E N D
ดาวฤกษ์ ( fixed stars ) คือ วัตถุท้องฟ้าในอวกาศที่เป็นก้อนแก๊สมวลมหาศาล เกิดจากการยุบรวมตัวของเนบิวลา ดาวฤกษ์ปรากฏเป็นจุดแสง ในท้องฟ้าเวลากลางคืน เราเห็นแสงดาวกะพริบจากผลของปรากฏการณ์ในบรรยากาศโลกและการที่ดาวฤกษ์อยู่ห่างไกลจากเรามาก ยกเว้นกรณีของดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ดวงเดียวที่อยู่ใกล้โลกมากจนปรากฏเป็นดวงกลมโตให้แสงสว่างในเวลากลางวัน • ดาวฤกษ์ทุกดวงมีความเหมือนกันอยู่ 2 อย่าง คือ • 1. มีพลังงานในตัวเอง ( เกิดจากปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชั่น ) • 2. เป็นแหล่งกำเนิดธาตุต่าง ๆ เช่น ธาตุฮีเลียม ลิเทียม เบริลเลียม • ดาวฤกษ์ยังมีความแตกต่างกันในเรื่องของ มวล อุณหภูมิผิวหรือสีหรืออายุ องค์ประกอบทางเคมี ระยะห่าง ความสว่าง ระบบดาวและวิวัฒนาการ
การสังเกตความแตกต่างของดาวฤกษ์กับดาวเคราะห์การสังเกตความแตกต่างของดาวฤกษ์กับดาวเคราะห์ สามารถพิจารณาได้ 4 วิธี คือ 1. สังเกตการส่องแสงของดวงดาว ถ้าดวงดาวนั้นกระพริบแสงก็จัดเป็นดาวฤกษ์ แต่ถ้าดาวดวงนั้นมีแสงสว่างนวลนิ่งไม่อยู่ ณ ตำแหน่งเดิมเมื่อเทียบกับดาวส่วนใหญ่ก็จัดเป็นดาวเคราะห์ 2. สังเกตการเคลื่อนที่ ถ้าดาวแต่ละดวงไม่เคลื่อนที่และเกาะกลุ่มกันอยู่ในตำแหน่งเดิมก็จัดเป็นดาวฤกษ์ แต่ถ้าดาวแต่ละดวงมีการเคลื่อนที่ไม่อยู่ ณ ตำแหน่งเดิมเมื่อเทียบกับดาวส่วนใหญ่ก็จัดเป็นดาวเคราะห์ 3. ดาวฤกษ์จะอยู่เป็นกลุ่มหรือเป็นหมู่ 4. ถ้าดูดาวฤกษ์ด้วยกล้องโทรทรรศ์จะไม่เห็นเป็นดวงกลมโตเพราะอยู่ไกลโลกมาก
กำเนิดของดาวฤกษ์ • ดาวฤกษ์เกิดขึ้นจากกลุ่มแก๊สและฝุ่นรวมตัวกัน ซึ่งเรียกว่า เนบิวลา ส่วนใหญ่ประกอบด้วยไฮโดรเจน ที่รวมตัวกันจนอุณหภูมิและความกดดันสูงมากที่ใจกลาง เมื่อก๊าซร้อนในเนบิวลาอัดแน่นจนมีอุณหภูมิสูงถึง 10 ล้านเคลวิน จะเกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชั่น คือ การรวมอะตอมของไฮโดรเจน 4 อะตอม ให้เป็นอะตอมของฮีเลียม 1 อะตอม กำเนิดเป็นดาวฤกษ์ขึ้น ดาวฤกษ์ที่เห็นบนท้องฟ้าส่วนมากเป็นดาวในลำดับหลัก (พฤติกรรมของดาวที่ค่อนข้างคงที่เป็นเวลานาน) เมื่อดาวใกล้หมดอายุจะออกจากลำดับหลักไปเป็น ดาวยักษ์แดง และมีวิวัฒนาการที่ต่างกันขึ้นอยู่กับมวลตั้งต้นที่กำเนิดเป็นดาว ดังนี้ • ดาวฤกษ์ที่มีมวล < 2 เท่าของดวงอาทิตย์ จบชีวิตเป็น ดาวแคระดำ (คาร์บอน) • ดาวฤกษ์ที่มีมวล < 8 เท่าของดวงอาทิตย์ จบชีวิตเป็น ดาวแคระขาว (ออกซิเจน) • ดาวฤกษ์ที่มีมวล > 8 เท่าของดวงอาทิตย์ จบชีวิตเป็น ดาวนิวตรอน • ดาวฤกษ์ที่มีมวล > 18 เท่าของดวงอาทิตย์ จบชีวิตเป็น หลุมดำ ดาวฤกษ์มวลน้อย ดาวฤกษ์มวลมาก ดาวฤกษ์มีมวลสารและขนาดที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับกลุ่มฝุ่นก๊าซที่รวมตัวกันครั้งแรก
วิวัฒนาการของดาวฤกษ์ • ดาวฤกษ์มีองค์ประกอบที่สำคัญ คือ ไฮโดรเจน ประมาณ 90.8 % ฮีเลียม 9.1 % และธาตุโลหะอื่น ๆ ที่อยู่ในสภาพของแก๊สอีก 0.1 % • เมื่อแรงโน้มถ่วงดึงให้แก๊สยุบตัวลงไปอีก ความดัน ณ แก่นกลางสูงขึ้น และอุณหภูมิก็สูงขึ้นเป็น 10 ล้านเคลวินเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานความร้อน และแผ่รังสีอินฟราเรดออกมา เรียกว่า ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชั่น • กลุ่มเมฆยุบตัวลง ความหนาแน่นภายในก็เพิ่มสูงขึ้นเรื่อย ๆ พลังงานจาก แรงโน้มถ่วงถูกแปลงไปกลายเป็นความร้อนซึ่งทำให้อุณหภูมิสูงยิ่งขึ้นเป็น หลายแสนองศาเซลเซียส เรียกช่วงนี้ว่า “ ดาวฤกษ์ก่อนเกิด ” (protostar )
ช่วงอายุของดาวฤกษ์ อายุของดาวฤกษ์ คือ ระยะเวลาของการเผาผลาญเชื้อเพลิงไฮโดรเจน เมื่อเชื้อเพลิงหมดก็จะเกิดวาระสุดท้ายของดาวฤกษ์ดวงนั้น สีและการส่องสว่างของดาวฤกษ์อาจบอกถึงอายุของดาวฤกษ์ได้ เพราะดาวฤกษ์เกิดใหม่มีพลังงานมาก อุณหภูมิสูงมองเห็นเป็นสีฟ้า เมื่อเชื้อเพลิงไฮโดรเจนค่อย ๆ ลดลงเป็นลำดับ อุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงลดลงไปด้วย สีจะเปลี่ยนเป็นสีขาว สีเหลือง และสีแดงก่อนที่จะเปลี่ยนแปลงครั้งสุดท้ายที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับมวลของดาวฤกษ์ดวงนั้น • วาระสุดท้ายของดาวฤกษ์ เมื่อดาวฤกษ์ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนเกือบหมด ฮีเลียมจะกลายเป็นเชื้อเพลิงต่อไป จะเปลี่ยนแปลงเป็นธาตุอื่น ๆ ต่อไปจนเชื้อเพลิงหมดลง ดาวฤกษ์จะเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงจากการขยายเป็นดาวยักษ์แดง วาระสุดท้ายจะเปลี่ยนแปลงเป็นอย่างไรขึ้นอยู่กับมวลสารของดาวฤกษ์ดาวนั้น
ดาวฤกษ์มวลน้อย ดาวแคระดำ ดาวฤกษ์มวลมาก
ดาวฤกษ์มวลมาก • เป็นดาวฤกษ์ที่มีขนาดใหญ่ มีมวลมาก สว่างมาก จะใช้เชื้อเพลิงอย่างสิ้นเปลืองในอัตราที่สูงมาก จึงมีช่วงชีวิตที่สั้นกว่า และจบชีวิตด้วยการระเบิดอย่างรุนแรง • จุดจบของดาวฤกษ์ที่มีมวลมาก คือการะเบิดอย่างรุนแรงที่เรียกว่า • ซูเปอร์โนวา (supernova)แรงโน้มถ่วงจะทำให้ดาวยุบตัวลงกลายเป็นดาวนิวตรอน หรือ หลุมดำ • ในขณะเดียวกันก็มี แรงสะท้อนที่ทำให้ส่วนภายนอกของดาวระเบิดเกิดธาตุหนักต่างๆ เช่น ยูเรเนียม ทองคำ ฯลฯ ซึ่งถูกสาดกระจายออกสู่อวกาศกลายเป็นส่วนประกอบของเนบิวลารุ่นใหม่ และเป็นต้นกำเนิดของดาวฤกษ์รุ่นต่อไป
ดาวฤกษ์มวลน้อย • ดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อย ตัวอย่างเช่น ดวงอาทิตย์มีแสงสว่างไม่มากจะใช้เชื้อเพลิงในอัตรา • ที่น้อย จึงมีช่วงชีวิตยาวและจบชีวิตลงด้วยการไม่ระเบิดแต่จะกลายเป็นดาวแคระขาว • สำหรับดาวฤกษ์ที่มีมวลพอๆ กับดวงอาทิตย์ จะมีช่วงชีวิตและการเปลี่ยนแปลงแบบเดียวกับดวงอาทิตย์ • ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยถึงปานกลางและอยู่ใกล้โลกที่สุด อยู่ห่าจากโลกของ เราประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร พลังงานจำนวนมหาศาล ในดวงอาทิตย์ได้มา จากการ เปลี่ยนก๊าซไฮโดรเจนเป็น ฮีเลียม ดวงอาทิตย์เกิดจากยุบรวมตัวของเนบิวลา เมื่อประมาณ 5,000 ล้านปีมาแล้ว และจะมีอายุอยู่ต่อไปอีกประมาณ 5,000 ล้านปี
ซูเปอร์โนวา - supernova ดาวยักษ์แดง โดยทั่วไป ซูเปอร์โนวามักเกิดจากดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ระเบิดขึ้นหลังจากที่ใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ไปจนเกือบหมด การระเบิดแบบนี้มักจะเหลือแกนกลางเป็นวัตถุความหนาแน่นสูง ซึ่งอาจเป็นดาวนิวตรอนหรืออาจจะเป็นหลุมดำ ดาวยักษ์แดงคือ “ดาวฤกษ์ในวัยชรา” บรรยากาศรอบนอกของดาวจะลอยตัวและบางมาก ทำให้รัศมีของดาวขยายใหญ่ขึ้นมาก และอุณหภูมิพื้นผิวก็ต่ำ
ดาวแคระขาว วาระสุดท้ายของดาวฤกษ์ขนาดเล็ก มวลสารน้อย หลังจากขยายตัวเป็นดาวยักษ์แดงแล้วจะหดตัวลง ปฏิกิริยานิวเคลียร์สิ้นสุดลง และพลังงานความร้อนเดิมยังมีอยู่ เรียกว่า ดาวแคระขาว จะค่อย ๆ เย็นตัวลงที่สุดจะกลายเป็นก้อนสสารอัดแน่นไม่มีแสงสว่าง เรียกว่า ดาวแคระดำ • เนบิวลาดาวเคราะห์ • เกิดจากการตายของดาวฤกษ์เพียงดวงเดียว ซึ่งเป็นดาวฤกษ์มวลน้อยและมวลปานกลาง ก่อนตายดาวจะเกิดการยุบพองและเป่าคาร์บอนออกมา การยุบพองของดาว ทำให้เนื้อสารหลุดแยกออกจากดาวกลายเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ แกนกลางของดาวกลายเป็นดาวแคระขาว ธาตุหลักของเนบิวลาดาวเคราะห์ได้แก่ ไฮโดรเจน ฮีเลียม และออกซิเจน บางครั้งเราถือว่าดาวแคระขาวเป็นดาวฤกษ์ที่ตายแล้ว เนื่องจากว่ามันไม่มีปฏิกิริยานิวเคลียร์แล้วนั่นเอง กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้จับภาพเนบิวลาดาวเคราะห์ NGC 6210 ดาวแคระขาว ดาวแคระดำ
ดาวนิวตรอน • วาระสุดท้ายของดาวฤกษ์มวลมาก • เมื่อดาวฤกษ์ใช้เชื้อเพลิงจนหมด มีการเปลี่ยนแปลง อาจระเบิดออก เรียกว่าซุปเปอร์โนวา คงเหลือมวลสารขนาดเล็กหดตัวต่อไปเรื่อย ๆ จนทำให้อิเล็กตรอนที่มีประจุลบอัดรวมตัวกับโปรตรอนที่มีประจุบวก กลายเป็นดาวนิวตรอนขนาดเล็ก • หลุมดำ • วาระสุดท้ายของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่มวลสารมาก การหดตัวไม่หยุดลงเหมือนดาวแคระขาวหรือดาวนิวตรอน จะเกิดเป็นหลุมดำที่มีแรงดึงดูดสูงมาก แม้แสงก็ไม่สามารถเล็ดลอดออกมาได้
เนบิวลา • เนบิวลา คือ กลุ่มของก๊าซและฝุ่นผงที่รวมตัวกันอยู่ระหว่างดาวฤกษ์ เนบิวลามาจากภาษาลาตินแปลว่า "เมฆ" เพราะเมื่อเราใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องดู จะเห็นเป็นฝ้าขาวคล้ายกลุ่มเมฆ มีขนาดใหญ่มาก บ้างมีเส้นผ่าศูนย์กลางถึง 10 ปีแสง • เนบิวลาที่เกิดขึ้นหลังจากเกิดบิกแบง ประมาณ 300,000 ปี • เนบิวลาเป็นวัตถุหนึ่งในเอกภพที่มีความสำคัญมากๆ เพราะดาวฤกษ์หรือ ดาวเคราะห์ล้วนเกิดขึ้น มาจากเนบิวลาทั้งสิ้น • เนบิวลาเป็นกลุ่มแก๊สที่เบาบางมีความหนาแน่นต่ำมาก องค์ประกอบหลักของเนบิวลาคือแก๊สไฮโดรเจน • เนบิวลามีอุณหภูมิต่ำ เนื่องจากไม่มีแหล่งกำเนิดความร้อน เนบิวลา แบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ เนบิวลาสว่าง เนบิวลามืด
1. เนบิวลาแบบแสงสว่าง แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ เนบิวลาประเภทเรืองแสง และ เนบิวลาประเภทสะท้อนแสง 1.1 เนบิวลาประเภทเรืองแสง เนบิวลาชนิดนี้สว่างเพราะเนบิวลาแบบนี้จะเรืองแสงขึ้นเองเนื่องจากอะตอมของมวลสารที่อยู่ในเนบิวลา ถูกกระตุ้นด้วยพลังงานจากดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ๆ ถ้าก๊าซส่วนใหญ่ในเนบิวลาจะเป็นอะตอมไฮโดรเจน ซึ่งจะปล่อยแสงสีแดง กับอะตอมของออกซิเจนซึ่งให้แสงสีเขียว และอะตอมของไฮโดรเจนมักจะรวมตัวกับอะตอมของออกซิเจน แล้วจะปล่อยสีผสมระหว่างแดงกับเขียวคือสีเหลืองออกมา เนบิวลาอเมริกาเหนือ ในกลุ่มดาวหงส์ M 8 ในกลุ่มดาวคนยิงธนู M 42ในกลุ่มดาวนายพราน
1.2 เนบิวลาประเภทสะท้อนแสง เป็นเนบิวลาที่มีแสงสว่างได้เนื่องจาก แสงจากเนบิวลาชนิดนี้เกิดจากการกระเจิงแสงจากดาวฤกษ์ใกล้เคียงที่ไม่ร้อนมากพอที่จะทำให้เนบิวลานั้นเปล่งแสง กระบวนการดังกล่าวทำให้เนบิวลาชนิดนี้มีสีฟ้า เนบิวลา M78 ในกลุ่มดาวนายพราน เนบิวลาหัวแม่มด (Witch Head Nebula) เนบิวลาในกระจุกดาวลูกไก่ เนบิวลาชนิดนี้บางครั้งก็พบอยู่เป็นส่วนหนึ่งของเนบิวลาเปล่งแสง เช่น เนบิวลาสามแฉก (Trifid Nebula) ที่มีทั้งสีแดงจากไฮโดรเจน สีเขียวจากออกซิเจน และสีฟ้าจากการสะท้อนแสง เนบิวลาสามแฉก
2. เนบิวลาแบบมืด โดยทั่วไปเนบิวล่ามืดมักจะอยู่รวมกับเนบิวล่าสว่าง หรือ เนบิวล่าสะท้อนแสง เพราะเราจะ สามารถมองเห็นเนบิวล่ามืดได้เพราะ ส่วนที่เป็นเนบิวล่ามืดนั้นจะดูดกลืนแสงจากฉากด้านหลัง ไม่ให้มาเข้าตาเรา คล้ายกับว่ามีวัตถุทึบแสงกันอยู่ ซึ่งอาจจะเป็นฝุ่นผงที่หนาทึบมากๆ เนบิวล่ามืดรูปหัวม้า ในกลุ่มดาวนายพราน เนบิวลามังกร แห่งกลุ่มดาวราศีธนู Barnard 68
ศึกษาเพิ่มเติมได้ที่ • วีดีโอเพิ่มเติม http://www.youtube.com/watch?v=0L7umQUl7Kk http://www.youtube.com/watch?v=nzidVU9IgGw http://www.youtube.com/watch?v=lMNleDr63to • ความรู้เพิ่มเติม http://www.lesa.biz/astronomy/star http://taloeyy.exteen.com/page-14 http://www.lesa.biz/astronomy/star/nebula • สื่อการเรียนรู้เพิ่มเติม ครูติ๊ก http://www.learnbytechno.com/