ดาวฤกษ์ [สำหรับเยาวชน]

หน้าแรกTeeNee เรื่องฮิตนิยมส่งต่อ เรื่องแปลกๆ พิศวง ดาวฤกษ์ [สำหรับเยาวชน]

ดาวฤกษ์ : คล้ายกับอะไรมีวิวัฒนาการอย่างไร (Stars : what they are like and how they evolve )

ดาวฤกษ์ เป็นมวลก๊าซที่ลุกโชติช่วง ( incandescent gas ) และกระจายอยู่ทั่วทั้งเอกภพในระยะที่ห่างกันพอได้สมดุลพอดี เราอาจจุเห็นดาวฤกษ์หลายดวงอยู่กันเป็นกลุ่มในท้องฟ้ายามราตรีในรูปของจุดแสงเล็กๆ บางดวงก็มีแสงสุกใสสว่างกว่าดวงอื่น ๆ แต่นั้นก็เป็นเพียงรูปโฉมภายนอกเท่านั้น ทั้งนี้เพราะความสว่างที่เห็นนั้นขึ้นอยู่กับระยะทางที่ดาวฤกษ์ดวงนั้นๆ อยู่ห่างจากโลก อายุขัยของดาวฤกษ์แต่ละดวงไม่เท่ากัน ทว่ามันก่อเกิดขึ้น เติบโต และดับไปในที่สุดเหมือนๆกัน ดาวฤกษ์บางดวง เช่น ดวงอาทิตย์ มีดาวบริวารที่เรียกว่า ดาวเคราะห์ ( planet ) หลายดวงซึ่งแต่ละดวงหมุนรอบตัวเองและโคจรอยู่รอบดาวฤกษ์ดวงนั้นๆ

ความสว่างกับขนาด (BRIGHTNESS AND SIZE)
เมื่อเราดูดาวฤกษ์ในตอนกลางคืน จะเห็นว่าบางดวงมีแสงสว่างกว่าดวงอื่น ๆ แต่นั้นเป็นสิ่งที่เราเห็นภายนอกเท่านั้น แท้ที่จริงความสว่าง (brightness) ที่เราเห็นขึ้นอยู่กับขนาด (size) ที่มีมาแต่ดั้งเดิมของดาวฤกษ์ดวงนั้น ๆ และขึ้นอยู่กับว่ามันอยู่ไกลจากเราเท่าใดด้วย ด้วยเหตุนี้เราจึงเห็นดาวฤกษ์ดวงที่มีขนาดใหญ่มากและมีแสงสุกใสสว่างมากกลับมีความสว่างน้อยกว่าที่ควรจะเห็น และเห็นดาวฤกษ์ดวงที่มีขนาดเล็กและมีแสงไม่สุกใสสว่างมากนักแต่อยู่ใกล้เรามากกว่ากลับมีความสว่างมาก ทำให้ต้องมีการกำหนดขนาดที่ปรากฏ (apparent size – ความสว่างที่เห็น ) กับขนาดสัมบูรณ์ ( absolute size - ขนาดจริง ) ของดาวฤกษ์แต่ละดวงนั้น

สีของดาวฤกษ์ (THE COLOR OF STARS )
ถ้าเราดูให้ดีแล้วจะเห็นว่าดาวฤกษ์แต่ละดวงนั้นมีสีไม่เหมือนกันแต่เดิมนั้นมีการจำแนกสีดาวฤกษ์ออกเป็น 4 ประเภท คือ แดง ส้ม เหลือง และขาว แต่ละสีแทน อุณหภูมิของดาวฤกษ์ สีขาวแทนดาวฤกษ์ที่ร้อนจัดที่สุด ส่วนสีแดงแทนดาวฤกษ์ที่ร้อนน้อยที่สุด การให้สีอย่างนี้ก็คล้ายกับสีของชิ้นเหล็กที่กำลังถูกไฟเผา ในตอนแรกมันจะร้อนแดงก่อน ต่อมาเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นสีของมันก็จะเปลี่ยนไปเรื่อย ๆ จนกระทั่งเป็นสีขาวแกมน้ำเงินในที่สุด แต่นักดาราศาสตร์ปัจจุบันได้จำแนกสีของดาวฤกษ์ตามอุณหภูมิของมันเป็น 7 ประเภทใหญ่ๆ

ประเภทของดาวฤกษ์ตามสี (Type of star on their color)

ประเภท	สี	อุณหภูมิ ( ํ F)
O	น้ำเงิน - ม่วง	50,000 - 90,000
B	น้ำเงิน - ขาว	18,000 - 50,000
A	ขาว	13,500 - 18,000
F	ขาว - เหลือง	10,800 - 13,500
G	เหลือง	9,000 - 10,800
K	ส้ม	6,300 - 9,000
M	แดง	4,500 - 6,300

การก่อเกิดขึ้นของดาวฤกษ์ (THE BIRTH OF A STAR)
ในอวกาศเต็มไปด้วยอนุภาพจิ๋วๆ ของ อะตอมและสสารต่าง ๆ (atoms and matter ) แพร่กระจายอยู่ทั่วไปเหมือนฝุ่นผงธุลีที่ล่องลอยอยู่ในอากาศ ในที่บางแห่งอาจมีเพียง 3 อะตอม ต่อ 1 ลูกบาศก์เมตร แต่ในบางแห่งอาจมีเนื้อสารมากพอที่จะก่อให้เกิดการรวมตัวควบแน่นกันขึ้น ณ จุดจุดหนึ่งอย่างช้า ๆ ดาวฤกษ์ก่อเกิดขึ้นจากการที่ธุลีที่ล่องลอยอยู่นั้นจับตัวกันขึ้นเป็นกลุ่มก้อนเท่าปลายเข็มก่อน ต่อมาเมื่อมีธุลีจับตัวกันทำให้มีมวลเพิ่มมากขึ้นจนได้ขนาด ภายในดาวฤกษ์ดวงนั้นก็จะเริ่มร้อนขึ้นๆ ซึ่งอาจจะร้อนขึ้นได้เป็นหลายล้านองศา พอถึงจุดนี้ดาวฤกษ์ดวงนั้นก็เริ่มเปล่งแสง ซึ่งเราเรียกได้ว่าดาวฤกษ์ดวงนั้นได้ก่อเกิดขึ้นแล้ว

การเติบโตและการดับ (GROWTH AND DEATH)
ใจกลางของดาวฤกษ์กอปรด้วยไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงที่ทำให้มันลุกโชติช่วงอยู่ได้ เมื่อไฮโดรเจน (hydrogen) หมดสิ้น ดาวฤกษ์ดวงนั้นก็เริ่มเสื่อมลง โดยมันจะเริ่มหดตัวลงและพันธะระหว่างอะตอมต่าง ๆ ก็สลายลงด้วย ดาวฤกษ์ดวงนั้นก็จะมีสภาพเหมือน “ซุปอิเล็กตรอน” ( electron soup) ที่มีแต่นิวเคลียสของอะตอมชนิดต่าง ๆ พอถึงช่วงนี้ดาวฤกษ์ดวงนั้นก็ยังเปล่งแสงอยู่แต่จะเริ่มเย็นลง ในระยะนี้มันจะให้ฮีเลียม(ซึ่งมีอยู่น้อยกว่ามาก) เป็นเชื้อเพลิง เมื่อถึงวาระสุดท้ายมันก็จะ “ระเบิด” และเปล่งแสงออกมาอีกครั้งก่อนที่จะแตกเป็นอนุภาคและเศษเล็กเศษน้อยกลายเป็นกลุ่มเมฆของสสารระหว่างดวงดาวคล้ายกับควันที่เกิดขึ้นหลังการระเบิด

ดาวฤกษ์ : จากโรงงานธาตุสู่หลุมดำ ( Stars : from elecment factories to black holes)
มีปรากฏการณ์ที่สำคัญมากต่อเอกภพโดยรวมเกิดขึ้นหลายอย่างภายในดาวฤกษ์ อันนี้รวมถึงการสร้างธาตุต่าง ๆ ทางเคมี ( chemiscal elecments ) ที่ก่อให้เกิดสสารขึ้น - หรืออีกนัยหนึ่งคือ การหลอมนิวเคลียส และดาวฤกษ์ยังเป็นแหล่งก่อเกิดปรากฏการณ์ในเอกภาพที่ลึกลับและน่าหวั่นกลัวเป็นอย่างยิ่งอีกอย่างหนึ่งด้วยนั้นคือ หลุมดำ

ธาตุต่างๆ ทางเคมี
ดาวเคราะห์ หินต่าง ๆ อากาศ และสิ่งมีชีวิตทั้งปวงล้วนกอปรขึ้นด้วยธาตุต่าง ๆทางเคมี ธาตุบางธาตุพบได้ในสภาพอิสระ เช่นธาตุออกซิเจน (มีอะตอมของออกซิเจน 2 อะตอมเชื่อมต่อกันอยู่) ซึ่งเป็นส่วนประกอบของอากาศที่เราหายใจเข้าไป แต่มีธาตุอีกมากที่ปรากฏในสภาพที่เชื่อมต่อกันเป็นสารประกอบทางเคมี เช่น น้ำ (ซึ่งกอปรขึ้นด้วยไฮโดรเจน 2 อะตอมกับออกซิเจน 1 อะตอม) ไฮโดรเจนเป็นธาตุที่มีองค์ประกอบอย่างง่ายที่สุด ถัดมาก็คือ ฮีเลียม ทั้งสองธาตุนี้เป็นธาตุที่มีอยู่เป็นจำนวนมากที่สุดในเอกภพ และเป็นธาตุที่ก่อเกิดขึ้นเป็นลำดับแรก ๆ ด้วย ส่วนธาตุอื่น ๆ ก็ล้วนก่อเกิดขึ้นภายในดาวฤกษ์ต่าง ๆ ที่มีลักษณะคล้ายกับว่าเป็นโรงงานที่ผลิตธาตุต่างๆ ทางเคมีนั้นเอง

การเผาไหม้ของดาวฤกษ์
เมื่อเรามองขึ้นไปบนฟ้าเราจะเห็นดาวฤกษ์เป็นเพียงจุดขนาดจิ๋วที่มีแสง แสงดังกล่าวเป็นพลังงานที่เกิดขึ้นภายในดาวฤกษ์ด้วยกระบวนการที่เรียนกว่า การหลอมนิวเคลียส กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการหลอมรวมอะตอมตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปเข้าด้วยกันเพื่อผลิตอะตอมใหม่ 1 อะตอมที่มวล ของมันมีน้ำหนักน้อยกว่าน้ำหนักรวมของอะตอมทั้งหมดที่ก่อให้เกิดอะตอมใหม่นั้นอยู่เล็กน้อย ส่วนที่หายไปเล็กน้อยนั้นก็คือเนื้อสารส่วนที่เปลี่ยนไปเป็นพลังงาน พลังงานดังกล่าวหลุดออกไปจากดาวฤกษ์ในรูปของแสงที่เรามองเห็นได้จากโลก

หลุมดำ
ในเอกภพอันไกลโพ้น นักดาราศาสตร์จำนวนมากได้สังเกตการณ์พบว่ามีบางบริเวณที่พวกเขาใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องดูแล้วไม่เห็นว่ามีสิ่งใดปรากฏขึ้นบนจอภาพเลย แต่จากการคำนวณกลับชี้ว่าต้องมีสิ่งหนึ่งสิ่งใดอยู่ในบริเวณนั้นอย่างแน่นอน และเพราะการที่ไม่มีภาพใดปรากฏบนจอภาพนี้เองนักวิทยาศาสตร์จึงได้เรียกบริเวณนั้นว่าหลุมดำ หลุมดำทั้งหลายเป็นที่ที่ลึกลับแต่จากการศึกษากันอย่างกว้างขวางพบว่าในบริเวณนั้นมีดาวฤกษ์โปรตอน อยู่หลายดวงซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่มีความหนาแน่นมากจนกระทั่งแรงโน้มถ่วงของมันสามารถดึงดูดพลังงานทุกชนิดไว้ได้ แม้กระทั่งแสงก็ไม่สามารถจะหลุดออกมาได้เลย

ประเภทของดาวฤกษ์
แม้ว่าในทางทฤษฎี ดาวฤกษ์ต่าง ๆ ก็ล้วนแต่เหมือน ๆ กันทั้งนั้น แต่สิ่งที่ทำให้มันดูต่างกันก็คืออายุ ขนาด และวิวัฒนาการ ดังนั้น จึงสามารถจัดเป็นประเภท ๆ ได้ตามที่นักดาราศาสตร์สมัครเล่นจะสามารถสังเกตการณ์ดาวฤกษ์ต่าง ๆ เหล่านั้นได้ด้วยการใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็ก ประเภทของดาวฤกษ์ที่สำคัญ ได้แก่ ดับเบิลสตาร์ แวริเบิลสตาร์ โนวา ซูเปอร์โนวา พัลซาร์ และ ควาซาร์