ดาวเสาร์ (Saturn)

ในบรรดาดาวเคราะห์ทุกดวงในระบบสุริยะ "ดาวเสาร์" เป็นดวงที่อยู่ไกลสุดที่มนุษย์สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า เห็นเป็นดวงสีเหลืองอ่อนเมื่อมองผ่านกล้องโทรทรรศน์ "ดาวเสาร์" เป็นดาวเคราะห์ที่สวยงามเพราะมีวงแหวนเด่นสะดุดตา  ดาวเสาร์อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์โดยเฉลี่ย ๑,๔๒๙ ล้านกิโลเมตร มีขนาดใหญ่รองจากดาวพฤหัสบดี เส้นผ่าศูนย์กลางยาวเป็น ๙ เท่า ของเส้นผ่าศูนย์กลางโลก รูปทรงแป้นเพราะหมุนรอบตัวเองเร็วในคาบเวลาประมาณ ๑๐.๕ ชั่วโมง "โครงสร้างของดาวเสาร์"คล้ายกับดาวพฤหัสบดี คือ ใจกลางดวงอาจเป็นแกนหิน ล้อมรอบด้วยไฮโดรเจนภายใต้ความดันสูง จนมีสภาพเป็นของแข็ง สูงขึ้นมาเป็นไฮโดรเจนเหลว และชั้นนอกสุดเป็นบรรยากาศหนาทึบของกลุ่มก๊าซจำพวกไฮโดรเจน และฮีเลียม เป็นสำคัญ มีแอมโมเนีย มีเทน และไอน้ำเล็กน้อย  "บรรยากาศของดาวเสาร์"ปั่นป่วนด้วยกระแสลมและพายุคล้ายกับดาวพฤหัสบดี บริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตรกระแสลมแรงจัดความเร็วสูงถึง ๑,๘๐๐ กิโลเมตรต่อชั่วโมง มีแถบเมฆและพายุหมุนวนขนาดเล็กกว่าและเบาบางกว่าบนดาวพฤหัสบดี พายุหมุนรูปไข่ สีขาว อายุยาวนาน ลักษณะคล้ายกับจุดแดงใหญ่ของดาวพฤหัสบดีปรากฏอยู่ในแถบเมฆของดาวเสาร์เช่นกัน

วงแหวนของดาวเสาร์

ใน พ.ศ. ๒๑๕๓ "กาลิเลโอ" ได้สังเกตดาวเสาร์ด้วยกล้องโทรทรรศน์เป็นครั้งแรก และบันทึกภาพดาวเสาร์เป็นดวงกลมใหญ่ มีดวงกลมเล็กๆ ขนาบอยู่คล้ายมีหูสองข้าง ครั้นเมื่อสังเกตอีกครั้งในภายหลัง กลับเหลือแต่ตัวดาวเสาร์ ซึ่งกาลิเลโอบันทึกไว้ว่า ดาวเสาร์คงกลืนกินลูกที่อยู่ข้าง ๆ ไปแล้ว จนถึง พ.ศ. ๒๑๙๘ "คริสเตียน ไฮเกนส์" (Christian Huygens) นักคณิตศาสตร์และนักดาราศาสตร์ชาวดัตช์ ใช้กล้องโทรทรรศน์คุณภาพดีขึ้น จึงอธิบายได้ว่านั่นคือวงแหวนของดาวเสาร์ อีกไม่กี่ปีต่อมา "โจวันนี โดมินิโก คัสซีนี" (Giovanni Dominico Cassini) นักดาราศาสตร์เชื้อสายอิตาลี - ฝรั่งเศส สังเกตเห็นช่องว่างระหว่างวงแหวนซึ่งมีความกว้างประมาณ ๒๗,๐๐๐ กิโลเมตร จึงขนานนามว่า "ช่องว่างคัสซีนี" 

เมื่อ"ยานวอยเอเจอร์" (Voyager ) ๒ ลำ เดินทางไปสำรวจดาวเสาร์ใน พ.ศ. ๒๕๒๓ - ๒๕๒๔ จึงได้เห็นว่าแท้จริงแล้ววงแหวนมีหลายพันวง โดยแบ่งเป็น ๗ ชั้น เห็นช่องว่างระหว่างวงแหวนชัดเจน ๒ ช่อง คือ "ช่องว่างคัสซีนี" และ "ช่องว่างเอ็งเก" วงแหวนประกอบด้วยก้อนน้ำแข็ง และก้อนหินที่ห่อหุ้มด้วยน้ำแข็งจำนวนนับไม่ถ้วน มีขนาดเล็กใหญ่ต่าง ๆ กัน ตั้งแต่เท่าเม็ดทรายจนถึงขนาดใหญ่หลายเมตร หลากหลายสี แสดงว่าวงแหวนประกอบด้วยมวลสารนานาชนิด ส่วนที่เป็นน้ำแข็งสะท้อนแสงอาทิตย์ได้ดี ทำให้เรามองเห็นวงแหวนสว่างในกล้องโทรทรรศน์  วงแหวนชั้นนอกสุดเรียกว่า "วงอี" ถ้าวัดจากสุดขอบด้านหนึ่งจรดอีกขอบด้านหนึ่ง เป็นระยะทางถึงเกือบ ๑ ล้านกิโลเมตร ซึ่งยาวกว่า เส้นผ่าศูนย์กลางโลกถึง ๘๐ เท่า แต่ตัววงแหวนมีความหนาไม่ถึง ๑ กิโลเมตร วงแหวนดาวเสาร์จึงบางมาก โดยเทียบได้กับแผ่นกระดาษที่มีขนาดกว้างใหญ่เท่ากับสนามฟุตบอล มีหลักฐานอธิบายว่า อนุภาคในวงแหวนมีอายุไม่กี่ร้อยล้านปี วงแหวนจึงน่าจะมีกำเนิดภายหลังดาวเสาร์ ที่น่าแปลกใจคือ วงแหวนบางชั้นมีดาวบริวารดวงเล็ก ๆ โคจรขนาบข้างอยู่ ทำหน้าที่เหมือนสุนัขต้อนฝูงแกะ และบางดวงก็โคจรร่วมกันกับวงแหวน
 

เมื่อมองดูในท้องฟ้า เราเห็นดาวเสาร์เคลื่อนที่ช้า เนื่องจากอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์มาก ต้องใช้เวลานานประมาณ ๓๐ ปี จึงโคจรครบรอบดวงอาทิตย์ได้ ขณะโคจรรอบดวงอาทิตย์ แกนหมุนของดาวเสาร์เอียงออก จากแนวตั้งฉากกับระนาบทางโคจรรอบดวงอาทิตย์ประมาณ ๒๗ องศา เมื่อมองจากโลก เราจึงมองเห็นวงแหวนที่อยู่ในแนวศูนย์สูตรของดาวเสาร์หันส่ายไปมาเหมือนเต้นระบำ และทุก ๆ ๑๕ ปี ดาวเสาร์จะหันขอบวงแหวนตรงมาทางโลกครั้งหนึ่ง เพราะเหตุที่วงแหวนบางมาก ในช่วงนั้นเราจึงมองไม่เห็นวงแหวนของดาวเสาร์ระยะหนึ่ง เช่นที่เคยเกิดขึ้นเมื่อ พ.ศ. ๒๕๓๘

ดาวบริวารของดาวเสาร์

นับตั้งแต่ "คริสเตียน ไฮเกนส์" ค้นพบดวงจันทร์ไททัน ซึ่งเป็นดาวบริวารดวงใหญ่สุดของดาวเสาร์ใน พ.ศ. ๒๑๙๘ แล้ว มีการค้นพบดาวบริวารของดาวเสาร์เพิ่มขึ้นเป็นลำดับ จึงมีข้อมูลรายละเอียดของดาวบริวารจำนวน ๑๘ ดวง จนถึงยุคที่นักดาราศาสตร์ใช้เทคนิคการถ่ายภาพระบบคอมพิวเตอร์ติดกับกล้องโทรทรรศน์ จึงสามารถค้นพบดาวบริวารดวงเล็ก ๆ เพิ่มขึ้นอีก ๑๒ ดวง ภายใน พ.ศ. ๒๕๔๓ เพียงปีเดียว และค้นพบเพิ่มขึ้นอีกโดยลำดับจนถึง พ.ศ. ๒๕๔๙ ค้นพบแล้วจำนวน ๔๗ ดวง ซึ่งดาวบริวารที่ค้นพบภายหลังล้วนมีขนาดเล็ก เส้นผ่าศูนย์กลางเพียงประมาณ ๒ - ๘  กิโลเมตร โคจรสวนทางกับการหมุนรอบตัวเองของดาวเสาร์ มีวงโคจรรีมาก และอยู่ไกลจากดาวเสาร์มาก สันนิษฐานว่าดาวบริวารเหล่านี้ น่าจะเป็นเศษของดาวเคราะห์จำพวกดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง หรือวัตถุน้ำแข็ง จากรอบนอกของระบบสุริยะที่ถูกดาวเสาร์ดึงดูดจับไว้เป็นบริวารในภายหลัง

๑. ไททัน (Titan)
ไททันเป็นดาวบริวารดวงใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์ และเป็นดาวบริวารดวงเดียวในระบบสุริยะ ที่มีบรรยากาศห่อหุ้มชัดเจน บรรยากาศหนาทึบด้วยไนโตรเจน และมีเทน ซึ่งเป็นหมอกมัวสีส้มปกคลุมทั่วดวงจนไม่สามารถมองเห็นพื้นผิวได้ แต่องค์ประกอบของไนโตรเจน และมีเทนในบรรยากาศของไททัน น่าจะก่อให้เกิดสารประกอบไฮโดรคาร์บอนซึ่งเป็นโมเลกุลพื้นฐานของกรดแอมิโนที่จำเป็นต่อสิ่งมีชีวิต จึงเป็นที่น่าสนใจว่าสภาพบนไททันอาจคล้ายกับสภาพในบรรยากาศโลกเมื่อหลายพันล้านปีก่อน การเรียนรู้สภาพทางเคมีในบรรยากาศของไททันจึงเป็นกุญแจสำคัญ ให้มนุษย์เข้าใจถึงวิวัฒนาการของการเกิดสิ่งมีชีวิตแรกเริ่มบนโลกของเรา

๒. เอนเซลาดัส (Enceladus)
พื้นผิวมีลักษณะเป็นน้ำแข็งทั่วดวง ขณะเมื่อยานวอยเอเจอร์เดินทางสำรวจดาวเสาร์ ก็ได้พบภูเขาไฟกำลังปะทุมวลสารพ่นน้ำแข็งออกสู่อวกาศ จึงสันนิษฐานว่าน้ำแข็งเหล่านั้นถูกดาวเสาร์ดูดจับไว้ เกิดเป็นวงแหวนชั้นนอกสุดของดาวเสาร์

๓. ไอเอปอิตัส (Iapetus)
พื้นผิวมีลักษณะต่างกัน ๒ แบบ ขณะที่ครึ่งดวงถูกปกคลุมด้วยมวลสารสว่างคล้ายน้ำแข็ง แต่อีกครึ่งดวงปกคลุมด้วยสารสีมืดคล้ำ น่าสงสัยว่าสารสีมืดคล้ำคืออะไร

๔. ฟีบี (Phoebe)
ดาวบริวารดวงเล็กเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ ๒๒๐ กิโลเมตร หมุนรอบตัวเองในเวลา ๙ ชั่วโมง ๑๖ นาที โคจรรอบดาวเสาร์ในเวลา ๑๘ เดือน วงโคจรยาวรี และเคลื่อนที่สวนทางกับดาวบริวารดวงอื่นของดาวเสาร์ พื้นผิวสีมืดคล้ำ เต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาต และมีน้ำแข็งปกคลุมทั่วดวง