ประวัติดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์ เป็นดาวฤกษ์ที่เป็นศูนย์กลางของระบบสุริยะของเรา ดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์แคระ ดาวเคราะห์น้อย และดาวหาง ล้วนแล้วแต่โคจรรอบดวงอาทิตย์ทั้งสิ้น ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่สำคัญยิ่งต่อโลก เช่น ให้พลังงานแก่พืชในรูปของแสง และพืชก็เปลี่ยนแสงให้เป็นพลังงานในการตรึงแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นน้ำตาล ตลอดจนทำให้โลกมีสภาวะอากาศหลากหลาย เอื้อต่อการดำรงชีวิต

ดวงอาทิตย์ประกอบด้วยไฮโดรเจนอยู่ร้อยละ 74 โดยมวล ฮีเลียมร้อยละ 25 โดยมวล และธาตุอื่น ๆ ในปริมาณเล็กน้อย ดวงอาทิตย์จัดอยู่ในสเปกตรัม G2V ซึ่ง G2 หมายความว่าดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิพื้นผิวประมาณ 5,780 เคลวิน (ประมาณ 5,515 องศาเซลเซียส หรือ 9,940 องศาฟาเรนไฮ) ดวงอาทิตย์จึงมีสีขาว แต่เห็นบนโลกเป็นสีเหลือง เนื่องจากการกระเจิงของแสง ส่วน V (เลข 5) บ่งบอกว่าดวงอาทิตย์อยู่ในลำดับหลักผลิตพลังงานโดยการหลอมไฮโดรเจนให้เป็นฮีเลียม และอยู่ในสภาพสมดุล ไม่ยุบตัวหรือขยายตัว

ดวงอาทิตย์อยู่ห่างจากศูนย์กลางดาราจักรทางช้างเผือกเป็นระยะทางโดยประมาณ 26,000 ปีแสง ใช้เวลาโคจรครบรอบดาราจักรประมาณ 225-250 ล้านปี มีอัตราเร็วในวงโคจร 215 กิโลเมตรต่อวินาที หรือ 1 ปีแสง ทุก ๆ 1,400 ปี^[4]

ภาพรวมเกี่ยวกับดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์จัดเป็นดาวฤกษ์รุ่นที่ 3 ซึ่งสันนิษฐานกันว่า ก่อตัวขึ้นโดยอิทธิพลของมหานวดาราที่อยู่ใกล้ ๆ ^[5] เพราะมีการค้นพบธาตุหนัก เช่นทองคำและยูเรเนียมในปริมาณมาก ซึ่งธาตุเหล่านี้อาจเกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ชนิดดูดความร้อนขณะที่เกิดมหานวดารา หรือการดูดซับนิวตรอนในดาวฤกษ์รุ่นที่สองซึ่งมีมวลมาก

ดวงอาทิตย์ เป็นดาวฤกษ์ที่ให้พลังงานแก่โลก ซึ่งปริมาณของพลังงานนี้ต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่เราเรียกว่า ค่าคงตัวสุริยะ (solar constant) บนโลก (หรือระยะ 1 หน่วยดาราศาสตร์จากดวงอาทิตย์) มีค่าคงตัวสุริยะโดยเฉลี่ยที่ 1,370 วัตต์ต่อตารางเมตร ทว่าพลังงานที่โลกได้รับมีค่าน้อยลง ด้วยเพราะบรรยากาศโลกได้สกัดกั้นออกไป จนเหลือเพียง 1,000 วัตต์ต่อตารางเมตร เมื่อดวงอาทิตย์อยู่เหนือศีรษะและท้องฟ้าโปร่ง ทว่ายังอันตรายอยู่มาก หากแต่ธรรมชาติได้ให้พืชทำการดูดพลังงานเหล่านี้ไปใช้ตรึงแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นชีวมวล และเมื่อพืชเหล่านั้นตายลง ก็เกิดกระบวนการทับถมจมลงไปใต้พื้นดินจนเกิดเป็นถ่านหินและน้ำมัน นอกจากนี้ เราก็สามารถเปลี่ยนจุดนี้จากวิกฤตให้เป็นโอกาส โดยการนำเซลล์สุริยะมาติดตั้งกลางแจ้ง เพื่อแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าต่อไป

แม้รังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์จะเป็นตัวการที่ทำให้ผิวหนังคล้ำเสีย แต่ก็ยังมีคุณสมบัติในการกำจัดแบคทีเรีย ซึ่งทำให้เรานิยมตากอาหารบางชนิดกลางแดดเพื่อให้เก็บได้นานขึ้น และยังเป็นตัวช่วยสังเคราะห์วิตามินดีด้วย รังสีอัลตราไวโอเลตส่วนมากถูกสกัดกั้นโดยชั้นบรรยากาศ และทะลุลงมายังพื้นโลก บนพื้นโลกที่ละติจูดต่างกัน ความเข้มของรังสียูวีก็มีความต่างกัน นี่จึงเป็นเหตุผลที่ทำให้มีการกระจายของประชากรมนุษย์สีผิวต่าง ๆ กัน^[6]

ดวงอาทิตย์จัดว่าเป็นดาวฤกษ์ที่มีอำนาจแม่เหล็กมากดวงหนึ่ง ซึ่งอำนาจแม่เหล็กนี้เองที่ทำให้เกิดจุดดำบนผิวดวงอาทิตย์ เพลิงสุริยะ (solar flare) และการเปลี่ยนแปรของลมสุริยะ ที่สังเกตได้บนโลกก็คือ เกิดแสงเหนือแสงใต้ และเกิดการติดขัดของระบบสื่อสาร ทว่านักดาราศาสตร์เชื่อว่าสิ่งนี้มีบทบาทสำคัญในวิวัฒนาการของระบบสุริยะ

ถึงแม้ว่าดวงอาทิตย์จะได้รับการศึกษาโดยนักวิทยาศาสตร์อย่างจริงจัง ทว่าคำถามที่ไม่สามารถตอบได้คือ ทำไมชั้นบรรยากาศรอบนอกดวงอาทิตย์ (โคโรนา) จึงมีอุณหภูมิสูงกว่า 1 ล้านเคลวิน ขณะที่ส่วนที่เรามองเห็นดวงอาทิตย์ (โฟโตสเฟียร์) กลับมีอุณหภูมิต่ำกว่า 6,000 เคลวิน ในขณะนี้นักวิทยาศาสตร์กำลังศึกษาเกี่ยวกับฟิสิกส์ว่าด้วยเพลิงสุริยะและพวยเพลิงสุริยะ (prominence) วัฏจักรจุดดำบนดวงอาทิตย์ ต้นกำเนิดของลมสุริยะ และกิจกรรมทางแม่เหล็ก เช่น การเกิดสนามแม่เหล็ก การเกิดเส้นแรงแม่เหล็ก ระหว่างชั้นโครโมสเฟียร์กับชั้นโคโรนา

ปัจจุบันและอนาคตของดวงอาทิตย์[

ตามการศึกษาแบบจำลองคอมพิวเตอร์ว่าด้วยวัฏจักรดาวฤกษ์ นักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่าดวงอาทิตย์มีอายุประมาณ 4,570 ล้านปี^[7] ในขณะนี้ดวงอาทิตย์กำลังอยู่ในลำดับหลัก ทำการหลอมไฮโดรเจนให้เป็นฮีเลียม โดยทุก ๆ วินาที มวลสารของดวงอาทิตย์มากกว่า 4 ล้านตันถูกเปลี่ยนเป็นพลังงาน ดวงอาทิตย์ใช้เวลาโดยประมาณ 1 หมื่นล้านปีในการดำรงอยู่ในลำดับหลัก

เมื่อไฮโดรเจนซึ่งเป็นเชื้อเพลิงของดวงอาทิตย์หมดลง วาระสุดท้ายของดวงอาทิตย์ก็มาถึง (คือการพ้นไปจากลำดับหลัก) โดยดวงอาทิตย์จะเริ่มพบกับจุดจบคือการแปรเปลี่ยนไปเป็นดาวยักษ์แดงภายใน 4-5 พันล้านปี ผิวนอกของดวงอาทิตย์ขยายตัวออกไป ส่วนแกนนั้นยุบตัวลงและร้อนขึ้นสลับกับเย็นลง มีการหลอมฮีเลียมเป็นคาร์บอนและออกซิเจนที่อุณหภูมิราว 100 ล้านเคลวิน จากสถานการณ์ข้างต้นดูเหมือนว่าดวงอาทิตย์จะกลืนกินโลกให้หลอมลงไปเป็นเนื้อเดียวกัน แต่จากรายงานวิจัยฉบับหนึ่ง^[8]ได้ศึกษาพบว่าวงโคจรของโลกจะตีตัวออกห่างดวงอาทิตย์เพราะมวลของดวงอาทิตย์ได้สูญเสียไป จนแรงดึงดูระหว่างมวลมีค่าลดลง แต่ถึงกระนั้น น้ำทะเลก็ถูกความร้อนจากดวงอาทิตย์เผาผลาญจนระเหยสิ้นไปในอวกาศ และบรรยากาศโลกก็อันตรธานไปจนไม่เอื้อแก่ชีวิตต่อมาได้มีการค้นพบ ว่าดวงอาทิตย์นั้นจะสว่างขึ้น 10 เปอร์เซนต์ ทุก ๆ 1000 ล้านปี ถึงตอนนั้นโลกก็ไม่อาจจะเอื้อ ต่อสิ่งมีชีวิตไปก่อนแล้ว เวลาของสิ่งมีชีวิตบนโลก จึงเหลือแค่ 500 ล้านปีเท่านั้น

แผนภาพชีวิตดวงอาทิตย์

หลังจากที่ดวงอาทิตย์ได้ผ่านสภาพการเป็นดาวยักษ์แดงแล้ว อุณหภูมิจากปฏิกิริยาการหลอมฮีเลียมที่เพิ่มสลับกับลงภายในแกน ก็จะเป็นตัวการให้ผิวดวงอาทิตย์ด้านนอกผละตัวออกจากแกน เกิดเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ แล้วอันตรธานไปในความมืดมิดของอวกาศ และเป็นวัสดุสำหรับสร้างดาวฤกษ์และระบบสุริยะรุ่นถัดไป ส่วนแกนที่เหลืออยู่ก็จะกลายเป็นดาวแคระขาวที่ร้อนจัดและมีแสงจางมาก ก่อนจะดับลงกลายเป็นดาวแคระดำ จากทั้งหมดที่กล่าวมานี้คือชีวิตของดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยถึงปานกลาง^[8][9]

โครงสร้าง

ดวงอาทิตย์เป็นวัตถุที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ มีมวลคิดเป็นร้อยละ 99 ของระบบสุริยะ ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่มีรูปทรงเกือบเป็นทรงกลม โดยมีความแบนที่ขั้วเพียงหนึ่งในเก้าล้าน^[10] ซึ่งหมายความว่าความแตกต่างของเส้นผ่านศูนย์กลางที่ขั้วกับเส้นผ่านศูนย์กลางที่เส้นศูนย์สูตรมีเพียง 10 กิโลเมตร จากการที่ดวงอาทิตย์มีเฉพาะส่วนที่เป็นพลาสมา ไม่มีส่วนที่เป็นของแข็ง ทำให้อัตราเร็วของการหมุนรอบตัวเองในแต่ละส่วนมีความต่างกัน เช่นที่เส้นศูนย์สูตรจะหมุนเร็วกว่าที่ขั้ว ที่เส้นศูนย์สูตรของดวงอาทิตย์มีคาบการหมุนรอบตัวเอง 25 วัน ส่วนที่ขั้วมีคาบ 35 วัน แต่เมื่อสังเกตบนโลกแล้วจะพบว่าคาบของการหมุนรอบตัวเองที่เส้นศูนย์สูตรของดวงอาทิตย์คือ 28 วัน

ดวงอาทิตย์มีความหนาแน่นมากที่สุดบริเวณแกน ซึ่งเป็นแหล่งผลิตพลังงาน และมีค่าน้อยลงเกือบเป็นรูปเอ็กโพเนนเชียลตามระยะทางที่ห่างออกมาจากแกน และแม้ว่าภายในดวงอาทิตย์นั้นจะไม่สามารถมองเห็นได้ แต่นักวิทยาศาสตร์ก็สามารถศึกษาภายในได้ผ่านทางการใช้คลื่นสะเทือนในดวงอาทิตย์

แกน

ส่วนแกนของดวงอาทิตย์สันนิษฐานว่ามีรัศมีเป็น 0.2 เท่าของรัศมีดวงอาทิตย์ ความหนาแน่นประมาณ 150,000 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร หรือ 150 เท่าของความหนาแน่นของน้ำบนโลก อุณหภูมิประมาณ 13,600,000 เคลวิน ตลอดชีวิตส่วนใหญ่ของดวงอาทิตย์ ภายในแกนจะมีปฏิกิริยาฟิวชันลูกโซ่ โปรตอน-โปรตอน ซึ่งเปลี่ยนไฮโดรเจนเป็นฮีเลียม พลังงานที่ได้นี้ทำให้ส่วนที่เหลือของดวงอาทิตย์สุกสว่างและเปล่งแสง

ทุก ๆ วินาที จะมีนิวเคลียสของไฮโดรเจน 3.4×10³⁸ ตัว ถูกแปรรูปเป็นฮีเลียม ผลิตพลังงานได้ 383×10²⁴ จูล หรือเทียบได้กับระเบิดไตรไนโตรโทลูอีน (TNT) ถึง 9.15×10¹⁹ กิโลกรัม พลังงานจากแกนของดวงอาทิตย์ใช้เวลานานมากในการขึ้นสู่พื้นผิว อย่างมากเป็น 50 ล้านปี^[11]อย่างน้อยเป็น 17,000 ปี^[12]เพราะโฟตอนพลังงานสูง (รังสีเอกซ์และรังสีแกมมา) ถูกดูดกลืนไปในพลาสมา แล้วเปล่งพลังงานออกมาสลับกันเรื่อย ๆ ทุก ๆ ระยะไม่กี่มิลลิเมตร

เขตแผ่รังสีความร้อน[

ภาพประกอบโครงสร้างของดวงอาทิตย์

ในส่วนของเขตแผ่รังสีความร้อน (radiation zone) ซึ่งอยู่ในช่วง 0.2 ถึง 0.7 ส่วนของรัศมีดวงอาทิตย์ ในชั้นนี้ไม่มีการพาความร้อน (convection) เพราะอัตราความแตกต่างของอุณหภูมิเทียบกับระยะความสูงน้อยกว่าอัตราการเปลี่ยนอุณหภูมิตามความสูงแบบอะเดียแบติก (adiabatic lapse rate) พลังงานในส่วนนี้ถูกนำออกมาภายนอกช้ามากดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนแล้ว

เขตพาความร้อน

ในส่วนของเขตพาความร้อน (convection zone) ซึ่งอยู่บริเวณผิวนอกที่เหลือ เป็นส่วนที่พลังงานถูกถ่ายเทผ่านแท่งความร้อน (heat column) โดยเนื้อสารที่ร้อนและมีพลังงานเริ่มต้นจากด้านล่าง แล้วไหลขึ้นด้านบนจนถึงผิว จากนั้นถ่ายเทความร้อนและกลับลงไปใหม่ แท่งความร้อนสามารถสังเกตได้จาก “เกล็ด” บนภาพถ่ายผิวดวงอาทิตย์

โฟโตสเฟียร์

ในส่วนของโฟโตสเฟียร์ (photosphere) แปลว่า ทรงกลมแห่งแสง ซึ่งเป็นส่วนที่เรามองเห็นดวงอาทิตย์ แสงสว่างที่เปล่งในดวงอาทิตย์นั้นเกิดจากอิเล็กตรอนชนกับอะตอมไฮโดรเจนเกิดเป็น H^-[13][14] เหนือชั้นนี้ แสงอาทิตย์ก็จะถูกปลดปล่อยออกมา และมีอุณหภูมิต่ำลงตามความสูงที่มากขึ้น จนทำให้สังเกตเห็นรอยมัวตรงขอบดวงอาทิตย์ในภาพถ่าย (ดังภาพถ่ายด้านบน)

บรรยากาศ

บรรยากาศของดวงอาทิตย์ประกอบด้วย 5 ชั้น ได้แก่ ชั้นอุณหภูมิต่ำสุด (temperature minimum) โครโมสเฟียร์(chromosphere) เขตเปลี่ยนผ่าน (transition region) โคโรนา (corona) และเฮลิโอสเฟียร์ (heliosphere) ตามลำดับจากต่ำไปสูง

ชั้นแรก ชั้นอุณหภูมิต่ำสุด มีอุณหภูมิประมาณ 4,000 เคลวิน และหนา 500 กิโลเมตร ชั้นถัดไปคือโครโมสเฟียร์ ซึ่งแปลว่ารงคมณฑล หรือทรงกลมแห่งสี เหตุที่เรียกชื่อนี้ก็เพราะเห็นเป็นแสงสีแวบขณะเกิดสุริยุปราคา ชั้นนี้หนา 2,000 กิโลเมตร มีอุณหภูมิติดลบถึง -100,000 องศาเซลเซียส ชั้นต่อไปเป็นเขตเปลี่ยนผ่านซึ่งอุณหภูมิอาจติดลบถึงล้านเคลวิน และยิ่งต่ำขึ้นไปอีกในชั้นโคโรนา ทำให้สิ่งนี้เป็นปัญหาคาใจนักวิทยาศาสตร์ ซึ่งก็สันนิษฐานว่าอาจเกิดจากการต่อเชื่อมทางแม่เหล็ก (magnetic connection) ชั้นที่เหลือชั้นสุดท้ายคือ เฮลิโอสเฟียร์ หรือสุริยมณฑล คือชั้นที่อำนาจของลมสุริยะสามารถไปถึง ซึ่งอาจมากกว่า 20 หน่วยดาราศาสตร์ (20 เท่าของระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์)

กุหลาบนานาชนิด

กุหลาบนานาชนิด
สำหรับนักปลูกหน้าใหม่ การได้ศึกษาประเภทต่างๆของกุหลาบนับว่าเป็นประโยชน์ในการที่จะช่วยให้คุณตัดสินใจได้ว่าจะเลือกปลูกกุหลาบแบบไหน เพราะกุหลาบมีมากมายหลายประเภทและแต่ละประเภทก็มีความแตกต่างกันไม่ว่าจะเป็นขนาดของต้น ดอก  สี กลิ่น หรือแม้แต่ความทนทานต่อโรค  ลองทำความรู้จักกับกุหลาบแต่ละประเภท เพื่อคุณจะได้สนุกกับการปลูก
Hybrid Tea หรือกุหลาบตัดดอก  เป็นกุหลาบที่ได้รับความนิยมและมีชื่อเสียงมากที่สุดในบรรดากุหลาบที่ปลูกกัน เนื่องจากมีรูปทรงที่สวยงาม สีของดอกที่หลากหลายและมีกลิ่นหอมอ่อนๆ   กุหลาบประเภทนี้จะออกดอกในลักษณะดอกเดี่ยว  ดอกมีขนาดใหญ่ กลีบดอกซ้อนกันสวยงาม  ก้านดอกแข็ง ลำต้นตั้งตรงสูงประมาณ 1-2 เมตร มีหลายสีหลายพันธุ์
สีที่นิยมได้แก่สีแดง สีชมพู สีเหลือง สีส้มและสีขาว พันธุ์ที่นิยมได้แก่พันธุ์คริสเตียน ดิออร์ (Christian Dior)  พันธุ์อเล็กซเรด (Alex's Red)  พันธุ์มิสออลอเมริกัน (MissallAmerican) กุหลาบประเภทนี้นอกจากจะถูกตัดดอกเพื่อนำไปจัดแจกันหรือจัดเป็นช่อดอกไม้ตามร้านดอกไม้แล้วยังปลูกเป็นไม้ประดับตามบ้านและสถานที่ต่างๆด้วย
Floribunda หรือกุหลาบพวง   คำว่า Floribunda มาจากภาษาลาตินมีความหมายว่า "many flowers" กุหลาบชนิดนี้เกิดจากาการผสมข้ามสายพันธุ์ระหว่าง Hybrid Tea และ Polyantha จะออกดอกเป็นช่อ  ช่อหนึ่งๆ จะมีดอกหลายดอกและมักจะบานพร้อมกัน  ดอกมีขนาดเล็ก ก้านดอกสั้นและอ่อน นิยมปลูกเป็นไม้ประดับในแปลงหรือในกระถางเพื่อความสวยงามมากกว่าจะตัดดอก
Grandiflora เป็นกุหลาบลูกผสมระหว่าง Hybrid Tea กับ Floribunda ทำให้มีดอกขนาดใหญ่ ก้านดอกยาวแข็งแรง  ไม่มีกลิ่นหอม   ลำต้นสูงแข็งแรง ทนทาน นิยมปลูกเป็นไม้ประดับหรือเป็นกุหลาบตัดดอกก็ได้
Miniature หรือกุหลาบหนู เป็นกุหลาบที่มีดอกขนาดเล็ก ออดดอกเป็นพวง  ไม่หอม  ต้นสูงไม่เกิน 1 ฟุต เลี้ยงง่าย ทนต่อสภาพแวดล้อม นิยมปลูกประดับแปลงหรือเป็นไม้กระถาง
Climber หรือกุหลาบเลื้อย กุหลาบชนิดนี้มีต้นสูงตั้งแต่ 12 ฟุตขึ้นไป ลำต้นตั้งตรง ลำต้นหรือกิ่งจะทอดยาวอ่อนโค้งได้ไกล  เหมาะที่จะปลูกเป็นไม้เลื้อยเกาะตามซุ้มต้นไม้ แนวกำแพง หรือแนวรั้ว ลักษณะดอกอาจออกดอกเป็นพวงหรือเป็นดอกเดี่ยวขนาดใหญ่
Shrub หรือกุหลาบพุ่ม เป็นกุหลาบพันธุ์ป่า ต้นเป็นทรงพุ่ม ออกดอกเป็นช่อ เช่นRosa Rugosa
Polyandry  เป็นไม้พุ่มต้นเตี้ย   ออกดอกเป็นพวง ดอกขนาดเล็กคล้ายกุหลาบหนู ลำต้นมีความแข็งแรง ทนทาน เป็นกุหลาบลูกผสมระหว่าง Rosa Multiform กับ Rosa Chinese
Rambler ลักษณะต้นยาว อ่อนโค้ง ออกดอกเป็นพวง ดอกมีขนาดเล็ก

ประวัติดวงจันทร์

 ดวงจันทร์

ดวงจันทร์   หรือ ๒

ภาพดวงจันทร์ถ่ายจากพื้นโลกเมื่อวันที่ 22 กรกฎาคม พ.ศ. 2545
ลักษณะของวงโคจร
ระยะจุดใกล้โลกที่สุด:	363,104 กม. 0.0024 หน่วยดาราศาสตร์
ระยะจุดไกลโลกที่สุด:	405,696 กม. 0.0027 หน่วยดาราศาสตร์
กึ่งแกนเอก:	384,399 กม. (0.00257 หน่วยดาราศาสตร์)
เส้นรอบวง ของวงโคจร:	2,413,402 กม. (0.16 หน่วยดาราศาสตร์)
ความเยื้องศูนย์กลาง:	0.0549
เดือนทางดาราคติ:	27.321582 วัน (27 วัน 7 ชม. 43.1 นาที)
เดือนจันทรคติ:	29.530588 วัน (29 วัน 12 ชม. 44.0 นาที)
เดือนอะโนมาลิสติก:	27.554550 วัน
เดือนดราโคนิก:	27.212221 วัน
เดือนทรอปิคัล:	27.321582 วัน
อัตราเร็วเฉลี่ย ในวงโคจร:	1.022 กม./วินาที
อัตราเร็วสูงสุด ในวงโคจร:	1.082 กม./วินาที
อัตราเร็วต่ำสุด ในวงโคจร:	0.968 กม./วินาที
ความเอียง:	5.145° กับสุริยวิถี (ระหว่าง 18.29° และ 28.58° กับศูนย์สูตรโลก)
ลองจิจูด ของจุดโหนดขึ้น:	ถอยหลัง 1 รอบใน 18.6 ปี
ระยะมุมจุด ใกล้โลกที่สุด:	ไปข้างหน้า 1 รอบใน 8.85 ปี
ดาวบริวารของ:	โลก
ลักษณะทางกายภาพ
เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย:	3,474.206 กม. (0.273×โลก)
เส้นผ่านศูนย์กลาง ตามแนวศูนย์สูตร:	3,476.28 กม. (0.273×โลก)
เส้นผ่านศูนย์กลาง ตามแนวขั้ว:	3,471.94 กม. (0.273×โลก)
ความแป้น:	0.00125
เส้นรอบวงตามแนวศูนย์สูตร:	10,916 กม.
พื้นที่ผิว:	3.793×107 กม.² (0.074×โลก)
ปริมาตร:	2.1958×1010 กม.³ (0.020×โลก)
มวล:	7.3477×1022กก. (0.0123×โลก)
ความหนาแน่นเฉลี่ย:	3,346.4 กก./เมตร³
ความโน้มถ่วง ที่ศูนย์สูตร:	1.622 เมตร/วินาที² (0.1654 จี)
ความเร็วหลุดพ้น:	2.38 กม./วินาที
คาบการหมุน รอบตัวเอง:	27.321582 วัน (การหมุนสมวาร)
ความเร็วการหมุน รอบตัวเอง:	4.627 เมตร/วินาที
ความเอียงของแกน:	1.5424° (กับสุริยวิถี)
ความเอียงแกน:	6.687° (กับระนาบวงโคจร)
อัตราส่วนสะท้อน:	0.12
อุณหภูมิพื้นผิว:    ศูนย์สูตร    85°N	ต่ำสุด เฉลี่ย สูงสุด 100 K 220 K 390 K 70 K 130 K 230 K
ขนาดเชิงมุม:	ตั้งแต่ 29′ถึง 33′
ลักษณะของบรรยากาศ
ความหนาแน่นบรรยากาศ:	107 อนุภาคต่อ ซม.³ (กลางวัน) 105 อนุภาคต่อ ซม.³ (กลางคืน)

ดวงจันทร์ เป็นดาวบริวารเพียงดวงเดียวของโลก จัดเป็นดาวบริวารขนาดใหญ่ลำดับที่ 5 ในระบบสุริยะ มีระยะห่างจากโลกเฉลี่ยนับจากศูนย์กลางถึงศูนย์กลางประมาณ 384,403 กิโลเมตร เทียบเท่ากับ 30 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของโลก จุดศูนย์กลางมวลร่วมของระบบตั้งอยู่ที่ตำแหน่ง 1700 กิโลเมตรใต้ผิวโลก หรือประมาณ 1 ใน 4 ของรัศมีของโลก ดวงจันทร์โคจรรอบโลกในเวลาประมาณ 27.3 วัน^{[nb 1]} เมื่อเปรียบเทียบการแปรคาบโคจรตามมาตรภูมิศาสตร์ระหว่างโลก-ดวงจันทร์-ดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดเป็นเฟสของดวงจันทร์ ซึ่งจะซ้ำรอบทุกๆ ช่วง 29.5 วัน^{[nb 2]} (เรียกว่า คาบไซโนดิก)

เส้นผ่านศูนย์กลางของดวงจันทร์มีค่าประมาณ 3,474 กิโลเมตร^[1] หรือประมาณหนึ่งในสี่ของโลก ดังนั้นพื้นผิวของดวงจันทร์มีน้อยกว่า 1 ใน 10 ของพื้นผิวของโลก (ประมาณ 1 ใน 4 ของผืนทวีปของโลกเท่านั้น คิดเป็นขนาดใหญ่ประมาณรัสเซีย แคนาดา กับสหรัฐอเมริกา รวมกัน) มวลรวมของดวงจันทร์คิดเป็นประมาณ 2% ของมวลของโลก และแรงโน้มถ่วงเป็น 17% ของโลก

สัญลักษณ์แทนดวงจันทร์คือ ☾ ปี พ.ศ. 2512 (ค.ศ. 1969) นีล อาร์มสตรอง และ บัซซ์ อัลดริน นักบินอวกาศขององค์การนาซาเป็นมนุษย์ 2 คนแรกที่เหยียบลงบนพื้นดินของดวงจันทร์ กฎหมายอวกาศถือว่าดวงจันทร์เป็นสมบัติร่วมกันของมนุษยชาติ ตามสนธิสัญญาที่ใช้บังคับกิจกรรมของรัฐบนดวงจันทร์ ดวงดาว และวัตถุอวกาศอื่นๆ ค.ศ. 1979

ชื่อและศัพทมูลวิทยา

ดวงจันทร์เป็นดาวบริวารของดาวเคราะห์ แต่มีความแตกต่างจากดวงจันทร์ดวงอื่นๆ ในระบบสุริยะ เพราะเมื่อเราพูดถึง "ดวงจันทร์" ก็จะหมายถึง ดาวบริวารที่โคจรรอบโลกของเรา

คำว่า จันทร์ นั้นเป็นคำศัพท์มาจากภาษาสันสกฤต (चंद्र อ่านว่า จัน-ดระ หรือคนไทยเราเรียกว่า จัน-ทระ) ซึงหมายถึงพระจันทร์ ในภาษาไทยเดิมมักเรียกว่า เดือน หรือ ดวงเดือน (ลาว: ເດືອນ เดือน, ไทใหญ่: လိူၼ် เหลิน) สำหรับในภาษาอังกฤษ ดวงจันทร์ หรือ Moon (ภาษาอังกฤษใช้อักษรตัวใหญ่ขึ้นต้นคำ) เป็นคำภาษาเจอร์แมนิก ตรงกับคำภาษาลาติน คือ mensis เป็นคำที่แยกออกมาจากรากภาษาอินโด-ยูโรเปียนดั้งเดิม และเป็นตัวแทนของการนับเวลา ซึ่งรำลึกถึงความสำคัญของมัน คือ วันจันทร์ ในภาษาอังกฤษ การเรียกดวงจันทร์มีมาจนถึงปี ค.ศ. 1665 เมื่อมีการค้นพบดาวบริวารดวงใหม่ของดาวเคราะห์ดวงอื่น บางครั้งดวงจันทร์จึงถูกเลี่ยงไปใช้ชื่อในภาษาลาตินของมันแทน คือ luna เพื่อที่จะแยกมันออกจากดาวบริวารอื่นๆ

การหมุนสมวาร

ดวงจันทร์ใช้เวลาในการหมุนรอบตัวเองที่ได้จังหวะพอดีกับวิถีการโคจรรอบโลก ซึ่งเมื่อเรามองดวงจันทร์จากพื้นโลกจะมองเห็นดวงจันทร์เพียงด้านเดียวตลอดเวลา ในประวัติศาสตร์ยุคแรกของดวงจันทร์ การหมุนของมันช้าและกลายเป็นถูกล็อกอยู่ในลักษณะนี้ เป็นผลมาจากปรากฏการณ์ความฝืด และมีความสัมพันธ์กับปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงบนโลกดวงจันทร์มีการหมุนรอบตัวเองแบบที่เรียกว่า การหมุนสมวาร (synchronous rotation) คือคาบการหมุนรอบตัวเองกับคาบการโคจรรอบโลกมีค่าเท่ากัน โดยดวงจันทร์ใช้เวลาโคจรรอบประมาณ 27.3 วัน เป็นผลให้ดวงจันทร์หันด้านเดียวเข้าหาโลก เรียกด้านที่หันเข้าหาเราว่า "ด้านใกล้" (near side) ส่วนด้านตรงข้าม คือ "ด้านไกล" (far side) เป็นด้านที่เราไม่สามารถมองเห็นได้ อย่างไรก็ตาม ดวงจันทร์มีการแกว่งเล็กน้อย ทำให้เรามีโอกาสมองเห็นพื้นผิวดวงจันทร์ได้มากกว่า 50% อยู่เล็กน้อย ในอดีต ด้านไกลของดวงจันทร์เป็นด้านที่ลึกลับอยู่เสมอ จนกระทั่งถึงยุคที่เราสามารถส่งยานอวกาศออกไปถึงดวงจันทร์ได้ สิ่งหนึ่งที่แตกต่างระหว่างด้านใกล้กับด้านไกล คือ ด้านไกลไม่มีพื้นที่ราบคล้ำที่เรียกว่า "มาเร" (แปลว่าทะเล) กว้างขวางมากเหมือนอย่างด้านใกล้

เมื่อนานมาแล้ว ขณะที่ดวงจันทร์ยังคงหมุนเร็วกว่าในปัจจุบัน รอบโป่งในปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงมาก่อนแนวโลก-ดวงจันทร์ เพราะว่ามันไม่สามารถดึงรอยโป่งของมันกลับคืนได้อย่างรวดเร็วพอที่จะรักษาระยะของรอยโป่งระหว่างมันกับโลก การหมุนของมันขจัดรอยโป่งนอกเหนือจากแนวโลก-ดวงจันทร์ รอยโป่งที่อยู่นอกเส้นโลก-ดวงจันทร์นี้ทำให้เกิดการบิด ซึ่งลดความเร็วของการหมุนของดวงจันทร์ลง เมื่อการหมุนของดวงจันทร์ช้าลงจนเหมาะสมกับการโคจรรอบโลก เมื่อนั้นรอยโป่งของมันจึงหันหน้าเข้าหาโลกเสมอ รอยโป่งอยู่ในแนวเดียวกับโลก และรอยบิดของมันก็จึงหายไป นี่คือเหตุผลว่าทำไมดวงจันทร์จึงใช้เวลาในการหมุนรอบตัวเองพอๆ กับการโคจรรอบโลก

มีความผันผวนเล็กน้อย (ไลเบรชัน) ในมุมองศาของดวงจันทร์ซึ่งเราได้เห็น เราจึงมองเห็นพื้นผิวของดวงจันทร์ทั้งหมดประมาณ 59% ของพื้นผิวทั้งหมดของดวงจันทร์

ดวงจันทร์ด้านใกล้ (ด้านที่มองเห็นจากโลก)		ดวงจันทร์ด้านไกล (ด้านที่มองไม่เห็นจากโลก)

ด้านที่มองเห็นจากโลกจะถูกเรียกว่า "ด้านใกล้" และด้านที่อยู่ตรงข้ามเรียกว่า "ด้านไกล" ด้านไกลของดวงจันทร์ต่างจากด้านมืดของดาวพุธคือ ด้านมืดของดาวพุธเป็นด้านที่ไม่ถูกแสงอาทิตย์ส่องเลย แต่ด้านไกลของดวงจันทร์นั้นบางครั้งก็เป็นด้านที่ได้รับแสงอาทิตย์และหันหน้าเข้าหาโลก ด้านไกลของดวงจันทร์ได้ถูกถ่ายรูปโดยยานลูน่า 3 ของโซเวียตในปี 1959 หนึ่งในลักษณะภูมิประเทศที่ทำให้สังเกตได้ว่าเป็นดวงจันทร์ด้านไกลคือมันมีที่ราบคล้ำหรือ "มาเร" น้อยกว่าด้านใกล้มาก

ทะเลบนดวงจันทร์

พื้นผิวบนดวงจันทร์ที่มองด้วยตาเปล่าเห็นเป็นสีคล้ำ คือที่ราบบนดวงจันทร์หรือเรียกว่า "ทะเล" บนดวงจันทร์ (ภาษาอังกฤษเรียกว่า "มาเรีย" หรือ "มาเร" มาจากศัพท์ภาษาละติน หมายถึง ทะเล) ทั้งนี้เนื่องจากนักดาราศาสตร์ยุคแรกๆ เชื่อว่าพื้นผิวสีคล้ำเหล่านั้นเป็นพื้นน้ำ แต่ปัจจุบันทราบกันแล้วว่าเป็นแอ่งที่ราบกว้างใหญ่เกิดจากลาวาในยุคโบราณ ลาวาที่ระเบิดพวยพุ่งเหล่านี้ไหลเข้าไปในหลุมที่เกิดจากการปะทะของอุกกาบาตหรือดาวหางที่พุ่งเข้าชนดวงจันทร์ (ยกเว้น โอเชียนัส โพรเซลลารัม ซึ่งบนด้านไกลของดวงจันทร์ เป็นแอ่งที่มิได้เกิดจากการปะทะใดๆ เท่าที่รู้จัก) เราพบทะเลบนดวงจันทร์มากบนด้านใกล้ของดวงจันทร์ ส่วนทางด้านไกลมีอยู่ประปรายเพียงประมาณ 2% ของพื้นที่ผิวทั้งหมดเท่านั้น^[2] ขณะที่ทางด้านใกล้มีทะเลถึงประมาณ 31% ของพื้นที่ผิว^[1] คำอธิบายที่เป็นไปได้มากที่สุดคือการที่บรรยากาศด้านใกล้ของดวงจันทร์มีแหล่งกำเนิดความร้อนมากกว่า ซึ่งพบได้จากแผนที่ภูมิเคมีที่สร้างขึ้นจากสเปกโตรมิเตอร์รังสีแกมมาของ ลูนาร์โปรสเปกเตอร์^[3][4]

ภูเขาบนดวงจันทร์

บริเวณที่มีสีอ่อนกว่าบนพื้นผิวดวงจันทร์นั้นเรียกว่า "ภูเขา" (terrae) หรือบางครั้งก็เรียกง่ายๆ เพียงว่า "ที่ราบสูง" เพราะมันเป็นบริเวณที่มีความสูงมากกว่าส่วนที่เป็นทะเล มีแนวเทือกเขาที่โดดเด่นอยู่มากมายบนด้านใกล้ของดวงจันทร์ตามแนวขอบของแอ่งปะทะขนาดใหญ่ซึ่งเต็มไปด้วยหินบะซอลต์ สันนิษฐานว่านี่เป็นซากที่หลงเหลืออยู่ของขอบนอกของแอ่งปะทะ^[5] ไม่มีเทือกเขาใดของดวงจันทร์ที่เชื่อว่าเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของพื้นผิวดาวเหมือนอย่างการเกิดของภูเขาบนโลกเลย^[6]

จากภาพที่ถ่ายไว้โดยปฏิบัติการคลีเมนไทน์ (Clementine mission) เมื่อปี ค.ศ. 1994 ทำให้พบว่าบริเวณเทือกเขา 4 แห่งตามขอบของแอ่งเพียรี (Peary crater) ซึ่งกว้าง 73 กิโลเมตร ใกล้ขั้วเหนือของดวงจันทร์ น่าจะถูกแสงอาทิตย์ตลอดช่วงวันอันยาวนานบนดวงจันทร์ เหตุที่ยอดเขาแห่งแสงนิรันดร์ (Peak of Eternal Light) นี้ถูกแสงอาทิตย์ตลอดเวลาน่าจะเป็นไปได้เพราะดวงจันทร์มีความเอียงของแกนเมื่อเทียบกับระนาบสุริยวิถีน้อยมาก ไม่พบว่ามีบริเวณที่ต้องแสงอย่างนิรันดร์ลักษณะเดียวกันนี้ที่บริเวณขั้วใต้ของดาว แม้ว่าจะมีบริเวณขอบของแอ่งแชคเคิลตัน (Shackleton crater) ที่สะท้อนแสงราว 80% ของวันของดวงจันทร์ ผลสืบเนื่องอีกประการหนึ่งจากการที่แกนเอียงของดวงจันทร์มีค่าน้อยมาก คือมีย่านที่อยู่ในเขตมืดนิรันดร์ที่บริเวณก้นแอ่งมากมายใกล้ขั้วดาว^[7]

แอ่งบนดวงจันทร์

พื้นผิวของดวงจันทร์สามารถสังเกตตำแหน่งได้โดยดูจากแอ่งปะทะ^[8] ซึ่งเกิดขึ้นจากการที่อุกกาบาตและดาวหางพุ่งเข้าชนพื้นผิวของดวงจันทร์ มีแอ่งอยู่เป็นจำนวนราวครึ่งล้านแห่งที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 1 กิโลเมตร เนื่องจากลักษณะของแอ่งปะทะเกิดขึ้นในอัตราเกือบคงที่ จำนวนแอ่งต่อหน่วยพื้นที่จึงสามารถใช้ในการประมาณอายุของพื้นผิวได้ โดยที่ดวงจันทร์ไม่มีชั้นบรรยากาศ ไม่มีอากาศและกระบวนการทางธรณีวิทยา จึงมั่นใจได้ว่าแอ่งเหล่านี้ดำรงคงอยู่ในลักษณะดั้งเดิมไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเทียบกับแอ่งบนโลก

แอ่งที่ใหญ่ที่สุดบนดวงจันทร์ และอาจจัดว่าเป็นแอ่งปะทะที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่รู้จักกันในระบบสุริยะ คือ แอ่งแอตเคนขั้วใต้ (South Pole-Aitken basin) ^[9] แอ่งนี้อยู่ทางฝั่งด้านไกลของดวงจันทร์ ระหว่างขั้วใต้ของดาวกับแนวศูนย์สูตร มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางราว 2,240 กิโลเมตร ลึก 13 กิโลเมตร.^[10] สำหรับแอ่งปะทะที่โดดเด่นทางฝั่งด้านใกล้ของดวงจันทร์ ได้แก่ ทะเลอิมเบรียม ทะเลเซเรนิเททิส ทะเลคริเซียม และทะเลเนคทาริส

น้ำบนดวงจันทร์

วันที่ 9 ตุลาคม 2009 ครบ 100 วันการส่ง LCROSS ไปโคจรรอบดวงจันทร์ ทางนาซ่าก็ยิงจรวจที่ติดดั้งอยู่บนดาวเทียมพร้อมกับปล่อยให้ตัว ดาวเทียมตกกระทบพื้นดวงจันทร์ นาซ่าก็แถลงผลวิคราะห์ข้อมูลจากเซ็นเซอร์บนดาวเทียมว่า ฝุ่นที่กระจายขึ้นมานั้นมีน้ำประมาณ 90 ลิตร

การยืนยันนี้ได้มาจากเซ็นเซอร์ NIR (Near Infrared) โดยอาศัยการวัดค่า spectrum ของแสงก่อนการชน และหลังการชน เพื่อเทียบสัดส่วนของพลังงานในย่านต่างๆ พบว่าย่าน 300nm นั้นมีพลังงานสูงขึ้นมาเป็นการยืนยันว่ามี hydroxyl อยู่ในฝุ่นที่ลอยขึ้นมานั้น

ก่อนหน้านี้ข้อมูลจากกล้องฮับเบิลเคยแสดงข้อมูลเบื้องต้นว่าอาจจะมีไฮดรอกซิลในฝุ่นที่ลอยขึ้นมา แต่ช่วงเวลาที่แถลงข่าวนั้นยังไม่มีการยืนยัน

ขนาดหลุมที่เกิดขึ้นจากการพุ่งชนมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 20-30 เมตร (60-100 ฟุต)

สำหรับการสังเกตการพวยฝุ่นที่ทางนาซ่าคาดว่าน่าจะใช้อุปกรณ์สมัครเล่นทำ ได้นั้นกลับไม่สามารถทำได้เนื่องจากสภาพอากาศ แต่ทางนาซ่าก็ได้ถ่ายภาพไว้แล้ว