ดาวศุกร์ (venus)
ดาวศุกร์ (venus) เป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่เป็นอันดับ 6 และอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 2 ในบรรดาดาวเคราะห์ทั้ง 8 ดวงในระบบสุริยะ มีขนาดใกล้เคียง กับโลกจนได้ชื่อว่าเป็น "น้องสาวฝาแฝด" กับโลก ดาวศุกร์ ถูกตั้งชื่อตามเทพเจ้าวีนัสซึ่งเป็นเทพเจ้าแห่งความรักและความงามในยุคโรมันเนื่องจากเป็นดาวเคราะห์ที่มีความสว่างมากที่สุดบนฟากฟ้าดุจอัญมณี และเนื่องด้วยดาวศุกร์จะปรากฏบนฟากฟ้าไม่ตอนหัวค่ำก็ตอนรุ่งเช้าเวลาใดเวลาหนึ่ง นักดาราศาสตร์สมัยก่อนจึงเข้าใจว่าเป็นดาวสองดวง (ดาวประจำเมืองในตอนหัวค่ำ และดาวประกายพฤกษ์ในตอนรุ่งเช้า) รวมทั้งเมื่อส่องด้วยกล้องดูดาวจะพบว่าดาวศุกร์มีลักษณะเป็นเสี้ยว (phase) คล้ายดวงจันทร์ ซึ่งทั้งปรากฏการณ์การขึ้น-ตกของดาวศุกร์ในช่วงหัวค่ำหรือรุ่งเช้า รวมถึงลักษณะการเป็นเสี้ยวของดาวศุกร์บ่งบอกว่าดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์วงใน และยังสนับสนุนทฤษฎีของโคเปอร์นิคัสที่ว่าดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง (heliocentric) ของระบบสุริยะ
มีคนเปรียบเทียบว่าดาวศุกร์เป็นดาวฝาแฝดกับโลก เนื่องจากดาวทั้งสองมีความคล้ายกันทั้งขนาด, มวล, ความหนาแน่นและปริมาตร โดยมีทฤษฎีว่าดาวศุกร์กับโลกอาจกำเนิดมาจากกลุ่มก๊าซในบริเวณและช่วงเวลาเดียวกัน แต่จากข้อมูลที่ได้จากการสังเกตการณ์โดยยานอวกาศที่โคจรรอบดาวศุกร์กลับพบว่า ดาวศุกร์กับโลกมีความแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง บนดาวศุกร์ไม่มีน้ำและไอน้ำอยู่เลย ชั้นบรรยากาศมีความหนาแน่นมากและมีความดันบรรยากาศสูงถึง 92 เท่าของความดันบรรยากาศบนโลกที่ระดับน้ำทะเล บรรยากาศประกอบด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์รวมทั้งไอของกรดซัลฟิวริก ด้วยอุณหภูมิที่พื้นผิวสูงถึงประมาณ 482 องศาเซลเซียส
เนื่องจากมีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อยู่มาก จึงทำให้ความร้อนที่เกิดจากการปลดปล่อยพลังงานจากพื้นผิวของดาวศุกร์ที่ได้รับแสงจากดวงอาทิตย์กลับไม่ถูกปลดปล่อยออกสู่อวกาศ แต่จะสะท้อนชั้นคาร์บอนไดออกไซด์ และกักเก็บความร้อนภายในชั้นบรรยากาศ เรียกปรากฏการณ์นี้ว่าปรากฏการณ์เรือนกระจก (greenhouse effect) ถ้าไม่มีปรากฏการณ์เรือนกระจกบนดาวศุกร์ อุณหภูมิพื้นผิวบนดาวศุกร์จะต่ำกว่านี้มาก คาดว่าอาจถึง -100 องศาเซลเซียสเลยทีเดียว
ดาวศุกร์โคจรรอบดวงอาทิตย์ครบรอบใช้เวลาประมาณ 225 วันของโลก ในขณะที่การหมุนรอบตัวเองของดาวศุกร์จะช้ามากคือใช้เวลาถึง 243 วันของโลก นั่นหมายถึงหนึ่งวันบนดาวศุกร์มีช่วงเวลานานกว่าหนึ่งปีบนดาวศุกร์ นอกจากนั้นการหมุนรอบตัวเองของดาวศุกร์จะกลับทิศจากโลกคือมีการหมุนจากทิศตะวันออกไปทิศตะวันตก ถ้าเราสังเกตการณ์อยู่บนดาวศุกร์จะพบดวงอาทิตย์ขึ้นทางทิศตะวันตกและตกทางทิศตะวันออก ซึ่งกว่าดวงอาทิตย์จะตกลับขอบฟ้าบนดาวศุกร์อาจใช้เวลามากกว่าหนึ่งปีบนโลกซะอีก
เนื่องจากคาบการหมุนรอบตัวเองและคาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์ใช้ช่วงเวลาเกือบจะเท่ากันจนดูคล้ายว่าดาวศุกร์เกือบจะหันด้านเดียวเข้าหาดวงอาทิตย์ เหตุผลดังกล่าวจึงทำให้ดาวศุกร์เหมือนกับจะหันด้านเดิมเข้าหาโลกตลอดเมื่อดาวศุกร์และโลกโคจรมาอยู่ในตำแหน่งที่ใกล้กันมากที่สุด
เนื่องด้วยชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์มีความหนาแน่นมากจนมีลักษณะเป็นเมฆหนาปกคลุมโดยรอบ ทำให้แสงจากดวงอาทิตย์เมื่อมาตกกระทบเมฆดังกล่าวจะสะท้อนแสงออกมาถึง 70% ของปริมาณแสงทั้งหมด คงเหลือเพียง 30 % ที่ผ่านเมฆเข้าสู่พื้นผิวของดาวศุกร์ได้ การที่เมฆบนดาวศุกร์ทำหน้าที่สะท้อนแสงออกจากตัวดวงได้ดีทำให้ค่าสัดส่วนของแสงที่สะท้อนออกต่อแสงที่ตกกระทบทั้งหมด (albedo) มีค่ามากที่สุดเมื่อเทียบกับดาวเคราะห์อีกแปดดวง ดาวศุกร์จึงเป็นดาวเคราะห์ที่สว่างที่สุดบนฟากฟ้า และเนื่องจากเมฆบนดาวศุกร์สามารถป้องกันแสงได้ดี
ทำให้เมื่อยานมาริเนอร์ 10 ถ่ายภาพดาวศุกร์ในช่วงแสงที่ตามนุษย์มองเห็น เมื่อวันที่ 5 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2517 จึงไม่สามารถมองเห็นรายละเอียดพื้นผิวบนดาวศุกร์ได้ หลังจากนั้นเมื่อวันที่ 4 ธันวาคม พ.ศ. 2521 หรืออีกประมาณ 4 ปี ต่อมา มนุษย์จึงสามารถเห็นพื้นผิวบนดาวศุกร์ได้จากการส่งยานไพโอเนียร์วีนัส 1 ไปโคจรรอบดาวศุกร์และถ่ายภาพในช่วงคลื่นเรดาร์ ซึ่งสามารถทะลุผ่านเมฆหนาที่ปกคลุมดาวศุกร์ได้ (เทคโนโลยีคลื่นเรดาร์มีใช้ตั้งแต่สมัยสงครามโลกครั้งที่สอง เพื่อใช้ในการค้นหาเครื่องบินที่ซ่อนอยู่ในกลุ่มเมฆ)
ยานไพโอเนียร์วีนัส 1 แสดงให้เห็นว่าพื้นที่ส่วนใหญ่ของดาวศุกร์เป็นที่ราบเอียงและทิวเขาเล็กๆ มีพื้นที่ราบต่ำหลายแห่ง มีเทือกเขาขนาดใหญ่อยู่ในซีกเหนือและบริเวณตามแนวศูนย์สูตร ต่อมาในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2533 ยานแมกเจลแลนได้เริ่มโคจรรอบดาวศุกร์เป็นเวลา 4 ปี และทำแผนที่พื้นผิวดาวศุกร์โดยใช้คลื่นเรดาร์ที่ความละเอียดประมาณ 300 เมตรต่อพื้นที่ภาพ 1 พิกเซล ทำให้มนุษย์ทราบรายละเอียดบนพื้นผิวของดาวศุกร์เกือบทุกบริเวณ สภาพโดยทั่วไปไม่พบหลุมอุกกาบาตขนาดเล็กดังเช่นดาวพุธหรือดวงจันทร์ แต่พบหลุมอุกกาบาตลักษณะเป็นกลุ่มๆ ซึ่งน่าจะเกิดจากการแตกกระจายของอุกกาบาตขนาดใหญ่ในชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นก่อนตกสู่พื้น
พื้นผิวส่วนใหญ่ของดาวศุกร์ถูกปกคลุมด้วยหินภูเขาไฟ มีภูเขาไฟขนาดใหญ่หลายแห่งและพบร่องรอยการไหลของลาวาแผ่ขยายออกจากปากปล่องภูเขาไฟประมาณหลายร้อยกิโลเมตร พบว่ามีแห่งหนึ่งที่มีการแผ่ขยายของลาวากว้างถึงเกือบ 7,000 กิโลเมตร ภาพจากยานแมกเจลแลนยังแสดงถึง บริเวณที่ค่อนข้างสว่างในส่วนที่ราบสูง ซึ่งคาดว่าบริเวณดังกล่าวน่าจะประกอบด้วยแร่ธาตุซึ่งมีส่วนผสมของโลหะจำพวกแร่ไพไรต์ (pyrite) ซึ่งเป็นแร่ที่มีลักษณะมันวาวคล้ายทอง (พบได้หลายที่บนโลก)
นอกจากนี้ยังแสดงถึงสภาพทางภูมิศาสตร์ซึ่งเป็นคุณลักษณะเฉพาะตัวของดาวศุกร์ เช่น ภูเขาไฟรูปทรงแพนเค้ก ซึ่งเหมือนจะเกิดจากการปะทุของลาวาที่หนามาก และบริเวณการยุบตัวของโดมที่เกิดจากแรงดันของของเหลวชั้นแมนเทิลใต้พื้นผิวของดาวศุกร์ เรียกว่า โคโรแน (coronae) ซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ถึงประมาณ 100-600 กิโลเมตร บางบริเวณยังพบลักษณะริ้วเขาหรือแนวเขาที่แผ่กระจายรอบภูเขาไฟเป็นวงกลมตามแนวรัศมี เรียกว่า อะแรชนอยด์ (arachnoids) ซึ่งลักษณะดังกล่าวพบได้เฉพาะบนพื้นผิวของดาวศุกร์เท่านั้น
| ภาพถ่ายในช่วงคลื่นอัลตราไวโอเลตของดาวศุกร์ ถ่ายโดยยานไพ-โอเนียวีนัสออร์บิเตอร์ |
โดยมีการส่งถ่ายความร้อนจากใจกลางสู่พื้นผิวของดาวโดยการพาพลังงาน (convection) ของหินเหลวในชั้นแมนเทิลเช่นเดียวกับสภาวะภายในโลก ทำให้มีการเคลื่อนตัวของชั้นเปลือกดาวด้วยอิทธิพลของแมกม่าจากชั้นแมนเทิล (tectonic process) แต่ต่างกันตรงที่โลกมีชั้นเปลือกดาวอยู่หลายแผ่น ซึ่งทำให้ชั้นเปลือกดาวมีการมุดตัวหรือเคลื่อนตัวแทรกระหว่างกันได้ แต่ดาวศุกร์มีแผ่นเปลือกดาวหุ้มรอบชั้นแมนเทิลอยู่แค่แผ่นเดียว (single plate) จึงไม่เกิดปรากฏการณ์บางอย่างเช่นเดียวกับบนพื้นผิวโลก
ยานอวกาศลำแรกของประเทศสหรัฐอเมริกาที่เดินทางไปดาวศุกร์คือ ยานมาริเนอร์ 2 โดยถูกปล่อยออกจากโลกเมื่อวันที่ 27 สิงหาคม พ.ศ. 2505 และได้ไปถึงดาวศุกร์เมื่อวันที่ 14 ธันวาคมในปีเดียวกัน ยานมาริเนอร์ 2 ได้สำรวจพบว่าดาวศุกร์มีชั้นบรรยากาศที่หนาวเหน็บแต่บนพื้นผิวกลับมีอุณหภูมิสูงโดยการสแกนด้วยคลื่นไมโครเวฟและอินฟราเรด แต่ยังไม่สามารถเห็นรายละเอียดของพื้นผิวได้ ต่อมาวันที่ 19 ตุลาคม พ.ศ. 2510 ยานมาริเนอร์ 5 ได้เริ่มโคจรเหนือระดับพื้นดินของดาวศุกร์ประมาณ 4,000 กิโลเมตร เพื่อวัดสนามแม่เหล็ก, จำนวนอนุภาคมีประจุ และวัดหาการปลดปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าย่านรังสีอัลตราไวโอเลต จากชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์
จากนั้นยานมาริเนอร์ 10 ผ่านดาวศุกร์ เมื่อวันที่ 5 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2517 ที่ระดับความสูง 4,200 กิโลเมตร เพื่ออาศัยความเร่งจากแรงโน้มถ่วงส่งตัวยานไปยังดาวพุธอีกทีได้ข้อมูลเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กและอนุภาคมีประจุบนชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์เพิ่มเติม เทคโนโลยีการถ่ายภาพด้วยคลื่นเรดาร์ถูกพัฒนาและนำมาใช้เป็นครั้งแรกกับดาวศุกร์โดยยานไพโอเนียร์วีนัส
ซึ่งยานดังกล่าวมีส่วนประกอบแบ่งเป็นสองส่วนคือส่วนที่เป็นดาวเทียม (orbiter) และส่วนที่เป็นยานตรวจวัด (multiprobe) โดยส่วนดาวเทียมได้เริ่มโคจรรอบดาวศุกร์เมื่อวันที่ 4 ธันวาคม พ.ศ. 2521 และส่วนยานตรวจวัดได้ถูกส่งผ่านลงสู่ชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์เพื่อตรวจวัดคุณลักษณะของสสารในบรรยากาศของดาวศุกร์ แต่ภารกิจของยานไพโอเนียร์วีนัสไม่ได้สำรวจลักษณะพื้นผิวของดาวศุกร์อย่างจริงจัง
จนอีก12 ปี ภาพถ่ายพื้นผิวของดาวศุกร์โดยอาศัยคลื่นเรดาร์ที่บริเวณต่างๆ ในลักษณะโมเสก ได้ถูกเผยแพร่เป็นครั้งแรกโดยยานแมกเจลแลนซึ่งเริ่มโคจรรอบดาวศุกร์ตั้งแต่วันที่ 10 สิงหาคม พ.ศ. 2533 ใช้ระยะเวลาในการรวบรวมภาพประมาณ 4 ปี ภารกิจดังกล่าวเป็นประโยชน์ในด้านการจัดทำแผนที่ทางภูมิศาสตร์และธรณีวิทยาบนพื้นผิวดาวศุกร์
สำหรับยานอวกาศที่ใช้สำรวจดาวศุกร์โดยอดีตสหภาพโซเวียต ภายใต้โครงการวีเนราดูจะมีความก้าวหน้าด้านเทคโนโลยี มากกว่าโครงการมาริเนอร์ของสหรัฐอเมริกา โครงการวีเนราพัฒนายานอวกาศสำหรับสำรวจดาวศุกร์ทั้งหมด 16 ลำ (วีเนรา 1-16) ยานวีเนรา 1 เป็นยานอวกาศลำแรกที่ไปถึงดาวศุกร์เมื่อเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2504 (ก่อนมาริเนอร์ 2 ประมาณ 1 ปี) ส่วนยานวีเนรา 7 เป็นยานอวกาศลำแรกที่ผ่านเข้าสู่ชั้นบรรยากาศเข้าลงจอดบนพื้นผิวดาวศุกร์เมื่อวันที่ 15 ธันวาคม พ.ศ. 2513 และยังเป็นยานอวกาศลำแรกที่ลงจอดบนพื้นผิวของดาวเคราะห์ดวงอื่น (การสร้างยานอวกาศเพื่อลงจอดบนดาวศุกร์เป็นเรื่องยาก เนื่องจากตัวยานจำเป็นต้องทนต่อสภาวะความกดอากาศสูงภายในบรรยากาศที่หนาแน่นมาก)
จนกระทั่งในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2518 อดีตสหภาพโซเวียตได้ประสบความสำเร็จในการถ่ายภาพพื้นผิวของดาวศุกร์ในระยะใกล้เป็นครั้งแรก โดยการลงจอดของยานวีเนรา 9 นอกจากนั้นยังได้ข้อมูลสภาพพื้นผิวดาวที่เป็นประโยชน์ต่อการทำนายลักษณะการเอื้อต่อการดำรงชีวิตบนดาวศุกร์ และในปีพ.ศ. 2526 อดีตสหภาพโซเวียตซึ่งได้พัฒนาระบบเรดาร์ เพื่อใช้ในการสำรวจพื้นผิวดาวศุกร์จากระยะไกล ได้ทำการสำรวจลักษณะทางภูมิศาสตร์โดยยานวีเนรา 15 และ 16 เฉพาะในบางบริเวณเท่านั้น
ล่าสุดเมื่อปี พ.ศ. 2545 นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันได้อาศัยข้อมูลที่ได้จากยานอวกาศในอดีตเพื่อทำการวิเคราะห์หาสาเหตุที่พบรอยสีคล้ำเป็นหย่อมๆ ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์จากภาพถ่ายช่วงคลื่นรังสีอัลตราไวโอเลต โดยจากการศึกษาก๊าซสองชนิดคือ ไฮโดรเจนซัลไฟด์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ซึ่งโดยปกติก๊าซทั้งสองนี้จะไม่เกิดด้วยกัน แต่พบอยู่ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ รวมไปถึงการค้นพบก๊าซคาร์บอนิลซัลไฟด์ที่มักจะเกิดได้ยากตามธรรมชาติ เว้นแต่จะเกิดโดยอินทรีย์สาร
เขาจึงตั้งสมมติฐานว่าน่าจะมีสิ่งมีชีวิตเล็กๆ จำพวกจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในชั้นบรรยากาศที่มีความสูงระดับ 50 กิโลเมตรซึ่งเป็นระดับความสูงที่น่าจะเอื้อต่อการมีชีวิตเนื่องจากมีอุณหภูมิประมาณ 70 องศาเซลเซียสและน่าจะมีหยดน้ำเกิดขึ้นที่ระดับดังกล่าว จุลินทรีย์ดังกล่าวอาจจะเป็นตัวสังเคราะห์ก๊าซเหล่านี้ขึ้นมา แต่ทั้งนี้เรื่องดังกล่าวเป็นเพียงสมมติฐานที่ยังต้องรอการยืนยันต่อไป
ในปีพ.ศ. 2548 องค์การอวกาศยุโรป (ESA) มีโครงการจะส่งยานอวกาศไปสำรวจชั้นบรรยากาศของดาวศุกร ์แต่โครงการดังกล่าวถูกระงับไว้ชั่วคราวเนื่องจากปัญหาเรื่องงบประมาณจำกัด
ข้อมูลดาวศุกร์
เส้นผ่าศูนย์กลาง 12,104 กิโลเมตร
มวล (โลก = 1) 0.815 เท่าของโลก
ความหนาแน่นเฉลี่ย 5,424 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร
คาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์ 225 วัน
คาบการหมุนรอบตัวเอง 243 วัน
ระยะห่างจากดวงอาทิตย์เฉลี่ย 108 ล้านกิโลเมตร
