การสำรวจดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ใหม่เกี่ยวกับดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ ข้อมูลเกี่ยวกับการวิจัยใหม่เกี่ยวกับดาวเคราะห์
การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ใหม่เกี่ยวกับดาวเคราะห์ของระบบสุริยะ - ดาวอังคาร
นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าภูเขาที่สูงที่สุดในระบบสุริยะคือ Olympus Mons ตั้งอยู่บนดาวอังคาร ความสูงจากฐาน 21.2 กม. ความจริงแล้วมันคือภูเขาไฟ มันสูงกว่าเอเวอเรสต์หลายเท่า และพื้นที่ของมันจะครอบคลุมอาณาเขตทั้งหมดของฝรั่งเศส
จากการวิจัยเมื่อเร็วๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์ของ NASA พบว่าดินบนดาวอังคารมีความคล้ายคลึงกับดินในบ้านเดชาหรือหลังบ้านในชนบทของคุณอย่างน่าประหลาดใจ ประกอบด้วยสารอาหารทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการช่วยชีวิต ดินบนดาวอังคารเหมาะสำหรับการปลูกหน่อไม้ฝรั่งและหัวผักกาด
การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ใหม่เกี่ยวกับดาวเคราะห์ของระบบสุริยะ - ดาวศุกร์
นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาทฤษฎีที่เสนอแนะว่าอนุภาคของชีวิตสามารถเคลื่อนที่ได้ด้วยแรงดันสุริยะ แต่สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้เฉพาะเมื่อห่างจากดวงอาทิตย์เท่านั้น นั่นคือชีวิตสามารถเดินทางจากโลกสู่ดาวอังคารและสู่โลกจากดาวศุกร์เท่านั้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง มีความเป็นไปได้ที่สิ่งมีชีวิตครั้งหนึ่งเคยดำรงอยู่บนดาวศุกร์ แต่เมื่อดวงอาทิตย์อุ่นขึ้น มวลชีวภาพบนดาวศุกร์ก็เริ่มสลายตัว ชีวิตก็ค่อยๆ หายไป ซึ่งหมายความว่าเมื่อดวงอาทิตย์ร้อนมากขึ้น สิ่งเดียวกันนี้ก็อาจเกิดขึ้นได้ โลก.
การศึกษาดาวศุกร์เป็นสิ่งสำคัญมาก บนโลกที่ไม่เอื้ออำนวยใบนี้ อุณหภูมิพื้นผิวสูงถึง 480 องศาเซลเซียส และความดันสูงกว่าบนโลกถึง 92 เท่า ดาวเคราะห์ถูกปกคลุมไปด้วยเมฆหนาทึบของกรดซัลฟิวริก ด้วยการศึกษาดาวศุกร์ นักวิทยาศาสตร์จะสามารถค้นหาว่าทำไมมันถึงน่าเกลียดขนาดนี้ และโลกสามารถหลีกเลี่ยงชะตากรรมที่คล้ายกันได้อย่างไร
การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ใหม่เกี่ยวกับดาวเคราะห์ของระบบสุริยะ - ดาวพุธ
NASA เพิ่งเปิดตัวยานอวกาศที่ออกแบบมาเพื่อศึกษาดาวพุธโดยเฉพาะ ตามที่นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์เส้นผ่านศูนย์กลางของดาวเคราะห์ดวงแรกในระบบสุริยะลดลงประมาณเจ็ดกิโลเมตร ทำการวัดโดยใช้โพรบ Messenger ซึ่งแสดงให้เห็นว่าดาวพุธเริ่มเย็นลงและ "ยุบตัว" ในอัตราที่รวดเร็วกว่าที่คาดไว้มาก
ดาวพุธส่วนใหญ่เป็นแกนร้อนซึ่งถูกปกคลุมไปด้วยเปลือกบางๆ และเนื้อโลก มันก่อตัวเมื่อประมาณ 4.5 พันล้านปีก่อน และตั้งแต่นั้นมาก็เย็นตัวลง โดยมีปริมาตรลดลง
ยาน Messenger ถ่ายภาพพื้นผิวดาวพุธเป็นประจำ หลังจากวิเคราะห์ภาพที่ได้รับ ผู้เชี่ยวชาญจากสถาบันวิทยาศาสตร์คาร์เนกีในวอชิงตัน พบว่าอัตราการบีบอัดของโลกนั้นมากกว่าที่คิดไว้ประมาณ 8 เท่า
การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ใหม่เกี่ยวกับดาวเคราะห์ของระบบสุริยะ - ดาวพฤหัสบดี
ภาพใหม่ของดาวพฤหัสที่ถ่ายจากยานอวกาศจูโนได้รับการเผยแพร่บนเว็บไซต์ขององค์การการบินและอวกาศแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (NASA)
ภาพถ่ายแสดงให้เห็นพายุจำนวนมากในชั้นบรรยากาศของโลกอย่างชัดเจน รูปแบบบางอย่างมีลักษณะคล้ายเส้นด้ายที่พันกันเป็นเกลียว ความเร็วลมบนดาวพฤหัสบดีอาจเกิน 600 กม./ชม.
ให้เราเสริมว่าตอนนี้เครื่องมือวิทยาศาสตร์ของ Juno ทั้งหมดทำงานได้ตามปกติแล้ว อุปกรณ์จะทำงานอย่างน้อยจนถึงเดือนกุมภาพันธ์ 2561 หลังจากนี้ สถานีจะถูกปลดออกจากวงโคจร และส่งไปยังชั้นบรรยากาศของก๊าซยักษ์ ซึ่งที่นั่นจะหยุดอยู่
นักฟิสิกส์ทราบเกี่ยวกับผลกระทบของควอนตัมมานานกว่าร้อยปีแล้ว เช่น ความสามารถของควอนตัมที่หายไปจากที่หนึ่งแล้วปรากฏที่อื่น หรืออยู่ในสองแห่งในเวลาเดียวกัน อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติที่น่าทึ่งของกลศาสตร์ควอนตัมไม่เพียงแต่ใช้กับฟิสิกส์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงชีววิทยาด้วย
ตัวอย่างที่ดีที่สุดของชีววิทยาควอนตัมคือการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชและแบคทีเรียบางชนิดใช้พลังงานจากแสงแดดเพื่อสร้างโมเลกุลที่ต้องการ ปรากฎว่าแท้จริงแล้วการสังเคราะห์ด้วยแสงอาศัยปรากฏการณ์ที่น่าประหลาดใจ นั่นคือพลังงานจำนวนเล็กน้อย "สำรวจ" วิธีที่เป็นไปได้ทั้งหมดในการใช้ตัวเอง จากนั้นเลือก "วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุด" บางทีการนำทางของนก การกลายพันธุ์ของ DNA และแม้กระทั่งประสาทสัมผัสในการดมกลิ่นของเรานั้น ขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์ควอนตัมไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง แม้ว่าวิทยาศาสตร์สาขานี้ยังคงเป็นการคาดเดาและเป็นที่ถกเถียงกันอย่างมาก แต่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าเมื่อรวบรวมจากชีววิทยาควอนตัมแล้ว ความคิดอาจนำไปสู่การสร้างยาใหม่และระบบการเลียนแบบทางชีวภาพ (ไบโอมิเมทริกเป็นสาขาวิทยาศาสตร์ใหม่อีกสาขาหนึ่งที่ใช้ระบบและโครงสร้างทางชีววิทยา สร้างวัสดุและอุปกรณ์ใหม่)
3. วิทยาภายนอก
ดาวพฤหัสบดี นักสำรวจนอกมหาสมุทรและนักธรณีวิทยานอกชายฝั่งและนักสำรวจธรณีวิทยายังสนใจที่จะศึกษากระบวนการทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นบนดาวเคราะห์ดวงอื่นร่วมกับนักสำรวจนอกมหาสมุทรและนักธรณีวิทยา ขณะนี้กล้องโทรทรรศน์ทรงพลังทำให้สามารถศึกษากระบวนการภายในของดาวเคราะห์และดวงจันทร์ใกล้เคียงได้ นักธรณีวิทยาสามารถตรวจสอบสภาพอากาศและสภาพอากาศได้ และดาวเสาร์ซึ่งมีขนาดอันเหลือเชื่อก็เป็นตัวเลือกอันดับต้นๆ สำหรับการวิจัย เช่นเดียวกับดาวอังคารที่มีพายุฝุ่นเป็นประจำ
นักอุตุนิยมวิทยายังศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะของเราด้วย และสิ่งที่น่าสนใจก็คือในที่สุดพวกมันอาจพบสัญญาณของสิ่งมีชีวิตนอกโลกบนดาวเคราะห์นอกระบบโดยการตรวจจับร่องรอยอินทรีย์หรือระดับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นในชั้นบรรยากาศ ซึ่งเป็นสัญลักษณ์ของอารยธรรมอุตสาหกรรม
4. โภชนพันธุศาสตร์
Nutrigenomics คือการศึกษาความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างอาหารและการแสดงออกของจีโนม นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานในสาขานี้กำลังพยายามทำความเข้าใจบทบาทของความแปรผันทางพันธุกรรมและการตอบสนองของอาหารต่อวิธีที่สารอาหารส่งผลต่อจีโนม
อาหารมีผลกระทบอย่างมากต่อสุขภาพของคุณอย่างแท้จริง และเริ่มต้นที่ระดับโมเลกุลอย่างแท้จริง โภชนพันธุศาสตร์ทำงานได้ทั้งสองทิศทาง โดยศึกษาว่าจีโนมของเรามีอิทธิพลต่อความชอบด้านโภชนาการอย่างไร และในทางกลับกัน เป้าหมายหลักของระเบียบวินัยคือการสร้างโภชนาการเฉพาะบุคคล - เพื่อให้แน่ใจว่าอาหารของเราเหมาะสมอย่างยิ่งกับชุดยีนที่เป็นเอกลักษณ์ของเรา
5. คลิโอไดนามิกส์
คลิโอไดนามิกส์เป็นสาขาวิชาที่ผสมผสานระหว่างมหภาคประวัติศาสตร์ ประวัติศาสตร์เศรษฐกิจ (ไคลโอเมตริก) การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของกระบวนการทางสังคมระยะยาว ตลอดจนการจัดระบบและการวิเคราะห์ข้อมูลทางประวัติศาสตร์
ชื่อนี้มาจากชื่อของท่วงทำนองแห่งประวัติศาสตร์และบทกวีของชาวกรีกชื่อคลีโอ พูดง่ายๆ ก็คือ คลิโอไดนามิกส์เป็นความพยายามที่จะทำนายและอธิบายความเชื่อมโยงทางสังคมในวงกว้างของประวัติศาสตร์ ทั้งเพื่อศึกษาอดีตและเป็นวิธีที่มีศักยภาพในการทำนายอนาคต เช่น เพื่อคาดการณ์ความไม่สงบทางสังคม
6. ชีววิทยาสังเคราะห์
ชีววิทยาสังเคราะห์คือการออกแบบและสร้างชิ้นส่วน อุปกรณ์ และระบบทางชีวภาพใหม่ นอกจากนี้ยังเกี่ยวข้องกับการอัพเกรดระบบชีวภาพที่มีอยู่เพื่อการใช้งานที่มีประโยชน์มากมายไม่รู้จบ
Craig Venter หนึ่งในผู้เชี่ยวชาญชั้นนำในสาขานี้ ได้ประกาศในปี 2008 ว่าเขาได้สร้างจีโนมของแบคทีเรียขึ้นมาใหม่ทั้งหมดโดยการติดส่วนประกอบทางเคมีของแบคทีเรียเข้าด้วยกัน สองปีต่อมา ทีมงานของเขาได้สร้าง "ชีวิตสังเคราะห์" ซึ่งเป็นโมเลกุล DNA ที่ถูกเข้ารหัสแบบดิจิทัล จากนั้นจึงพิมพ์แบบ 3 มิติและใส่เข้าไปในแบคทีเรียที่มีชีวิต
ในอนาคต นักชีววิทยาตั้งใจที่จะวิเคราะห์จีโนมประเภทต่างๆ เพื่อสร้างสิ่งมีชีวิตที่มีประโยชน์สำหรับการนำเข้าสู่ร่างกาย และหุ่นยนต์ชีวภาพที่สามารถผลิตสารเคมี - เชื้อเพลิงชีวภาพ - ได้ตั้งแต่เริ่มต้น นอกจากนี้ยังมีแนวคิดที่จะสร้างแบคทีเรียเทียมหรือวัคซีนต่อสู้กับมลภาวะเพื่อรักษาโรคร้ายแรงอีกด้วย ศักยภาพของระเบียบวินัยทางวิทยาศาสตร์นี้มีมากมายมหาศาล
7. มีมรีคอมบิแนนท์
สาขาวิชาวิทยาศาสตร์นี้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่เป็นที่ชัดเจนแล้วว่าเป็นเพียงเรื่องของเวลา ไม่ช้าก็เร็วนักวิทยาศาสตร์จะได้รับความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับชั้นบรรยากาศของมนุษย์ทั้งหมด (จำนวนทั้งสิ้นของข้อมูลทั้งหมดที่ผู้คนรู้จัก) และวิธีที่ การเผยแพร่ข้อมูลส่งผลกระทบต่อชีวิตมนุษย์ในเกือบทุกด้าน
เช่นเดียวกับ DNA ลูกผสมที่ลำดับทางพันธุกรรมที่แตกต่างกันมารวมกันเพื่อสร้างสิ่งใหม่ มีมรีคอมบิแนนท์ศึกษาว่าความคิดที่ส่งผ่านจากคนสู่คนสามารถปรับและรวมกับมีมและมีมเพล็กซ์อื่น ๆ ได้อย่างไร - สร้างคอมเพล็กซ์ของมีมที่เชื่อมต่อถึงกัน ซึ่งอาจเป็นประโยชน์สำหรับวัตถุประสงค์ "การบำบัดทางสังคม" เช่น การต่อสู้กับการแพร่กระจายของอุดมการณ์หัวรุนแรงและแนวคิดสุดโต่ง
8. สังคมวิทยาคอมพิวเตอร์
เช่นเดียวกับคลิโอไดนามิกส์ สังคมวิทยาคอมพิวเตอร์ศึกษาปรากฏการณ์และแนวโน้มทางสังคม ศูนย์กลางของระเบียบวินัยนี้คือการใช้คอมพิวเตอร์และเทคโนโลยีการประมวลผลข้อมูลที่เกี่ยวข้อง แน่นอนว่าระเบียบวินัยนี้พัฒนาขึ้นเมื่อมีการถือกำเนิดของคอมพิวเตอร์และการใช้อินเทอร์เน็ตอย่างแพร่หลายเท่านั้น
ความสนใจเป็นพิเศษในระเบียบวินัยนี้คือการจ่ายให้กับกระแสข้อมูลจำนวนมากจากชีวิตประจำวันของเรา เช่น อีเมล โทรศัพท์ โพสต์บนโซเชียลมีเดีย การซื้อด้วยบัตรเครดิต ข้อความค้นหาผ่านเครื่องมือค้นหา และอื่นๆ ตัวอย่างของงานอาจเป็นการศึกษาโครงสร้างของเครือข่ายโซเชียลและวิธีการกระจายข้อมูลผ่านเครือข่ายเหล่านั้น หรือความสัมพันธ์ใกล้ชิดเกิดขึ้นบนอินเทอร์เน็ตได้อย่างไร
9. เศรษฐศาสตร์องค์ความรู้
โดยทั่วไปแล้ว เศรษฐศาสตร์ไม่เกี่ยวข้องกับสาขาวิชาวิทยาศาสตร์แบบดั้งเดิม แต่อาจมีการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดของสาขาวิทยาศาสตร์ทั้งหมด วินัยนี้มักสับสนกับเศรษฐศาสตร์พฤติกรรม (การศึกษาพฤติกรรมของเราในบริบทของการตัดสินใจทางเศรษฐกิจ) เศรษฐศาสตร์องค์ความรู้เป็นศาสตร์แห่งการคิดของเรา Lee Caldwell ผู้เขียนบล็อกเกี่ยวกับระเบียบวินัยนี้ เขียนเกี่ยวกับเรื่องนี้:
“เศรษฐศาสตร์ทางปัญญา (หรือการเงิน)... จะพิจารณาถึงสิ่งที่เกิดขึ้นจริงในใจของบุคคลเมื่อเขาตัดสินใจเลือก โครงสร้างภายในของการตัดสินใจคืออะไรสิ่งที่มีอิทธิพลต่อจิตใจข้อมูลใดที่จิตใจรับรู้ในขณะนี้และวิธีการประมวลผลบุคคลมีรูปแบบการตั้งค่าภายในแบบใดและท้ายที่สุดกระบวนการทั้งหมดนี้สะท้อนให้เห็นในพฤติกรรมอย่างไร ?
กล่าวอีกนัยหนึ่ง นักวิทยาศาสตร์เริ่มต้นการวิจัยในระดับที่ต่ำกว่าและง่ายขึ้น และสร้างแบบจำลองไมโครของหลักการตัดสินใจเพื่อพัฒนาแบบจำลองของพฤติกรรมทางเศรษฐกิจในวงกว้าง บ่อยครั้งที่สาขาวิชาวิทยาศาสตร์นี้มีปฏิสัมพันธ์กับสาขาที่เกี่ยวข้อง เช่น เศรษฐศาสตร์คอมพิวเตอร์ หรือวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับความรู้ความเข้าใจ
10. อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลาสติก
โดยทั่วไปอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะเกี่ยวข้องกับตัวนำและเซมิคอนดักเตอร์เฉื่อยและอนินทรีย์ เช่น ทองแดงและซิลิคอน แต่สาขาอิเล็กทรอนิกส์สาขาใหม่ใช้โพลีเมอร์นำไฟฟ้าและนำโมเลกุลขนาดเล็กที่มีคาร์บอนเป็นหลัก อิเล็กทรอนิกส์ออร์แกนิกเกี่ยวข้องกับการออกแบบ การสังเคราะห์ และการประมวลผลวัสดุอินทรีย์และอนินทรีย์เชิงฟังก์ชัน ควบคู่ไปกับการพัฒนาเทคโนโลยีไมโครและนาโนขั้นสูง
ความจริงแล้ว นี่ไม่ใช่สาขาวิทยาศาสตร์ใหม่ การพัฒนาครั้งแรกเกิดขึ้นในช่วงทศวรรษ 1970 อย่างไรก็ตาม เพิ่งจะสามารถรวบรวมข้อมูลที่สะสมทั้งหมดมารวมกันได้เมื่อเร็วๆ นี้ เนื่องจากการปฏิวัตินาโนเทคโนโลยี ต้องขอบคุณอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบออร์แกนิก ในไม่ช้าเราอาจมีเซลล์แสงอาทิตย์แบบออร์แกนิก โครงสร้างชั้นเดียวที่จัดเรียงตัวเองในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และอวัยวะเทียมแบบออร์แกนิก ซึ่งในอนาคตจะสามารถทดแทนแขนขาที่เสียหายของมนุษย์ได้ ในอนาคตสิ่งที่เรียกว่าไซบอร์กอาจประกอบด้วย อินทรียวัตถุมากกว่าชิ้นส่วนสังเคราะห์
11. ชีววิทยาเชิงคอมพิวเตอร์
หากคุณชอบคณิตศาสตร์และชีววิทยาพอๆ กัน สาขาวิชานี้เหมาะสำหรับคุณโดยเฉพาะ ชีววิทยาเชิงคอมพิวเตอร์พยายามที่จะเข้าใจกระบวนการทางชีวภาพผ่านภาษาคณิตศาสตร์ ซึ่งใช้ได้กับระบบเชิงปริมาณอื่นๆ อย่างเท่าเทียมกัน เช่น ฟิสิกส์และวิทยาการคอมพิวเตอร์ นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยออตตาวาอธิบายว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร:
“ด้วยการพัฒนาเครื่องมือทางชีววิทยาและการเข้าถึงพลังการคำนวณได้ง่าย ชีววิทยาจึงต้องดำเนินการด้วยข้อมูลมากขึ้นเรื่อยๆ และความเร็วของความรู้ที่ได้รับก็มีแต่เพิ่มขึ้นเท่านั้น ดังนั้นการทำความเข้าใจข้อมูลจึงต้องอาศัยแนวทางการคำนวณ ในเวลาเดียวกัน จากมุมมองของนักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์ ชีววิทยาได้เติบโตถึงระดับที่สามารถทดสอบแบบจำลองทางทฤษฎีของกลไกทางชีววิทยาได้ในเชิงทดลอง สิ่งนี้นำไปสู่การพัฒนาชีววิทยาเชิงคอมพิวเตอร์”
นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานในสาขานี้วิเคราะห์และวัดผลทุกอย่างตั้งแต่โมเลกุลไปจนถึงระบบนิเวศ
“จดหมายสมอง” ทำงานอย่างไร - ส่งข้อความจากสมองสู่สมองผ่านทางอินเทอร์เน็ต
10 ความลึกลับของโลกที่วิทยาศาสตร์ได้เปิดเผยในที่สุด
ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2559 นักวิทยาศาสตร์ได้ประกาศว่าอาจมีดาวเคราะห์ดวงอื่นอยู่ในระบบสุริยะ นักดาราศาสตร์หลายคนกำลังมองหามัน การวิจัยจนถึงขณะนี้นำไปสู่ข้อสรุปที่ไม่ชัดเจน อย่างไรก็ตาม ผู้ค้นพบ Planet X มั่นใจในการมีอยู่ของมัน พูดถึงผลงานล่าสุดในทิศทางนี้
เกี่ยวกับการตรวจจับที่เป็นไปได้ของดาวเคราะห์ X นอกวงโคจรของดาวพลูโต นักดาราศาสตร์และ Konstantin Batygin จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย (สหรัฐอเมริกา) ดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ในระบบสุริยะ (ถ้ามี) จะหนักกว่าโลกประมาณ 10 เท่า และคุณสมบัติของมันคล้ายกับดาวเนปจูน ซึ่งเป็นก๊าซยักษ์ ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลที่สุดที่โคจรรอบดาวฤกษ์ของเรา
ตามการประมาณการของผู้เขียน ระยะเวลาของการปฏิวัติรอบดวงอาทิตย์ของ Planet X คือ 15,000 ปี วงโคจรของมันมีความยาวมากและมีความโน้มเอียงเมื่อเทียบกับระนาบของวงโคจรของโลก ระยะทางสูงสุดจากดวงอาทิตย์ของดาวเคราะห์ X อยู่ที่ประมาณ 600-1,200 หน่วยดาราศาสตร์ ซึ่งใช้วงโคจรของมันเลยแถบไคเปอร์ซึ่งเป็นที่ตั้งของดาวพลูโต ไม่ทราบที่มาของดาวเคราะห์ X แต่บราวน์และบาตีกินเชื่อว่าวัตถุในจักรวาลนี้ถูกกระแทกออกจากดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ใกล้ดวงอาทิตย์เมื่อ 4.5 พันล้านปีก่อน
นักดาราศาสตร์ค้นพบดาวเคราะห์ดวงนี้ในทางทฤษฎีโดยการวิเคราะห์การรบกวนจากแรงโน้มถ่วงที่มันกระทำกับเทห์ฟากฟ้าอื่นๆ ในแถบไคเปอร์ - วิถีโคจรของวัตถุทรานส์เนปจูนขนาดใหญ่ 6 ดวง (ซึ่งอยู่เหนือวงโคจรของดาวเนปจูน) ถูกรวมเข้าเป็นกระจุกเดียว (ที่มีจุดใกล้ดวงอาทิตย์ใกล้เคียงกันที่คล้ายกัน อาร์กิวเมนต์ ลองจิจูดของโหนดจากน้อยไปมากและความเอียง) ในตอนแรก Brown และ Batygin ประเมินความน่าจะเป็นของข้อผิดพลาดในการคำนวณที่ 0.007 เปอร์เซ็นต์
ไม่ทราบแน่ชัดว่าดาวเคราะห์ X ตั้งอยู่ที่ไหน ส่วนใดของทรงกลมท้องฟ้าที่ควรติดตามด้วยกล้องโทรทรรศน์นั้นไม่ชัดเจน เทห์ฟากฟ้าตั้งอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์มากจนเป็นเรื่องยากมากที่จะสังเกตเห็นรังสีของมันด้วยวิธีสมัยใหม่ และหลักฐานของการดำรงอยู่ของดาวเคราะห์ X ซึ่งอิงจากอิทธิพลแรงโน้มถ่วงที่มันกระทำต่อวัตถุท้องฟ้าในแถบไคเปอร์นั้นเป็นเพียงทางอ้อมเท่านั้น
วิดีโอ: คาลเทค / YouTube
ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2560 นักดาราศาสตร์จากแคนาดา บริเตนใหญ่ ไต้หวัน สโลวาเกีย สหรัฐอเมริกา และฝรั่งเศสค้นหาดาวเคราะห์ X โดยใช้แค็ตตาล็อก OSSOS (การสำรวจต้นกำเนิดระบบสุริยะชั้นนอก) ของวัตถุทรานส์เนปจูน มีการศึกษาองค์ประกอบการโคจรของวัตถุทรานส์เนปจูนจำนวน 8 ดวง ซึ่งการเคลื่อนที่ของวัตถุดังกล่าวจะได้รับอิทธิพลจากดาวเคราะห์ X วัตถุดังกล่าวจะถูกจัดกลุ่มในลักษณะใดลักษณะหนึ่ง (กระจุกกัน) ตามความโน้มเอียงของวัตถุเหล่านั้น ในบรรดาวัตถุทั้ง 8 ชิ้น มีการตรวจสอบ 4 ชิ้นเป็นครั้งแรก โดยทั้งหมดอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่า 250 หน่วยดาราศาสตร์ ปรากฎว่าพารามิเตอร์ของวัตถุหนึ่ง 2015 GT50 ไม่พอดีกับการจัดกลุ่ม ซึ่งทำให้เกิดข้อสงสัยเกี่ยวกับการมีอยู่ของ Planet X
อย่างไรก็ตาม ผู้ค้นพบ Planet X เชื่อว่า GT50 ปี 2015 ไม่ได้ขัดแย้งกับการคำนวณของพวกเขา ดังที่ Batygin กล่าวไว้ การจำลองเชิงตัวเลขของพลวัตของระบบสุริยะ รวมถึงดาวเคราะห์ X แสดงให้เห็นว่านอกเหนือจากกึ่งแกนเอกของ 250 หน่วยดาราศาสตร์ ควรมีกระจุกดาวสองกระจุกซึ่งมีวงโคจรอยู่ในแนวเดียวกับดาวเคราะห์ X โดยมีกลุ่มหนึ่งมั่นคง metastable อื่น ๆ แม้ว่า 2015 GT50 จะไม่รวมอยู่ในคลัสเตอร์ใดๆ เหล่านี้ แต่ยังคงสร้างซ้ำโดยการจำลอง
Batygin เชื่อว่าอาจมีวัตถุดังกล่าวหลายอย่าง ตำแหน่งของกึ่งแกนรองของ Planet X อาจเชื่อมโยงกับพวกมัน นักดาราศาสตร์เน้นว่านับตั้งแต่การตีพิมพ์ข้อมูลเกี่ยวกับ Planet X ไม่ใช่หก แต่มีวัตถุทรานส์เนปจูน 13 ชิ้นบ่งบอกถึงการดำรงอยู่ของมันซึ่งมีเทห์ฟากฟ้า 10 ดวงเป็นของ คลัสเตอร์ที่มั่นคง
ในขณะที่นักดาราศาสตร์บางคนสงสัยดาวเคราะห์ X แต่คนอื่นๆ ก็พบหลักฐานใหม่ที่เป็นประโยชน์ต่อดาวเคราะห์ X นักวิทยาศาสตร์ชาวสเปน คาร์ลอส และราอูล เด ลา ฟูเอนเต มาร์กอส ศึกษาพารามิเตอร์ของวงโคจรของดาวหางและดาวเคราะห์น้อยในแถบไคเปอร์ ผู้เขียนระบุถึงความผิดปกติที่ค้นพบในการเคลื่อนที่ของวัตถุ (ความสัมพันธ์ระหว่างลองจิจูดของจุดขึ้นและความเอียง) โดยการมีอยู่ในระบบสุริยะของวัตถุขนาดใหญ่ซึ่งมีแกนกึ่งเอกของการโคจรอยู่ที่ 300-400 หน่วยดาราศาสตร์
ยิ่งไปกว่านั้น อาจมีดาวเคราะห์ไม่เก้าดวง แต่มีดาวเคราะห์สิบดวงในระบบสุริยะ เมื่อเร็วๆ นี้ นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแอริโซนา (สหรัฐอเมริกา) ค้นพบการมีอยู่ของวัตถุท้องฟ้าอีกดวงหนึ่งในแถบไคเปอร์ ซึ่งมีขนาดและมวลใกล้เคียงกับดาวอังคาร การคำนวณแสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์ดวงที่ 10 สมมุตินั้นอยู่ห่างจากดาวฤกษ์ที่ระยะทาง 50 หน่วยทางดาราศาสตร์ และวงโคจรของมันถูกโน้มเอียงไปยังระนาบสุริยุปราคาประมาณ 8 องศา เทห์ฟากฟ้ารบกวนวัตถุที่รู้จักจากแถบไคเปอร์และน่าจะอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าในสมัยโบราณ ผู้เชี่ยวชาญสังเกตว่าผลกระทบที่สังเกตได้นั้นไม่ได้อธิบายโดยอิทธิพลของดาวเคราะห์ X ซึ่งอยู่ไกลกว่า “ดาวอังคารดวงที่สอง” มาก
ปัจจุบันมีการรู้จักวัตถุทรานส์-เนปจูนประมาณสองพันชิ้น ด้วยการแนะนำหอดูดาวใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง LSST (Large Synoptic Survey Telescope) และ JWST (James Webb Space Telescope) นักวิทยาศาสตร์วางแผนที่จะเพิ่มจำนวนวัตถุที่รู้จักในแถบไคเปอร์และเกินกว่านั้นให้เป็น 40,000 ชิ้น สิ่งนี้จะทำให้เป็นไปได้ไม่เพียงแต่ในการกำหนดพารามิเตอร์ที่แน่นอนของวิถีโคจรของวัตถุทรานส์เนปจูนและผลที่ตามมาคือการพิสูจน์ทางอ้อม (หรือหักล้าง) การมีอยู่ของดาวเคราะห์ X และ "ดาวอังคารที่สอง" แต่ยังตรวจจับโดยตรงอีกด้วย พวกเขา.
การศึกษาดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ
จนถึงปลายศตวรรษที่ 20 เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่ามีดาวเคราะห์เก้าดวงในระบบสุริยะ: ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน ดาวพลูโต แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้ มีการค้นพบวัตถุจำนวนมากนอกวงโคจรของดาวเนปจูน ซึ่งบางชิ้นก็คล้ายกับดาวพลูโต และบางชิ้นก็มีขนาดใหญ่กว่าด้วยซ้ำ ดังนั้นในปี 2549 นักดาราศาสตร์ได้ชี้แจงการจำแนกประเภท: วัตถุที่ใหญ่ที่สุด 8 วัตถุตั้งแต่ดาวพุธไปจนถึงดาวเนปจูน - ถือเป็นดาวเคราะห์คลาสสิกและดาวพลูโตก็กลายเป็นต้นแบบของวัตถุประเภทใหม่ - ดาวเคราะห์แคระ ดาวเคราะห์ 4 ดวงที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดมักเรียกว่าดาวเคราะห์ภาคพื้นดิน และวัตถุก๊าซขนาดใหญ่อีก 4 ดวงถัดไปเรียกว่าดาวเคราะห์ยักษ์ ดาวเคราะห์แคระส่วนใหญ่อาศัยอยู่ในบริเวณนอกวงโคจรของดาวเนปจูน - แถบไคเปอร์
ดวงจันทร์
ดวงจันทร์เป็นดาวเทียมตามธรรมชาติของโลกและเป็นวัตถุที่สว่างที่สุดในท้องฟ้ายามค่ำคืน อย่างเป็นทางการ ดวงจันทร์ไม่ใช่ดาวเคราะห์ แต่มีขนาดใหญ่กว่าดาวเคราะห์แคระทุกดวงอย่างมีนัยสำคัญ เป็นดาวบริวารของดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ และไม่มีขนาดด้อยกว่าดาวพุธมากนัก บนดวงจันทร์ไม่มีบรรยากาศที่เราคุ้นเคย ไม่มีแม่น้ำ ทะเลสาบ พืชพรรณ และสิ่งมีชีวิตใดๆ แรงโน้มถ่วงบนดวงจันทร์น้อยกว่าบนโลกถึงหกเท่า กลางวันและกลางคืนโดยอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงสูงถึง 300 องศา อยู่ได้นานถึงสองสัปดาห์ ถึงกระนั้น ดวงจันทร์ก็ดึงดูดมนุษย์โลกมากขึ้นเรื่อยๆ ด้วยโอกาสในการใช้เงื่อนไขและทรัพยากรที่เป็นเอกลักษณ์ของมัน ดังนั้นดวงจันทร์จึงเป็นก้าวแรกของเราในการทำความรู้จักวัตถุของระบบสุริยะ
ดวงจันทร์ได้รับการสำรวจอย่างดีทั้งด้วยความช่วยเหลือของกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินและด้วยการบินของยานอวกาศมากกว่า 50 ลำและเรือพร้อมนักบินอวกาศ สถานีอัตโนมัติของสหภาพโซเวียต Luna-3 (พ.ศ. 2502) และ Zond-3 (พ.ศ. 2508) เป็นสถานีแรกที่ถ่ายภาพซีกโลกตะวันออกและตะวันตกซึ่งมองไม่เห็นจากโลก ดาวเทียมเทียมของดวงจันทร์ศึกษาสนามโน้มถ่วงและความโล่งใจของมัน ยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยตนเอง "Lunokhod-1 และ -2" ส่งภาพและข้อมูลเกี่ยวกับคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของดินมายังโลก นักบินอวกาศชาวอเมริกัน 12 คนที่ได้รับความช่วยเหลือจากยานอวกาศอพอลโลในปี พ.ศ. 2512-2515 เยี่ยมชมดวงจันทร์ โดยทำการศึกษาพื้นผิว ณ จุดลงจอดที่แตกต่างกัน 6 จุดในด้านที่มองเห็นได้ ติดตั้งอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่นั่น และนำหินบนดวงจันทร์น้ำหนักประมาณ 400 กิโลกรัมมายังโลก ยานสำรวจ Luna-16, -20 และ -24 ทำการเจาะและส่งดินบนดวงจันทร์มายังโลกโดยอัตโนมัติ ยานอวกาศรุ่นใหม่ Clementine (1994), Lunar Prospector (1998-99) และ Smart-1 (2003-06) ได้รับข้อมูลที่แม่นยำมากขึ้นเกี่ยวกับสนามความโล่งใจและแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ เช่นเดียวกับการค้นพบการสะสมของวัสดุที่มีไฮโดรเจน อาจเป็นน้ำแข็งบนพื้นผิว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นของวัสดุเหล่านี้พบได้ในความหดหู่ที่ซ่อนอยู่ใกล้ขั้วอย่างถาวร
ยานอวกาศฉางเอ๋อ-1 ของจีน ซึ่งเปิดตัวเมื่อวันที่ 24 ตุลาคม พ.ศ. 2550 ถ่ายภาพพื้นผิวดวงจันทร์และรวบรวมข้อมูลเพื่อรวบรวมแบบจำลองดิจิทัลของการบรรเทาทุกข์ เมื่อวันที่ 1 มีนาคม พ.ศ. 2552 อุปกรณ์ดังกล่าวถูกทิ้งลงบนพื้นผิวดวงจันทร์ เมื่อวันที่ 8 พฤศจิกายน พ.ศ. 2551 ยานอวกาศ Chandrayaan 1 ของอินเดียถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรแบบเซลีโนเซนตริก เมื่อวันที่ 14 พฤศจิกายน ยานสำรวจได้แยกตัวออกจากมันและลงจอดอย่างหนักใกล้ขั้วใต้ของดวงจันทร์ อุปกรณ์ทำงานเป็นเวลา 312 วันและส่งข้อมูลการกระจายตัวขององค์ประกอบทางเคมีบนพื้นผิวและบนระดับความสูง ดาวเทียม Kaguya ของญี่ปุ่นและดาวเทียมขนาดเล็กอีกสองดวงคือ Okina และ Oyuna ซึ่งดำเนินการในปี 2550-2552 ได้ดำเนินโครงการทางวิทยาศาสตร์ของการวิจัยทางจันทรคติและส่งข้อมูลความสูงของการนูนและการกระจายของแรงโน้มถ่วงบนพื้นผิวด้วยความแม่นยำสูง
ขั้นตอนสำคัญใหม่ในการศึกษาดวงจันทร์คือการปล่อยดาวเทียมอเมริกันสองดวงเมื่อวันที่ 18 มิถุนายน พ.ศ. 2552 ได้แก่ "Lunar Reconnaissance Orbiter" (Lunar Reconnaissance Orbiter) และ "LCROSS" (ดาวเทียมสำรวจและตรวจจับปล่องภูเขาไฟดวงจันทร์) เมื่อวันที่ 9 ตุลาคม พ.ศ. 2552 ยานสำรวจ LCROSS ถูกส่งไปยังปล่องภูเขาไฟ Cabeo ระยะที่ใช้ไปของจรวด Atlas-V ซึ่งมีน้ำหนัก 2.2 ตันนั้นตกลงไปที่ด้านล่างของปล่องภูเขาไฟก่อน ประมาณสี่นาทีต่อมา ยานอวกาศ LCROSS (น้ำหนัก 891 กก.) ก็ตกลงไปที่นั่นเช่นกันซึ่งก่อนที่จะตกลงมาก็พุ่งผ่านเมฆของ ฝุ่นที่เพิ่มขึ้นตามเวทีจัดการวิจัยที่จำเป็นจนกว่าอุปกรณ์จะตาย นักวิจัยชาวอเมริกันเชื่อว่าพวกเขายังคงสามารถหาน้ำในเมฆฝุ่นบนดวงจันทร์ได้ Lunar Orbiter ยังคงสำรวจดวงจันทร์จากวงโคจรดวงจันทร์ขั้วโลก เครื่องมือ LEND ของรัสเซีย (เครื่องตรวจจับนิวตรอนเพื่อการวิจัยทางจันทรคติ) ได้รับการออกแบบเพื่อค้นหาน้ำแช่แข็ง ได้รับการติดตั้งบนยานอวกาศ ในพื้นที่ขั้วโลกใต้เขาค้นพบไฮโดรเจนจำนวนมากซึ่งอาจเป็นสัญญาณของการมีอยู่ของน้ำในสภาวะที่ถูกผูกไว้
ในอนาคตอันใกล้นี้ การสำรวจดวงจันทร์จะเริ่มขึ้น ปัจจุบันโครงการต่างๆ กำลังได้รับการพัฒนาในรายละเอียดเพื่อสร้างฐานที่อยู่อาศัยถาวรบนพื้นผิวของมัน การมีอยู่ในระยะยาวหรือถาวรบนดวงจันทร์ของลูกเรือทดแทนของฐานดังกล่าวจะทำให้สามารถแก้ไขปัญหาทางวิทยาศาสตร์และประยุกต์ที่ซับซ้อนมากขึ้นได้
ดวงจันทร์เคลื่อนที่ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง ส่วนใหญ่มาจากวัตถุท้องฟ้าสองดวง ได้แก่ โลกและดวงอาทิตย์ ในระยะห่างเฉลี่ย 384,400 กิโลเมตรจากโลก ที่จุดสุดยอด ระยะทางนี้จะเพิ่มขึ้นเป็น 405,500 กม. ที่จุดสิ้นสุด ระยะทางจะลดลงเป็น 363,300 กม. คาบการโคจรของดวงจันทร์รอบโลกสัมพันธ์กับดวงดาวที่อยู่ห่างไกลคือประมาณ 27.3 วัน (เดือนดาวฤกษ์) แต่เนื่องจากดวงจันทร์โคจรรอบดวงอาทิตย์ร่วมกับโลก ตำแหน่งของมันสัมพันธ์กับเส้นดวงอาทิตย์-โลกจึงเกิดขึ้นซ้ำหลังจาก ระยะเวลานานกว่าเล็กน้อย - ประมาณ 29.5 วัน (เดือน synodic) ในช่วงเวลานี้ การเปลี่ยนแปลงระยะของดวงจันทร์โดยสมบูรณ์เกิดขึ้น: จากพระจันทร์ใหม่ถึงไตรมาสแรก จากนั้นถึงพระจันทร์เต็มดวง ไปจนถึงไตรมาสสุดท้ายและอีกครั้งจนถึงพระจันทร์ใหม่ ดวงจันทร์หมุนรอบแกนด้วยความเร็วเชิงมุมคงที่ในทิศทางเดียวกันกับที่มันหมุนรอบโลก และมีคาบเท่ากันคือ 27.3 วัน นั่นคือเหตุผลว่าทำไมจากโลกเราจึงเห็นดวงจันทร์เพียงซีกโลกเดียวซึ่งเราเรียกว่ามองเห็นได้ และอีกซีกโลกก็ถูกซ่อนไว้จากสายตาของเราเสมอ ซีกโลกนี้ซึ่งมองไม่เห็นจากโลก เรียกว่าด้านไกลของดวงจันทร์ รูปร่างที่เกิดจากพื้นผิวทางกายภาพของดวงจันทร์นั้นอยู่ใกล้กับทรงกลมปกติมากโดยมีรัศมีเฉลี่ย 1,737.5 กม. พื้นที่ผิวลูกโลกดวงจันทร์อยู่ที่ประมาณ 38 ล้านกิโลเมตร 2 ซึ่งคิดเป็นเพียง 7.4% ของพื้นที่ผิวโลกหรือประมาณหนึ่งในสี่ของพื้นที่ทวีปของโลก อัตราส่วนมวลของดวงจันทร์และโลกคือ 1:81.3 ความหนาแน่นเฉลี่ยของดวงจันทร์ (3.34 g/cm3) น้อยกว่าความหนาแน่นเฉลี่ยของโลก (5.52 g/cm3) อย่างมีนัยสำคัญ แรงโน้มถ่วงบนดวงจันทร์น้อยกว่าบนโลกถึงหกเท่า ในช่วงบ่ายของฤดูร้อนใกล้เส้นศูนย์สูตร พื้นผิวจะร้อนขึ้นถึง +130° C ในบางพื้นที่อาจสูงกว่านั้นอีก และในเวลากลางคืนอุณหภูมิจะลดลงถึง -170 °C การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วของพื้นผิวยังสังเกตได้ในช่วงจันทรุปราคา พื้นที่บนดวงจันทร์มีสองประเภท: สว่าง - ทวีป ซึ่งครอบครอง 83% ของพื้นผิวทั้งหมด (รวมถึงด้านไกลด้วย) และพื้นที่มืดที่เรียกว่าทะเล การแบ่งแยกนี้เกิดขึ้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 17 เมื่อสันนิษฐานว่ามีน้ำบนดวงจันทร์จริงๆ ในแง่ขององค์ประกอบทางแร่วิทยาและเนื้อหาขององค์ประกอบทางเคมีแต่ละองค์ประกอบ หินดวงจันทร์บนพื้นผิวที่มืด (ทะเล) นั้นอยู่ใกล้กับหินบนพื้นดิน เช่น หินบะซอลต์ และบนพื้นที่ที่มีแสง (ทวีป) - ไปยังอะนอโทไซต์มาก
คำถามเกี่ยวกับการกำเนิดของดวงจันทร์ยังไม่ชัดเจนนัก องค์ประกอบทางเคมีของหินบนดวงจันทร์บ่งบอกว่าดวงจันทร์และโลกก่อตัวขึ้นในบริเวณเดียวกันของระบบสุริยะ แต่ความแตกต่างในองค์ประกอบและโครงสร้างภายในทำให้เราคิดว่าวัตถุทั้งสองนี้ไม่ได้เป็นชิ้นเดียวในอดีต หลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่ส่วนใหญ่และแอ่งขนาดใหญ่ (แอ่งหลายวงแหวน) ปรากฏบนพื้นผิวของทรงกลมดวงจันทร์ในช่วงที่มีการทิ้งระเบิดอย่างหนักบนพื้นผิว ประมาณ 3.5 พันล้านปีก่อน ผลจากความร้อนภายใน ลาวาบะซอลต์ที่ไหลออกมาจากส่วนลึกของดวงจันทร์ไหลลงสู่พื้นผิว เติมเต็มที่ราบลุ่มและที่ราบลุ่ม ทะเลจันทรคติจึงเกิดขึ้นเช่นนี้ ในทางกลับกันเนื่องจากเปลือกหนาขึ้นจึงมีการเทน้อยลงอย่างมาก บนซีกโลกที่มองเห็น ทะเลครอบครอง 30% ของพื้นผิว และบนซีกโลกตรงข้าม - เพียง 3% ดังนั้นวิวัฒนาการของพื้นผิวดวงจันทร์โดยพื้นฐานแล้วจึงสิ้นสุดลงเมื่อประมาณ 3 พันล้านปีก่อน การทิ้งระเบิดอุกกาบาตยังคงดำเนินต่อไป แต่มีความรุนแรงน้อยลง อันเป็นผลมาจากการประมวลผลพื้นผิวเป็นเวลานานชั้นหินด้านบนที่หลวมของดวงจันทร์จึงก่อตัวขึ้น - รีโกลิ ธ ซึ่งมีความหนาหลายเมตร
ปรอท
ดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดนั้นตั้งชื่อตามเทพเจ้าเฮอร์มีสโบราณ (ถึงดาวพุธของชาวโรมัน) - ผู้ส่งสารของเทพเจ้าและเทพเจ้าแห่งรุ่งอรุณ ดาวพุธอยู่ที่ระยะทางเฉลี่ย 58 ล้านกิโลเมตรหรือ 0.39 AU จากดวงอาทิตย์ เคลื่อนที่ไปตามวงโคจรที่ยาวมาก โดยเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ที่ระยะ 0.31 AU และที่ระยะห่างสูงสุดจะอยู่ที่ระยะ 0.47 AU ทำให้เกิดการปฏิวัติเต็มรูปแบบใน 88 วันโลก ในปี พ.ศ. 2508 โดยใช้วิธีเรดาร์จากโลก พบว่าระยะเวลาการหมุนรอบตัวเองของดาวเคราะห์ดวงนี้คือ 58.6 วัน นั่นคือใน 2/3 ของปี มันจะหมุนรอบแกนของมันจนหมด การเพิ่มการเคลื่อนที่ในแนวแกนและวงโคจรทำให้ดาวพุธหันด้านเดียวกันเข้าหาเราเสมอเมื่ออยู่บนเส้นดวงอาทิตย์-โลก วันสุริยคติ (ช่วงเวลาระหว่างจุดสุดยอดบนหรือล่างของดวงอาทิตย์) กินเวลา 176 วันบนโลกบนโลก
ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 นักดาราศาสตร์พยายามวาดภาพลักษณะความมืดและความสว่างที่สังเกตได้บนพื้นผิวดาวพุธ ผลงานที่รู้จักกันดีที่สุดคือผลงานของ Schiaparelli (พ.ศ. 2424-2432) และนักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน Percival Lovell (พ.ศ. 2439-2440) เป็นที่น่าสนใจว่านักดาราศาสตร์ ที.เจ.ซี. ได้ประกาศในปี 1901 ว่าเขาได้เห็นหลุมอุกกาบาตบนดาวพุธด้วยซ้ำ มีเพียงไม่กี่คนที่เชื่อ แต่ต่อมาปล่องภูเขาไฟ (เบโธเฟน) ยาว 625 กิโลเมตรก็มาจบลงที่จุดที่สีทำเครื่องหมายไว้ นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Eugene Antoniadi รวบรวมแผนที่ "ซีกโลกที่มองเห็นได้" ของดาวพุธในปี พ.ศ. 2477 เนื่องจากเชื่อกันว่าในซีกโลกเดียวเท่านั้นที่จะส่องสว่างอยู่เสมอ Antoniadi ตั้งชื่อให้กับรายละเอียดแต่ละรายการบนแผนที่นี้ ซึ่งบางส่วนใช้ในแผนที่สมัยใหม่
เป็นไปได้เป็นครั้งแรกในการรวบรวมแผนที่ดาวเคราะห์ที่เชื่อถือได้อย่างแท้จริง และดูรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ ของการบรรเทาพื้นผิวด้วยยานอวกาศ Mariner 10 ของอเมริกา ซึ่งเปิดตัวในปี 1973 มันเข้าใกล้ดาวพุธสามครั้งและส่งภาพโทรทัศน์ในส่วนต่างๆ ของ พื้นผิวของมันสู่โลก โดยรวมแล้ว 45% ของพื้นผิวดาวเคราะห์ถูกกำจัดออกไป ส่วนใหญ่เป็นซีกโลกตะวันตก เมื่อปรากฎว่าพื้นผิวทั้งหมดถูกปกคลุมไปด้วยหลุมอุกกาบาตหลายขนาด เป็นไปได้ที่จะชี้แจงค่ารัศมีของดาวเคราะห์ (2439 กม.) และมวลของมัน เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิทำให้สามารถระบุได้ว่าในระหว่างวันอุณหภูมิพื้นผิวของโลกสูงขึ้นถึง 510° C และในเวลากลางคืนลดลงถึง -210° C ความแรงของสนามแม่เหล็กของมันอยู่ที่ประมาณ 1% ของความแรงของแม่เหล็กโลก สนาม. ภาพถ่ายมากกว่า 3,000 ภาพที่ถ่ายในแนวทางที่สามมีความละเอียดสูงสุด 50 ม.
ความเร่งของแรงโน้มถ่วงบนดาวพุธคือ 3.68 เมตร/วินาที 2 นักบินอวกาศบนโลกนี้จะมีน้ำหนักน้อยกว่าบนโลกเกือบสามเท่า เนื่องจากปรากฎว่าความหนาแน่นเฉลี่ยของดาวพุธเกือบจะเท่ากับความหนาแน่นของโลก จึงสันนิษฐานว่าดาวพุธมีแกนกลางเป็นเหล็ก ซึ่งครอบครองปริมาตรประมาณครึ่งหนึ่งของดาวเคราะห์ ซึ่งด้านบนมีเสื้อคลุมและเปลือกซิลิเกต ดาวพุธได้รับแสงแดดต่อหน่วยพื้นที่มากกว่าโลกถึง 6 เท่า นอกจากนี้ พลังงานแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ยังถูกดูดซับ เนื่องจากพื้นผิวดาวเคราะห์มืด สะท้อนแสงตกกระทบได้เพียง 12-18 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น ชั้นพื้นผิวของดาวเคราะห์ (เรโกลิธ) ถูกบดอัดอย่างสูงและทำหน้าที่เป็นฉนวนกันความร้อนที่ดีเยี่ยม ดังนั้นที่ระดับความลึกหลายสิบเซนติเมตรจากพื้นผิว อุณหภูมิจะคงที่ - ประมาณ 350 องศาเคลวิน ปรอทมีบรรยากาศฮีเลียมที่ทำให้บริสุทธิ์อย่างมากที่สร้างขึ้น โดย “ลมสุริยะ” ที่พัดผ่านโลก ความกดดันของบรรยากาศดังกล่าวที่พื้นผิวนั้นน้อยกว่าที่พื้นผิวโลกถึง 500 พันล้านเท่า นอกจากฮีเลียมแล้ว ยังตรวจพบไฮโดรเจน อาร์กอน และนีออนในปริมาณเล็กน้อยอีกด้วย
ยานอวกาศ Messenger ของอเมริกา (Messenger - จาก English Courier) เปิดตัวเมื่อวันที่ 3 สิงหาคม พ.ศ. 2547 ได้ทำการบินผ่านดาวพุธครั้งแรกเมื่อวันที่ 14 มกราคม พ.ศ. 2551 ที่ระยะทาง 200 กม. จากพื้นผิวโลก เธอถ่ายภาพซีกโลกซีกโลกตะวันออกซึ่งไม่ได้ถ่ายรูปไว้ก่อนหน้านี้ การศึกษาดาวพุธดำเนินการในสองขั้นตอน: ขั้นแรกการสำรวจจากเส้นทางการบินระหว่างการเผชิญหน้ากับดาวเคราะห์สองครั้ง (2551) จากนั้น (30 กันยายน 2552) - การสำรวจโดยละเอียด พื้นผิวทั้งหมดของโลกถูกถ่ายภาพในช่วงสเปกตรัมต่างๆ และได้รับภาพสีของภูมิประเทศ องค์ประกอบทางเคมีและแร่วิทยาของหินถูกกำหนด และวัดเนื้อหาขององค์ประกอบระเหยในชั้นดินใกล้พื้นผิว เครื่องวัดระยะสูงแบบเลเซอร์วัดความสูงของพื้นผิวนูนของดาวพุธ ปรากฎว่าความแตกต่างของความสูงบรรเทาบนโลกนี้น้อยกว่า 7 กม. ในแนวทางที่สี่ เมื่อวันที่ 18 มีนาคม พ.ศ. 2554 ดาวเทียม Messenger ควรเข้าสู่วงโคจรของดาวเทียมประดิษฐ์ของดาวพุธ
ตามการตัดสินใจของสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล หลุมอุกกาบาตบนดาวพุธได้รับการตั้งชื่อตามบุคคลต่างๆ ได้แก่ นักเขียน กวี ศิลปิน ประติมากร และนักแต่งเพลง ตัวอย่างเช่นหลุมอุกกาบาตที่ใหญ่ที่สุดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 300 ถึง 600 กม. มีชื่อว่า Beethoven, Tolstoy, Dostoevsky, Shakespeare และอื่น ๆ มีข้อยกเว้นสำหรับกฎนี้ - ปล่องหนึ่งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 60 กม. พร้อมระบบรังสีนั้นตั้งชื่อตามนักดาราศาสตร์ชื่อดังไคเปอร์และอีกปล่องภูเขาไฟที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.5 กม. ใกล้เส้นศูนย์สูตรซึ่งถือเป็นต้นกำเนิดของลองจิจูดบนดาวพุธคือ ชื่อว่า ฮุนคาล ซึ่งในภาษาของชาวมายันโบราณ แปลว่า "ยี่สิบ" มีการตกลงที่จะวาดเส้นเมริเดียนผ่านปล่องภูเขาไฟนี้ด้วยลองจิจูด 20°
ที่ราบดังกล่าวได้รับการตั้งชื่อตามดาวเคราะห์ดาวพุธในภาษาต่างๆ เช่น ที่ราบซบโขหรือที่ราบโอดิน มีพื้นที่ราบสองแห่งที่ตั้งชื่อตามที่ตั้ง ได้แก่ ที่ราบทางตอนเหนือและที่ราบความร้อน ซึ่งตั้งอยู่ในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิสูงสุดที่ลองจิจูด 180° ภูเขาที่อยู่ติดกับที่ราบนี้เรียกว่าเทือกเขาความร้อน ลักษณะเด่นของภูมิประเทศของดาวพุธคือส่วนยื่นที่ขยายออก ซึ่งตั้งชื่อตามเรือวิจัยทางทะเล หุบเขาเหล่านี้ตั้งชื่อตามหอดูดาวดาราศาสตร์วิทยุ สันเขาทั้งสองมีชื่อว่า Antoniadi และ Schiaparelli เพื่อเป็นเกียรติแก่นักดาราศาสตร์ผู้รวบรวมแผนที่ชุดแรกของโลก
ดาวศุกร์
ดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุดโดยอยู่ใกล้เรามากกว่าดวงอาทิตย์จึงทำให้ส่องสว่างได้สว่างกว่า สุดท้ายสะท้อนแสงอาทิตย์ได้ดีมาก ความจริงก็คือพื้นผิวของดาวศุกร์ถูกปกคลุมภายใต้ชั้นบรรยากาศอันทรงพลังซึ่งซ่อนพื้นผิวของดาวเคราะห์ไว้อย่างสมบูรณ์จากมุมมองของเรา ในช่วงที่มองเห็นไม่สามารถมองเห็นได้แม้แต่จากวงโคจรของดาวเทียมประดิษฐ์ของดาวศุกร์ แต่อย่างไรก็ตาม เรามี "ภาพ" ของพื้นผิวที่ได้รับจากเรดาร์
ดาวเคราะห์ดวงที่สองจากดวงอาทิตย์ตั้งชื่อตามเทพีแห่งความรักและความงามโบราณ Aphrodite (สำหรับชาวโรมัน - ดาวศุกร์) รัศมีเฉลี่ยของดาวศุกร์อยู่ที่ 6,051.8 กม. และมีมวล 81% ของมวลโลก ดาวศุกร์โคจรรอบดวงอาทิตย์ในทิศทางเดียวกับดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ โดยจะโคจรรอบดวงอาทิตย์ทั้งหมดภายใน 225 วัน ระยะเวลาการหมุนรอบแกนของมัน (243 วัน) ถูกกำหนดในช่วงต้นทศวรรษ 1960 เท่านั้น เมื่อเริ่มใช้วิธีการเรดาร์เพื่อวัดความเร็วในการหมุนของดาวเคราะห์ ดังนั้นการหมุนรอบตัวเองในแต่ละวันของดาวศุกร์จึงช้าที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ทั้งหมด นอกจากนี้ มันเกิดขึ้นในทิศทางตรงกันข้าม: ต่างจากดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ที่มีทิศทางวงโคจรและการหมุนรอบแกนตรงกัน ดาวศุกร์หมุนรอบแกนของมันในทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ของวงโคจร หากมองอย่างเป็นทางการ นี่ไม่ใช่คุณสมบัติพิเศษของดาวศุกร์ ตัวอย่างเช่น ดาวยูเรนัสและดาวพลูโตก็หมุนไปในทิศทางตรงกันข้ามเช่นกัน แต่พวกมันหมุนในทางปฏิบัติ "นอนตะแคง" และแกนของดาวศุกร์เกือบจะตั้งฉากกับระนาบการโคจร ดังนั้นจึงเป็นเพียงแกนเดียวที่ "จริงๆ" หมุนไปในทิศทางตรงกันข้าม ด้วยเหตุนี้วันสุริยคติบนดาวศุกร์จึงสั้นกว่าเวลาที่ใช้ในการหมุนรอบแกนของมัน และเท่ากับ 117 วันโลก (สำหรับดาวเคราะห์ดวงอื่น วันสุริยคติจะนานกว่าระยะเวลาการหมุนรอบตัวเอง) และหนึ่งปีบนดาวศุกร์นั้นยาวนานกว่าวันสุริยะเพียงสองเท่า
บรรยากาศของดาวศุกร์ประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ 96.5% และไนโตรเจนเกือบ 3.5% ก๊าซอื่นๆ เช่น ไอน้ำ ออกซิเจน ซัลเฟอร์ออกไซด์และไดออกไซด์ อาร์กอน นีออน ฮีเลียม และคริปทอน รวมกันน้อยกว่า 0.1% แต่ควรจำไว้ว่าบรรยากาศของดาวศุกร์นั้นมีมวลมากกว่าบรรยากาศของเราประมาณ 100 เท่า ดังนั้นจึงมีไนโตรเจนมากกว่าในชั้นบรรยากาศของโลกถึงห้าเท่า
หมอกหนาในชั้นบรรยากาศดาวศุกร์ทอดยาวขึ้นไปถึงระดับความสูง 48-49 กม. ขึ้นไปที่ระดับความสูง 70 กม. จะมีชั้นเมฆที่มีหยดกรดซัลฟิวริกเข้มข้น และในชั้นบนสุดก็มีกรดไฮโดรคลอริกและกรดไฮโดรฟลูออริกอยู่ด้วย เมฆของดาวศุกร์สะท้อนแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบถึง 77% ที่ด้านบนของภูเขาที่สูงที่สุดของดาวศุกร์ - เทือกเขาแม็กซ์เวลล์ (ความสูงประมาณ 11 กม.) - ความดันบรรยากาศอยู่ที่ 45 บาร์และที่ด้านล่างของ Diana Canyon - 119 บาร์ ดังที่คุณทราบ ความกดดันของชั้นบรรยากาศโลกที่พื้นผิวโลกอยู่ที่เพียง 1 บาร์เท่านั้น บรรยากาศคาร์บอนไดออกไซด์อันทรงพลังของดาวศุกร์ดูดซับและส่งรังสีดวงอาทิตย์ประมาณ 23% บางส่วนไปยังพื้นผิว การแผ่รังสีนี้ทำให้พื้นผิวดาวเคราะห์ร้อนขึ้น แต่รังสีอินฟราเรดความร้อนจากพื้นผิวเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศกลับสู่อวกาศด้วยความยากลำบากอย่างยิ่ง และเฉพาะเมื่อพื้นผิวมีความร้อนสูงถึงประมาณ 460-470 °C เท่านั้น พลังงานที่ไหลออกจะเท่ากับพลังงานที่ไหลเข้า เป็นเพราะปรากฏการณ์เรือนกระจกที่ทำให้พื้นผิวดาวศุกร์ยังคงร้อนโดยไม่คำนึงถึงละติจูด แต่บนภูเขาซึ่งมีบรรยากาศบางกว่า อุณหภูมิจะต่ำกว่าหลายสิบองศา ดาวศุกร์ถูกสำรวจโดยยานอวกาศมากกว่า 20 ลำ ได้แก่ ดาวศุกร์ กะลาสีเรือ ไพโอเนียร์-วีนัส เวกา และมาเจลลัน ในปี พ.ศ. 2549 ยานอวกาศ Venus Express ได้ดำเนินการในวงโคจรรอบ ๆ นักวิทยาศาสตร์สามารถเห็นลักษณะทั่วโลกของภูมิประเทศพื้นผิวของดาวศุกร์ได้ด้วยเสียงเรดาร์จากยานอวกาศ Pioneer-Venera (1978), Venera-15 และ -16 (1983-84) และ Magellan (1990-94) .) เรดาร์ภาคพื้นดินช่วยให้คุณ "มองเห็น" เพียง 25% ของพื้นผิว และมีความละเอียดรายละเอียดต่ำกว่าที่ยานอวกาศสามารถทำได้มาก ตัวอย่างเช่น Magellan ได้รับภาพพื้นผิวทั้งหมดด้วยความละเอียด 300 ม. ปรากฎว่าพื้นผิวส่วนใหญ่ของดาวศุกร์ถูกครอบครองโดยที่ราบที่เป็นเนินเขา
พื้นที่สูงคิดเป็นเพียง 8% ของพื้นผิว รายละเอียดที่เห็นได้ชัดเจนทั้งหมดของความโล่งใจได้รับชื่อของพวกเขา ในภาพเรดาร์ภาคพื้นดินภาพแรกของแต่ละพื้นที่ของพื้นผิวดาวศุกร์ นักวิจัยได้ใช้ชื่อต่างๆ ซึ่งปัจจุบันยังคงอยู่ในแผนที่ - เทือกเขาแม็กซ์เวลล์ (ชื่อนี้สะท้อนถึงบทบาทของฟิสิกส์วิทยุในการศึกษาดาวศุกร์) อัลฟ่า และบริเวณเบตา (ส่วนที่สว่างที่สุดสองส่วนของรูปนูนของดาวศุกร์ในภาพเรดาร์ตั้งชื่อตามตัวอักษรตัวแรกของอักษรกรีก) แต่ชื่อเหล่านี้เป็นข้อยกเว้นสำหรับกฎการตั้งชื่อที่สหพันธ์ดาราศาสตร์สากลนำมาใช้: นักดาราศาสตร์ตัดสินใจตั้งชื่อลักษณะพื้นผิวของดาวศุกร์ด้วยชื่อผู้หญิง พื้นที่ยกระดับขนาดใหญ่ถูกตั้งชื่อ: ดินแดนแห่งอโฟรไดท์, ดินแดนแห่งอิชทาร์ (เพื่อเป็นเกียรติแก่เทพีแห่งความรักและความงามของชาวอัสซีเรีย) และดินแดนแห่งลาดา (เทพีแห่งความรักและความงามของชาวสลาฟ) หลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่ได้รับการตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่สตรีที่มีความโดดเด่นทุกสมัยและทุกชนชาติ ส่วนหลุมอุกกาบาตขนาดเล็กก็มีชื่อส่วนตัวเป็นเพศหญิง บนแผนที่ของดาวศุกร์ คุณจะพบชื่อต่างๆ เช่น คลีโอพัตรา (ราชินีองค์สุดท้ายของอียิปต์), Dashkova (ผู้อำนวยการสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก), Akhmatova (กวีชาวรัสเซีย) และชื่อที่มีชื่อเสียงอื่น ๆ ชื่อภาษารัสเซีย ได้แก่ Antonina, Galina, Zina, Zoya, Lena, Masha, Tatyana และอื่น ๆ
ดาวอังคาร
ดาวเคราะห์ดวงที่ 4 จากดวงอาทิตย์ซึ่งตั้งชื่อตามเทพเจ้าแห่งสงครามดาวอังคาร อยู่ห่างจากโลก 1.5 เท่า การปฏิวัติวงโคจรหนึ่งครั้งใช้เวลาดาวอังคาร 687 วันโลก วงโคจรของดาวอังคารมีความเยื้องศูนย์กลางที่เห็นได้ชัดเจน (0.09) ดังนั้นระยะห่างจากดวงอาทิตย์จึงแตกต่างกันไปจาก 207 ล้านกิโลเมตรที่จุดดวงอาทิตย์ตกถึงจุดไกลสุดถึง 250 ล้านกิโลเมตรที่จุดไกลดวงอาทิตย์ วงโคจรของดาวอังคารและโลกเกือบจะอยู่ในระนาบเดียวกัน โดยมีมุมระหว่างพวกมันเพียง 2° ทุกๆ 780 วัน โลกและดาวอังคารจะพบว่าตัวเองอยู่ห่างจากกันอย่างน้อย 56 ถึง 101 ล้านกิโลเมตร การสร้างสายสัมพันธ์ของดาวเคราะห์ดังกล่าวเรียกว่าการต่อต้าน หากในขณะนี้ระยะห่างระหว่างดาวเคราะห์น้อยกว่า 60 ล้านกม. แสดงว่าฝ่ายค้านนั้นยิ่งใหญ่ การเผชิญหน้าครั้งใหญ่เกิดขึ้นทุกๆ 15-17 ปี
รัศมีเส้นศูนย์สูตรของดาวอังคารอยู่ที่ 3,394 กม. ซึ่งมากกว่ารัศมีขั้วโลก 20 กม. ดาวอังคารมีมวลน้อยกว่าโลกถึง 10 เท่า และในพื้นที่ผิวมันเล็กกว่าโลกถึง 3.5 เท่า ระยะเวลาการหมุนตามแกนของดาวอังคารถูกกำหนดโดยการสังเกตด้วยกล้องส่องทางไกลภาคพื้นดินซึ่งมีลักษณะพื้นผิวที่ตัดกัน นั่นคือ 24 ชั่วโมง 39 นาที 36 วินาที แกนการหมุนของดาวอังคารเอียงเป็นมุม 25.2° จากตั้งฉากกับระนาบวงโคจร ดังนั้นบนดาวอังคารจึงมีการเปลี่ยนแปลงฤดูกาลเช่นกัน แต่ระยะเวลาของฤดูกาลนั้นยาวนานกว่าบนโลกเกือบสองเท่า เนื่องจากการยืดตัวของวงโคจร ฤดูกาลในซีกโลกเหนือและซีกโลกใต้จึงมีระยะเวลาต่างกัน ฤดูร้อนในซีกโลกเหนือกินเวลา 177 วันบนดาวอังคาร และทางตอนใต้จะสั้นกว่า 21 วัน แต่อบอุ่นกว่าฤดูร้อนในซีกโลกเหนือ
เนื่องจากระยะห่างจากดวงอาทิตย์มากขึ้น ดาวอังคารจึงได้รับพลังงานเพียง 43% ที่ตกบนพื้นที่เดียวกันของพื้นผิวโลก อุณหภูมิเฉลี่ยทั้งปีบนพื้นผิวดาวอังคารอยู่ที่ประมาณ -60 °C อุณหภูมิสูงสุดที่นั่นไม่เกิน 2-3 องศาเหนือศูนย์ และอุณหภูมิต่ำสุดถูกบันทึกไว้บนขั้วขั้วโลกเหนือคือ -138 °C ในระหว่างวัน อุณหภูมิพื้นผิวเปลี่ยนแปลงอย่างมาก ตัวอย่างเช่น ในซีกโลกใต้ที่ละติจูด 50° อุณหภูมิลักษณะพิเศษในช่วงกลางฤดูใบไม้ร่วงจะแตกต่างกันไปตั้งแต่ -18 °C ตอนเที่ยงถึง -63 °C ในเวลากลางคืน อย่างไรก็ตาม ที่ความลึก 25 ซม. ใต้พื้นผิว อุณหภูมิเกือบจะคงที่ (ประมาณ -60 ° C) โดยไม่คำนึงถึงช่วงเวลาของวันและฤดูกาล การเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ของอุณหภูมิบนพื้นผิวอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าบรรยากาศของดาวอังคารนั้นหายากมากและพื้นผิวจะเย็นลงอย่างรวดเร็วในเวลากลางคืนและได้รับความร้อนอย่างรวดเร็วจากดวงอาทิตย์ในระหว่างวัน บรรยากาศของดาวอังคารประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ 95% ส่วนประกอบอื่นๆ: ไนโตรเจน 2.5% อาร์กอน 1.6% ออกซิเจนน้อยกว่า 0.4% ความดันบรรยากาศเฉลี่ยที่พื้นผิวคือ 6.1 มิลลิบาร์ ซึ่งน้อยกว่าความดันอากาศของโลกที่ระดับน้ำทะเล (1 บาร์) ถึง 160 เท่า ในจุดที่ลึกที่สุดบนดาวอังคาร อาจมีความดันสูงถึง 12 มิลลิบาร์ บรรยากาศของโลกแห้งแล้งแทบไม่มีไอน้ำเลย
ฝาครอบขั้วโลกของดาวอังคารมีหลายชั้น ชั้นหลักชั้นล่างซึ่งมีความหนาหลายกิโลเมตรก่อตัวขึ้นจากน้ำแข็งธรรมดาผสมกับฝุ่น ชั้นนี้จะยังคงอยู่ในฤดูร้อน ก่อตัวเป็นแคปถาวร และการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลที่สังเกตได้ในแผ่นขั้วโลกเกิดขึ้นเนื่องจากชั้นบนหนาน้อยกว่า 1 เมตร ประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นของแข็ง หรือที่เรียกว่า "น้ำแข็งแห้ง" พื้นที่ที่ชั้นนี้ปกคลุมจะเติบโตอย่างรวดเร็วในฤดูหนาว โดยขนานกันที่ 50° และบางครั้งก็ข้ามเส้นนี้ด้วยซ้ำ ในฤดูใบไม้ผลิ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ชั้นบนสุดจะระเหยออกไป เหลือเพียงฝาปิดถาวร “คลื่นแห่งความมืด” ของพื้นที่ผิวน้ำที่สังเกตได้จากการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลนั้น อธิบายได้จากการเปลี่ยนแปลงทิศทางของลม ซึ่งพัดไปในทิศทางอย่างต่อเนื่องจากขั้วหนึ่งไปยังอีกขั้วหนึ่ง ลมพัดพาชั้นบนสุดของวัสดุที่หลวมออกไป - ฝุ่นเบาบาง เผยให้เห็นบริเวณหินที่มีสีเข้มกว่า ในช่วงที่ดาวอังคารเคลื่อนผ่านดวงอาทิตย์ใกล้ดวงอาทิตย์ ความร้อนของพื้นผิวและบรรยากาศจะเพิ่มขึ้น และความสมดุลของสภาพแวดล้อมบนดาวอังคารจะหยุดชะงัก ความเร็วลมเพิ่มขึ้นเป็น 70 กม./ชม. ลมกรดและพายุเริ่มต้นขึ้น บางครั้งฝุ่นมากกว่าพันล้านตันลอยขึ้นและถูกระงับ ในขณะที่สภาพอากาศทั่วโลกบนดาวอังคารเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก ระยะเวลาของพายุฝุ่นอาจนานถึง 50 - 100 วัน การสำรวจดาวอังคารด้วยยานอวกาศเริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2505 ด้วยการปล่อยยานสำรวจดาวอังคาร-1 ภาพแรกของส่วนต่างๆ ของพื้นผิวดาวอังคารถูกส่งโดยมารีเนอร์ 4 ในปี พ.ศ. 2508 และจากนั้นโดยมารีนเนอร์ 6 และ 7 ในปี พ.ศ. 2512 ผู้ลงจอดบนดาวอังคาร 3 สามารถลงจอดได้อย่างนุ่มนวล จากภาพ Mariner 9 (1971) มีการรวบรวมแผนที่โดยละเอียดของดาวเคราะห์ เขาส่งภาพถ่ายของดาวอังคาร 7329 ภาพที่มีความละเอียดสูงถึง 100 ม. ไปยัง Earth รวมถึงภาพถ่ายดาวเทียม - Phobos และ Deimos กองยานอวกาศทั้งสี่ลำของยานอวกาศ Mars-4, -5, -6, -7 เปิดตัวในปี 1973 มาถึงบริเวณใกล้กับดาวอังคารเมื่อต้นปี 1974 เนื่องจากระบบเบรกออนบอร์ดทำงานผิดปกติ Mars-4 จึงผ่านไปที่ ห่างจากพื้นผิวโลกประมาณ 2,200 กิโลเมตร โดยได้แต่ถ่ายภาพไว้เท่านั้น Mars-5 ดำเนินการสำรวจพื้นผิวและบรรยากาศระยะไกลจากวงโคจรของดาวเทียมเทียม ยานลงจอด Mars 6 ลงจอดอย่างนุ่มนวลในซีกโลกใต้ ข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมี ความดัน และอุณหภูมิของบรรยากาศถูกส่งไปยังโลก ดาวอังคาร 7 เคลื่อนผ่านไปในระยะทาง 1,300 กม. จากพื้นผิวโดยไม่ได้ดำเนินโครงการให้เสร็จสิ้น
เที่ยวบินที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือเรือ American Vikings 2 ลำที่เปิดตัวในปี 1975 อุปกรณ์ต่างๆ บนเครื่อง ได้แก่ กล้องโทรทัศน์ สเปกโตรมิเตอร์อินฟราเรดสำหรับบันทึกไอน้ำในชั้นบรรยากาศ และเครื่องวัดรังสีสำหรับรับข้อมูลอุณหภูมิ หน่วยลงจอด Viking 1 ทำการลงจอดอย่างนุ่มนวลบน Chrysus Planitia เมื่อวันที่ 20 กรกฎาคม พ.ศ. 2519 และหน่วยลงจอด Viking 2 บน Utopia Planitia เมื่อวันที่ 3 กันยายน พ.ศ. 2519 มีการทดลองพิเศษที่จุดลงจอดเพื่อตรวจจับสัญญาณของชีวิตใน ดินดาวอังคาร อุปกรณ์พิเศษจับตัวอย่างดินและวางไว้ในภาชนะที่บรรจุน้ำหรือสารอาหาร เนื่องจากสิ่งมีชีวิตใดๆ เปลี่ยนถิ่นที่อยู่ของมัน เครื่องมือต่างๆ จึงต้องบันทึกสิ่งนี้ แม้ว่าจะมีการสังเกตการเปลี่ยนแปลงบางอย่างของสภาพแวดล้อมในภาชนะที่ปิดสนิท แต่การมีสารออกซิไดซ์อย่างแรงในดินก็สามารถให้ผลลัพธ์เดียวกันได้ นั่นคือเหตุผลที่นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถระบุถึงการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้กับกิจกรรมของแบคทีเรียได้อย่างมั่นใจ ภาพถ่ายโดยละเอียดของพื้นผิวดาวอังคารและดาวเทียมถูกนำมาจากสถานีวงโคจร จากข้อมูลที่ได้รับ ได้มีการรวบรวมแผนที่โดยละเอียดของพื้นผิวดาวเคราะห์ ธรณีวิทยา ความร้อน และแผนที่พิเศษอื่นๆ
ภารกิจของสถานีโซเวียต "โฟบอส-1, -2" ซึ่งเปิดตัวหลังจากหยุดไป 13 ปีคือศึกษาดาวอังคารและโฟบอสดาวเทียม ผลจากคำสั่งที่ไม่ถูกต้องจาก Earth ทำให้ Phobos-1 สูญเสียการวางแนว และการสื่อสารกับมันไม่สามารถกู้คืนได้ “โฟบอส-2” เข้าสู่วงโคจรของดาวเทียมประดิษฐ์ของดาวอังคารในเดือนมกราคม พ.ศ. 2532 ข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิบนพื้นผิวดาวอังคารและข้อมูลใหม่เกี่ยวกับคุณสมบัติของหินที่ประกอบเป็นโฟบอสได้มาโดยใช้วิธีการระยะไกล ได้รับภาพ 38 ภาพที่มีความละเอียดสูงสุด 40 เมตร และวัดอุณหภูมิของพื้นผิวซึ่งอยู่ที่ 30 °C ในจุดที่ร้อนที่สุด น่าเสียดายที่ไม่สามารถใช้โปรแกรมหลักเพื่อศึกษาโฟบอสได้ การติดต่อกับอุปกรณ์หายไปเมื่อวันที่ 27 มีนาคม พ.ศ. 2532 ซึ่งไม่ได้ยุติความล้มเหลวอย่างต่อเนื่อง ยานอวกาศ American Mars Observer ซึ่งเปิดตัวในปี 1992 ก็ไม่บรรลุภารกิจเช่นกัน การติดต่อกับเขาหายไปเมื่อวันที่ 21 สิงหาคม พ.ศ. 2536 ไม่สามารถวางสถานีรัสเซีย "Mars-96" บนเส้นทางการบินไปยังดาวอังคารได้
หนึ่งในโครงการที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดของ NASA คือสถานี Mars Global Surveyor ซึ่งเปิดตัวเมื่อวันที่ 7 พฤศจิกายน พ.ศ. 2539 เพื่อให้รายละเอียดการทำแผนที่พื้นผิวดาวอังคารโดยละเอียด อุปกรณ์นี้ยังทำหน้าที่เป็นดาวเทียมโทรคมนาคมสำหรับรถแลนด์โรเวอร์ Spirit and Opportunity ซึ่งส่งมอบในปี 2546 และยังคงใช้งานมาจนถึงทุกวันนี้ ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2540 Mars Pathfinder ได้ส่งยานสำรวจอัตโนมัติลำแรกชื่อ Sogerner สู่โลก โดยมีน้ำหนักน้อยกว่า 11 กิโลกรัม ซึ่งประสบความสำเร็จในการศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของพื้นผิวและสภาพอุตุนิยมวิทยา รถแลนด์โรเวอร์ยังคงติดต่อกับโลกผ่านโมดูลลงจอด สถานีดาวเคราะห์อัตโนมัติของ NASA "Mars Reconnaissance Satellite" เริ่มทำงานในวงโคจรในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2549 การใช้กล้องความละเอียดสูงบนพื้นผิวดาวอังคารทำให้สามารถแยกแยะคุณลักษณะต่างๆ ที่มีขนาด 30 ซม. "Mars Odyssey", "Mars Express" และ “ดาวเทียมสำรวจดาวอังคาร” “การวิจัยจากวงโคจรดำเนินต่อไป อุปกรณ์ฟีนิกซ์ดำเนินการในบริเวณขั้วโลกตั้งแต่วันที่ 25 พฤษภาคมถึง 2 พฤศจิกายน พ.ศ. 2551 เขาเจาะพื้นผิวเป็นครั้งแรกและค้นพบน้ำแข็ง ฟีนิกซ์ได้ส่งมอบห้องสมุดดิจิทัลของนิยายวิทยาศาสตร์ไปทั่วโลก กำลังพัฒนาโปรแกรมเพื่อส่งนักบินอวกาศไปยังดาวอังคาร การสำรวจดังกล่าวจะใช้เวลามากกว่าสองปีเนื่องจากในการกลับมาพวกเขาจะต้องรอตำแหน่งสัมพัทธ์ที่สะดวกของโลกและดาวอังคาร
บนแผนที่สมัยใหม่ของดาวอังคาร พร้อมด้วยชื่อที่กำหนดให้กับภูมิประเทศที่ระบุจากภาพอวกาศ ชื่อทางภูมิศาสตร์และตำนานเก่าที่เสนอโดย Schiaparelli ก็ถูกนำมาใช้เช่นกัน พื้นที่ยกระดับที่ใหญ่ที่สุดซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 6,000 กม. และสูงถึง 9 กม. เรียกว่า Tharsis (ตามที่อิหร่านถูกเรียกในแผนที่โบราณ) และวงแหวนขนาดใหญ่ทางตอนใต้ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 2,000 กม. เรียกว่าเฮลลาส (กรีซ). พื้นที่ของพื้นผิวที่ปกคลุมไปด้วยหลุมอุกกาบาตหนาแน่นเรียกว่าดินแดน: ดินแดนโพรมีธีอุส ดินแดนโนอาห์ และอื่น ๆ หุบเขาได้รับชื่อของดาวเคราะห์ดาวอังคารจากภาษาของชนชาติต่างๆ หลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่ตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ และหลุมอุกกาบาตขนาดเล็กตั้งชื่อตามพื้นที่ที่มีประชากรอาศัยอยู่บนโลก ภูเขาไฟขนาดยักษ์ที่ดับแล้วสี่ลูกลุกขึ้นเหนือพื้นที่โดยรอบด้วยความสูง 26 ม. ภูเขาโอลิมปัสที่ใหญ่ที่สุดซึ่งตั้งอยู่บนขอบตะวันตกของเทือกเขาอาร์ซิดามีฐานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 600 กม. และสมรภูมิ (ปล่องภูเขาไฟ) ที่ ด้านบนมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 60 กม. ภูเขาไฟ 3 ลูก ได้แก่ Mount Askrian, Mount Pavolina และ Mount Arsia ตั้งอยู่บนเส้นตรงเส้นเดียวที่ด้านบนของเทือกเขา Tharsis ภูเขาไฟนั้นสูงขึ้นอีก 17 กม. เหนือธาร์ซิส นอกจากสี่ลูกนี้แล้ว ยังพบภูเขาไฟที่ดับแล้วมากกว่า 70 ลูกบนดาวอังคาร แต่มีขนาดเล็กกว่ามากในด้านพื้นที่และความสูง
ทางใต้ของเส้นศูนย์สูตรมีหุบเขาขนาดยักษ์ลึกถึง 6 กม. และยาวมากกว่า 4,000 กม. มันถูกเรียกว่า Valles Marineris หุบเขาเล็กๆ หลายแห่ง รวมถึงร่องและรอยแตก ยังได้รับการระบุด้วย ซึ่งบ่งชี้ว่าในสมัยโบราณมีน้ำบนดาวอังคาร ดังนั้น บรรยากาศจึงมีความหนาแน่นมากขึ้น ใต้พื้นผิวดาวอังคารในบางพื้นที่ควรมีชั้นเพอร์มาฟรอสต์หนาหลายกิโลเมตร ในพื้นที่ดังกล่าว ลำธารน้ำแข็งซึ่งไม่ปกติสำหรับดาวเคราะห์บนพื้นโลกจะมองเห็นได้บนพื้นผิวใกล้หลุมอุกกาบาต ซึ่งเราสามารถตัดสินการมีอยู่ของน้ำแข็งใต้ผิวดินได้
ยกเว้นที่ราบ พื้นผิวของดาวอังคารมีหลุมอุกกาบาตหนามาก หลุมอุกกาบาตมีแนวโน้มที่จะถูกทำลายมากกว่าหลุมอุกกาบาตบนดาวพุธและดวงจันทร์ ร่องรอยการกัดเซาะของลมสามารถเห็นได้ทุกที่
Phobos และ Deimos - ดาวเทียมธรรมชาติของดาวอังคาร
ดวงจันทร์บนดาวอังคารถูกค้นพบระหว่างการต่อต้านครั้งใหญ่ในปี พ.ศ. 2420 โดยนักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน เอ. ฮอลล์ พวกเขาถูกเรียกว่าโฟบอส (แปลจากภาษากรีก Fear) และ Deimos (Horror) เนื่องจากในตำนานโบราณเทพเจ้าแห่งสงครามมักจะมาพร้อมกับลูก ๆ ของเขา - ความกลัวและความสยองขวัญ ดาวเทียมมีขนาดเล็กมากและมีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ กึ่งแกนเอกของโฟบอสคือ 13.5 กม. และแกนรองคือ 9.4 กม. Deimos มีระยะทาง 7.5 และ 5.5 กม. ตามลำดับ ยานมารีเนอร์ 7 ถ่ายภาพโฟบอสโดยมีฉากหลังเป็นดาวอังคารในปี พ.ศ. 2512 และยานมาริเนอร์ 9 ส่งภาพถ่ายดวงจันทร์ทั้งสองกลับมาจำนวนมาก โดยแสดงให้เห็นพื้นผิวขรุขระและเป็นหลุมอุกกาบาตอย่างหนัก ยานไวกิ้งและโฟบอส-2 ได้เข้าใกล้ดาวเทียมหลายครั้ง ภาพถ่ายที่ดีที่สุดของโฟบอสแสดงรายละเอียดภาพนูนสูงถึง 5 เมตร
วงโคจรของดาวเทียมมีลักษณะเป็นวงกลม โฟบอสโคจรรอบดาวอังคารด้วยระยะทาง 6,000 กิโลเมตรจากพื้นผิว ด้วยระยะเวลา 7 ชั่วโมง 39 นาที Deimos อยู่ห่างจากพื้นผิวโลก 20,000 กม. และคาบการโคจรของมันคือ 30 ชั่วโมง 18 นาที คาบการหมุนของดาวเทียมรอบแกนของพวกมันตรงกับช่วงการหมุนรอบดาวอังคาร แกนหลักของดาวเทียมจะมุ่งตรงไปยังศูนย์กลางของโลกเสมอ โฟบอสขึ้นทางทิศตะวันตกและตกทางทิศตะวันออก 3 ครั้งต่อวันบนดาวอังคาร ความหนาแน่นเฉลี่ยของโฟบอสน้อยกว่า 2 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร 3 และความเร่งของการตกอย่างอิสระบนพื้นผิวคือ 0.5 เซนติเมตร/วินาที 2 คนบนโฟบอสจะมีน้ำหนักเพียงไม่กี่สิบกรัม และสามารถทำให้หินลอยไปในอวกาศได้ด้วยการขว้างก้อนหินด้วยมือของเขาตลอดไป (ความเร็วในการบินขึ้นบนพื้นผิวของโฟบอสคือประมาณ 13 เมตร/วินาที) ปล่องที่ใหญ่ที่สุดบนโฟบอสมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 8 กม. เทียบได้กับเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กที่สุดของดาวเทียมนั่นเอง บน Deimos ภาวะซึมเศร้าที่ใหญ่ที่สุดมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 กม. พื้นผิวของดาวเทียมมีหลุมอุกกาบาตขนาดเล็กกระจายอยู่ทั่วไปในลักษณะเดียวกับดวงจันทร์ แม้จะมีความคล้ายคลึงกันโดยทั่วไป แต่มีวัสดุบดละเอียดจำนวนมากที่ปกคลุมพื้นผิวของดาวเทียม โฟบอสก็ดู "ขาด" มากกว่า และเดมอสก็มีพื้นผิวที่เรียบกว่าและมีฝุ่นปกคลุม มีการค้นพบร่องลึกลับบนโฟบอส ซึ่งข้ามดาวเทียมเกือบทั้งหมด ร่องมีความกว้าง 100-200 ม. และทอดยาวหลายสิบกิโลเมตร ความลึกอยู่ระหว่าง 20 ถึง 90 เมตร มีหลายประการเกี่ยวกับที่มาของร่องเหล่านี้ แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่มีคำอธิบายที่น่าเชื่อถือเพียงพอ รวมทั้งคำอธิบายเกี่ยวกับกำเนิดของดาวเทียมด้วย เป็นไปได้มากว่าสิ่งเหล่านี้คือดาวเคราะห์น้อยที่ดาวอังคารจับได้
ดาวพฤหัสบดี
ไม่ใช่เพื่ออะไรที่ดาวพฤหัสบดีถูกเรียกว่า "ราชาแห่งดาวเคราะห์" มันเป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่าโลก 11.2 เท่าและมีมวล 318 เท่า ดาวพฤหัสบดีมีความหนาแน่นเฉลี่ยต่ำ (1.33 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร) เนื่องจากประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมเกือบทั้งหมด ตั้งอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์โดยเฉลี่ย 779 ล้านกิโลเมตร และใช้เวลาประมาณ 12 ปีในการปฏิวัติวงโคจรหนึ่งครั้ง แม้จะมีขนาดมหึมา แต่ดาวเคราะห์ดวงนี้ก็หมุนเร็วมาก - เร็วกว่าโลกหรือดาวอังคาร สิ่งที่น่าประหลาดใจที่สุดคือดาวพฤหัสบดีไม่มีพื้นผิวแข็งตามความหมายที่ยอมรับกันโดยทั่วไป แต่เป็นดาวก๊าซยักษ์ ดาวพฤหัสบดีเป็นผู้นำกลุ่มดาวเคราะห์ยักษ์ ตั้งชื่อตามเทพเจ้าสูงสุดในเทพนิยายโบราณ (กรีกโบราณ - ซุส, ชาวโรมัน - ดาวพฤหัสบดี) ซึ่งอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่าโลกถึงห้าเท่า เนื่องจากการหมุนรอบตัวเองอย่างรวดเร็ว ดาวพฤหัสจึงแบนราบมาก รัศมีเส้นศูนย์สูตร (71,492 กม.) ใหญ่กว่ารัศมีเชิงขั้วถึง 7% ซึ่งสังเกตได้ง่ายเมื่อสังเกตผ่านกล้องโทรทรรศน์ แรงโน้มถ่วงที่เส้นศูนย์สูตรของโลกมีมากกว่าบนโลกถึง 2.6 เท่า เส้นศูนย์สูตรของดาวพฤหัสบดีเอียงเพียง 3° จากวงโคจรของมัน ดังนั้นดาวเคราะห์จึงไม่มีการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาล ความเอียงของวงโคจรกับระนาบสุริยุปราคานั้นยิ่งน้อยลงไปอีก - เพียง 1° เท่านั้น ทุกๆ 399 วัน การขัดแย้งระหว่างโลกและดาวพฤหัสบดีจะเกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำอีก
ไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นองค์ประกอบหลักของดาวเคราะห์ดวงนี้ โดยปริมาตร อัตราส่วนของก๊าซเหล่านี้คือไฮโดรเจน 89% และฮีเลียม 11% และโดยมวล 80% และ 20% ตามลำดับ พื้นผิวที่มองเห็นได้ทั้งหมดของดาวพฤหัสบดีเป็นเมฆหนาแน่น ก่อตัวเป็นระบบแถบมืดและโซนแสงทางเหนือและใต้ของเส้นศูนย์สูตรไปจนถึงแนวละติจูด 40° เหนือและใต้ เมฆก่อตัวเป็นชั้นๆ ของเฉดสีน้ำตาล แดง และน้ำเงิน ระยะเวลาการหมุนของชั้นเมฆเหล่านี้ไม่เท่ากัน ยิ่งอยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตรมากเท่าใด ระยะเวลาการหมุนรอบตัวเองก็จะสั้นลงเท่านั้น ดังนั้นใกล้กับเส้นศูนย์สูตรพวกมันจึงทำการปฏิวัติรอบแกนของโลกใน 9 ชั่วโมง 50 นาทีและที่ละติจูดกลาง - ใน 9 ชั่วโมง 55 นาที แถบและโซนเป็นพื้นที่ที่มีการไหลลงและไหลขึ้นในชั้นบรรยากาศ กระแสบรรยากาศขนานกับเส้นศูนย์สูตรจะถูกรักษาไว้โดยความร้อนที่ไหลมาจากส่วนลึกของดาวเคราะห์ เช่นเดียวกับการหมุนรอบตัวเองอย่างรวดเร็วของดาวพฤหัสบดีและพลังงานจากดวงอาทิตย์ พื้นผิวที่มองเห็นได้ของโซนนั้นอยู่ห่างจากสายพานประมาณ 20 กม. การเคลื่อนไหวของก๊าซปั่นป่วนรุนแรงจะสังเกตได้ที่ขอบเขตของสายพานและโซน บรรยากาศไฮโดรเจน-ฮีเลียมของดาวพฤหัสบดีนั้นมีมหาศาล เมฆปกคลุมตั้งอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 1,000 กม. เหนือ "พื้นผิว" ซึ่งสถานะก๊าซเปลี่ยนเป็นของเหลวเนื่องจากแรงดันสูง
แม้กระทั่งก่อนที่ยานอวกาศจะบินไปยังดาวพฤหัสบดีก็พบว่าความร้อนที่ไหลจากส่วนลึกของดาวพฤหัสบดีนั้นเป็นสองเท่าของความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่โลกได้รับ นี่อาจเกิดจากการจมของสสารที่หนักกว่าเข้าสู่ใจกลางดาวเคราะห์อย่างช้าๆ และการขึ้นของสสารที่เบากว่า อุกกาบาตที่ตกลงมาบนโลกก็สามารถเป็นแหล่งพลังงานได้เช่นกัน สีของสายพานอธิบายได้จากการมีสารประกอบเคมีหลายชนิด ใกล้กับขั้วของโลกมากขึ้น ที่ละติจูดสูง เมฆก่อตัวเป็นสนามต่อเนื่องโดยมีจุดสีน้ำตาลและสีน้ำเงินในรัศมีกว้างถึง 1,000 กม. ลักษณะที่มีชื่อเสียงที่สุดของดาวพฤหัสบดีคือจุดแดงใหญ่ ซึ่งเป็นลักษณะวงรีขนาดต่างๆ ตั้งอยู่ในเขตร้อนทางตอนใต้ ปัจจุบันมีขนาด 15,000 × 30,000 กม. (นั่นคือลูกโลกสองใบสามารถใส่เข้าไปได้อย่างง่ายดาย) และเมื่อร้อยปีที่แล้วผู้สังเกตการณ์ตั้งข้อสังเกตว่าขนาดของสปอตนั้นใหญ่เป็นสองเท่า บางครั้งก็มองเห็นได้ไม่ชัดเจนนัก จุดสีแดงใหญ่เป็นกระแสน้ำวนที่มีอายุยืนยาวในชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัส ทำให้เกิดการปฏิวัติรอบศูนย์กลางของมันอย่างสมบูรณ์ภายใน 6 วันโลก การศึกษาดาวพฤหัสบดีครั้งแรกในระยะใกล้ (130,000 กม.) เกิดขึ้นในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2516 โดยใช้ยานไพโอเนียร์ 10 การสังเกตโดยอุปกรณ์นี้ในรังสีอัลตราไวโอเลตแสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์มีโคโรนาไฮโดรเจนและฮีเลียมอย่างกว้างขวาง ด้านบนเมฆดูเหมือนจะประกอบด้วยเมฆเซอร์รัสของแอมโมเนีย ในขณะที่ด้านล่างมีส่วนผสมของไฮโดรเจน มีเทน และผลึกแอมโมเนียแช่แข็ง เครื่องวัดรังสีอินฟราเรดแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิของเมฆปกคลุมด้านนอกอยู่ที่ประมาณ -133 °C มีการค้นพบสนามแม่เหล็กอันทรงพลังและบันทึกโซนของการแผ่รังสีที่รุนแรงที่สุดที่ระยะทาง 177,000 กม. จากโลก กลุ่มแมกนีโตสเฟียร์ของดาวพฤหัสสามารถมองเห็นได้แม้จะเลยวงโคจรของดาวเสาร์ไปแล้วก็ตาม
เส้นทางของไพโอเนียร์ 11 ซึ่งบินในระยะทาง 43,000 กม. จากดาวพฤหัสบดีในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2517 คำนวณแตกต่างกัน เขาเคลื่อนผ่านระหว่างแถบรังสีกับดาวเคราะห์เอง โดยหลีกเลี่ยงปริมาณรังสีที่เป็นอันตรายสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ การวิเคราะห์ภาพสีของชั้นเมฆที่ได้จากโฟโตโพลาริมิเตอร์ทำให้สามารถระบุลักษณะและโครงสร้างของเมฆได้ ความสูงของเมฆแตกต่างกันตามแถบและโซน แม้กระทั่งก่อนการบินของไพโอเนียร์ 10 และ 11 จากโลกด้วยความช่วยเหลือของหอดูดาวดาราศาสตร์ที่บินบนเครื่องบินก็สามารถตรวจสอบปริมาณก๊าซอื่น ๆ ในชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีได้ ตามที่คาดไว้ มีการค้นพบการมีอยู่ของฟอสฟีนซึ่งเป็นสารประกอบก๊าซของฟอสฟอรัสกับไฮโดรเจน (PH 3) ซึ่งให้สีแก่เมฆปกคลุม เมื่อถูกความร้อนจะสลายตัวและปล่อยฟอสฟอรัสแดงออกมา ตำแหน่งสัมพัทธ์อันเป็นเอกลักษณ์ในวงโคจรของโลกและดาวเคราะห์ยักษ์ ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างปี 1976 ถึง 1978 ถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน อย่างต่อเนื่องโดยใช้ยานโวเอเจอร์ 1 และ 2 เส้นทางของพวกเขาถูกคำนวณในลักษณะที่เป็นไปได้ที่จะใช้แรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์เองเพื่อเร่งและหมุนเส้นทางการบินจากดาวเคราะห์ดวงหนึ่งไปยังอีกดวงหนึ่ง เป็นผลให้การบินไปยังดาวยูเรนัสใช้เวลา 9 ปีไม่ใช่ 16 ปีอย่างที่ควรจะเป็นตามแผนดั้งเดิมและการบินไปยังดาวเนปจูนใช้เวลา 12 ปีแทนที่จะเป็น 20 ปี การจัดเรียงดาวเคราะห์แบบสัมพัทธ์ดังกล่าวจะเกิดขึ้นซ้ำหลังจากนั้นเท่านั้น 179 ปี.
จากข้อมูลที่ได้รับจากการสำรวจอวกาศและการคำนวณทางทฤษฎี แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการปกคลุมเมฆของดาวพฤหัสได้ถูกสร้างขึ้นและแนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของมันได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น ในรูปแบบที่ค่อนข้างเรียบง่าย ดาวพฤหัสบดีสามารถแสดงเป็นเปลือกที่มีความหนาแน่นเพิ่มขึ้นเมื่อเข้าสู่ใจกลางดาวเคราะห์ ที่ด้านล่างของบรรยากาศหนา 1,500 กม. ความหนาแน่นซึ่งเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามความลึกมีชั้นไฮโดรเจนของเหลวก๊าซหนาประมาณ 7,000 กม. ที่ระดับรัศมี 0.9 ของดาวเคราะห์ซึ่งมีความดัน 0.7 Mbar และอุณหภูมิประมาณ 6,500 K ไฮโดรเจนจะผ่านเข้าสู่สถานะโมเลกุลของเหลวและหลังจากนั้นอีก 8,000 กม. - เข้าสู่สถานะโลหะเหลว นอกจากไฮโดรเจนและฮีเลียมแล้ว ชั้นต่างๆ ยังมีธาตุหนักจำนวนเล็กน้อย แกนกลางชั้นในซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 25,000 กม. เป็นโลหะซิลิเกต รวมทั้งน้ำ แอมโมเนีย และมีเทน อุณหภูมิตรงกลาง 23,000 K และความดัน 50 Mbar ดาวเสาร์มีโครงสร้างคล้ายกัน
มีดาวเทียมที่รู้จัก 63 ดวงที่โคจรรอบดาวพฤหัสบดี ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม - ด้านในและด้านนอก หรือปกติและไม่สม่ำเสมอ กลุ่มแรกประกอบด้วยดาวเทียม 8 ดวงกลุ่มที่สอง - 55 ดาวเทียมของกลุ่มชั้นในโคจรเป็นวงโคจรเกือบเป็นวงกลมซึ่งเกือบจะอยู่ในระนาบของเส้นศูนย์สูตรของดาวเคราะห์ ดาวเทียมสี่ดวงที่อยู่ใกล้โลกที่สุด ได้แก่ Adrastea, Metis, Amalthea และ Theba - มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 40 ถึง 270 กม. และอยู่ห่างจากใจกลางดาวเคราะห์ภายในรัศมี 2-3 รัศมีของดาวพฤหัสบดี พวกมันแตกต่างอย่างมากจากดาวเทียมทั้งสี่ดวงที่ติดตามพวกเขา ซึ่งอยู่ที่รัศมี 6 ถึง 26 ของดาวพฤหัส และมีขนาดที่ใหญ่กว่าอย่างเห็นได้ชัดใกล้กับขนาดของดวงจันทร์ ดาวเทียมขนาดใหญ่เหล่านี้ ได้แก่ Io, Europa, Ganymede และ Callisto ถูกค้นพบเมื่อต้นศตวรรษที่ 17 เกือบจะพร้อมกันโดยกาลิเลโอ กาลิเลอี และไซมอน มาริอุส โดยปกติจะเรียกว่าดาวเทียมกาลิลีของดาวพฤหัสบดี แม้ว่ามาริอุสจะรวบรวมตารางแรกของการเคลื่อนที่ของดาวเทียมเหล่านี้ก็ตาม
กลุ่มด้านนอกประกอบด้วยดาวเทียมขนาดเล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 ถึง 170 กม. ซึ่งเคลื่อนที่ในวงโคจรยาวและโน้มไปทางเส้นศูนย์สูตรของดาวพฤหัสบดีอย่างมาก ในเวลาเดียวกัน ดาวเทียมห้าดวงที่อยู่ใกล้ดาวพฤหัสบดีเคลื่อนที่ในวงโคจรในทิศทางการหมุนของดาวพฤหัสบดี และดาวเทียมที่อยู่ไกลออกไปเกือบทั้งหมดเคลื่อนที่ในทิศทางตรงกันข้าม ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับธรรมชาติของพื้นผิวของดาวเทียมได้มาจากยานอวกาศ ให้เราดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับดาวเทียมกาลิลี เส้นผ่านศูนย์กลางของดาวเทียม Io ใกล้ดาวพฤหัสบดีมากที่สุดคือ 3,640 กม. และความหนาแน่นเฉลี่ยอยู่ที่ 3.55 g/cm3 ภายในของไอโอได้รับความร้อนเนื่องจากอิทธิพลของกระแสน้ำของดาวพฤหัสบดี และการรบกวนในการเคลื่อนที่ของไอโอโดยเพื่อนบ้านอย่างยูโรปาและแกนีมีด พลังน้ำขึ้นน้ำลงทำให้ชั้นนอกของ Io เปลี่ยนรูปและทำให้พวกมันร้อนขึ้น ในกรณีนี้พลังงานที่สะสมจะแตกตัวออกสู่พื้นผิวในรูปของการปะทุของภูเขาไฟ จากปล่องภูเขาไฟ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไอกำมะถันจะถูกปล่อยออกมาด้วยความเร็วประมาณ 1 กม./วินาที จนถึงความสูงหลายร้อยกิโลเมตรเหนือพื้นผิวของดาวเทียม แม้ว่าอุณหภูมิพื้นผิวของไอโอจะเฉลี่ยประมาณ -140 °C ใกล้เส้นศูนย์สูตร แต่ก็มีจุดร้อนที่มีขนาดตั้งแต่ 75 ถึง 250 กม. ซึ่งมีอุณหภูมิสูงถึง 100-300 °C พื้นผิวของไอโอถูกปกคลุมไปด้วยสารปะทุและมีสีส้ม อายุเฉลี่ยของชิ้นส่วนนั้นน้อย - ประมาณ 1 ล้านปี ภูมิประเทศของไอโอส่วนใหญ่เป็นที่ราบ แต่มีภูเขาหลายลูกที่มีความสูงตั้งแต่ 1 ถึง 10 กม. บรรยากาศของ Io นั้นหายากมาก (ในทางปฏิบัติแล้วมันเป็นสุญญากาศ) แต่หางก๊าซทอดยาวไปด้านหลังดาวเทียม มีการตรวจพบการแผ่รังสีของออกซิเจน ไอโซเดียม และซัลเฟอร์ ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากการปะทุของภูเขาไฟ ตามวงโคจรของ Io
ยูโรปา ดาวเทียมดวงที่สองของกาลิลีมีขนาดเล็กกว่าดวงจันทร์เล็กน้อย มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3,130 กิโลเมตร และความหนาแน่นเฉลี่ยของสสารอยู่ที่ประมาณ 3 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร พื้นผิวของดาวเทียมถูกจุดด้วยเครือข่ายเส้นแสงและความมืด เห็นได้ชัดว่าสิ่งเหล่านี้เป็นรอยแตกในเปลือกน้ำแข็งอันเป็นผลมาจากกระบวนการแปรสัณฐาน ความกว้างของรอยเลื่อนเหล่านี้แตกต่างกันไปตั้งแต่หลายกิโลเมตรไปจนถึงหลายร้อยกิโลเมตร และมีความยาวถึงหลายพันกิโลเมตร การประมาณความหนาของเปลือกโลกมีตั้งแต่ไม่กี่กิโลเมตรถึงหลายสิบกิโลเมตร ในส่วนลึกของยุโรป พลังงานของปฏิกิริยาต่อกระแสน้ำก็ถูกปล่อยออกมาเช่นกัน เพื่อรักษาเนื้อโลกให้อยู่ในรูปของเหลว - มหาสมุทรใต้น้ำแข็ง หรือบางทีอาจเป็นมหาสมุทรที่อบอุ่นด้วยซ้ำ ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่มีข้อสันนิษฐานเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการดำรงอยู่ของรูปแบบชีวิตที่เรียบง่ายที่สุดในมหาสมุทรนี้ จากความหนาแน่นเฉลี่ยของดาวเทียม ควรมีหินซิลิเกตอยู่ใต้มหาสมุทร เนื่องจากมีหลุมอุกกาบาตน้อยมากบนยุโรปซึ่งมีพื้นผิวค่อนข้างเรียบ อายุของลักษณะพื้นผิวสีน้ำตาลอมส้มนี้จึงประมาณไว้ที่หลายแสนล้านปี ภาพความละเอียดสูงที่ได้รับจากกาลิเลโอแสดงทุ่งนาที่มีรูปร่างไม่ปกติโดยมีสันเขาและหุบเขาขนานยาวที่ชวนให้นึกถึงทางหลวง จุดด่างดำปรากฏขึ้นในหลายสถานที่ โดยส่วนใหญ่แล้วสิ่งเหล่านี้จะเป็นแหล่งสะสมของสารที่ออกมาจากใต้ชั้นน้ำแข็ง
ตามที่นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน Richard Greenberg กล่าว เงื่อนไขของชีวิตบนยุโรปไม่ควรค้นหาในมหาสมุทรใต้น้ำแข็งลึก แต่ควรค้นหาในรอยแตกจำนวนมาก เนื่องจากผลกระทบจากกระแสน้ำ รอยแตกจึงแคบลงเป็นระยะและกว้างขึ้นเป็นความกว้าง 1 เมตร เมื่อรอยแตกแคบลง น้ำทะเลก็ลดลง และเมื่อมันเริ่มขยายตัว น้ำก็จะเพิ่มขึ้นเกือบถึงผิวน้ำ รังสีดวงอาทิตย์ทะลุผ่านปลั๊กน้ำแข็งที่ป้องกันไม่ให้น้ำเข้าถึงพื้นผิว และนำพาพลังงานที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิต
แกนีมีด ดาวเทียมที่ใหญ่ที่สุดในระบบดาวพฤหัส มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5,268 กิโลเมตร แต่ความหนาแน่นเฉลี่ยเป็นเพียงสองเท่าของน้ำเท่านั้น นี่แสดงให้เห็นว่าประมาณ 50% ของมวลดาวเทียมเป็นน้ำแข็ง หลุมอุกกาบาตหลายแห่งปกคลุมพื้นที่สีน้ำตาลเข้มบ่งบอกถึงยุคโบราณของพื้นผิวนี้ประมาณ 3-4 พันล้านปี พื้นที่อายุน้อยถูกปกคลุมไปด้วยระบบร่องคู่ขนานที่เกิดจากวัสดุที่เบากว่าในระหว่างกระบวนการยืดเปลือกน้ำแข็ง ความลึกของร่องเหล่านี้หลายร้อยเมตร ความกว้างหลายสิบกิโลเมตร และความยาวอาจถึงหลายพันกิโลเมตร หลุมอุกกาบาตแกนีมีดบางแห่งไม่เพียงแต่มีระบบรังสีแสงเท่านั้น (คล้ายกับหลุมอุกกาบาตบนดวงจันทร์) แต่บางครั้งก็มีหลุมดำด้วยเช่นกัน
เส้นผ่านศูนย์กลางของคาลลิสโตคือ 4800 กม. จากความหนาแน่นเฉลี่ยของดาวเทียม (1.83 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร) สันนิษฐานว่าน้ำแข็งมีส่วนประกอบประมาณ 60% ของมวลดาวเทียม ความหนาของเปลือกน้ำแข็ง เช่นเดียวกับแกนีมีด อยู่ที่ประมาณหลายสิบกิโลเมตร พื้นผิวทั้งหมดของดาวเทียมดวงนี้เต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตขนาดต่างๆ ไม่มีที่ราบหรือระบบร่องที่กว้างขวาง หลุมอุกกาบาตบนคาลลิสโตมีปล่องภูเขาไฟที่ไม่ชัดเจนและมีความลึกตื้น คุณลักษณะเฉพาะของการผ่อนปรนคือโครงสร้างหลายวงแหวนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2,600 กม. ซึ่งประกอบด้วยวงแหวนศูนย์กลางสิบวง อุณหภูมิพื้นผิวที่เส้นศูนย์สูตรของคัลลิสโตสูงถึง -120 °C ในตอนเที่ยง พบว่าดาวเทียมมีสนามแม่เหล็กของตัวเอง
เมื่อวันที่ 30 ธันวาคม พ.ศ. 2543 ยานแคสสินีเคลื่อนผ่านใกล้ดาวพฤหัสระหว่างทางไปดาวเสาร์ ในเวลาเดียวกัน มีการทดลองจำนวนหนึ่งเกิดขึ้นใกล้กับ "ราชาแห่งดาวเคราะห์" หนึ่งในนั้นมุ่งเป้าไปที่การตรวจจับบรรยากาศที่หายากมากของดาวเทียมกาลิลีระหว่างคราสใกล้ดาวพฤหัส การทดลองอีกอย่างหนึ่งประกอบด้วยการบันทึกการแผ่รังสีจากแถบรังสีของดาวพฤหัสบดี ที่น่าสนใจควบคู่ไปกับงานของ Cassini เด็กนักเรียนและนักเรียนในสหรัฐอเมริกาบันทึกการแผ่รังสีแบบเดียวกันโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน ผลการวิจัยถูกนำมาใช้ร่วมกับข้อมูลแคสสินี
จากการศึกษาดาวเทียมกาลิลี มีการเสนอสมมติฐานที่น่าสนใจว่าในช่วงแรกของวิวัฒนาการ ดาวเคราะห์ยักษ์ปล่อยความร้อนมหาศาลออกสู่อวกาศ การแผ่รังสีจากดาวพฤหัสบดีสามารถละลายน้ำแข็งบนพื้นผิวดวงจันทร์กาลิลีสามดวงได้ ในวันที่สี่ - คาลลิสโต - สิ่งนี้ไม่ควรเกิดขึ้นเนื่องจากอยู่ห่างจากดาวพฤหัสบดี 2 ล้านกิโลเมตร นั่นคือสาเหตุที่พื้นผิวของมันแตกต่างจากพื้นผิวของดาวเทียมที่อยู่ใกล้โลกมาก
ดาวเสาร์
ในบรรดาดาวเคราะห์ยักษ์ ดาวเสาร์มีความโดดเด่นในเรื่องระบบวงแหวนที่น่าทึ่ง เช่นเดียวกับดาวพฤหัส มันเป็นลูกบอลขนาดใหญ่ที่หมุนเร็ว ประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมเหลวเป็นส่วนใหญ่ ดาวเสาร์โคจรรอบดวงอาทิตย์ในระยะทางไกลกว่าโลก 10 เท่า และโคจรรอบดวงอาทิตย์จนครบวงโคจรเกือบเป็นวงกลมทุกๆ 29.5 ปี มุมเอียงของวงโคจรกับระนาบสุริยุปราคาเพียง 2° ในขณะที่ระนาบเส้นศูนย์สูตรของดาวเสาร์เอียง 27° กับระนาบของวงโคจรของมัน ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลจึงเกิดขึ้นบนดาวเคราะห์ดวงนี้
ชื่อของดาวเสาร์ย้อนกลับไปในชื่อโรมันของโครนอส ไททันโบราณ ซึ่งเป็นบุตรชายของดาวยูเรนัสและไกอา ดาวเคราะห์ที่ใหญ่เป็นอันดับสองดวงนี้มีขนาดใหญ่กว่าโลกถึง 800 เท่าในด้านปริมาตรและมีมวลมากกว่า 95 เท่า เป็นเรื่องง่ายที่จะคำนวณว่าความหนาแน่นเฉลี่ย (0.7 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร) น้อยกว่าความหนาแน่นของน้ำ ซึ่งถือว่าต่ำมากสำหรับดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ รัศมีเส้นศูนย์สูตรของดาวเสาร์ตามแนวขอบด้านบนของชั้นเมฆคือ 60,270 กม. และรัศมีขั้วโลกนั้นน้อยกว่าหลายพันกิโลเมตร ระยะเวลาการหมุนรอบดาวเสาร์คือ 10 ชั่วโมง 40 นาที บรรยากาศของดาวเสาร์ประกอบด้วยไฮโดรเจน 94% และฮีเลียม 6% (โดยปริมาตร)
ดาวเนปจูน
ดาวเนปจูนถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2389 จากการทำนายทางทฤษฎีที่แม่นยำ หลังจากศึกษาการเคลื่อนที่ของดาวยูเรนัสแล้ว นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Le Verrier ระบุว่าดาวเคราะห์ดวงที่ 7 ได้รับอิทธิพลจากการดึงดูดของวัตถุที่ไม่รู้จักซึ่งมีมวลเท่ากันและคำนวณตำแหน่งของมัน ตามการคาดการณ์นี้นักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน Halle และ D'Arrest ค้นพบดาวเนปจูน ต่อมาปรากฎว่าเริ่มต้นด้วยกาลิเลโอนักดาราศาสตร์สังเกตตำแหน่งของดาวเนปจูนบนแผนที่ แต่เข้าใจผิดว่าเป็นดาวฤกษ์
ดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์ยักษ์ดวงที่สี่ ซึ่งตั้งชื่อตามเทพเจ้าแห่งท้องทะเลในตำนานโบราณ รัศมีเส้นศูนย์สูตรของดาวเนปจูน (24,764 กม.) เกือบ 4 เท่าของรัศมีของโลก และมวลของดาวเนปจูนก็มากกว่าดาวเคราะห์ของเราถึง 17 เท่า ความหนาแน่นเฉลี่ยของดาวเนปจูนคือ 1.64 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร โคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยระยะทาง 4.5 พันล้านกิโลเมตร (30 AU) ครบรอบหนึ่งรอบในรอบเกือบ 165 ปีโลก ระนาบการโคจรของดาวเคราะห์มีความโน้มเอียง 1.8° กับระนาบสุริยุปราคา ความเอียงของเส้นศูนย์สูตรกับระนาบการโคจรคือ 29.6° เนื่องจากมันอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มาก แสงส่องสว่างบนดาวเนปจูนจึงน้อยกว่าบนโลกถึง 900 เท่า
ข้อมูลที่ส่งโดยยานโวเอเจอร์ 2 ซึ่งเคลื่อนผ่านชั้นเมฆของดาวเนปจูนภายในรัศมี 5,000 กิโลเมตรในปี พ.ศ. 2532 เปิดเผยรายละเอียดเกี่ยวกับเมฆปกคลุมของดาวเคราะห์ ลายบนดาวเนปจูนแสดงออกมาไม่ชัดเจน จุดมืดขนาดใหญ่ที่มีขนาดเท่าดาวเคราะห์ของเรา ซึ่งค้นพบในซีกโลกใต้ของเนปจูน คือแอนติไซโคลนขนาดยักษ์ที่โคจรรอบโลกทุกๆ 16 วัน ซึ่งเป็นบริเวณที่มีความกดอากาศและอุณหภูมิสูง ต่างจากจุดแดงใหญ่บนดาวพฤหัสบดีซึ่งเคลื่อนตัวด้วยความเร็ว 3 เมตร/วินาที จุดมืดใหญ่บนดาวเนปจูนเคลื่อนไปทางตะวันตกด้วยความเร็ว 325 เมตร/วินาที จุดมืดที่มีขนาดเล็กกว่าอยู่ที่ 74° ทางใต้ sh. ภายในหนึ่งสัปดาห์ มันขยับไปทางเหนือ 2,000 กม. การก่อตัวของแสงในบรรยากาศที่เรียกว่า "สกู๊ตเตอร์" ก็โดดเด่นด้วยการเคลื่อนไหวที่ค่อนข้างเร็ว ในบางพื้นที่ ความเร็วลมในชั้นบรรยากาศดาวเนปจูนสูงถึง 400-700 เมตร/วินาที
เช่นเดียวกับดาวเคราะห์ยักษ์อื่นๆ บรรยากาศของดาวเนปจูนส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจน ฮีเลียมคิดเป็นประมาณ 15% และมีเทนคิดเป็น 1% ชั้นเมฆที่มองเห็นมีความดัน 1.2 บาร์ สันนิษฐานว่าที่ด้านล่างของบรรยากาศเนปจูนจะมีมหาสมุทรที่มีน้ำอิ่มตัวด้วยไอออนต่างๆ ดูเหมือนว่ามีเธนจำนวนมากจะถูกกักเก็บลึกลงไปในชั้นเปลือกน้ำแข็งของโลก แม้ที่อุณหภูมิหลายพันองศาที่ความดัน 1 Mbar ส่วนผสมของน้ำ มีเทน และแอมโมเนียก็สามารถสร้างน้ำแข็งแข็งได้ เสื้อคลุมที่ร้อนและเป็นน้ำแข็งอาจมีสัดส่วนถึง 70% ของมวลดาวเคราะห์ ตามการคำนวณแล้ว ประมาณ 25% ของมวลดาวเนปจูนควรเป็นของแกนกลางดาวเคราะห์ ซึ่งประกอบด้วยออกไซด์ของซิลิคอน แมกนีเซียม เหล็กและสารประกอบของมัน เช่นเดียวกับหิน แบบจำลองโครงสร้างภายในของดาวเคราะห์แสดงให้เห็นว่าความดันที่ศูนย์กลางอยู่ที่ประมาณ 7 Mbar และอุณหภูมิประมาณ 7,000 K ความร้อนที่ไหลจากส่วนลึกของดาวเนปจูนนั้นต่างจากดาวยูเรนัสตรงที่มากกว่าความร้อนที่ได้รับจากดาวเนปจูนเกือบสามเท่า ดวงอาทิตย์. ปรากฏการณ์นี้เกี่ยวข้องกับการปล่อยความร้อนระหว่างการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีของสารที่มีน้ำหนักอะตอมสูง
สนามแม่เหล็กของเนปจูนมีค่าเป็นครึ่งหนึ่งของสนามแม่เหล็กของดาวยูเรนัส มุมระหว่างแกนของไดโพลแม่เหล็กกับแกนการหมุนของดาวเนปจูนคือ 47° ศูนย์กลางของไดโพลถูกเลื่อนไปทางซีกโลกใต้เป็นระยะทาง 6,000 กม. ดังนั้นการเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่ขั้วแม่เหล็กใต้จึงสูงกว่าทางทิศเหนือ 10 เท่า
วงแหวนของดาวเนปจูนโดยทั่วไปจะคล้ายกับวงแหวนของดาวยูเรนัส โดยมีข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือพื้นที่ของสสารทั้งหมดในวงแหวนของดาวเนปจูนนั้นน้อยกว่าในวงแหวนของดาวยูเรนัส 100 เท่า ส่วนโค้งแต่ละส่วนของวงแหวนรอบดาวเนปจูนถูกค้นพบระหว่างการบังดาวฤกษ์โดยดาวเคราะห์ ภาพถ่ายของยานโวเอเจอร์ 2 รอบดาวเนปจูนแสดงการก่อตัวเปิดที่เรียกว่าส่วนโค้ง พวกมันตั้งอยู่บนวงแหวนรอบนอกสุดต่อเนื่องกันซึ่งมีความหนาแน่นต่ำ เส้นผ่านศูนย์กลางของวงแหวนรอบนอกคือ 69.2 พันกม. และความกว้างของส่วนโค้งคือประมาณ 50 กม. วงแหวนอื่น ๆ ซึ่งตั้งอยู่ในระยะทางตั้งแต่ 61.9 พันกม. ถึง 62.9 พันกม. ปิดให้บริการ ในระหว่างการสังเกตจากโลกในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 พบดาวเทียมของเนปจูน 2 ดวง - ไทรทันและเนเรด ยานโวเอเจอร์ 2 ค้นพบดาวเทียมอีก 6 ดวงในขนาดตั้งแต่ 50 ถึง 400 กม. และชี้แจงเส้นผ่านศูนย์กลางของไทรทัน (2,705 กม.) และเนเรด (340 กม.) ในปี 2545-03 ในระหว่างการสังเกตการณ์จากโลก มีการค้นพบดาวเทียมดาวเนปจูนอีก 5 ดวงที่อยู่ห่างไกลออกไป
ไทรทัน ดาวเทียมที่ใหญ่ที่สุดของเนปจูน โคจรรอบดาวเคราะห์ที่ระยะทาง 355,000 กม. ด้วยคาบประมาณ 6 วันในวงโคจรเป็นวงกลม โดยเอียงที่ 23° จากเส้นศูนย์สูตรของโลก นอกจากนี้ยังเป็นดาวเทียมดวงเดียวในดาวเนปจูนที่เคลื่อนที่ในวงโคจรในทิศทางตรงกันข้าม คาบการหมุนตามแกนของไทรทันเกิดขึ้นพร้อมกับคาบการโคจรของมัน ความหนาแน่นเฉลี่ยของไทรทันคือ 2.1 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร อุณหภูมิพื้นผิวต่ำมาก (38 K) ในภาพจากดาวเทียม พื้นผิวของไทรทันส่วนใหญ่ปรากฏเป็นที่ราบและมีรอยแตกจำนวนมาก ทำให้มีลักษณะคล้ายเปลือกแตงโม ขั้วโลกใต้ล้อมรอบด้วยหมวกขั้วโลกสีอ่อน พบความหดหู่หลายครั้งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 150 - 250 กม. บนที่ราบ มีแนวโน้มว่าเปลือกน้ำแข็งของดาวเทียมได้รับการแก้ไขหลายครั้งอันเป็นผลมาจากกิจกรรมการแปรสัณฐานและอุกกาบาตตก ไทรทันดูเหมือนจะมีแกนหินที่มีรัศมีประมาณ 1,000 กม. สันนิษฐานว่าเปลือกน้ำแข็งหนาประมาณ 180 กม. ปกคลุมมหาสมุทรน้ำลึกประมาณ 150 กม. ซึ่งอิ่มตัวด้วยแอมโมเนีย มีเทน เกลือ และไอออน บรรยากาศบางๆ ของไทรทันส่วนใหญ่เป็นไนโตรเจน โดยมีมีเธนและไฮโดรเจนอยู่เล็กน้อย หิมะบนพื้นผิวของไทรทันคือน้ำค้างแข็งที่มีไนโตรเจน ฝาครอบขั้วโลกยังเกิดจากไนโตรเจนฟรอสต์อีกด้วย การก่อตัวที่น่าทึ่งบนแผ่นขั้วโลกคือจุดดำที่ขยายออกไปทางตะวันออกเฉียงเหนือ (พบประมาณห้าสิบจุด) พวกมันกลายเป็นไกเซอร์แก๊สซึ่งสูงถึง 8 กม. จากนั้นกลายเป็นพุ่มที่ทอดยาวประมาณ 150 กม.
เนเรดแตกต่างจากดาวเทียมดวงอื่นๆ ตรงที่เคลื่อนที่ในวงโคจรที่ยาวมาก โดยมีความเยื้องศูนย์กลาง (0.75) คล้ายกับวงโคจรของดาวหางมากกว่า
พลูโต
หลังจากการค้นพบดาวพลูโตในปี พ.ศ. 2473 ก็ถือเป็นดาวเคราะห์ที่เล็กที่สุดในระบบสุริยะ ในปี พ.ศ. 2549 ตามการตัดสินใจของสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล ดาวเคราะห์ดวงนี้ถูกตัดขาดจากสถานะของดาวเคราะห์คลาสสิกและกลายเป็นต้นแบบของวัตถุประเภทใหม่ - ดาวเคราะห์แคระ จนถึงขณะนี้ กลุ่มดาวเคราะห์แคระยังรวมถึงดาวเคราะห์น้อยเซเรสและวัตถุอื่นๆ ที่เพิ่งค้นพบในแถบไคเปอร์ ซึ่งอยู่เลยวงโคจรของดาวเนปจูน หนึ่งในนั้นใหญ่กว่าดาวพลูโตด้วยซ้ำ ไม่ต้องสงสัยเลยว่าจะมีการพบวัตถุอื่นที่คล้ายคลึงกันในแถบไคเปอร์ จึงอาจมีดาวเคราะห์แคระอยู่ในระบบสุริยะค่อนข้างมาก
ดาวพลูโตโคจรรอบดวงอาทิตย์ทุกๆ 245.7 ปี ในขณะที่ค้นพบ มันอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ค่อนข้างมาก และครองตำแหน่งดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ในระบบสุริยะ แต่ปรากฎว่าวงโคจรของดาวพลูโตมีความเยื้องศูนย์อย่างมาก ดังนั้นในแต่ละรอบวงโคจร มันจะอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าดาวเนปจูนเป็นเวลา 20 ปี ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 20 ก็มีช่วงเวลาดังกล่าว: เมื่อวันที่ 23 มกราคม พ.ศ. 2522 ดาวพลูโตข้ามวงโคจรของดาวเนปจูนเพื่อให้เข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้นและกลายเป็นดาวเคราะห์ดวงที่แปดอย่างเป็นทางการ มันยังคงอยู่ในสถานะนี้จนถึงวันที่ 15 มีนาคม พ.ศ. 2542 หลังจากผ่านจุดใกล้ดวงอาทิตย์สุดวงโคจรของมัน (29.6 AU) ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2532 ขณะนี้ดาวพลูโตกำลังเคลื่อนตัวออกไปยังจุดไกลดวงอาทิตย์ (48.8 AU) ซึ่งจะถึงในปี พ.ศ. 2655 และจะเสร็จสมบูรณ์ การปฏิวัติรอบดวงอาทิตย์เต็มรูปแบบครั้งแรกหลังจากค้นพบในปี พ.ศ. 2176 เท่านั้น
เพื่อให้เข้าใจถึงความสนใจของนักดาราศาสตร์ในดาวพลูโต เราต้องจดจำประวัติศาสตร์การค้นพบดาวพลูโตนี้ ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 เมื่อสังเกตการเคลื่อนที่ของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนนักดาราศาสตร์สังเกตเห็นความแปลกประหลาดในพฤติกรรมของพวกเขาและแนะนำว่านอกเหนือจากวงโคจรของดาวเคราะห์เหล่านี้ยังมีอีกดวงหนึ่งที่ยังไม่ถูกค้นพบอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงซึ่งส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของสิ่งที่รู้จัก ดาวเคราะห์ยักษ์ นักดาราศาสตร์ยังได้คำนวณตำแหน่งที่ควรจะเป็นของดาวเคราะห์ดวงนี้ ซึ่งก็คือ “ดาวเคราะห์ X” แม้ว่าจะไม่ค่อยมั่นใจนักก็ตาม หลังจากการค้นหาอันยาวนานในปี 1930 นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน Clyde Tombaugh ค้นพบดาวเคราะห์ดวงที่เก้าซึ่งตั้งชื่อตามเทพเจ้าแห่งยมโลก - ดาวพลูโต อย่างไรก็ตาม การค้นพบนี้เห็นได้ชัดว่าไม่ได้ตั้งใจ การตรวจวัดในเวลาต่อมาแสดงให้เห็นว่ามวลของดาวพลูโตน้อยเกินไปสำหรับแรงโน้มถ่วงที่จะส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของดาวเนปจูน และโดยเฉพาะดาวยูเรนัส วงโคจรของดาวพลูโตนั้นยาวกว่าดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ อย่างเห็นได้ชัด และมีความโน้มเอียง (17°) กับสุริยุปราคาอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งไม่ปกติสำหรับดาวเคราะห์เช่นกัน นักดาราศาสตร์บางคนมักจะมองว่าดาวพลูโตเป็นดาวเคราะห์ที่ "ผิด" มากกว่า เช่น สเตียรอยด์หรือดวงจันทร์ที่สูญหายไปของดาวเนปจูน อย่างไรก็ตาม ดาวพลูโตมีดาวเทียมเป็นของตัวเอง และบางครั้งก็มีบรรยากาศเมื่อน้ำแข็งที่ปกคลุมพื้นผิวระเหยไปในบริเวณใกล้ดวงอาทิตย์ของวงโคจร โดยทั่วไปแล้ว ดาวพลูโตได้รับการศึกษาต่ำมาก เนื่องจากยังไม่มีการสอบสวนแม้แต่ครั้งเดียวที่ไปถึงดาวพลูโต จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ ยังไม่มีความพยายามดังกล่าวเลย แต่ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2549 ยานอวกาศนิวฮอไรซันส์ (NASA) ได้เปิดตัวสู่ดาวพลูโต ซึ่งควรจะบินผ่านโลกในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2558
ด้วยการวัดความเข้มของแสงอาทิตย์ที่สะท้อนจากดาวพลูโต นักดาราศาสตร์ได้พิจารณาแล้วว่าความสว่างที่ปรากฏของดาวเคราะห์แปรผันเป็นระยะๆ คาบนี้ (6.4 วัน) ถือเป็นคาบการหมุนรอบแกนของดาวพลูโต ในปี พ.ศ. 2521 นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน เจ. คริสตี ดึงความสนใจไปที่รูปร่างที่ไม่ปกติของภาพดาวพลูโตในภาพถ่ายที่ถ่ายด้วยความละเอียดเชิงมุมที่ดีที่สุด กล่าวคือ จุดที่ไม่ชัดของภาพมักจะทำให้ส่วนที่ยื่นออกมาด้านหนึ่งไม่ชัดเจน ตำแหน่งก็เปลี่ยนไปด้วยระยะเวลา 6.4 วัน คริสตีสรุปว่าดาวพลูโตมีดาวเทียมขนาดใหญ่พอสมควร ซึ่งเรียกว่าชารอนตามนักพายเรือในตำนานที่ขนส่งวิญญาณของคนตายไปตามแม่น้ำในอาณาจักรใต้ดินแห่งความตาย (ผู้ปกครองของอาณาจักรนี้ ดังที่ทราบกันดีว่าคือดาวพลูโต) ชารอนปรากฏขึ้นจากทางเหนือหรือทางใต้ของดาวพลูโต ดังนั้นจึงเห็นได้ชัดว่าวงโคจรของดาวเทียมเช่นเดียวกับแกนการหมุนของดาวเคราะห์เองนั้นมีความโน้มเอียงอย่างมากกับระนาบของวงโคจรของมัน การวัดพบว่ามุมระหว่างแกนการหมุนของดาวพลูโตกับระนาบของวงโคจรอยู่ที่ประมาณ 32° และการหมุนกลับด้าน วงโคจรของชารอนอยู่ในระนาบเส้นศูนย์สูตรของดาวพลูโต ในปี พ.ศ. 2548 มีการค้นพบดาวเทียมขนาดเล็กอีก 2 ดวง ได้แก่ ไฮดราและนิกซ์ ซึ่งโคจรอยู่ไกลกว่าชารอน แต่อยู่ในระนาบเดียวกัน ดังนั้นดาวพลูโตและบริวารของมันจึงมีลักษณะคล้ายกับดาวยูเรนัสซึ่งหมุนรอบตัว "นอนตะแคง"
คารอนหมุนรอบตัวเอง 6.4 วัน ตรงกับช่วงการเคลื่อนที่รอบดาวพลูโต เช่นเดียวกับดวงจันทร์ Charon หันหน้าไปทางโลกด้วยด้านเดียวเสมอ นี่เป็นเรื่องปกติสำหรับดาวเทียมทุกดวงที่เคลื่อนที่เข้ามาใกล้โลก อีกสิ่งหนึ่งที่น่าประหลาดใจคือดาวพลูโตมักจะเผชิญหน้ากับชารอนด้วยด้านเดียวกันเสมอ ในแง่นี้พวกเขาก็เท่าเทียมกัน ดาวพลูโตและชารอนเป็นระบบดาวคู่ที่มีลักษณะเฉพาะ มีขนาดเล็กมากและมีอัตราส่วนมวลดาวเทียมต่อดาวเคราะห์สูงอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน (1:8) ตัวอย่างเช่น อัตราส่วนของมวลของดวงจันทร์และโลกคือ 1:81 และดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ มีอัตราส่วนที่ใกล้เคียงกันแต่มีขนาดเล็กกว่ามาก โดยพื้นฐานแล้ว ดาวพลูโตและชารอนเป็นดาวเคราะห์แคระคู่
ภาพที่ดีที่สุดของระบบดาวพลูโต-ชารอนได้มาจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล จากนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะกำหนดระยะห่างระหว่างดาวเทียมกับดาวเคราะห์ซึ่งกลายเป็นเพียงประมาณ 19,400 กม. การใช้สุริยุปราคาของดาวพลูโตเช่นเดียวกับสุริยุปราคาร่วมกันของดาวเคราะห์ด้วยดาวเทียมทำให้สามารถชี้แจงขนาดของมันได้: เส้นผ่านศูนย์กลางของดาวพลูโตตามการประมาณการล่าสุดคือ 2,300 กม. และเส้นผ่านศูนย์กลางของชารอนคือ 1,200 กม. ความหนาแน่นเฉลี่ยของดาวพลูโตอยู่ระหว่าง 1.8 ถึง 2.1 กรัม/ซม.3 และความหนาแน่นเฉลี่ยของดาวพลูโตอยู่ในช่วง 1.2 ถึง 1.3 กรัม/ซม.3 เห็นได้ชัดว่าโครงสร้างภายในของดาวพลูโตซึ่งประกอบด้วยหินและน้ำแข็ง แตกต่างจากโครงสร้างของชารอนซึ่งมีลักษณะคล้ายกับดาวเทียมน้ำแข็งของดาวเคราะห์ยักษ์มากกว่า พื้นผิวของชารอนมืดกว่าดาวพลูโต 30% สีของดาวเคราะห์และดาวเทียมก็แตกต่างกันเช่นกัน เห็นได้ชัดว่าพวกเขาก่อตัวเป็นอิสระจากกัน การสังเกตพบว่าความสว่างของดาวพลูโตเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดที่จุดใกล้สุดของวงโคจร นี่เป็นเหตุผลที่ทำให้เกิดบรรยากาศชั่วคราวที่ดาวพลูโต ระหว่างการบังดาวพลูโตในปี พ.ศ. 2531 ความสว่างของดาวฤกษ์ดวงนี้ค่อยๆ ลดลงในเวลาหลายวินาที ซึ่งในที่สุดก็สรุปได้ว่าดาวพลูโตมีชั้นบรรยากาศ ส่วนประกอบหลักน่าจะเป็นไนโตรเจน และส่วนประกอบอื่นๆ อาจรวมถึงมีเทน อาร์กอน และนีออน ความหนาของชั้นหมอกควันประมาณ 45 กม. และความหนาของชั้นบรรยากาศคือ 270 กม. ปริมาณมีเทนควรแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับตำแหน่งของดาวพลูโตในวงโคจร ดาวพลูโตผ่านดวงอาทิตย์ใกล้ดวงอาทิตย์ในปี 1989 การคำนวณแสดงให้เห็นว่าส่วนหนึ่งของการสะสมของมีเทน ไนโตรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ที่แช่แข็งอยู่บนพื้นผิวของมันในรูปแบบของน้ำแข็งและน้ำค้างแข็งเมื่อดาวเคราะห์เข้าใกล้ดวงอาทิตย์ผ่านเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ อุณหภูมิพื้นผิวสูงสุดของดาวพลูโตคือ 62 เคลวิน พื้นผิวของชารอนดูเหมือนจะก่อตัวขึ้นจากน้ำแข็ง
ดังนั้น ดาวพลูโตจึงเป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียว (แม้ว่าจะเป็นดาวแคระก็ตาม) ซึ่งมีชั้นบรรยากาศปรากฏขึ้นและหายไป เช่นเดียวกับดาวหางในระหว่างการเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ ด้วยการใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2548 ได้มีการค้นพบดาวเทียมใหม่สองดวงของดาวเคราะห์แคระพลูโตชื่อนิกตาและไฮดรา วงโคจรของดาวเทียมเหล่านี้อยู่เลยวงโคจรของชารอน นิกซ์อยู่ห่างจากดาวพลูโตประมาณ 50,000 กม. และไฮดราอยู่ห่างจากดาวพลูโตประมาณ 65,000 กม. ภารกิจนิวฮอไรซันส์ซึ่งเปิดตัวในเดือนมกราคม พ.ศ. 2549 ได้รับการออกแบบมาเพื่อศึกษาสภาพแวดล้อมของดาวพลูโตและแถบไคเปอร์
การค้นพบทางวิทยาศาสตร์เกิดขึ้นตลอดเวลา ตลอดทั้งปี มีการเผยแพร่รายงานและบทความในหัวข้อต่างๆ จำนวนมาก และมีการออกสิทธิบัตรหลายพันรายการสำหรับสิ่งประดิษฐ์ใหม่ ในบรรดาทั้งหมดนี้ คุณจะได้พบกับความสำเร็จอันเหลือเชื่ออย่างแท้จริง บทความนี้นำเสนอการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่น่าสนใจที่สุด 10 ประการที่เกิดขึ้นในช่วงครึ่งแรกของปี 2559
1. การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมเล็กน้อยที่เกิดขึ้นเมื่อ 800 ล้านปีก่อน นำไปสู่การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์
การวิจัยชี้ให้เห็นว่าโมเลกุลโบราณ GK-PID มีหน้าที่ในการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวให้เป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เมื่อประมาณ 800 ล้านปีก่อน พบว่าโมเลกุล GK-PID ทำหน้าที่เป็น "โมเลกุลคาร์ไบน์" โดยนำโครโมโซมมารวมกันและยึดไว้กับผนังด้านในของเยื่อหุ้มเซลล์เมื่อมีการแบ่งตัว ทำให้เซลล์สามารถขยายพันธุ์ได้อย่างเหมาะสมและไม่กลายเป็นมะเร็ง
การค้นพบที่น่าตื่นเต้นบ่งชี้ว่า GK-PID เวอร์ชันโบราณมีพฤติกรรมแตกต่างไปจากปัจจุบัน สาเหตุที่เธอกลายเป็น "ปืนสั้นทางพันธุกรรม" ก็เนื่องมาจากการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมเล็กน้อยที่แพร่พันธุ์เอง ปรากฎว่าการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เป็นผลมาจากการกลายพันธุ์ที่สามารถระบุตัวได้เพียงครั้งเดียว
2. การค้นพบจำนวนเฉพาะใหม่
ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2559 นักคณิตศาสตร์ได้ค้นพบจำนวนเฉพาะตัวใหม่โดยเป็นส่วนหนึ่งของ "Great Internet Mersenne Prime Search" ซึ่งเป็นโครงการอาสาสมัครขนาดใหญ่เพื่อค้นหาหมายเลขเฉพาะของ Mersenne นี่คือ 2^74,207,281 - 1.
คุณอาจต้องการชี้แจงว่าทำไมโครงการ "Great Internet Mersenne Prime Search" จึงถูกสร้างขึ้น วิทยาการเข้ารหัสลับสมัยใหม่ใช้ตัวเลขเฉพาะของ Mersenne (รู้จักตัวเลขดังกล่าวทั้งหมด 49 ตัว) เช่นเดียวกับจำนวนเชิงซ้อนในการถอดรหัสข้อมูลที่เข้ารหัส "2^74,207,281 - 1" ปัจจุบันเป็นจำนวนเฉพาะที่ยาวที่สุดที่มีอยู่ (ยาวกว่ารุ่นก่อนเกือบ 5 ล้านหลัก) จำนวนหลักทั้งหมดที่ประกอบเป็นจำนวนเฉพาะใหม่คือประมาณ 24,000,000 ดังนั้น "2^74,207,281 - 1" จึงเป็นวิธีเดียวเท่านั้นที่จะเขียนลงบนกระดาษได้จริง
3. มีการค้นพบดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ในระบบสุริยะ
ก่อนการค้นพบดาวพลูโตในศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์ตั้งสมมติฐานว่ามีดาวเคราะห์ดวงที่ 9 คือ Planet X ซึ่งอยู่เลยวงโคจรของดาวเนปจูน ข้อสันนิษฐานนี้เกิดจากการกระจุกตัวด้วยแรงโน้มถ่วงซึ่งอาจเกิดจากวัตถุขนาดใหญ่เท่านั้น ในปี 2559 นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียนำเสนอหลักฐานว่ามีดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ซึ่งมีคาบการโคจร 15,000 ปีมีอยู่จริง
ตามที่นักดาราศาสตร์ผู้ค้นพบ มี "โอกาสเพียง 0.007% (1 ใน 15,000) เท่านั้นที่กระจุกดาวเป็นเรื่องบังเอิญ" ในขณะนี้ การมีอยู่ของดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ยังคงเป็นเรื่องสมมุติ แต่นักดาราศาสตร์คำนวณแล้วว่าวงโคจรของมันมีขนาดใหญ่มาก หากดาวเคราะห์ X มีอยู่จริง มันจะมีน้ำหนักมากกว่าโลกประมาณ 2-15 เท่า และอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 600-1200 หน่วยดาราศาสตร์ หน่วยดาราศาสตร์เท่ากับ 150,000,000 กิโลเมตร ซึ่งหมายความว่าดาวเคราะห์ดวงที่ 9 อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 240,000,000,000 กิโลเมตร
4. มีการค้นพบวิธีการจัดเก็บข้อมูลที่แทบจะเป็นนิรันดร์
ไม่ช้าก็เร็วทุกอย่างจะล้าสมัยและในขณะนี้ยังไม่มีวิธีใดที่จะช่วยให้คุณสามารถจัดเก็บข้อมูลบนอุปกรณ์เครื่องเดียวเป็นระยะเวลานานอย่างแท้จริง หรือมันมีอยู่จริง? เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเซาแธมป์ตันได้ค้นพบสิ่งที่น่าอัศจรรย์ พวกเขาใช้กระจกที่มีโครงสร้างนาโนเพื่อสร้างกระบวนการบันทึกและเรียกค้นข้อมูลได้สำเร็จ อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลเป็นดิสก์แก้วขนาดเล็กประมาณเหรียญ 25 เซ็นต์ ซึ่งสามารถจัดเก็บข้อมูลได้ 360 เทราไบต์ และไม่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิสูง (สูงถึง 1,000 องศาเซลเซียส) อายุการเก็บรักษาเฉลี่ยที่อุณหภูมิห้องอยู่ที่ประมาณ 13.8 พันล้านปี (ในเวลาเดียวกันกับที่จักรวาลของเรามีอยู่)
ข้อมูลถูกเขียนลงในอุปกรณ์โดยใช้เลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษโดยใช้พัลส์แสงที่สั้นและเข้มข้น แต่ละไฟล์ประกอบด้วยจุดที่มีโครงสร้างนาโนสามชั้น ซึ่งอยู่ห่างจากกันเพียง 5 ไมโครเมตร การอ่านข้อมูลจะดำเนินการในห้ามิติด้วยการจัดเรียงจุดที่มีโครงสร้างนาโนแบบสามมิติ รวมถึงขนาดและทิศทางของจุดเหล่านั้น
5. ปลาตาบอดที่สามารถ “เดินบนกำแพง” ได้ มีความคล้ายคลึงกับสัตว์มีกระดูกสันหลังสี่ขา
ตลอด 170 ปีที่ผ่านมา วิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าสัตว์มีกระดูกสันหลังที่อาศัยอยู่ในบกนั้นสืบเชื้อสายมาจากปลาที่ว่ายอยู่ในทะเลของโลกโบราณ อย่างไรก็ตาม นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีนิวเจอร์ซีย์ได้ค้นพบว่าปลาตาบอดของไต้หวันซึ่งสามารถ "เดินบนกำแพง" ได้ มีลักษณะทางกายวิภาคเหมือนกับสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำหรือสัตว์เลื้อยคลาน
นี่เป็นการค้นพบที่สำคัญมากจากมุมมองของการปรับตัวเชิงวิวัฒนาการ เนื่องจากสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจได้ดีขึ้นว่าปลายุคก่อนประวัติศาสตร์วิวัฒนาการมาเป็นสัตว์สี่ขาที่อาศัยอยู่บนบกได้อย่างไร ความแตกต่างระหว่างปลาตาเหล่กับปลาสายพันธุ์อื่นๆ ที่สามารถเคลื่อนที่บนบกได้นั้นอยู่ที่การเดิน ซึ่งให้ "ผ้าคาดเอวบริเวณอุ้งเชิงกราน" เมื่อลุกขึ้น
6. บริษัทเอกชน SpaceX ลงจอดจรวดในแนวตั้งได้สำเร็จ
ในการ์ตูนและการ์ตูน คุณมักจะเห็นจรวดลงจอดบนดาวเคราะห์และดวงจันทร์ในแนวตั้ง แต่ในความเป็นจริงแล้ว การทำเช่นนี้ทำได้ยากมาก หน่วยงานรัฐบาล เช่น NASA และ European Space Agency กำลังพัฒนาจรวดที่ตกลงสู่มหาสมุทรและถูกเก็บกลับมาในภายหลัง (มีราคาแพง) หรือจงใจเผาในชั้นบรรยากาศ ความสามารถในการลงจอดจรวดในแนวตั้งจะช่วยประหยัดเงินได้อย่างไม่น่าเชื่อ
เมื่อวันที่ 8 เมษายน 2559 บริษัทเอกชน SpaceX ประสบความสำเร็จในการลงจอดจรวดในแนวตั้ง เธอสามารถทำสิ่งนี้ได้บนยานอวกาศโดรนไร้คนขับไร้คนขับ ความสำเร็จอันน่าทึ่งนี้จะช่วยประหยัดเงินและเวลาระหว่างการเปิดตัว
สำหรับ Elon Musk ซีอีโอของ SpaceX เป้าหมายนี้ยังคงเป็นสิ่งสำคัญมาเป็นเวลาหลายปี แม้ว่าความสำเร็จดังกล่าวจะเป็นขององค์กรเอกชน แต่หน่วยงานภาครัฐอย่าง NASA ก็จะมีเทคโนโลยีลงจอดในแนวดิ่งด้วย เพื่อให้พวกเขาสามารถพัฒนาการสำรวจอวกาศต่อไปได้
7. การปลูกถ่ายไซเบอร์เนติกส์ช่วยให้ชายที่เป็นอัมพาตขยับนิ้วได้
ชายที่เป็นอัมพาตนาน 6 ปีสามารถขยับนิ้วได้ เนื่องจากมีชิปเล็กๆ ที่ฝังอยู่ในสมองของเขา
ขอขอบคุณนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอไฮโอ พวกเขาสามารถสร้างอุปกรณ์ที่เป็นรากฟันเทียมขนาดเล็กที่เชื่อมต่อกับปลอกอิเล็กทรอนิกส์ที่สวมอยู่บนแขนของผู้ป่วยได้ ปลอกนี้ใช้สายไฟเพื่อกระตุ้นกล้ามเนื้อเฉพาะเพื่อให้นิ้วมือเคลื่อนไหวแบบเรียลไทม์ ต้องขอบคุณชิปที่ทำให้ชายที่เป็นอัมพาตคนนี้สามารถเล่นเกมเพลง "Guitar Hero" ได้ สร้างความประหลาดใจให้กับแพทย์และนักวิทยาศาสตร์ที่เข้าร่วมในโครงการนี้
8. สเต็มเซลล์ที่ฝังอยู่ในสมองของผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองช่วยให้สามารถเดินได้อีกครั้ง
ในการทดลองทางคลินิก นักวิจัยจากคณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้ปลูกถ่ายสเต็มเซลล์ของมนุษย์ที่ได้รับการดัดแปลงเข้าไปในสมองของผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมอง 18 รายโดยตรง ขั้นตอนนี้ประสบความสำเร็จโดยไม่มีผลกระทบเชิงลบใดๆ ยกเว้นอาการปวดศีรษะเล็กน้อยที่พบในผู้ป่วยบางรายหลังการดมยาสลบ ในผู้ป่วยทุกราย ระยะเวลาการฟื้นตัวหลังเกิดโรคหลอดเลือดสมองค่อนข้างรวดเร็วและประสบผลสำเร็จ นอกจากนี้ผู้ป่วยที่เคยใช้แต่เก้าอี้รถเข็นก็สามารถเดินได้อย่างอิสระอีกครั้ง
9. ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกสูบลงสู่พื้นดินอาจกลายเป็นหินแข็งได้
การดักจับคาร์บอนเป็นส่วนสำคัญในการรักษาการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของโลกให้สมดุล เมื่อเชื้อเพลิงเผาไหม้ คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ นี่เป็นหนึ่งในสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลก นักวิทยาศาสตร์ชาวไอซ์แลนด์อาจค้นพบวิธีที่จะเก็บคาร์บอนออกจากชั้นบรรยากาศและมีส่วนทำให้เกิดภาวะเรือนกระจก
พวกเขาสูบคาร์บอนไดออกไซด์เข้าไปในหินภูเขาไฟ ซึ่งช่วยเร่งกระบวนการทางธรรมชาติในการเปลี่ยนหินบะซอลต์เป็นคาร์บอเนต ซึ่งต่อมากลายเป็นหินปูน โดยปกติกระบวนการนี้จะใช้เวลาหลายแสนปี แต่นักวิทยาศาสตร์ชาวไอซ์แลนด์สามารถลดขั้นตอนนี้ลงเหลือสองปีได้ คาร์บอนที่ถูกฉีดเข้าไปในดินสามารถเก็บไว้ใต้ดินหรือใช้เป็นวัสดุก่อสร้างได้
10. โลกมีดวงจันทร์ดวงที่สอง
นักวิทยาศาสตร์ของ NASA ได้ค้นพบดาวเคราะห์น้อยที่อยู่ในวงโคจรของโลกและเป็นดาวเทียมถาวรดวงที่สองของโลก มีวัตถุมากมายอยู่ในวงโคจรของโลกของเรา (สถานีอวกาศ ดาวเทียมเทียม ฯลฯ) แต่เราสามารถมองเห็นดวงจันทร์ได้เพียงดวงเดียวเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ในปี 2559 NASA ยืนยันการมีอยู่ของ 2016 HO3
ดาวเคราะห์น้อยนี้อยู่ห่างจากโลกและอยู่ภายใต้อิทธิพลแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์มากกว่าดาวเคราะห์ของเรา แต่มันโคจรรอบวงโคจรของมัน 2016 HO3 มีขนาดเล็กกว่าดวงจันทร์อย่างมาก โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 40-100 เมตร
พอล โชดาส ผู้จัดการศูนย์ศึกษาวัตถุใกล้โลกของนาซา ระบุว่า 2016 HO3 ซึ่งเป็นเสมือนดาวเทียมของโลกมานานกว่าศตวรรษ จะออกจากวงโคจรดาวเคราะห์ของเราในอีกไม่กี่ศตวรรษข้างหน้า
