วิวัฒนาการของดาวฤกษ์

ดาวฤกษ์ทุกดวงมีความเหมือนกันอยู่ 2 ประการ คือ

1. มีพลังงานในตัวเอง ( เกิดจากปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชั่น 

2. เป็นแหล่งกำเนิดธาตุต่าง ๆ  เช่น ธาตุฮีเลียม  ลิเทียม  เบริลเลียม เป็นต้น

ดาวฤกษ์มีความแตกต่างกันในเรื่องของ มวล  อุณหภูมิผิวหรือสีหรืออายุ องค์ประกอบทางเคมี  ระยะห่าง  ความสว่าง ระบบดาวและวิวัฒนาการ เป็นต้น

การสังเกตความแตกต่างของดาวฤกษ์กับดาวเคราะห์

สามารถพิจารณาได้  4  วิธี  คือ

1. สังเกตการส่องแสงของดวงดาว   ถ้าดวงดาวนั้นกระพริบแสงจัดเป็นดาวฤกษ์   แต่ถ้าดาวดวงนั้นมีแสงสว่างนวลนิ่งจัดเป็นดาวเคราะห์

2. สังเกตการเคลื่อนที่  ถ้าดาวแต่ละดวงไม่เคลื่อนที่และเกาะกลุ่มกันอยู่ในตำแหน่งเดิมก็จัดเป็นดาวฤกษ์  ส่วนดวงมีการเคลื่อนที่ไม่อยู่  ณ ตำแหน่งเดิมเมื่อเทียบกับดาวส่วนใหญ่จัดเป็นดาวเคราะห์

3. ดาวฤกษ์จะอยู่รวมกันเป็นกลุ่มหรือเป็นหมู่

4. ถ้าดูดาวฤกษ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ จะไม่เห็นเป็นดวงกลมโตเพรา

ะอยู่ไกลโลกมาก

กำเนิดของดาวฤกษ์

ดาวฤกษ์เกิดขึ้นจากกลุ่มแก๊สและฝุ่นรวมตัวกัน ซึ่งเรียกว่า เนบิวลา ส่วนใหญ่ประกอบด้วยไฮโดรเจน  ที่รวมตัวกันจนอุณหภูมิและความกดดันสูงมากที่ใจกลาง  เมื่อก๊าซร้อนในเนบิวลาอัดแน่นจนมีอุณหภูมิสูงถึง 10 ล้านเคลวิน จะเกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชั่น คือ การรวมอะตอมของไฮโดรเจน  4  อะตอม ให้เป็นอะตอมของฮีเลียม 1 อะตอม แล้วปล่อยพลังงานแสงและความร้อนออกมา ถือกำเนิดเป็นดาวฤกษ์ขึ้น  ดาวฤกษ์ที่เห็นบนท้องฟ้าส่วนมากเป็นดาวในลำดับหลัก (พฤติกรรมของดาวที่ค่อนข้างคงที่เป็นเวลานาน) เมื่อดาวใกล้หมดอายุจะออกจากลำดับหลักไปเป็น ดาวยักษ์แดง และมีวิวัฒนาการที่ต่างกันขึ้นอยู่กับมวลตั้งต้นทีกำเนิดเป็นดาว ดังนี้

ดาวฤกษ์มวลน้อย

ดาวฤกษ์ที่มีมวล < 2 เท่าของดวงอาทิตย์ จบชีวิตเป็น ดาวแคระห์ขาว (คาร์บอน) 

ดาวฤกษ์ที่มีมวล < 8 เท่าของดวงอาทิตย์ จบชีวิตเป็น ดาวแคระห์ขาว (ออกซิเจน)

ดาวฤกษ์มวลมาก

ดาวฤกษ์ที่มีมวล > 8 เท่าของดวงอาทิตย์ จบชีวิตเป็น ดาวนิวตรอน

ดาวฤกษ์ที่มีมวล > 18 เท่าของดวงอาทิตย์ จบชีวิตเป็น หลุมดำ 

ช่วงอายุของดาวฤกษ์

อายุของดาวฤกษ์ คือ ระยะเวลาของการเผาผลาญเชื้อเพลิงไฮโดรเจน  เมื่อเชื้อเพลิงหมดก็จะเกิดวาระสุดท้ายของดาวฤกษ์ดวงนั้น สีและการส่องสว่าง ของดาวฤกษ์อาจบอกถึงอายุของดาวฤกษ์ได้  เพราะดาวฤกษ์เกิดใหม่มีพลังงานมาก อุณหภูมิสูงมองเห็นเป็นสีน้ำเงิน เมื่อเชื้อเพลิงไฮโดรเจนค่อย ๆ ลดลงเป็นลำดับ  อุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงลดลงไปด้วย  สีจะเปลี่ยนเป็นสีขาว สีเหลือง และสีแดง ก่อนที่จะจบชีวิตตามลักษณะมวลของดาวฤกษ์ดวงนั้น

วาระสุดท้ายของดาวฤกษ์ 

เมื่อดาวฤกษ์ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนเกือบหมด ฮีเลียมจะกลายเป็นเชื้อเพลิงต่อไปซึ่งจะเปลี่ยนแปลงเป็นธาตุคาร์บอนและออกซิเจน จนเชื้อเพลิงหมดลง  ดาวฤกษ์จะเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงจะมีขนาดใหญ่ขึ้น ขยายเป็นดาวยักษ์แดง  ถือเป็นช่วงชีวิตที่สั้นที่สุดของดาวฤกษ์ วาระสุดท้ายจะเปลี่ยนแปลงเป็นอย่างไรขึ้นอยู่กับมวลสารของดาวฤกษ์ดาวนั้นๆ

ดาวฤกษ์มวลมาก

   

     เป็นดาวฤกษ์ที่มีขนาดใหญ่ มีมวลมาก สว่างมาก จะใช้เชื้อเพลิงอย่างสิ้นเปลืองในอัตราที่สูงมาก   จึงมีช่วงชีวิตที่สั้นกว่า   และจบชีวิตด้วยการระเบิดอย่างรุนแรงจุดจบของดาวฤกษ์ที่มีมวลมาก คือ การะเบิดอย่างรุนแรงที่เรียกว่า ซูเปอร์โนวา  (supernova)  แรงโน้มถ่วงจะทำให้ดาวยุบตัวลงกลายเป็นดาวนิวตรอนหรือหลุมดำ ในขณะเดียวกันก็มี แรงสะท้อนที่ทำให้ส่วนภายนอกของดาวระเบิดเกิดธาตุหนักต่างๆ เช่น ยูเรเนียม ทองคำ ฯลฯ ซึ่งถูกสาดกระจายออกสู่อวกาศกลายเป็นส่วนประกอบของเนบิวลารุ่นใหม่ และเป็นต้นกำเนิดของดาวฤกษ์รุ่นต่อไป 

 ดาวฤกษ์มวลน้อย

ดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อย ตัวอย่างเช่น ดวงอาทิตย์ จะมีแสงสว่างไม่มากจะใช้เชื้อเพลิงในอัตราที่น้อย จึงมีช่วงชีวิตยาวและจบชีวิตลงด้วยการไม่ระเบิดแต่จะยุบตัวกลายเป็นดาวแคระขาวและกลายเป็นแคระดำในที่สุดเมื่อความสว่างหมดลง ดวงอาทิตย์จัดเป็นดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยและอยู่ใกล้โลกมากที่สุด   ซึ่งอยู่ห่าจากโลกของเราประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร  ดวงอาทิตย์เกิดจากยุบรวมตัวของเนบิวลา   เมื่อประมาณ 5,000 ล้านปีมาแล้ว  และจะมีอายุอยู่ต่อไปอีกประมาณ 5,000 ล้านปี

เนบิวลา

    เนบิวลา คือ กลุ่มของก๊าซและฝุ่นผงที่รวมตัวกันอยู่ในอวกาศ  เนบิวลามาจากภาษาลาตินแปลว่า "เมฆ" เพราะเมื่อเราใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องดู จะเห็นเป็นฝ้าขาวคล้ายกลุ่มเมฆที่มีขนาดใหญ่มาก เนบิวลาที่เกิดขึ้นหลังจากเกิดบิกแบง ประมาณ 300,000 ปี เนบิวลาเป็นวัตถุหนึ่งในเอกภพที่มีความสำคัญมากๆ เพราะดาวฤกษ์หรือ     ดาวเคราะห์ล้วนเกิดขึ้นมาจากเนบิวลาทั้งสิ้นเนบิวลาเป็นกลุ่มแก๊สที่เบาบางมีความหนาแน่นและมีอุณหภูมิต่ำมาก  เนื่องจากไม่มีแหล่งกำเนิดความร้อน องค์ประกอบหลัก คือ แก๊สไฮโดรเจน

เนบิวลา แบ่งได้เป็น 2 ประเภท  คือ 

1.  เนบิวลาแบบแสงสว่าง   แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ เนบิวลาเรืองแสง

และ เนบิวลาสะท้อนแสง

1.1 เนบิวลาเรืองแสงหรือเปล่งแสง เนบิวลาชนิดนี้สว่างได้เนื่องจากการเรืองแสงขึ้นเอง จากอะตอมของมวลสารที่อยู่ในเนบิวลา ถูกกระตุ้นด้วยพลังงานจากดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ๆ ถ้าก๊าซส่วนใหญ่ในเนบิวลาเป็นไฮโดรเจน จะปล่อยแสงสีแดง  ถ้าเป็นออกซิเจนจะปล่อยแสงสีเขียว และถ้าเป็นไฮโดรเจนรวมตัวกับออกซิเจน จะปล่อยสีผสมระหว่างสีแดงกับสีเขียวคือแสงสีเหลืองออกมา

                      M 8 ในกลุ่มดาวคนยิงธนู

เนบิวลาอเมริกาเหนือ

1.2 เนบิวลาสะท้อนแสง  เป็นเนบิวลาที่มีแสงสว่างได้เนื่องจาก เนบิวลาชนิดนี้เกิดการกระเจิงของแสงจากดาวฤกษ์ใกล้เคียงที่มีอุณหภูมิไม่สูงมากพอที่จะทำให้เนบิวลานั้นเปล่งแสงได้ กระบวนการดังกล่าวทำให้มองเห็นเนบิวลาชนิดนี้มีสีฟ้า

เนบิวลาในกระจุกดาวลูกไก่

 เนบิวลาหัวแม่มด 

2.  เนบิวลาแบบมืด   เป็นเนบิวลาที่ไม่มีการสะท้อนแสงจากดวงดาวใดเลยโดยทั่วไปเนบิวลามืดมักจะอยู่รวมกับเนบิวลาสว่าง เราจึงสามารถมองเห็นเนบิวลามืดได้

เนบิวลามืดรูปหัวม้า

ดาวฤกษ์

   ดาวฤกษ์ ( fixed stars ) คือ วัตถุท้องฟ้าในอวกาศที่เป็นก้อนแก๊สมวลมหาศาล เกิดจากการยุบรวมตัวของเนบิวลาดาวฤกษ์ปรากฏเป็นจุดแสงในท้องฟ้าเวลากลางคืนเราเห็นแสงดาวกะพริบจากผลของปรากฏการณ์ในบรรยากาศโลกและอยู่ห่างไกลจากเรามาก ยกเว้นกรณีของดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ดวงเดียวที่อยู่ใกล้โลกมากจนปรากฏเป็นดวงกลมโตให้แสงสว่างในเวลากลางวัน