพื่อนบ้านที่ใกล้เคียง มีขนาดใหญ่และสามารถสังเกตได้ชดัเจน คือ กาแลก็ซแีมกเจลแลนใหญ่ (Large Magellanic Cloud : LMC) กาแล็กซีแมกเจลแลนเล็ก (Small Magellanic Cloud : SMC) ซึ่งทั้งสองเป็นกาแล็กซีแบบไร้รูปร่าง (Irr) และกาแล็กซีแอนโดรเมดา (Andromeda galaxy) ซึ่งเป็นกาแล็กซีชนิดกังหัน (Sb) ระบบสุริยะของเราตั้งอยู่ในบริเวณแขนของกาแล็กซีที่มีชื่อว่า แขนคนยิงธนู (Sagittarius arm) ดังภาพที่ 4 โดยอยู่ห่างจากใจกลางของกาแล็กซีทางช้างเผือกประมาณ 25,000 ปีแสง หรือ 8.5 กิโลพาร์เซก

Summer

Winter

page01_intensive ��� ���������� ��������.indd 14 22/11/60 15:37

Page 12: สารบัญ...เอกภและก แล กซ 1 9 หล กฐ นสำ ค ญท สน บสน นทฤษฎ Big Bang 1. การขยายต วของเอกภพ

1เอกภพและกาแล็กซี

15

ภาพที่ 6 แผนภาพการจ�าแนกประเภทของ กาแล็กซี หรือแผนภาพส้อมเสียงของฮับเบิล

การสังเกตทางช้างเผือกนั้น ควรสังเกตในคืนวันท่ีท้องฟ้าปราศจากเมฆ ไม่มีแสงดวงจันทร์หรือแสงสว่างจากไฟเมืองรบกวน ซึ่งจะสังเกตเห็นเป็นแนวฝ้าสีขาวจาง คล้ายกับเมฆบางๆ พาดผ่านท้องฟ้า โดยจะผ่านกลุ่มดาวที่สังเกตได้ง่ายคือ กลุ่มดาวนายพราน กลุ่มดาววัว กลุ่มดาวเพอร์เซอุส กลุ่มดาวแคสสโิอเปีย กลุม่ดาวหงส์ กลุม่ดาวพณิ กลุม่ดาวแมงป่อง กลุม่ดาวกางเขนใต้ กลุม่ดาวสุนขัใหญ่ เป็นต้น แต่ทีน่ยิมส�าหรบันกัดดูาวโดยทัว่ไป และภาพถ่ายทีแ่พร่หลายตามสื่อต่างๆ คอื การสังเกตบรเิวณใจกลางของกาแลก็ซทีางช้างเผอืก ถ้าสงัเกตไปยงักลุม่ดาวแมงป่องหรอืคนยงิธน ูนัน่หมายความว่าเราก�าลงัมองเข้าไปยงัใจกลางของกาแลก็ซีทางช้างเผอืกนัน่เอง ซึง่จะสงัเกตเหน็เป็นแถบมืดท่ามกลางฝ้าสขีาวด้วย ซึง่นั่นก็คือสสารระหว่างดาวที่บดบังหรือดูดกลืนแสงดาวฤกษ์ที่อยู่ด้านหลัง

ก�รจัดประเภทของก�แล็กซีโดย Edwin P. Hubble

กาแล็กซีโดยทั่วไป สามารถจ�าแนกตามลักษณะรูปร่างของกาแล็กซีได้เป็น 4 ประเภท ดังนี้

1. กาแล็กซีทรงรี (Elliptical galaxy) เป็นกาแลก็ซทีีม่รีปูร่างค่อนข้างเรยีบ มลีกัษณะเป็นทรงกลมหรือทรงร ีโดยส่วนใหญ่แสงจะถกูปล่อย

ออกมาจากบริเวณใจกลางของกาแล็กซี และจะลดลงตามระยะทางจากใจกลางกาแล็กซี โดยส่วนใหญ่จะประกอบด้วยดาวฤกษ์ที่มีอายุค่อนข้างมาก จึงมีสีค่อนไปทางสีแดง กาแล็กซีทรงรีถูกแสดงโดยรหัสอกัษร E ตามด้วยตวัเลข ซึง่แสดงถงึความแป้นของรปูทรงรีทีป่รากฏ เช่น M87 (E0) และ NGC 4697 (E5)

ELLIPTICAL GALAXIES

E(b)4Boxy

E(d)4 Disky

S0

SB0

ORDINARY SPIRALS

Sa SbSc

Im

IBmSBcSBb

SBa

BARRED SPIRALS

page01_intensive ��� ���������� ��������.indd 15 22/11/60 15:37

Page 13: สารบัญ...เอกภและก แล กซ 1 9 หล กฐ นสำ ค ญท สน บสน นทฤษฎ Big Bang 1. การขยายต วของเอกภพ

16

ภาพที่ 7 กาแล็กซี M87 (ที่มา : hubblesite.org)

ภาพที่ 8 กาแล็กซี NGC 628 M74 (ที่มา : hubblesite.org)

2. กาแล็กซีกังหัน (Spiral galaxy) เป็นกาแล็กซีที่มีใจกลางสว่าง เนื่องจากมีดาวอยู่กันอย่างหนาแน่น ซึ่งจะประกอบด้วยดาวฤกษ์ท่ี

มีอายุมากเป็นส่วนใหญ่ จึงมีสีที่ค่อนไปทางสีเหลืองส้ม ส่วนบริเวณแขนของกาแล็กซีจะประกอบด้วยดาวฤกษ์ทีม่อีายุน้อย จึงมีสทีีค่่อนไปทางสนี�า้เงิน และในบางบรเิวณอาจจะมจุีดสแีดง ซึง่เกดิจากการแผ่รงัสีในย่านไฮโดรเจนแอลฟาของบริเวณทีม่กีารก่อตวัของดาวฤกษ์ มลีกัษณะแบนคล้ายแผ่นจานเมื่อมองจากด้านข้าง (Edge-on) และมีโครงสร้างของแขนหลัก 2 แขน คล้ายกังหันเมื่อมองจากด้านบน (Face-on) ใช้รหสัอกัษร S ส�าหรบักาแลก็ซกีงัหันแบบปกต ิและใช้รหสัอกัษร SB ส�าหรบักาแลก็ซกีงัหนัทีม่ีโครงสร้างคล้ายแกนหรือคานยื่นออกมาจากใจกลาง ซึ่งจะเรียกว่า กาแล็กซีกังหันมีคาน และตามด้วยตัวอักษร a, b, c หรือ d ซึ่งจะแสดงถึงขนาดของใจกลางและความแนบของแขนกาแล็กซี เช่น Sa, Sc, SBb, SBd ยกตัวอย่างเช่น NGC 3898 (Sa), M74 (Sc), NGC 175 (SBa) และ NGC 1073 (SBc)

page01_intensive ��� ���������� ��������.indd 16 22/11/60 15:37

Page 14: สารบัญ...เอกภและก แล กซ 1 9 หล กฐ นสำ ค ญท สน บสน นทฤษฎ Big Bang 1. การขยายต วของเอกภพ

1เอกภพและกาแล็กซี

17

ภาพที่ 10 กาแล็กซี M82 (ที่มา : hubblesite.org)

ภาพที่ 9 กาแล็กซี NGC 5866 (ที่มา : hubblesite.org)

3. กาแล็กซีรูปเลนส์ (Lenticular galaxy) เป็นกาแล็กซีที่มีรูปร่างคล้ายเลนส์ มีใจกลางสว่าง ล้อมรอบด้วยโครงสร้างคล้ายแผ่นจานเช่น

เดียวกับกาแล็กซีชนิดกังหันเมื่อมองจากด้านข้าง แต่แผ่นจานไม่มีโครงสร้างของแกนกังหันที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเมื่อมองจากด้านบน ใช้รหัสอักษร S0 และ SB0 ยกตัวอย่างเช่น NGC 5866 (S0) และ NGC 5101 (SB0)

4. กาแล็กซีไร้รูปร่าง (Irregular galaxy)เป็นกาแล็กซีที่มีรูปร่างไม่เป็นระเบียบ เนื่องจากการกระจายตัวของดาวฤกษ์ท่ี ไม่สม�่าเสมอ

ในแต่ละส่วน สามารถสังเกตใจกลางของกาแล็กซีได้ไม่ชัดเจนนัก โดยส่วนใหญ่ประกอบด้วยดาวฤกษ์ที่มีอายุน้อย เช่นเดียวกับกาแล็กซีแบบกังหัน จึงมีสีค่อนไปทางสีน�้าเงิน โดยกาแล็กซีชนิดนี้ไม่สามารถที่จะจดัให้เป็นกาแลก็ซทีีม่รีปูแบบก่อนหน้านี้ได้ ใช้รหสัตวัอกัษร คอื Irr ยกตวัอย่างเช่น LMC, SMC และ M82

page01_intensive ��� ���������� ��������.indd 17 22/11/60 15:37