ระบบสุริยะจักรวาล กำเนิดระบบสุริยะ ความหมายของระบบสุริยะ 

ระบบสุริยะ

ระวังสับสนกับ จักรวาล

ระบบสุริยะ (อังกฤษ: Solar System) ประกอบด้วยดวงอาทิตย์และวัตถุอื่นๆ ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์เนื่องจากแรงโน้มถ่วง ได้แก่ ดาวเคราะห์ 8 ดวงกับดวงจันทร์บริวารที่ค้นพบแล้ว 166 ดวง^[1] ดาวเคราะห์แคระ 3 ดวงกับดวงจันทร์บริวารที่ค้นพบแล้ว 4 ดวง กับวัตถุขนาดเล็กอื่นๆ อีกนับล้านชิ้น ซึ่งรวมถึง ดาวเคราะห์น้อย วัตถุในแถบไคเปอร์ ดาวหาง สะเก็ดดาวและฝุ่นระหว่างดาวเคราะห์

โดยทั่วไปแล้วจะแบ่งย่านต่างๆ ของระบบสุริยะ นับจากดวงอาทิตย์ออกมาดังนี้คือ ดาวเคราะห์ชั้นในจำนวน 4 ดวง แถบดาวเคราะห์น้อย ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่รอบนอกจำนวน 4 ดวง และแถบไคเปอร์ซึ่งประกอบด้วยวัตถุที่เย็นจัดเป็นน้ำแข็ง พ้นจากแถบไคเปอร์ออกไปเป็นเขตแถบจานกระจาย ขอบเขตเฮลิโอพอส (เขตแดนตามทฤษฎีที่ซึ่งลมสุริยะสิ้นกำลังลงเนื่องจากมวลสารระหว่างดวงดาว) และพ้นไปจากนั้นคือย่านของเมฆออร์ต

กระแสพลาสมาที่ไหลออกจากดวงอาทิตย์ (หรือลมสุริยะ) จะแผ่ตัวไปทั่วระบบสุริยะ สร้างโพรงขนาดใหญ่ขึ้นในสสารระหว่างดาวเรียกกันว่า เฮลิโอสเฟียร์ ซึ่งขยายออกไปจากใจกลางของแถบจานกระจาย

ดาวเคราะห์ชั้นเอกทั้ง 8 ดวงในระบบสุริยะ เรียงลำดับจากใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดออกไป มีดังนี้คือ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน

นับถึงกลางปี ค.ศ. 2008 วัตถุขนาดย่อมกว่าดาวเคราะห์จำนวน 5 ดวง ได้รับการจัดระดับให้เป็นดาวเคราะห์แคระ ได้แก่ ซีรีสในแถบดาวเคราะห์น้อย กับวัตถุอีก 4 ดวงที่โคจรรอบดวงอาทิตย์อยู่ในย่านพ้นดาวเนปจูน คือ ดาวพลูโต (ซึ่งเดิมเคยถูกจัดระดับไว้เป็นดาวเคราะห์) เฮาเมอา มาคีมาคี และ อีรีส

มีดาวเคราะห์ 6 ดวงและดาวเคราะห์แคระ 3 ดวงที่มีดาวบริวารโคจรอยู่รอบๆ เราเรียกดาวบริวารเหล่านี้ว่า "ดวงจันทร์" ตามอย่างดวงจันทร์ของโลก นอกจากนี้ดาวเคราะห์ชั้นนอกยังมีวงแหวนดาวเคราะห์อยู่รอบตัวอันประกอบด้วยเศษฝุ่นและอนุภาคขนาดเล็ก

สำหรับคำว่า ระบบดาวเคราะห์ ใช้เมื่อกล่าวถึงระบบดาวโดยทั่วไปที่มีวัตถุต่างๆ โคจรรอบดาวฤกษ์ คำว่า "ระบบสุริยะ" ควรใช้เฉพาะกับระบบดาวเคราะห์ที่มีโลกเป็นสมาชิก และไม่ควรเรียกว่า "ระบบสุริยจักรวาล" อย่างที่เรียกกันติดปาก เนื่องจากไม่เกี่ยวข้องกับคำว่า "จักรวาล" ตามนัยที่ใช้ในปัจจุบัน

ประวัติการค้นพบและการสำรวจ

ดูเพิ่มที่ แบบจำลองแบบดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางจักรวาล และ เส้นเวลาการค้นพบดาวเคราะห์และดวงจันทร์ในระบบสุริยะ

นับเป็นเวลาหลายพันปีในอดีตกาลที่มนุษยชาติไม่เคยรับรู้มาก่อนว่ามีสิ่งที่เรียกว่า ระบบสุริยะ แต่เดิมมนุษย์เชื่อว่า โลกเป็นศูนย์กลางจักรวาลที่อยู่นิ่ง มีดวงดาวต่างๆ โคจรไปรอบๆ ผ่านไปบนท้องฟ้า แม้ว่านักดาราศาสตร์และนักคณิตศาสตร์ชาวอินเดียชื่อ Aryabhata และนักปรัชญาชาวกรีก Aristarchus เคยมีแนวคิดเกี่ยวกับการที่ดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางจักรวาล และจัดลำดับจักรวาลเสียใหม่ แต่ผู้ที่สามารถคิดค้นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อพิสูจน์แนวคิดนี้ได้สำเร็จเป็นคนแรกคือ นิโคเลาส์ โคเปอร์นิคัส ในคริสต์ศตวรรษที่ 17 มีผู้สืบทอดแนวทางการศึกษาของเขาต่อมา คือกาลิเลโอ กาลิเลอี โยฮันเนส เคปเลอร์ และ ไอแซค นิวตัน พวกเขาพยายามทำความเข้าใจระบบทางฟิสิกส์และเสาะหาหลักฐานการพิสูจน์ยืนยันว่า โลกเคลื่อนไปรอบๆ ดวงอาทิตย์ และดาวเคราะห์ทั้งหลายต่างก็ดำเนินไปภายใต้กฎทางฟิสิกส์แบบเดียวกันนี้ ในยุคหลังต่อมาจึงเริ่มมีการสืบสวนค้นหาปรากฏการณ์ทางภูมิธรณีต่างๆ เช่น เทือกเขา แอ่งหิน ปรากฏการณ์สภาพอากาศที่แปรเปลี่ยนตามฤดูกาล การศึกษาเกี่ยวกับเมฆ พายุทราย และยอดเขาน้ำแข็งบนดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ

การสำรวจยุคแรก

การสำรวจระบบสุริยะในยุคแรกดำเนินไปได้โดยอาศัยกล้องโทรทรรศน์ เพื่อช่วยนักดาราศาสตร์จัดทำแผนภาพท้องฟ้าแสดงตำแหน่งของวัตถุที่จางเกินกว่าจะมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

กาลิเลโอ กาลิเลอี คือผู้แรกที่ค้นพบรายละเอียดทางกายภาพของวัตถุในระบบสุริยะ เขาค้นพบว่าผิวดวงจันทร์นั้นขรุขระ ส่วนดวงอาทิตย์ก็มีจุดด่างดำ และดาวพฤหัสบดีมีดาวบริวารสี่ดวงโคจรไปรอบๆ^[2] คริสเตียน ฮอยเกนส์ เจริญรอยตามกาลิเลโอโดยค้นพบไททัน ดวงจันทร์ของดาวเสาร์ รวมถึงวงแหวนของมันด้วย^[3] ในเวลาต่อมา จิโอวันนี โดเมนิโก กัสสินี ค้นพบดวงจันทร์ของดาวเสาร์เพิ่มอีก 4 ดวง ช่องว่างในวงแหวนของดาวเสาร์ รวมถึงจุดแดงใหญ่บนดาวพฤหัสบดี^[4]

ปี ค.ศ. 1705 เอ็ดมันด์ ฮัลเลย์ ค้นพบว่าดาวหางหลายดวงในบันทึกประวัติศาสตร์ที่จริงเป็นดวงเดิมกลับมาปรากฏซ้ำ ถือเป็นการพบหลักฐานชิ้นแรกสำหรับการโคจรรอบดวงอาทิตย์ของวัตถุอื่นนอกเหนือจากดาวเคราะห์^[5] ในช่วงระยะเวลาเดียวกันนี้จึงเริ่มมีการใช้คำว่า "ระบบสุริยะ" ขึ้นเป็นครั้งแรก^[6]

ค.ศ. 1781 วิลเลียม เฮอร์เชล ค้นพบดาวเคราะห์ดวงใหม่คือ ดาวยูเรนัส โดยที่ในตอนแรกเขาคิดว่าเป็นดาวหาง^[7] ต่อมาในปี ค.ศ. 1801 จิวเซปเป ปิอาซซี ค้นพบวัตถุโคจรอยู่ระหว่างดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี ในตอนแรกเขาคิดว่าเป็นดาวเคราะห์ แต่ต่อมาจึงมีการค้นพบวัตถุขนาดเล็กนับเป็นพันดวงในย่านอวกาศนั้น ซึ่งในเวลาต่อมาจึงเรียกวัตถุเหล่านั้นว่า ดาวเคราะห์น้อย^[8]

ไม่อาจระบุได้แน่ชัดว่า ระบบสุริยะถูก "ค้นพบ" เมื่อใดกันแน่ แต่การสังเกตการณ์ในช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 19 สามรายการสามารถบรรยายลักษณะและตำแหน่งของระบบสุริยะในเอกภพได้อย่างไม่มีข้อสงสัย รายการแรกเกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1838 เมื่อฟรีดดริค เบสเซล สามารถวัดพารัลแลกซ์ของดาวได้ เขาพบว่าตำแหน่งปรากฏของดาวเปลี่ยนแปลงไปตามการเคลื่อนที่ของโลกที่โคจรไปรอบดวงอาทิตย์ นี่ไม่เพียงเป็นข้อพิสูจน์ทางตรงต่อแนวคิดดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางจักรวาล แต่ยังได้เปิดเผยให้ทราบถึงระยะทางมหาศาลระหว่างระบบสุริยะของเรากับดวงดาวอื่นเป็นครั้งแรก ต่อมาในปี ค.ศ. 1859 โรเบิร์ต บุนเซน และ กุสตาฟ เคอร์ชอฟฟ์ ได้ใช้สเปกโตรสโคปที่ประดิษฐ์ขึ้นใหม่ตรวจวัดค่าสเปกตรัมจากดวงอาทิตย์ และพบว่ามันประกอบด้วยธาตุชนิดเดียวกันกับที่มีอยู่บนโลก นับเป็นครั้งแรกที่พบข้อมูลทางกายภาพที่เกี่ยวโยงกันระหว่างโลกกับสวรรค์^[9] หลังจากนั้น คุณพ่อแองเจโล เชคคี เปรียบเทียบรายละเอียดสเปกตรัมของดวงอาทิตย์กับดาวฤกษ์ดวงอื่น และพบว่ามันเหมือนกันทุกประการ ข้อเท็จจริงที่พบว่าดวงอาทิตย์ก็เป็นดาวฤกษ์ดวงหนึ่งนำไปสู่ข้อสมมุติฐานว่าดาวฤกษ์ดวงอื่นก็อาจมีระบบดาวเคราะห์ของมันเองเช่นกัน แม้ว่ากว่าจะค้นพบหลักฐานสำหรับข้อสมมุติฐานนี้จะต้องใช้เวลาต่อมาอีกกว่า 140 ปี

ค.ศ. 1992 มีการค้นพบหลักฐานแรกที่ส่อถึงระบบดาวเคราะห์แห่งอื่นนอกเหนือจากระบบของเรา โคจรอยู่รอบดาวพัลซาร์ PSR B1257+12 สามปีต่อมาจึงพบดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกคือ 51 Pegasi b โคจรรอบดาวฤกษ์ลักษณะคล้ายดวงอาทิตย์ ตราบจนถึงปี ค.ศ. 2008 มีการค้นพบระบบดาวเคราะห์อื่นแล้วกว่า 221 ระบบ^[10]

การสำรวจด้วยยานอวกาศ

ยุคของการสำรวจอวกาศด้วยยานอวกาศเริ่มต้นขึ้นนับแต่สหภาพโซเวียตส่งดาวเทียมสปุตนิก 1 ขึ้นสู่วงโคจรรอบโลกเมื่อปี ค.ศ. 1957 โดยได้โคจรอยู่เป็นเวลา 1 ปี ต่อมายานเอกซ์พลอเรอร์ 6 ของสหรัฐอเมริกา ขึ้นสู่วงโคจรในปี 1959 และสามารถถ่ายภาพโลกจากอวกาศได้เป็นครั้งแรก

ยานสำรวจลำแรกที่เดินทางไปถึงวัตถุอื่นในระบบสุริยะ คือยานลูนา 1 ซึ่งเดินทางผ่านดวงจันทร์ในปี ค.ศ. 1959 ในตอนแรกตั้งใจกันว่าจะให้มันตกลงบนดวงจันทร์ แต่ยานพลาดเป้าหมายแล้วจึงกลายเป็นยานที่สร้างโดยมนุษย์ลำแรกที่ได้โคจรรอบดวงอาทิตย์ ยานมาริเนอร์ 2 เป็นยานอวกาศลำแรกที่เดินทางไปถึงดาวเคราะห์อื่นในระบบสุริยะ คือไปเยือนดาวศุกร์ในปี ค.ศ. 1962 ต่อมายานมาริเนอร์ 4 ได้ไปถึงดาวอังคารในปี ค.ศ. 1965 และมาริเนอร์ 10 ไปถึงดาวพุธในปี ค.ศ. 1974

ยานอวกาศลำแรกที่ลงจอดบนวัตถุอื่นในระบบสุริยะได้คือยานลูนา 2 ของสหภาพโซเวียต ซึ่งลงจอดบนดวงจันทร์ได้ในปี ค.ศ. 1959 หลังจากนั้นก็มียานลงจอดบนดาวอื่นได้มากขึ้นเรื่อยๆ ยานเวเนรา 3 ลงจอดบนพื้นผิวดาวศุกร์ในปี 1966 ยานมาร์ส 3 ลงถึงพื้นดาวอังคารในปี 1971 (แต่การลงจอดที่สำเร็จจริงๆ คือยานไวกิ้ง 1 ในปี 1976) ยานเนียร์ชูเมกเกอร์ไปถึงดาวเคราะห์น้อย 433 อีรอส ในปี 2001 และยานดีปอิมแพกต์ไปถึงดาวหางเทมเพล 1 ในปี 2005

ยานสำรวจลำแรกที่ไปถึงระบบสุริยะชั้นนอกคือยานไพโอเนียร์ 10 ที่เดินทางผ่านดาวพฤหัสบดีในปี ค.ศ. 1973 ต่อมาในปี ค.ศ. 1977 ยานสำรวจอวกาศในโครงการวอยเอจเจอร์จึงได้เริ่มต้นการเดินทางครั้งใหญ่ โดยเดินทางผ่านดาวพฤหัสบดีในปี 1979 ผ่านดาวเสาร์ในปี 1980-1981 ยานวอยเอจเจอร์ 2 ได้เข้าใกล้ดาวยูเรนัสในปี 1986 และเข้าใกล้ดาวเนปจูนในปี 1989 ปัจจุบันนี้ ยานสำรวจวอยเอจเจอร์ทั้ง 2 ลำได้เดินทางออกพ้นวงโคจรของดาวเนปจูนไปไกลแล้ว และมุ่งไปบนเส้นทางเพื่อค้นหาและศึกษากำแพงกระแทก เฮลิโอชีท และเฮลิโอพอส ข้อมูลล่าสุดจากองค์การนาซาแจ้งว่า ยานวอยเอจเจอร์ทั้ง 2 ลำได้เดินทางผ่านกำแพงกระแทกไปแล้วที่ระยะห่างประมาณ 93 หน่วยดาราศาสตร์จากดวงอาทิตย์^[11]

กำเนิดและวิวัฒนาการ

ดูบทความหลักที่ กำเนิดและวิวัฒนาการของระบบสุริยะ

ระบบสุริยะถือกำเนิดขึ้นจากการแตกสลายด้วยแรงโน้มถ่วงภายในของเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์เมื่อกว่า 4,600 ล้านปีมาแล้ว เมฆต้นกำเนิดนี้มีความกว้างหลายปีแสง และอาจเป็นต้นกำเนิดของดาวฤกษ์อื่นอีกจำนวนมาก^[12]

เมื่อย่านเนบิวลาก่อนสุริยะ ซึ่งน่าจะเป็นจุดกำเนิดของระบบสุริยะ^[13]เกิดแตกสลายลง โมเมนตัมเชิงมุมที่มีอยู่ทำให้มันหมุนตัวไปเร็วยิ่งขึ้น ที่ใจกลางของย่านซึ่งเป็นศูนย์รวมมวลอันหนาแน่นมีอุณหภูมิเพิ่มสูงมากขึ้นกว่าแผ่นจานที่หมุนอยู่รอบๆ^[12] ขณะที่เนบิวลานี้หดตัวลง มันก็เริ่มมีทรงแบนยิ่งขึ้นและค่อยๆ ม้วนตัวจนกลายเป็นจานดาวเคราะห์ก่อนเกิด ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางราว 200 AU^[12] พร้อมกับมีดาวฤกษ์ก่อนเกิดที่หนาแน่นและร้อนจัดอยู่ ณ ใจกลาง^[14][15] เมื่อการวิวัฒนาการดำเนินมาถึงจุดนี้ เชื่อว่าดวงอาทิตย์ได้มีสภาพเป็นดาวฤกษ์ชนิด T Tauri ผลจากการศึกษาดาวฤกษ์ชนิด T Tauri พบว่ามันมักมีแผ่นจานของมวลสารดาวเคราะห์ก่อนเกิดที่มีมวลประมาณ 0.001-0.1 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ กับมวลของเนบิวลาในตัวดาวฤกษ์เองอีกเป็นส่วนใหญ่จำนวนมหาศาล^[16] ดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นจากแผ่นจานรวมมวลเหล่านี้^[17]

ภายในช่วงเวลา 50 ล้านปี ความดันและความหนาแน่นของไฮโดรเจนที่ใจกลางของดาวฤกษ์ก่อนเกิดก็มีมากพอจะทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นขึ้นได้^[18] ทั้งอุณหภูมิ อัตราการเกิดปฏิกิริยา ความดัน ตลอดจนความหนาแน่นต่างเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งถึงสภาวะสมดุลอุทกสถิต โดยมีพลังงานความร้อนที่มากพอจะต้านทานกับการหดตัวของแรงโน้มถ่วงได้ ณ จุดนี้ดวงอาทิตย์จึงได้วิวัฒนาการเข้าสู่แถบลำดับหลักอย่างสมบูรณ์^[19]

ระบบสุริยะจะดำรงสภาพอย่างที่เรารู้จักกันในปัจจุบันนี้ไปตราบจนกระทั่งดวงอาทิตย์ได้วิวัฒนาการจนออกพ้นจากแถบลำดับหลักบนไดอะแกรมของเฮิร์ตสปรัง-รัสเซลล์ เมื่อดวงอาทิตย์เผาผลาญเชื้อเพลิงไฮโดรเจนภายในไปเรื่อยๆ พลังงานที่คอยค้ำจุนแกนกลางของดาวอยู่ก็จะลดน้อยถอยลง ทำให้มันหดตัวและแตกสลายลงไป การหดตัวจะทำให้แรงดันความร้อนในแกนกลางเพิ่มมากขึ้น และทำให้มันยิ่งเผาผลาญเชื้อเพลิงเร็วขึ้น ผลที่เกิดคือดวงอาทิตย์จะส่องสว่างมากยิ่งขึ้นโดยมีอัตราเพิ่มขึ้นประมาณ 10% ในทุกๆ 1,100 ล้านปี^[20]

ในอีกประมาณ 5,400 ล้านปีข้างหน้า ไฮโดรเจนในแกนกลางของดวงอาทิตย์จะเปลี่ยนไปเป็นฮีเลียมทั้งหมด ซึ่งเป็นอันจบกระบวนการวิวัฒนาการบนแถบลำดับหลัก ในเวลานั้น ชั้นผิวรอบนอกของดวงอาทิตย์จะขยายใหญ่ขึ้นประมาณ 260 เท่าของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางในปัจจุบัน ดวงอาทิตย์จะกลายเป็นดาวแดงยักษ์ การที่พื้นผิวของดวงอาทิตย์ขยายตัวขึ้นอย่างมหาศาล ทำให้อุณหภูมิที่พื้นผิวของมันเย็นลงยิ่งกว่าที่เคยเป็นเมื่ออยู่บนแถบลำดับหลัก (ตำแหน่งเย็นที่สุดคือ 2600 K) ^[21]

สิ่งที่เกิดขึ้นตามมาก็คือ ชั้นผิวนอกของดวงอาทิตย์จะแตกสลาย กลายไปเป็นดาวแคระขาว คือวัตถุที่มีความหนาแน่นอย่างยิ่งยวด มวลประมาณครึ่งหนึ่งของมวลดั้งเดิมของดวงอาทิตย์จะอัดแน่นอยู่ในพื้นที่ของวัตถุขนาดประมาณเท่ากับโลก^[22] การแตกสลายของชั้นผิวรอบนอกของดวงอาทิตย์จะทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า เนบิวลาดาวเคราะห์ ซึ่งเป็นการส่งคืนสสารต่างๆ อันประกอบขึ้นเป็นดวงอาทิตย์กลับคืนให้แก่สสารระหว่างดาว

โครงสร้าง

องค์ประกอบหลักที่สำคัญของระบบสุริยะคือ ดวงอาทิตย์ ดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักประเภท G2 ซึ่งมีมวลคิดเป็น 99.86% ของมวลรวมทั้งระบบเท่าที่เป็นที่รู้จัก และเป็นแหล่งแรงโน้มถ่วงหลักของระบบ^[23] โดยมีดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ ซึ่งเป็นวัตถุในวงโคจรใหญ่ที่สุดสองดวงครอบครองมวลอีก 90% ของมวลส่วนที่เหลือ

วัตถุใหญ่ๆ ในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์จะเคลื่อนที่อยู่บนระนาบใกล้เคียงกับระนาบโคจรของโลก ที่เรียกว่า ระนาบสุริยวิถี ดาวเคราะห์ทั้งหมดจะเคลื่อนที่ใกล้เคียงกับระนาบนี้ ขณะที่ดาวหางและวัตถุในแถบไคเปอร์มักเคลื่อนที่ทำมุมกับระนาบค่อนข้างมาก

ดาวเคราะห์ทั้งหมดและวัตถุส่วนใหญ่ในระบบยังโคจรไปในทิศทางเดียวกับการหมุนรอบตัวเองของดวงอาทิตย์ (ทวนเข็มนาฬิกา เมื่อมองจากมุมมองด้านขั้วเหนือของดวงอาทิตย์) มีเพียงบางส่วนที่เป็นข้อยกเว้นไม่เป็นไปตามนี้ เช่น ดาวหางฮัลเลย์ เป็นต้น

ตามกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ของเคปเลอร์ อธิบายถึงลักษณะการโคจรของวัตถุต่างๆ รอบดวงอาทิตย์ กล่าวคือ วัตถุแต่ละชิ้นจะเคลื่อนที่ไปตามแนวระนาบรอบดวงอาทิตย์โดยมีจุดโฟกัสหนึ่งจุด วัตถุที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่า (มีค่ากึ่งแกนเอกน้อยกว่า) จะใช้เวลาโคจรน้อยกว่า บนระนาบสุริยวิถีหนึ่งๆ ระยะห่างของวัตถุกับดวงอาทิตย์จะแปรผันไปตามเส้นทางบนทางโคจรของมัน จุดที่วัตถุอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดเรียกว่า "จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด" (perihelion) ขณะที่ตำแหน่งซึ่งมันอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ที่สุด เรียกว่า "จุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุด" (aphelion) วัตถุจะเคลื่อนที่ได้ความเร็วสูงที่สุดเมื่ออยู่ในตำแหน่งใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด และเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่ำสุดเมื่ออยู่ในตำแหน่งไกลดวงอาทิตย์ที่สุด ลักษณะของวงโคจรของดาวเคราะห์มีรูปร่างเกือบจะเป็นวงกลม ขณะที่ดาวหาง ดาวเคราะห์น้อย และวัตถุในแถบไคเปอร์ มีวงโคจรค่อนข้างจะเป็นวงรี

เมื่อศึกษาถึงระยะห่างระหว่างดาวเคราะห์ในที่ว่างมหาศาลของระบบ เราพบว่า ยิ่งดาวเคราะห์หรือแถบต่างๆ อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์เท่าไร มันก็จะยิ่งอยู่ห่างจากวัตถุอื่นใกล้เคียงมากเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ดาวศุกร์มีระยะห่างจากดาวพุธประมาณ 0.33 หน่วยดาราศาสตร์ ส่วนดาวเสาร์อยู่ห่างจากดาวพฤหัสบดีไป 4.3 หน่วยดาราศาสตร์ และดาวเนปจูนอยู่ห่างจากดาวยูเรนัสออกไปถึง 10.5 หน่วยดาราศาสตร์ เคยมีความพยายามศึกษาและอธิบายถึงระยะห่างระหว่างวงโคจรของดาวต่างๆ (ดูรายละเอียดใน กฎของทิเทียส-โบเด) แต่จนถึงปัจจุบันยังไม่มีทฤษฎีใดเป็นที่ยอมรับ

ดาวเคราะห์ส่วนมากในระบบสุริยะจะมีระบบเล็กๆ ของตัวเองด้วย โดยจะมีวัตถุคล้ายดาวเคราะห์ขนาดเล็กโคจรไปรอบตัวเองเป็นดาวบริวาร หรือดวงจันทร์ ดวงจันทร์บางดวงมีขนาดใหญ่กว่าดาวเคราะห์เสียอีก ดาวบริวารขนาดใหญ่เหล่านี้จะมีวงโคจรที่สอดคล้องกันเป็นส่วนใหญ่ คือจะหันหน้าด้านหนึ่งของดาวเข้าหาดาวเคราะห์ดวงแม่ของมันเสมอ ดาวเคราะห์ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ 4 ดวงยังมีวงแหวนดาวเคราะห์อยู่รอบตัวด้วย เป็นแถบบางๆ ที่ประกอบด้วยเศษชิ้นส่วนเล็กๆ โคจรไปรอบๆ อย่างเป็นอันหนึ่งอันเดียวกัน

คำจำกัดความ

ระบบสุริยะสามารถแบ่งออกเป็นย่านต่างๆ ได้แบบไม่เป็นทางการ ระบบสุริยะส่วนในประกอบด้วยดาวเคราะห์ 4 ดวงกับแถบดาวเคราะห์น้อย ระบบสุริยะส่วนนอกคือส่วนที่อยู่พ้นแถบดาวเคราะห์น้อยออกไป ประกอบด้วยดาวแก๊สยักษ์ 4 ดวง^[24] ต่อมาเมื่อมีการค้นพบแถบไคเปอร์ จึงจัดเป็นย่านไกลที่สุดของระบบสุริยะ เรียกรวมๆ ว่าเป็นวัตถุพ้นดาวเนปจูน^[25]

เมื่อพิจารณาจากทั้งแง่กายภาพและการเคลื่อนที่ วัตถุที่โคจรรอบดวงอาทิตย์สามารถแบ่งออกได้เป็นสามประเภทคือ ดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์แคระ และ วัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะ ดาวเคราะห์ไม่ว่าจะมีขนาดใดก็ตามที่โคจรรอบดวงอาทิตย์จะมีมวลมากพอจะสร้างตัวเองให้มีรูปร่างเป็นสัณฐานกลม และขับไล่ชิ้นส่วนเล็กๆ ที่อยู่รอบตัวเองให้ออกไปให้พ้นระยะ จากคำจำกัดความนี้ ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะจึงมี 8 ดวง ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน ดาวพลูโตถูกปลดออกจากตำแหน่งดาวเคราะห์เนื่องจากมันไม่สามารถขับไล่วัตถุเล็กๆ อื่นๆ ในบริเวณแถบไคเปอร์ออกไปพ้นวงโคจรของมันได้^[26]

ดาวเคราะห์แคระ คือเทหวัตถุที่โคจรรอบดวงอาทิตย์และมีมวลมากพอจะทำให้ตัวเองมีสัณฐานกลมเนื่องจากแรงโน้มถ่วง แต่ไม่สามารถขจัดชิ้นส่วนก่อนเกิดดาวเคราะห์ออกไป ทั้งไม่สามารถเป็นดาวบริวาร^[26] จากคำจำกัดความนี้ ระบบสุริยะจึงมีดาวเคราะห์แคระที่รู้จักแล้ว 5 ดวงคือ ซีรีส พลูโต เฮาเมอา มาคีมาคี และ อีรีส^[27] วัตถุอื่นๆ ที่อาจสามารถจัดประเภทเป็นดาวเคราะห์แคระได้ ได้แก่ เซดนา ออร์กัส และควาอัวร์ ดาวเคราะห์แคระที่โคจรอยู่ในย่านพ้นดาวเนปจูนเรียกชื่อรวมๆ ว่า "พลูตอยด์"^[28] นอกเหนือจากนี้ วัตถุขนาดเล็กอื่นๆ ที่โคจรไปรอบดวงอาทิตย์จัดว่าเป็นวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะ^[26]

นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ใช้คำศัพท์ แก๊ส น้ำแข็ง และ หิน เพื่ออธิบายถึงประเภทองค์ประกอบสสารต่างๆ ที่พบตลอดทั่วระบบสุริยะ หิน จะใช้ในการอธิบายองค์ประกอบที่มีจุดหลอมเหลวสูง (สูงกว่า 500 เคลวิน) เช่นพวก ซิลิเกต องค์ประกอบหินมักพบได้มากในกลุ่มระบบสุริยะชั้นใน เป็นส่วนประกอบหลักของดาวเคราะห์และดาวเคราะห์น้อย แก๊ส เป็นสสารที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ เช่นอะตอมไฮโดรเจน ฮีเลียม และแก๊สมีตระกูล มักพบในย่านกึ่งกลางระบบสุริยะ เป็นส่วนประกอบส่วนใหญ่ของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ น้ำแข็ง ซึ่งประกอบด้วยน้ำ มีเทน แอมโมเนีย และคาร์บอนไดออกไซด์^[29] มีจุดหลอมเหลวเพียงไม่กี่ร้อยเคลวิน เป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่อยู่ในดาวบริวารของบรรดาดาวแก๊สยักษ์ รวมถึงเป็นองค์ประกอบอยู่ในดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน (บางครั้งเรียกดาวทั้งสองนี้ว่า "ดาวน้ำแข็งยักษ์") และในวัตถุขนาดเล็กจำนวนมากที่อยู่พ้นจากวงโคจรดาวเนปจูนออกไป^[30]

ดวงอาทิตย์

ดูบทความหลักที่ ดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์ คือดาวฤกษ์ดวงแม่ที่เป็นหัวใจของระบบสุริยะ มีขนาดประมาณ 332,830 เท่าของมวลของโลก ด้วยปริมาณมวลที่มีอยู่มหาศาลทำให้ดวงอาทิตย์มีความหนาแน่นภายในที่สูงมากพอจะทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันอย่างต่อเนื่อง และปลดปล่อยพลังงานมหาศาลออกมา โดยมากเป็นพลังงานที่แผ่ออกไปในลักษณะของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น แสง

ดวงอาทิตย์จัดว่าเป็นดาวแคระเหลืองขนาดใหญ่ปานกลาง ทว่าเมื่อเปรียบเทียบกับดาวฤกษ์อื่นๆ ที่อยู่ในดาราจักรของเรา ถือได้ว่าดวงอาทิตย์มีขนาดใหญ่และสว่างมาก การจัดประเภทของดาวฤกษ์นี้เป็นไปตามไดอะแกรมของเฮิร์ตสปรัง-รัสเซลล์ ซึ่งเป็นแผนภูมิของกราฟระหว่างความสว่างของดาวฤกษ์เทียบกับอุณหภูมิพื้นผิว โดยทั่วไปดาวฤกษ์ที่มีอุณหภูมิสูงกว่ามักจะสว่างกว่า ซึ่งดาวฤกษ์ใดๆ ที่มีคุณสมบัติเป็นไปดังที่ว่ามานี้ก็จะเรียกว่าเป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ในแถบลำดับหลัก ดวงอาทิตย์ของเราก็อยู่บนแถบลำดับหลักโดยอยู่ในช่วงกึ่งกลางทางด้านขวา แต่มีดาวฤกษ์จำนวนไม่มากนักที่จะสว่างกว่าและมีอุณหภูมิสูงกว่าดวงอาทิตย์ของเรา ส่วนมากจะอ่อนแสงกว่าและมีอุณหภูมิต่ำกว่าทั้งนั้น^[31]

เชื่อว่าตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนแถบลำดับหลักนั้นจัดได้ว่าอยู่ใน "ช่วงรุ่งโรจน์ของยุค" ของอายุดาวฤกษ์ มันยังมีไฮโดรเจนมากเพียงพอที่จะสร้างปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันไปอีกนาน ดวงอาทิตย์กำลังเพิ่มพูนความสว่างมากขึ้น ในอดีตดวงอาทิตย์เคยมีความสว่างเพียงแค่ 70% ของความสว่างอย่างที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน^[32]

ดวงอาทิตย์จัดเป็นดาวฤกษ์ชนิดดารากร 1 ถือกำเนิดขึ้นในช่วงปลายๆ ของวิวัฒนาการของเอกภพ มีองค์ประกอบธาตุหนักที่หนักกว่าไฮโดรเจนและฮีเลียม (ในภาษาดาราศาสตร์จะเรียกว่า "โลหะ") มากกว่าดาวฤกษ์ชนิดดารากร 2 ซึ่งมีอายุมากกว่า^[33] ธาตุหนักเหล่านี้ก่อกำเนิดขึ้นจากแก่นกลางของดาวฤกษ์โบราณที่ระเบิดออก ดังนั้นดาวฤกษ์ในยุคแรกเริ่มจึงต้องแตกดับไปเสียก่อนจึงจะทำให้เอกภพเต็มไปด้วยอะตอมธาตุเหล่านี้ได้ ดาวฤกษ์ที่มีอายุเก่าแก่มากๆ จะไม่ค่อยมีองค์ประกอบโลหะมากนัก ขณะที่ดาวฤกษ์ที่เกิดในยุคหลังจะมีโลหะมากกว่า สันนิษฐานว่า การมีองค์ประกอบโลหะจำนวนมากนี้น่าจะเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้ดวงอาทิตย์สามารถสร้างระบบดาวเคราะห์ของตัวเองขึ้นมาได้ เพราะดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นมาจากการรวมตัวกันของธาตุหนักเหล่านั้น^[34]

สสารระหว่างดาวเคราะห์

ดูบทความหลักที่ สสารระหว่างดาวเคราะห์

นอกเหนือจากแสง ดวงอาทิตย์ยังแผ่รังสีที่ประกอบด้วยกระแสของประจุอนุภาคจำนวนมากต่อเนื่องกัน (เป็นพลาสมาชนิดหนึ่งที่รู้จักกันในชื่อ ลมสุริยะ) กระแสประจุนี้แผ่ออกไปด้วยความเร็วประมาณ 1.5 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง^[35] ทำให้เกิดชั้นบรรยากาศบางๆ ขึ้น เรียกว่า เฮลิโอสเฟียร์ ที่แผ่ปกคลุมทั่วระบบสุริยะออกไปเป็นระยะทางอย่างน้อย 100 หน่วยดาราศาสตร์ (ดูเพิ่มที่ เฮลิโอพอส) ทั้งหมดนี้เป็นสิ่งที่เรียกกันว่า สสารระหว่างดาวเคราะห์พายุแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวดวงอาทิตย์เช่น โซลาร์แฟลร์ หรือลำอนุภาคโคโรนา จะทำให้เกิดการรบกวนต่อเฮลิโอสเฟียร์ และสร้างสภาวะที่เรียกว่า space weather ขึ้น^[36] สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ที่หมุนวนไปสร้างผลกระทบต่อสสารระหว่างดาวเคราะห์ ทำให้เกิดแผ่นกระแสเฮลิโอสเฟียร์ (heliospheric current sheet) ขึ้น ซึ่งถือเป็นโครงสร้างที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ^[37]

สนามแม่เหล็กของโลกช่วยป้องกันชั้นบรรยากาศเอาไว้มิให้เกิดปฏิกิริยากับลมสุริยะ ขณะที่ดาวศุกร์กับดาวอังคารไม่มีสนามแม่เหล็ก ลมสุริยะจึงขับไล่ชั้นบรรยากาศของดาวทั้งสองจนสูญหายไปหมด^[38] การปะทะระหว่างลมสุริยะกับสนามแม่เหล็กของโลกทำให้เกิดปรากฏการณ์ออโรรา หรือแสงเหนือ-แสงใต้ ที่พบเห็นบริเวณใกล้ขั้วโลก

รังสีคอสมิก มีกำเนิดมาจากห้วงอวกาศอื่นนอกระบบสุริยะ เฮลิโอสเฟียร์ทำหน้าที่ปกป้องระบบสุริยะเอาไว้ส่วนหนึ่ง โดยสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ (สำหรับดวงที่มี) ก็ช่วยทำหน้าที่ป้องกันรังสีด้วยอีกส่วนหนึ่ง ความหนาแน่นของรังสีคอสมิกในสสารระหว่างดาวกับความเข้มของสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์จะเปลี่ยนแปลงไปเมื่อเวลาผ่านไปนานๆ ดังนั้นระดับของการแผ่รังสีคอสมิกในระบบสุริยะจึงไม่แน่ไม่นอน แต่จะมีอยู่เป็นปริมาณเท่าใดไม่อาจระบุได้^[39]

สสารระหว่างดาวเคราะห์เป็นแหล่งกำเนิดของย่านแผ่นจานฝุ่นคอสมิกอย่างน้อย 2 แห่ง แห่งแรกคือเมฆฝุ่นจักรราศี ซึ่งอยู่ในระบบสุริยะชั้นในและเป็นต้นเหตุการเกิดแสงจักรราศี โดยมากเป็นเศษชิ้นส่วนในแถบดาวเคราะห์น้อยที่เกิดขึ้นจากการปะทะกับดาวเคราะห์^[40] แผ่นจานฝุ่นแห่งที่สองแผ่ครอบคลุมพื้นที่ตั้งแต่ระยะ 10 หน่วยจนถึง 40 หน่วยดาราศาสตร์ ซึ่งน่าจะเกิดขึ้นจากการปะทะในลักษณะเดียวกันในแถบไคเปอร์^[41][42]

ระบบสุริยะชั้นใน

ระบบสุริยะชั้นใน เป็นชื่อดั้งเดิมของย่านอวกาศที่ประกอบด้วยกลุ่มดาวเคราะห์ใกล้โลกและแถบดาวเคราะห์น้อย มีส่วนประกอบหลักเป็นซิลิเกตกับโลหะ เทหวัตถุในระบบสุริยะชั้นในจะเกาะกลุ่มอยู่ด้วยกันและใกล้กับดวงอาทิตย์มาก รัศมีของย่านระบบสุริยะชั้นในนี้ยังสั้นกว่าระยะห่างจากดาวพฤหัสบดีไปดาวเสาร์เสียอีก

ดาวเคราะห์ชั้นใน

ดาวเคราะห์ชั้นในหรือดาวเคราะห์ใกล้โลก มี 4 ดวง โดยมากประกอบด้วยส่วนประกอบหิน มีความหนาแน่นสูง มีดวงจันทร์น้อยหรืออาจไม่มีเลย และไม่มีระบบวงแหวนรอบตัวเอง สสารที่เป็นองค์ประกอบมักเป็นแร่ธาตุที่มีจุดหลอมเหลวสูง เช่นซิลิเกตที่ชั้นเปลือกและผิว หรือโลหะ เหล็ก นิเกิล ที่เป็นแกนกลางของดาว สามในสี่ของดาวเคราะห์กลุ่มนี้ (ดาวศุกร์ โลก และดาวอังคาร) มีชั้นบรรยากาศที่เห็นได้ชัด พื้นผิวมีร่องรอยของหลุมบ่อที่เกิดจากการปะทะโดยชิ้นส่วนจากอวกาศ และมีความเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาที่พื้นผิวด้วยเช่น การแยกตัวของร่องหุบเขาและภูเขาไฟ

ดาวพุธ

ดาวพุธ (0.4 AU) คือดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด และเป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดเล็กที่สุด (0.055 เท่าของมวลโลก) ดาวพุธไม่มีดาวบริวารของตัวเอง สภาพพื้นผิวที่มีนอกเหนือจากหลุมบ่อจากการปะทะ ก็จะเป็นสันเขาสูงชัน ซึ่งอาจจะเกิดขึ้นในช่วงยุคการก่อตัวในช่วงเริ่มแรกของประวัติศาสตร์^[43] ชั้นบรรยากาศของดาวพุธเบาบางมากจนแทบจะเรียกได้ว่าไม่มีบรรยากาศ ประกอบด้วยอะตอมที่ถูกลมสุริยะพัดพาขับไล่ไปจนเกือบหมด^[44] แกนกลางของดาวเป็นเหล็กที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่มาก ต่อมาเป็นชั้นเปลือกบางๆ ที่ยังไม่สามารถอธิบายได้อย่างชัดเจน ทฤษฎีเกี่ยวกับชั้นเปลือกของดาวจำนวนหนึ่งอธิบายถึงชั้นผิวรอบนอกที่ถูกฉีกออกด้วยการปะทะครั้งใหญ่ บ้างก็ว่ามันถูกกีดกันจากการพอกรวมของชั้นผิวเนื่องจากพลังงานมหาศาลของดวงอาทิตย์อันเยาว์^[45][46]

ดาวศุกร์

ดาวศุกร์ (0.7 AU) มีขนาดใกล้เคียงกับโลก (0.815 เท่าของมวลโลก) และมีลักษณะคล้ายโลกมาก มีชั้นเปลือกซิลิเกตอย่างหนาปกคลุมรอบแกนกลางของดาวซึ่งเป็นเหล็ก มีชั้นบรรยากาศ และมีหลักฐานแสดงถึงความเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาภายในของดาว ทว่าดาวศุกร์แห้งแล้งกว่าโลกมาก ชั้นบรรยากาศของมันก็หนาแน่นกว่าโลกถึงกว่า 90 เท่า ดาวศุกร์ไม่มีดาวบริวารของตัวเอง กล่าวได้ว่า ดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์ที่ร้อนที่สุด ด้วยอุณหภูมิพื้นผิวสูงถึงกว่า 400 °C ซึ่งเป็นผลจากปริมาณแก๊สเรือนกระจกที่มีอยู่เป็นจำนวนมากในชั้นบรรยากาศ^[47] ในปัจจุบันไม่มีการตรวจพบการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาใหม่ๆ บนดาวศุกร์อีกแล้ว แต่ดาวศุกร์ไม่มีสนามแม่เหล็กของตัวเองที่จะช่วยป้องกันการสูญเสียชั้นบรรยากาศ ดังนั้นการที่ดาวศุกร์ยังรักษาชั้นบรรยากาศของตัวเองไว้ได้จึงคาดว่าน่าจะเกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ^[48]

โลก

โลก (1 AU) เป็นดาวเคราะห์ที่ค่อนข้างใหญ่และมีความหนาแน่นมากที่สุดในกลุ่มดาวเคราะห์ชั้นใน เป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวที่พบว่ายังมีปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยาอยู่ และเป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวเท่าที่ทราบว่ามีสิ่งมีชีวิต โลกเป็นดาวเคราะห์ที่มีน้ำมาก เป็นเอกลักษณ์ที่แตกต่างจากกลุ่มดาวเคราะห์ใกล้โลกทั้งหมด และยังเป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวที่ยังมีการเปลี่ยนแปลงของเปลือกโลกอยู่ ชั้นบรรยากาศของโลกค่อนข้างจะแตกต่างกับดาวเคราะห์ดวงอื่น เนื่องจากการที่มีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ ในบรรยากาศจึงมีออกซิเจนอิสระอยู่ถึง 21%^[49] โลกมีดาวเคราะห์บริวารหนึ่งดวง คือ ดวงจันทร์ ซึ่งเป็นดาวเคราะห์บริวารขนาดใหญ่เพียงดวงเดียวในเขตระบบสุริยะชั้นใน

ดาวอังคาร

ดาวอังคาร (1.5 AU) มีขนาดเล็กกว่าโลกและดาวศุกร์ (0.107 เท่าของมวลโลก) มีชั้นบรรยากาศเจือจางที่เต็มไปด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ พื้นผิวของดาวอังคารระเกะระกะด้วยภูเขาไฟจำนวนมาก เช่น Olympus Mons และหุบเขาลึกชันมากมายเช่น Valles Marineris แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาที่เคยเกิดขึ้นก่อนหน้านี้ สีของดาวอังคารที่เราเห็นเป็นสีแดง เป็นเพราะสนิมที่มีอยู่ในพื้นดินอันเต็มไปด้วยเหล็ก^[50] ดาวอังคารมีดวงจันทร์บริวารขนาดเล็กสองดวง (คือ ไดมอส กับ โฟบอส) ซึ่งคาดว่าน่าจะเป็นดาวเคราะห์น้อยที่บังเอิญถูกแรงดึงดูดของดาวอังคารจับตัวเอาไว้^[51]

แถบดาวเคราะห์น้อย

ดูบทความหลักที่ แถบดาวเคราะห์น้อย

ดาวเคราะห์น้อย คือวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะที่ประกอบด้วยหินและธาตุโลหะที่ไม่ระเหย

แถบดาวเคราะห์น้อยหลักกินพื้นที่วงโคจรที่อยู่ระหว่างดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี ประมาณ 2.3 ถึง 3.3 หน่วยดาราศาสตร์จากดวงอาทิตย์ เชื่อกันว่าน่าจะเป็นเศษชิ้นส่วนจากการก่อตัวของระบบสุริยะในช่วงแรกที่ก่อตัวไม่สำเร็จเนื่องจากแรงโน้มถ่วงรบกวนจากดาวพฤหัสบดี

ดาวเคราะห์น้อยมีขนาดต่างๆ กันตั้งแต่หลายร้อยกิโลเมตรไปจนถึงเศษหินเล็กๆ เหมือนฝุ่น ดาวเคราะห์น้อยทั้งหมดนอกเหนือจากดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ที่สุด คือซีรีส จัดว่าเป็นวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะ แต่ดาวเคราะห์น้อยบางดวงเช่น เวสต้า และ ไฮเจีย อาจจัดว่าเป็นดาวเคราะห์แคระได้ ถ้ามีหลักฐานว่ามันมีความสมดุลของความกดของน้ำมากเพียงพอ

แถบดาวเคราะห์น้อยมีเทหวัตถุขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 1 กิโลเมตรเป็นจำนวนหลายหมื่นดวง หรืออาจจะถึงล้านดวง^[52] ถึงกระนั้น มวลรวมทั้งหมดของแถบหลักก็ยังมีเพียงประมาณหนึ่งในพันของมวลโลกเท่านั้น^[53] แถบหลักมีประชากรอยู่อย่างค่อนข้างเบาบาง ยานอวกาศหลายลำได้เดินทางผ่านแถบนี้ไปได้โดยไม่มีอุบัติเหตุเกิดขึ้นเลย ดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 10 ถึง 10^-4 เมตร จะเรียกว่า สะเก็ดดาว^[54]

ซีรีส

ซีรีส (2.77 AU) เป็นวัตถุขนาดใหญ่ที่สุดในแถบดาวเคราะห์น้อย และได้รับการจัดประเภทให้เป็นดาวเคราะห์แคระ มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณเกือบๆ 1,000 กิโลเมตร ซึ่งใหญ่พอจะสร้างแรงโน้มถ่วงของตัวเองเพื่อสร้างรูปทรงให้เป็นทรงกลมได้ ในตอนที่ค้นพบครั้งแรกในคริสต์ศตวรรษที่ 19 ซีรีสถูกคิดว่าเป็นดาวเคราะห์ แต่ต่อมาถูกจัดประเภทใหม่ให้เป็นดาวเคราะห์น้อยในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1850 เมื่อการสังเกตการณ์เพิ่มเติมพบดาวเคราะห์น้อยดวงอื่นๆ อีก^[55] ครั้นถึงปี ค.ศ. 2006 จึงได้รับการจัดประเภทใหม่ให้เป็นดาวเคราะห์แคระ

ตระกูลดาวเคราะห์น้อย

ดาวเคราะห์น้อยในแถบหลักจะแบ่งออกเป็นกลุ่มและตระกูลต่างๆ โดยพิจารณาจากคุณลักษณะการโคจรของพวกมัน ดวงจันทร์ดาวเคราะห์น้อย คือดาวเคราะห์น้อยที่โคจรรอบดาวเคราะห์น้อยดวงอื่นที่ใหญ่กว่า มันไม่ได้ถูกจัดประเภทให้เป็นดวงจันทร์บริวารของดาวเคราะห์ เพราะบางครั้งมันมีขนาดใหญ่เกือบเท่าดาวเคราะห์น้อยดวงแม่ของมันด้วยซ้ำ ในบริเวณแถบดาวเคราะห์น้อยยังมีแถบดาวหางหลักซึ่งอาจเป็นต้นกำเนิดของน้ำมหาศาลบนโลกก็ได้^[56]

ดาวเคราะห์น้อยโทรจันตั้งอยู่ใกล้เคียงกับตำแหน่งลากรองจ์ L₄ หรือ L₅ ของดาวพฤหัสบดี (คือย่านที่แรงโน้มถ่วงค่อนข้างเสถียร ทำให้ดาวเคราะห์น้อยในบริเวณนี้สามารถอยู่ในวงโคจรได้) คำว่า "โทรจัน" หรือ "แห่งทรอย" นี้ยังใช้กับวัตถุขนาดเล็กในระบบดาวเคราะห์หรือระบบบริวารอื่นที่อยู่ในตำแหน่งลากรองจ์ด้วย ดาวเคราะห์น้อยตระกูลฮิลดาอยู่ที่ระยะการสั่นพ้อง 2:3 กับดาวพฤหัสบดี นั่นหมายถึง มันจะโคจรรอบดวงอาทิตย์ 3 รอบ ต่อการโคจรของดาวพฤหัสบดี 2 รอบ

ระบบสุริยะชั้นในนี้ยังหมายรวมถึงวัตถุอื่นๆ เช่น ดาวเคราะห์น้อยใกล้โลก ซึ่งดาวเคราะห์น้อยในกลุ่มนี้จำนวนมากมีวงโคจรที่ตัดกับวงโคจรของดาวเคราะห์ชั้นในด้วย

ระบบสุริยะชั้นนอก

บริเวณรอบนอกของระบบสุริยะเป็นถิ่นที่อยู่ของดาวแก๊สยักษ์และบรรดาดาวบริวารของมันที่มีขนาดใหญ่พอจะเป็นดาวเคราะห์ได้ นอกจากนี้ยังมีดาวหางคาบสั้น และเซนทอร์ ที่โคจรอยู่ในย่านนี้เช่นกัน วัตถุตันที่อยู่ในย่านนี้จะมีองค์ประกอบของสสารที่ระเหยง่าย (เช่น น้ำ แอมโมเนีย มีเทน ในทางวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์จะเรียกว่าเป็น น้ำแข็ง) ไม่ค่อยมีส่วนประกอบของสสารประเภทหินเหมือนอย่างเทหวัตถุในระบบสุริยะชั้นใน

ดาวเคราะห์ชั้นนอก

ดูบทความหลักที่ ดาวแก๊สยักษ์

ดาวเคราะห์ชั้นนอก 4 ดวง หรือดาวแก๊สยักษ์ (บางครั้งเรียกว่า ดาวเคราะห์โจเวียน) มีมวลรวมกันถึงกว่า 99% ของมวลสารทั้งหมดที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ ดาวพฤหัสบดีกับดาวเสาร์มีองค์ประกอบเต็มไปด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียม ดาวยูเรนัสกับดาวเนปจูนมีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นน้ำแข็ง นักดาราศาสตร์จำนวนหนึ่งเห็นว่าดาวสองดวงหลังนี้ควรจัดเป็นประเภทเฉพาะของมันเอง คือ "ดาวน้ำแข็งยักษ์"^[57] ดาวแก๊สยักษ์ทั้งสี่มีวงแหวนอยู่รอบตัว แม้เมื่อมองจากโลกจะเห็นได้ชัดแต่เพียงวงแหวนของดาวเสาร์เท่านั้น

ดาวพฤหัสบดี

ดาวพฤหัสบดี (5.2 AU) มีมวลประมาณ 318 เท่าของมวลโลก นับเป็นมวลมหาศาลถึง 2.5 เท่าของมวลรวมทั้งหมดของดาวเคราะห์ที่เหลือรวมกัน ประกอบด้วยก๊าซไฮโดรเจนและฮีเลียมจำนวนมาก ความร้อนที่สูงมากภายในของดาวทำให้เกิดคุณลักษณะแบบกึ่งถาวรหลายประการในสภาพบรรยากาศของดาว เช่นแถบเมฆ และจุดแดงใหญ่ ดาวพฤหัสบดีมีดวงจันทร์บริวารที่รู้จักแล้วทั้งสิ้น 63 ดวง ดวงที่ใหญ่ที่สุด 4 ดวงคือ แกนิมีด คาลลิสโต ไอโอ และยูโรปา มีลักษณะคล้ายคลึงกับลักษณะของดาวเคราะห์ใกล้โลก เช่นมีภูเขาไฟ และมีกระบวนการความร้อนภายในของดาว^[58] ดวงจันทร์แกนิมีดเป็นดาวบริวารที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ มีขนาดใหญ่กว่าดาวพุธเสียอีก

ดาวเสาร์

ดาวเสาร์ (9.5 AU) เป็นดาวเคราะห์ที่โดดเด่นเนื่องจากระบบวงแหวนขนาดใหญ่ที่เห็นได้ชัด ลักษณะของดาวรวมถึงสภาพบรรยากาศคล้ายคลึงกับดาวพฤหัสบดี แต่มีมวลน้อยกว่ามาก โดยมีมวลโดยประมาณ 95 เท่าของมวลโลก ดาวเสาร์มีดวงจันทร์บริวารที่รู้จักแล้ว 60 ดวง (มีอีก 3 ดวงยังไม่ได้รับการรับรอง) ในจำนวนดวงจันทร์ทั้งหมดมีอยู่ 2 ดวงคือ ไททันและเอนซิลาดุส แสดงให้เห็นสัญญาณของการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยา แม้ว่าองค์ประกอบส่วนใหญ่จะเป็นน้ำแข็งก็ตาม^[59] ดวงจันทร์ไททันมีขนาดใหญ่กว่าดาวพุธ และเป็นดวงจันทร์บริวารเพียงดวงเดียวในระบบสุริยะที่มีชั้นบรรยากาศ

ดาวยูเรนัส

ดาวยูเรนัส (19.6 AU) มีขนาดประมาณ 14 เท่าของมวลโลก เป็นดาวเคราะห์มวลน้อยที่สุดในระบบสุริยะชั้นนอก ลักษณะการโคจรของดาวยูเรนัสไม่เหมือนดาวเคราะห์ดวงอื่น มันจะโคจรรอบดวงอาทิตย์แบบตะแคงข้าง โดยมีความเอียงของแกนมากกว่า 90 องศาเมื่อเทียบกับระนาบสุริยวิถี แกนกลางของดาวค่อนข้างเย็นกว่าดาวแก๊สยักษ์ดวงอื่นๆ และแผ่ความร้อนออกมาสู่อวกาศภายนอกเพียงน้อยนิด^[60] ดาวยูเรนัสมีดวงจันทร์บริวารที่รู้จักแล้ว 27 ดวง กลุ่มของดวงจันทร์ขนาดใหญ่ได้แก่ไททาเนีย โอบิรอน อัมเบรียล เอเรียล และมิรันดา

ดาวเนปจูน

ดาวเนปจูน (30 AU) แม้จะมีขนาดเล็กกว่าดาวยูเรนัส แต่มีมวลมากกว่า คือประมาณ 17 เท่าของมวลโลก ดังนั้นมันจึงเป็นดาวที่มีความหนาแน่นมาก ดาวเนปจูนแผ่รังสีความร้อนจากแกนกลางออกมามาก แต่ก็ยังน้อยกว่าดาวพฤหัสบดีหรือดาวเสาร์^[61] เนปจูนมีดวงจันทร์บริวารที่รู้จักแล้ว 13 ดวง ดวงที่ใหญ่ที่สุดคือ ไทรทัน มีสภาพการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาอยู่ เช่นมีน้ำพุร้อนไนโตรเจนเหลว^[62] และเป็นดาวบริวารขนาดใหญ่เพียงดวงเดียวที่มีวงโคจรย้อนถอยหลัง ดาวเนปจูนยังส่งดาวเคราะห์เล็กๆ จำนวนหนึ่งหรือเนปจูนโทรจันเข้าไปในวงโคจรของดวงจันทร์ไทรทันด้วย โดยมีการสั่นพ้องของวงโคจรแบบ 1:1 กับดวงจันทร์

ดาวหาง

ดูบทความหลักที่ ดาวหาง

ดาวหาง เป็นวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะ โดยมากมีขนาดเพียงไม่กี่กิโลเมตรในแนวขวาง ประกอบด้วยสสารจำพวกน้ำแข็งระเหยง่ายเป็นส่วนใหญ่ วงโคจรของดาวหางจะเบี้ยวมาก จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดมักเข้าไปถึงชั้นวงโคจรของดาวเคราะห์ชั้นใน ส่วนจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดอาจออกไปไกลพ้นจากดาวพลูโต เมื่อดาวหางโคจรผ่านเข้ามาในระบบสุริยะชั้นใน ผลกระทบจากดวงอาทิตย์ทำให้พื้นผิวน้ำแข็งของมันระเหยและแตกตัวเป็นประจุ ทำให้เกิดเป็นโคมา คือหางขนาดยาวประกอบด้วยแก๊สและฝุ่นที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

ดาวหางคาบสั้นมีวงโคจรประมาณไม่ถึง 200 ปี ส่วนดาวหางคาบยาวมีวงโคจรนานถึงหลายพันปี เชื่อว่าดาวหางคาบสั้นมีกำเนิดมาจากแถบไคเปอร์ ขณะที่ดาวหางคาบยาวเช่นดาวหางเฮล-บอปป์ น่าจะมีกำเนิดมาจากแถบเมฆออร์ต มีตระกูลของดาวหางอยู่หลายตระกูล เช่น ดาวหางเฉียดดวงอาทิตย์ตระกูล Kreutz เกิดขึ้นจากการแตกตัวออกมาของดาวหางดวงแม่^[63] ดาวหางบางดวงที่มีวงโคจรแบบไฮเพอร์โบลิกอาจจะมีกำเนิดมาจากห้วงอวกาศภายนอกของระบบสุริยะ แต่การคำนวณเส้นทางโคจรที่แน่นอนของพวกมันทำได้ยากมาก^[64] ดาวหางโบราณที่องค์ประกอบอันระเหยได้ได้ถูกขับออกไปจนหมดเนื่องจากความร้อนของดวงอาทิตย์ อาจกลายสภาพไปเป็นดาวเคราะห์น้อยได้^[65]

เซนทอร์

เซนทอร์ คือวัตถุน้ำแข็งคล้ายดาวหางที่มีค่ากึ่งแกนเอกมากกว่าดาวพฤหัสบดี (5.5 AU) แต่น้อยกว่าดาวเนปจูน (30 AU) เซนทอร์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่รู้จัก คือ 10199 ชาริโคล มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 250 กิโลเมตร^[66] เซนทอร์ชิ้นแรกที่ค้นพบคือ 2060 ไครอน ซึ่งเมื่อแรกถูกจัดประเภทว่าเป็นดาวหาง (95P) เพราะมันมีหางโคมาเหมือนกับที่ดาวหางเป็นเมื่อเคลื่อนเข้าใกล้ดวงอาทิตย์.^[67] นักดาราศาสตร์บางกลุ่มจัดประเภทเซนทอร์ให้เป็นวัตถุในแถบไคเปอร์ที่กระจายตัวอยู่รอบใน โดยมีวัตถุแถบไคเปอร์อีกจำนวนหนึ่งกระจายตัวทางรอบนอกออกไปจนถึงแถบหินกระจาย^[68]

ย่านพ้นดาวเนปจูน

ย่านอวกาศที่อยู่เลยดาวเนปจูนออกไป หรือ "ย่านพ้นดาวเนปจูน" ยังเป็นพื้นที่ที่ไม่ค่อยได้รับการสำรวจมากนัก เท่าที่ทราบดูเหมือนจะเป็นบริเวณที่เต็มไปด้วยโลกเล็กๆ (วัตถุขนาดใหญ่ที่สุดในย่านนี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางราวหนึ่งในห้าของโลก และมีมวลน้อยกว่ามวลของดวงจันทร์) ที่ประกอบขึ้นด้วยหินกับน้ำแข็ง บางครั้งก็เรียกย่านนี้ว่า "ย่านระบบสุริยะรอบนอก" ซึ่งจะคล้ายกับความหมายของวัตถุที่อยู่เลยจากแถบดาวเคราะห์น้อย

แถบไคเปอร์

ดูบทความหลักที่ แถบไคเปอร์

แถบไคเปอร์ คือบริเวณของการก่อตัวครั้งแรกในระบบ มีลักษณะเป็นแถบวงแหวนมหึมาของเศษวัตถุกระจัดกระจายคล้ายกับแถบดาวเคราะห์น้อย แต่ส่วนมากวัตถุเหล่านั้นเป็นน้ำแข็ง ครอบคลุมพื้นที่ช่วงที่ห่างดวงอาทิตย์ออกมาตั้งแต่ 30-50 หน่วยดาราศาสตร์ สมาชิกในแถบไคเปอร์ส่วนมากเป็นวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะ แต่ก็มีวัตถุขนาดใหญ่จำนวนหนึ่งในแถบไคเปอร์ เช่น ควาอัวร์ วารูนา และ ออร์กัส ที่สามารถจัดประเภทเป็นดาวเคราะห์แคระ ประมาณว่า มีวัตถุในแถบไคเปอร์มากกว่า 100,000 ชิ้นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 50 กิโลเมตร แต่มวลรวมของวัตถุในแถบไคเปอร์ทั้งหมดมีเพียงประมาณ 1 ใน 10 หรืออาจเพียง 1 ใน 100 เท่าของมวลโลกเท่านั้น^[69]วัตถุในแถบไคเปอร์จำนวนมากที่มีดาวบริวารของตัวเองหลายดวง และส่วนใหญ่จะมีวงโคจรที่อยู่นอกระนาบสุริยวิถี

วัตถุในแถบไคเปอร์สามารถแบ่งได้อย่างหยาบๆ เป็น 2 พวก คือ "แถบดั้งเดิม" และ "กลุ่มสั่นพ้อง" กลุ่มสั่นพ้องมีวงโคจรที่เชื่อมโยงกับดาวเนปจูน (เช่น 2 รอบต่อ 3 รอบโคจรของเนปจูน หรือ 1 รอบต่อ 2) โดยที่การสั่นพ้องของวงโคจรครั้งแรกเกิดขึ้นในวงโคจรของดาวเนปจูนเอง แถบดั้งเดิมประกอบด้วยวัตถุที่ไม่มีการสั่นพ้องของวงโคจรกับดาวเนปจูน มีย่านโคจรอยู่ระหว่าง 39.4 - 47.7 หน่วยดาราศาสตร์.^[70] การจัดประเภทสมาชิกแถบไคเปอร์ดั้งเดิมว่าเป็นพวกคิวบิวาโน เกิดขึ้นหลังจากมีการพ้นพบสมาชิกดวงแรกในกลุ่มนี้ คือ 15760 1992 QB₁ เมื่อวันที่ 30 สิงหาคม ค.ศ. 1992^[71]

พลูโตกับคารอน

ดาวพลูโต (39 AU โดยเฉลี่ย) เป็นดาวเคราะห์แคระ และเป็นวัตถุในแถบไคเปอร์ที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เป็นที่รู้จัก เมื่อแรกที่ค้นพบดาวพลูโตในปี ค.ศ. 1930 มันถูกจัดว่าเป็นดาวเคราะห์ดวงที่เก้า แต่ในปี ค.ศ. 2006 มีการจัดประเภทใหม่หลังจากที่มีการกำหนดคำจำกัดความของ "ดาวเคราะห์" อย่างเป็นทางการ ดาวพลูโตมีความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรประมาณ 17 องศาเทียบกับระนาบสุริยวิถี มีจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดที่ 29.7 AU (ในระดับวงโคจรของดาวเนปจูน) และมีจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดที่ 49.5 AU

คารอน เป็นดวงจันทร์บริวารขนาดใหญ่ที่สุดของดาวพลูโต แต่ยังไม่มีการยืนยันชัดเจนว่ามันจะยังสามารถจัดประเภทเป็นดาวเคราะห์แคระได้หรือไม่ ทั้งพลูโตและคารอนมีจุดศูนย์รวมแรงโน้มถ่วงในการโคจรอยู่ระหว่างกันและกัน ทำให้ดูเหมือนว่า พลูโตกับคารอนเป็นระบบดาวคู่ ยังมีดวงจันทร์ขนาดย่อมกว่าอีก 2 ดวงคือ นิกซ์ และ ไฮดรา โคจรรอบพลูโตกับคารอน

วงโคจรของดาวพลูโตอยู่ในแถบการสั่นพ้อง มีค่าสั่นพ้องวงโคจรกับดาวเนปจูนที่ 3:2 หมายความว่า พลูโตโคจรรอบดวงอาทิตย์ 2 รอบต่อการโคจรของดาวเนปจูน 3 รอบ วัตถุในแถบไคเปอร์ที่ร่วมอยู่ในวงโคจรการสั่นพ้องจะเรียกว่าเป็นพวก พลูติโน^[72]

เฮาเมอากับมาคีมาคี

เฮาเมอา (43.34 AU โดยเฉลี่ย) และมาคีมาคี (45.79 AU โดยเฉลี่ย) เป็นวัตถุดั้งเดิมในแถบไคเปอร์ที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เป็นที่รู้จัก เฮาเมอามีรูปสัณฐานเหมือนไข่ มีดวงจันทร์บริวาร 2 ดวง มาคีมาคีเป็นวัตถุสว่างที่สุดในแถบไคเปอร์รองจากดาวพลูโต แต่เดิมดาวทั้งสองมีชื่อรหัสว่า 2003 EL₆₁ และ 2005 FY₉ ตามลำดับ ต่อมาจึงมีการตั้งชื่อดาว (พร้อมทั้งยกสถานะเป็นดาวเคราะห์แคระ) ในปี ค.ศ. 2008 วงโคจรของดาวทั้งสองยิ่งมีความเยื้องมากกว่าดาวพลูโตเสียอีก (ที่ 28° และ 29°) ^[73] แต่ดาวทั้งสองนี้ไม่ได้รับผลกระทบจากวงโคจรของดาวเนปจูน เพราะอยู่ในย่านที่เป็นสมาชิกดั้งเดิมของแถบไคเปอร์

แถบหินกระจาย

ดูบทความหลักที่ แถบหินกระจาย

แถบหินกระจายมีย่านคาบเกี่ยวกันกับแถบไคเปอร์ แต่แผ่ตัวออกไปทางด้านนอกของระบบเป็นบริเวณกว้าง เชื่อว่าในแถบหินกระจายนี้เป็นต้นกำเนิดของบรรดาดาวหางคาบสั้น วัตถุในแถบหินกระจายถูกแรงโน้มถ่วงรบกวนจากดาวเนปจูนในยุคต้นๆ ผลักไปมาจนทำให้มีวงโคจรที่ไม่แน่นอน โดยมากจะมีจุดโคจรใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดอยู่ในย่านของแถบไคเปอร์ ส่วนจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดอาจอยู่ห่างออกไปถึง 150 หน่วยดาราศาสตร์ วงโคจรของวัตถุในแถบหินกระจายยังมีความเอียงระนาบสูงมากเมื่อเทียบกับระนาบสุริยวิถี บางครั้งถึงกับตั้งฉากกับระนาบนี้เลยก็เป็นได้ นักดาราศาสตร์บางกลุ่มจัดให้แถบหินกระจายเป็นอีกย่านหนึ่งของแถบไคเปอร์ และเรียกวัตถุในแถบหินกระจายว่า "วัตถุกระจายในแถบไคเปอร์"^[74]

อีรีส

อีรีส (68 AU โดยเฉลี่ย) เป็นวัตถุในแถบหินกระจายขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่รู้จัก เป็นต้นเหตุของการถกเถียงกันเรื่องคุณสมบัติของการเป็นดาวเคราะห์ เพราะมันมีขนาดใหญ่กว่าดาวพลูโตอย่างน้อย 5% โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2,400 กิโลเมตร (1,500 ไมล์) ถือเป็นดาวเคราะห์แคระขนาดใหญ่ที่สุดที่เป็นที่รู้จัก^[75] อีรีสมีดวงจันทร์บริวาร 1 ดวง คือ ดิสโนเมีย ลักษณะวงโคจรมีค่าความเยื้องศูนย์กลางค่อนข้างสูงเหมือนกับดาวพลูโต จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดอยู่ที่ประมาณ 38.2 AU (ประมาณระยะวงโคจรของดาวพลูโต) ส่วนจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดอยู่ประมาณ 97.6 AU มีความเอียงกับระนาบสุริยวิถีสูงมาก

ย่านไกลที่สุดของระบบ

เราไม่อาจระบุได้แน่ชัดว่า ระบบสุริยะสิ้นสุดที่จุดไหน หรืออวกาศระหว่างดาวเริ่มต้นขึ้นที่จุดไหน เพราะขอบเขตรอบนอกของระบบเป็นไปด้วยอิทธิพลของแรง 2 ชนิดที่แตกต่างกัน คือ ลมสุริยะ และแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ อิทธิพลด้านนอกสุดของลมสุริยะกินเนื้อที่ออกไปประมาณ 4 เท่าของระยะห่างจากดวงอาทิตย์ถึงดาวพลูโต เรียกว่าขอบเขตเฮลิโอพอส ซึ่งอาจนับเป็นจุดเริ่มต้นของสสารระหว่างดาวก็ได้^[76] อย่างไรก็ดี เชื่อว่าทรงกลมรอชของดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นเนื้อที่ภายใต้อิทธิพลแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ กินพื้นที่ไกลออกไปมากกว่านั้นถึงกว่าหนึ่งพันเท่า

เฮลิโอพอส

บริเวณของเฮลิโอสเฟียร์สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ย่าน ลมสุริยะเคลื่อนที่ไปด้วยความเร็วประมาณ 40,000 กิโลเมตร/วินาที จนกระทั่งมันสลายตัวลงด้วยกระแสของพลาสมาในสสารระหว่างดาว การสลายตัวนี้เกิดขึ้นที่กำแพงกระแทกซึ่งอยู่ที่ระยะประมาณ 80-100 AU จากดวงอาทิตย์ในทิศทางย้อนกระแสลม และประมาณ 200 AU จากดวงอาทิตย์ในทิศทางตามกระแสลม^[77] ที่บริเวณนี้กระแสของลมจะอ่อนลง มวลสารเกาะกลุ่มหนาแน่นขึ้นแล้วกลายเป็นลมหมุน^[77] ทำให้เกิดโครงสร้างรูปไข่ขนาดใหญ่เรียกว่า เฮลิโอชีท (heliosheath) หรือ ฝักสุริยะ ซึ่งมีหน้าตาและพฤติกรรมคล้ายคลึงกับหางของดาวหาง คือทอดแผ่ตัวออกไปไกลถึง 40 AU ทางฝั่งทวนกระแสลม ถ้าเป็นด้านตามกระแสลมจะยิ่งแผ่ออกไปไกลกว่านั้น ทั้งยานวอยเอจเจอร์ 1 และ วอยเอจเจอร์ 2 ต่างรายงานกลับมาว่าได้ผ่านบริเวณกำแพงกระแทกไปแล้วและได้เข้าสู่บริเวณเฮลิโอชีท ที่ระยะประมาณ 94 และ 84 AU ตามลำดับ.^[11][78] ขอบด้านนอกสุดของทรงกลมเฮลิโอสเฟียร์ หรือ เฮลิโอพอส เป็นจุดที่กระแสของลมสุริยะสิ้นกำลังลง และเป็นจุดเริ่มต้นย่านอวกาศระหว่างดาว^[76]

ลักษณะรูปร่างและทรงของขอบนอกของเฮลิโอสเฟียร์เป็นผลจากการถูกกระทบด้วยปฏิกิริยาพลศาสตร์ของไหลจากสสารระหว่างดาว^[77] และจากสนามแม่เหล็กสุริยะที่มีอยู่อย่างมากในทางตอนใต้ ทางซีกด้านบนจะเป็นทรงมนมีความกว้างประมาณ 9 AU (ราว 900 ล้านไมล์) ซึ่งกว้างกว่าครึ่งซีกล่าง พ้นจากเขตแดนเฮลิโอพอส ที่ระยะประมาณ 230 AU เป็นตำแหน่งโบว์ชอค ซึ่งพลาสมาจากดวงอาทิตย์จะละทิ้งระบบและเดินทางไปในดินแดนอื่นในทางช้างเผือก^[79]

ยังไม่เคยมียานอวกาศลำใดเดินทางพ้นออกไปจากเฮลิโอพอสเลย จึงไม่อาจรู้ได้แน่ชัดถึงสภาวะเงื่อนไขในอวกาศระหว่างดาว คาดว่ายานอวกาศวอยเอจเจอร์ขององค์การนาซาจะเดินทางออกจากเฮลิโอพอสในราวหนึ่งทศวรรษข้างหน้า และจะส่งข้อมูลอันมีค่าเกี่ยวกับระดับของรังสีและลมสุริยะกลับมายังโลก^[80] เพราะความเข้าใจเกี่ยวกับการที่เกราะเฮลิโอสเฟียร์ช่วยปกป้องระบบสุริยะเอาไว้จากรังสีคอสมิกยังมีอยู่น้อยมาก ทีมงานหนึ่งได้รับเงินทุนสนับสนุนจากนาซาได้พัฒนาแนวคิดโครงการ "Vision Mission" ขึ้น มีภารกิจหลักเกี่ยวกับการส่งยานอวกาศไปในเฮลิโอสเฟียร์^[81][82]

เมฆออร์ต

ดูบทความหลักที่ เมฆออร์ต

เมฆออร์ต เป็นข้อสมมุติฐานถึงกลุ่มมวลขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยวัตถุน้ำแข็งนับล้านล้านชิ้นที่เชื่อว่าเป็นแหล่งกำเนิดของดาวหางคาบยาว และครอบคลุมบริเวณรอบนอกของระบบสุริยะเอาไว้ในระยะทางประมาณ 50,000 AU (ประมาณ 1 ปีแสง) หรืออาจกว้างได้ถึง 100,000 AU (1.87 ปีแสง) เชื่อว่าองค์ประกอบของมันคือดาวหางที่ถูกดีดออกมาจากระบบสุริยะชั้นในด้วยปฏิกิริยาแรงโน้มถ่วงกับดาวเคราะห์ชั้นนอก วัตถุในเมฆออร์ตมีการเคลื่อนที่ต่ำมาก และอาจถูกกระทบกระทั่งเส้นทางด้วยเหตุการณ์บางอย่างที่ไม่เกิดขึ้นบ่อยนัก เช่นการปะทะ แรงโน้มถ่วงรบกวนจากดาวที่เคลื่อนผ่าน หรือแรงดึงดูดระหว่างดาราจักร เช่นแรงไทดัลของทางช้างเผือก^[83][84]

เซดนา

90377 เซดนา (525.86 AU โดยเฉลี่ย) เป็นวัตถุขนาดใหญ่คล้ายดาวพลูโต มีสีแดง และมีวงโคจรวงรีขนาดใหญ่มากที่มีจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดที่ 76 AU ส่วนจุดไกลที่สุดอยู่ที่ 928 AU ใช้เวลาในการโคจรรอบละ 12,050 ปี ไมเคิล อี. บราวน์ เป็นผู้ค้นพบดาวนี้เมื่อปี ค.ศ. 2003 เขาคิดว่ามันไม่น่าจะเป็นสมาชิกทั้งของแถบหินกระจายหรือแถบไคเปอร์ เพราะจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดยังอยู่ห่างเกินกว่าจะเป็นวัตถุที่ถูกดีดออกมาด้วยแรงโน้มถ่วงของดาวเนปจูน เขากับนักดาราศาสตร์คนอื่นๆ เห็นว่ามันน่าจะเป็นวัตถุชิ้นแรกในกลุ่มประชากรใหม่ของระบบ ซึ่งน่าจะรวมถึง 2000 CR₁₀₅ ซึ่งมีจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดที่ 45 AU และจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดที่ 415 AU มีรอบการโคจร 3,420 ปี^[85] บราวน์เรียกประชากรใหม่ของระบบเหล่านี้ว่า "เมฆออร์ตกลุ่มใน" เพราะมันอาจมีลักษณะเช่นเดียวกัน แม้ว่าจะอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าก็ตาม^[86] มีความเป็นไปได้ที่เซดนาจะเป็นดาวเคราะห์แคระ แม้จะยังต้องพิสูจน์ถึงสัณฐานของมันเสียก่อน

ขอบนอก

ยังมีสิ่งต่างๆ อีกมากมายในระบบสุริยะที่เรายังไม่รู้จัก ประมาณว่า สนามแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์มีอิทธิพลครอบคลุมดาวฤกษ์ต่างๆ ในย่านใกล้เคียงเป็นระยะทางราว 2 ปีแสง (125,000 AU) รัศมีต่ำสุดของเมฆออร์ตที่ประมาณกันไว้น่าจะไม่ต่ำกว่า 50,000 AU^[87] แม้จะมีการค้นพบที่น่าประหลาดใจเช่นการค้นพบเซดนา แต่ย่านอวกาศระหว่างแถบไคเปอร์กับเมฆออร์ตซึ่งกินเนื้อที่กว้างในรัศมีหลายหมื่นหน่วยดาราศาสตร์ก็ยังไม่สามารถสำรวจและจัดทำแผนผังออกมาได้ นอกจากนี้ยังมีการศึกษาสำรวจเพิ่มเติมสำหรับดินแดนระหว่างดาวพุธกับดวงอาทิตย์^[88] เราอาจจะได้ค้นพบวัตถุต่างๆ อีกมากในย่านต่างๆ ของระบบสุริยะที่ยังไม่ได้จัดทำแผนผังเอาไว้

บริบทเชิงดาราจักร

ระบบสุริยะตั้งอยู่ในดาราจักรทางช้างเผือก ซึ่งเป็นดาราจักรชนิดก้นหอยมีคาน มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 100,000 ปีแสง มีดาวฤกษ์สมาชิกประมาณ 200,000 ล้านดวง^[89] ดวงอาทิตย์ของเราเป็นดาวฤกษ์สมาชิกดวงหนึ่งที่ตั้งอยู่ทางแขนก้นหอยด้านนอกของทางช้างเผือก ในส่วนที่เรียกกันว่า แขนโอไรออน หรือสเปอร์ท้องถิ่น^[90] ห่างจากบริเวณศูนย์กลางของดาราจักรประมาณ 25,000 ถึง 28,000 ปีแสง ความเร็วที่เคลื่อนที่ภายในดาราจักรอยู่ที่ประมาณ 220 กิโลเมตรต่อวินาที ดังนั้นมันจะเคลื่อนที่วนครบหนึ่งรอบในเวลา 225-250 ล้านปี การวนครบรอบนี้เรียกกันว่าเป็น ปีดาราจักร ของระบบสุริยะ^[91]

ตำแหน่งของระบบสุริยะในดาราจักรน่าจะเป็นองค์ประกอบสำคัญต่อวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลก เพราะวงโคจรของมันจะค่อนข้างเป็นวงกลม และมีระดับความเร็วพอกันกับแขนก้นหอยของดาราจักร ซึ่งแสดงว่ามันไม่ได้เคลื่อนผ่านไปในดาราจักรมากนัก แขนก้นหอยนี้เป็นถิ่นที่อยู่ของเทหวัตถุที่กว่าจะกลายเป็นซูเปอร์โนวาก็ต้องใช้เวลาอีกนาน ทำให้โลกมีเวลาอันยาวนานที่จะสร้างสภาวะเสถียรภาพมากพอสำหรับการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต^[92] นอกจากนี้ระบบสุริยะยังตั้งอยู่นอกเขตแดนอันหนาแน่นของดาวฤกษ์ในใจกลางดาราจักร ที่บริเวณใจกลางนั้นจะมีแรงโน้มถ่วงรบกวนจากดาวฤกษ์ใกล้เคียงสูงมาก ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อวัตถุในเขตเมฆออร์ต อันจะทำให้เกิดดาวหางมากมายพุ่งเข้าสู่ระบบสุริยะชั้นในได้ ทำให้เกิดการปะทะที่อาจสร้างสภาวะอันไม่เหมาะสมต่อชีวิต ปริมาณรังสีเข้มข้นที่ใจกลางดาราจักรก็อาจส่งผลรบกวนต่อวิวัฒนาการของชีวิตอันซับซ้อนด้วย^[92] ถึงกระนั้นในตำแหน่งของระบบสุริยะปัจจุบัน ก็มีนักวิทยาศาสตร์บางส่วนตั้งทฤษฎีว่าเคยเกิดซูเปอร์โนวามาก่อน และส่งผลกระทบในทางกลับกันกับข้อสมมุติฐานก่อนหน้านั้น คือในช่วง 35,000 ปีสุดท้ายมานี้แรงระเบิดจากซูเปอร์โนวาได้แพร่กระจายสสารในแกนกลางของมันออกมายังดวงอาทิตย์ในรูปของฝุ่นกัมมันตรังสี รวมถึงชิ้นส่วนขนาดใหญ่ที่คล้ายดาวหาง^[93]

ย่านใกล้เคียง

ย่านใกล้เคียงในดาราจักรที่อยู่ติดกันกับดาราจักรของเรา มีชื่อเรียกว่า เมฆระหว่างดาวท้องถิ่น (Local Intersteller Cloud) หรือ ฟลัฟฟ์ท้องถิ่น (Local Fluff) เป็นบริเวณที่มีเมฆหนาแน่นซึ่งตั้งอยู่ใน ฟองท้องถิ่น อันเป็นห้วงอวกาศที่ค่อนข้างโปร่งรูปร่างคล้ายนาฬิกาทรายอยู่ในสสารระหว่างดาว กินเนื้อที่กว้างประมาณ 300 ปีแสง ในฟองท้องถิ่นนี้เต็มไปด้วยพลาสมาอุณหภูมิสูงซึ่งเชื่อว่าน่าจะเป็นส่วนที่หลงเหลืออยู่จากซูเปอร์โนวาครั้งล่าสุดที่เกิดขึ้น^[94]

ทิศทางที่ดวงอาทิตย์เคลื่อนไปในอวกาศระหว่างดาวเรียกว่า โซลาร์เอเพกซ์ (solar apex) อยู่ใกล้กับกลุ่มดาวเฮอร์คิวลีสในทิศทางเดียวกับตำแหน่งปัจจุบันของดาวเวกา^[95]

มีดาวฤกษ์อยู่ค่อนข้างน้อยในช่วงระยะ 10 ปีแสง (ประมาณ 95 ล้านล้านกิโลเมตร) จากดวงอาทิตย์ ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ที่สุดคือระบบดาวสามดวง อัลฟาคนครึ่งม้า ซึ่งอยู่ห่างออกไป 4.4 ปีแสง อัลฟาคนครึ่งม้า เอ และ บี เป็นดาวคู่ที่มีลักษณะคล้ายดวงอาทิตย์ มีดาวแคระแดงขนาดเล็กชื่อ อัลฟาคนครึ่งม้า ซี (หรือดาวพร็อกซิมาคนครึ่งม้า) โคจรรอบดาวคู่ทั้งสองนั้นที่ระยะห่าง 0.2 ปีแสง ดาวฤกษ์อื่นที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ในลำดับถัดออกไปได้แก่ดาวแคระแดงบาร์นาร์ด (5.9 ปีแสง) ดาววูลฟ์ 359 (7.8 ปีแสง) และ ดาวลาลังเดอ 21185 (8.3 ปีแสง) ดาวฤกษ์ดวงใหญ่ที่สุดในระยะ 10 ปีแสงจากดวงอาทิตย์ได้แก่ ดาวซิริอุสเป็นดาวฤกษ์สว่างบนแถบลำดับหลักที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ราว 2 เท่า มีดาวแคระขาวชื่อ ซิริอุส บี โคจรอยู่รอบๆ ห่างจากดวงอาทิตย์ของเราไป 8.6 ปีแสง ระบบอื่นๆ ที่มีอยู่ในระยะ 10 ปีแสงได้แก่ ระบบดาวแคระแดงคู่ Luyten 726-8 (8.7 ปีแสง) ดาวแคระแดงเดี่ยว Ross 154 (9.7 ปีแสง) ^[96] สำหรับดาวฤกษ์เดี่ยวที่มีลักษณะคล้ายคลึงกับดวงอาทิตย์ที่อยู่ใกล้ที่สุดคือ Tau Ceti อยู่ห่างออกไป 11.9 ปีแสง มันมีมวลประมาณ 80% ของมวลดวงอาทิตย์ แต่มีความส่องสว่างเพียง 60% ของดวงอาทิตย์เท่านั้น^[97] ดาวเคราะห์นอกระบบที่อยู่ใกล้ที่สุดเท่าที่รู้จัก เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ในระบบดาวของ เอปไซลอนแม่น้ำ ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่ค่อนข้างหรี่จางและมีสีแดงกว่าดวงอาทิตย์ อยู่ห่างออกไป 10.5 ปีแสง มีดาวเคราะห์ในระบบที่ได้รับการยืนยันแล้ว 1 ดวง คือ เอปไซลอนแม่น้ำ บี มีขนาดราว 1.5 เท่าของมวลของดาวพฤหัสบดี คาบโคจรรอบดาวฤกษ์แม่ของมันใช้เวลา 6.9 ปี^[98]

ที่มา- วิกิพีเดีย