อ่าน 5 นาที
มวลของดวงอาทิตย์
มวลของดวงอาทิตย์ ( M☉ )เป็นหน่วยมวล ที่ใช้บ่อย ในทางดาราศาสตร์มีค่าประมาณเท่ากับ2 × 10³⁰ กิโลกรัม ซึ่ง มี ค่าประมาณเท่ากับมวลของดวงอาทิตย์มักใช้เพื่อระบุขนาดมวลของดาวฤกษ์ดวง อื่น..
มวลของดวงอาทิตย์
| มวลของดวงอาทิตย์ | |
|---|---|
ดวงอาทิตย์มีมวลคิดเป็น 99.86% ของมวลทั้งหมดในระบบสุริยะ วัตถุที่มีมวลน้อยกว่าดาวเสาร์จะไม่สามารถมองเห็นได้ในมาตราส่วนนี้ มวลของ ดาวพฤหัสบดี (0.10%) นั้นมากกว่ามวลของดาวเสาร์ (0.03%) ถึงสามเท่า ซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้อย่างแม่นยำในกราฟิกนี้ | |
| ข้อมูลทั่วไป | |
| ระบบหน่วย | ดาราศาสตร์ |
| หน่วยของ | มวล |
| เครื่องหมาย | ม☉ |
| ในหน่วยฐาน SI | 1.988 416 × 10 30 กก. [ 1 ] |
มวลของดวงอาทิตย์ ( M☉ )เป็นหน่วยมวล ที่ใช้บ่อย ในทางดาราศาสตร์มีค่าประมาณเท่ากับ2 × 10³⁰ กิโลกรัม ซึ่ง มี ค่าประมาณเท่ากับมวลของดวงอาทิตย์มักใช้เพื่อระบุขนาดมวลของดาวฤกษ์ดวง อื่น รวมถึงกระจุกดาวเนบิวลา กาแล็กซีและหลุมดำโดยรายละเอียดแล้ว มวลของดวงอาทิตย์มีดังนี้:
มวลของดวงอาทิตย์มีค่าประมาณ333,000 เท่าของมวลโลก ( M 🜨 ) หรือมวลมากกว่าดาวพฤหัสบดี1047เท่า( M J )
ประวัติการวัด
ค่าคงที่ความโน้มถ่วงได้มาจากการวัดครั้งแรกโดยเฮนรี คาเวนดิชในปี 1798 โดยใช้เครื่องชั่งแรงบิด [ 2 ] ค่าที่เขาได้รับนั้นแตกต่างจากค่าปัจจุบันเพียง 1% แต่ไม่แม่นยำเท่า[ 3 ]พารัลแลกซ์รายวันของดวงอาทิตย์ได้รับการวัดอย่างแม่นยำในระหว่างการเคลื่อนผ่านของดาวศุกร์ในปี 1761 และ 1769 [ 4 ]ซึ่งให้ค่าเท่ากับ9″ (9 อาร์คเซคอนด์เมื่อเทียบกับค่าปัจจุบันของ8.794 148 ″ ) จากค่าของพารัลแลกซ์รายวัน เราสามารถกำหนดระยะทางไปยังดวงอาทิตย์จากเรขาคณิตของโลกได้[ 5 ] [ 6 ]
การประมาณมวลของดวงอาทิตย์ครั้งแรกที่ทราบกันนั้นมาจากไอแซค นิวตัน [ 7 ] [ 8 ] ในงานเขียน Principia (1687) ของเขา เขาได้ประมาณว่าอัตราส่วนของมวลของโลกต่อดวงอาทิตย์อยู่ที่ประมาณ 1:28,700 ต่อมาเขาพบว่าค่าที่เขา คำนวณได้นั้นมาจากค่าพารัลแลกซ์ของดวงอาทิตย์ที่ผิดพลาด ซึ่งเขาใช้ในการประมาณระยะทางไปยังดวงอาทิตย์ เขาจึงแก้ไขอัตราส่วนที่ประมาณไว้ให้เป็น 1:169 282ในPrincipia ฉบับที่สาม ค่าปัจจุบันของพารัลแลกซ์ดวงอาทิตย์นั้นเล็กลงไปอีก ทำให้ได้อัตราส่วนมวลโดยประมาณที่ 1:332 946 . [ 9 ]
มวลของดวงอาทิตย์ถูกนำมาใช้เป็นหน่วยวัดก่อนที่จะมีการวัดหน่วยดาราศาสตร์และค่าคงที่ความโน้มถ่วงอย่างแม่นยำ เนื่องจากมวลสัมพัทธ์ของดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะหรือมวลรวมของดาวคู่ สองดวง สามารถคำนวณได้ในหน่วยมวลของดวงอาทิตย์โดยตรงจากรัศมีวงโคจรและคาบการโคจรของดาวเคราะห์หรือดาวฤกษ์โดยใช้กฎข้อที่สามของเคปเลอร์
การคำนวณ
มวลของดวงอาทิตย์ไม่สามารถวัดได้โดยตรง แต่จะคำนวณจากปัจจัยที่วัดได้อื่นๆ โดยใช้สมการสำหรับคาบการโคจรของวัตถุขนาดเล็กที่โคจรรอบมวลศูนย์กลาง[ 10 ]โดยพิจารณาจากความยาวของปี ระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์ ( หน่วยดาราศาสตร์หรือ au) และค่าคงที่แรงโน้มถ่วง ( G ) มวลของดวงอาทิตย์จะคำนวณได้จากการแก้กฎข้อที่สามของเคปเลอร์ : [ 11 ] [ 12 ]
ค่าของGนั้นยากที่จะวัดและทราบได้ด้วยความแม่นยำที่จำกัดเท่านั้น ( ดูการทดลองของคาเวนดิช ) ค่าของGคูณด้วยมวลของวัตถุ เรียกว่าพารามิเตอร์ความโน้มถ่วงมาตรฐานเป็นที่ทราบสำหรับดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์หลายดวงด้วยความแม่นยำที่สูงกว่าGเพียงอย่างเดียว มาก [ 13 ]ด้วยเหตุนี้ มวลของดวงอาทิตย์จึงถูกใช้เป็นมวลมาตรฐานในระบบหน่วยทางดาราศาสตร์
ความแปรผัน
ดวงอาทิตย์กำลังสูญเสียมวลเนื่องจากปฏิกิริยาฟิวชันที่เกิดขึ้นภายในแกนกลาง ทำให้เกิดการปล่อยพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าและนิวตริโน รวมถึงการขับไล่สสารออกไปพร้อมกับลมสุริยะมันกำลังขับไล่มวลออกไปประมาณ(2–3) × 10 −14 M ☉ /ปี[ 14 ]อัตราการสูญเสียมวลจะเพิ่มขึ้นเมื่อดวงอาทิตย์เข้าสู่ ระยะ ยักษ์แดงโดยเพิ่มขึ้นเป็น(7–9) × 10 −14 M ☉ /ปี เมื่อมันไปถึงปลายกิ่งดาวยักษ์แดงซึ่งจะเพิ่มขึ้นเป็น 10−6 M ☉ /ปี บนกิ่งยักษ์อสิมโทติกก่อนที่จะถึงจุดสูงสุดที่อัตรา 10 −5ถึง 10 −4 M ☉ /ปี เมื่อดวงอาทิตย์สร้างเนบิวลาดาวเคราะห์เมื่อถึงเวลาที่ดวงอาทิตย์กลายเป็นดาวแคระขาว เสื่อมสภาพ มันจะสูญเสียมวลเริ่มต้นไป 46% [ 15 ]
มวลของดวงอาทิตย์ลดลงเรื่อยมาตั้งแต่เริ่มก่อตัว กระบวนการนี้เกิดขึ้นจากสองกระบวนการในปริมาณที่เกือบเท่ากัน ประการแรก ในแกนกลางของดวงอาทิตย์ไฮโดรเจนจะถูกเปลี่ยนเป็นฮีเลียมผ่านปฏิกิริยาฟิวชั่นนิวเคลียร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในห่วงโซ่ p–pและปฏิกิริยานี้จะเปลี่ยนมวลบางส่วนให้เป็นพลังงานในรูปของ โฟ ตอนรังสีแกมมาพลังงานส่วนใหญ่นี้จะแผ่กระจายออกไปจากดวงอาทิตย์ในที่สุด ประการที่สอง โปรตอนและอิเล็กตรอนพลังงานสูงในชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์จะถูกขับออกไปสู่อวกาศโดยตรงในรูปของลมสุริยะและการปลดปล่อยมวลโคโรนา[ 16 ]
มวลเดิมของดวงอาทิตย์ในขณะที่มันเข้าสู่ลำดับหลักยังคงไม่แน่นอน[ 17 ]ดวงอาทิตย์ในยุคแรกมีอัตราการสูญเสียมวลสูงกว่าในปัจจุบันมาก และอาจสูญเสียมวลไปตั้งแต่ 1–7% ของมวลเดิมในช่วงอายุขัยของลำดับหลัก[ 18 ]
หน่วยที่เกี่ยวข้อง
มวลสุริยะหนึ่งหน่วยM ☉สามารถแปลงเป็นหน่วยที่เกี่ยวข้องได้: [ 19 ]
ใน ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปการแสดงมวลในหน่วยความยาวหรือเวลา มักเป็นประโยชน์เช่นกัน
- M ☉ G / c 2 ≈ 1.48 กม. (ครึ่งหนึ่งของรัศมี Schwarzschildของดวงอาทิตย์)
- M ☉ G / c 3 ≈ 4.93 μs
พารามิเตอร์มวลของดวงอาทิตย์ ( G M ☉ ) ตามที่ระบุโดยกลุ่มทำงาน IAU Division I มีการประมาณค่าดังต่อไปนี้: [ 20 ]
- 1.327 124 420 99 (10) × 10 20 m 3 s −2 ( TCG -compatible)
- 1.327 124 400 41 (10) × 10 20 m 3 s −2 ( TDB -compatible)
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ มวลของดวงอาทิตย์
มวลของดวงอาทิตย์ ( M☉ )เป็นหน่วยมวล ที่ใช้บ่อย ในทางดาราศาสตร์มีค่าประมาณเท่ากับ2 × 10³⁰ กิโลกรัม ซึ่ง มี ค่าประมาณเท่ากับมวลของดวงอาทิตย์มักใช้เพื่อระบุขนาดมวลของดาวฤกษ์ดวง อื่น..
ประวัติการวัด
ค่าคงที่ความโน้มถ่วงได้มาจากการวัดครั้งแรกโดย เฮนรี คาเวนดิช ในปี 1798 โดยใช้ เครื่องชั่งแรงบิด [ 2 ] ค่า ที่เขาได้รับนั้นแตกต่างจากค่าปัจจุบันเพียง 1% แต่ไม่แม่นยำเท่า [ 3 ] พา รัลแลกซ์รายวัน...
การคำนวณ
มวลของดวงอาทิตย์ไม่สามารถวัดได้โดยตรง แต่จะคำนวณจากปัจจัยที่วัดได้อื่นๆ โดยใช้สมการสำหรับคาบ การโคจร ของวัตถุขนาดเล็กที่โคจรรอบมวลศูนย์กลาง [ 10 ] โดยพิจารณาจากความยาวของปี ระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์ ( หน่วยดาราศาสตร์ หรือ au) และ ค่าคงที่แรงโน้มถ่วง ( G )...
ความแปรผัน
ดวงอาทิตย์กำลังสูญเสียมวลเนื่องจาก ปฏิกิริยาฟิวชัน ที่เกิดขึ้นภายในแกนกลาง ทำให้เกิดการปล่อย พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า และนิวตริโน รวมถึงการขับไล่สสารออกไปพร้อมกับ ลมสุริยะ มันกำลังขับไล่มวลออกไปประมาณ (2–3) × 10 −14 M ☉ /ปี [ 14 ]...