Star: ดาวฤกษ์

ดาวฤกษ์ ( Stars หรือ Fixed stars ) เป็นดาวที่มีแสงสว่าง และพลังงานในตัวเอง เช่น ดวงอาทิตย์ ดาวฤกษ์เกิดจากก๊าซและฝุ่นอวกาศที่เรียกว่า เนบิวลา

ดาวฤกษ เกิดขึ้นมาได้โดยเริ่มจากที่ เนบิวลา (Nebula) มีแรงโน้มถ่วงภายในทำให้ก้อนก๊าซและฝุ่นหมุนวนพร้อมยุบตัวลง เกิดเป็นแกนของดาวฤกษ์ดวงใหม่ ต่อมาดาวฤกษ์ดวงใหม่เกิดการยุบตัวอีก แกนกลางมีความหนาแน่นมากขึ้นเกิดช่องว่างและก๊าซเบาบางรอบนอก เมื่อแกนกลางมีความหนาแน่นจนถึงขั้นวิกฤติมันจะระเบิดออกมา เรียกว่า ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ (Thermo nuclears) ก๊าซจะกระจายออกได้ดาวฤกษ์ดวงใหม่

และจบลงด้วยการระเบิดอย่างรุนอย่างรุนแรง เรียกว่า ซูเปอร์โนวา (Supernova)

หลังจากนั้นแรงโน้มถ่วงจะทำให้ดาวยุบตัวลงดาวที่มีมวลมากจะกลายเป็น ดาวนิวตรอน ส่วนดาวที่มีมวลสูงมากๆ จะกลายเป็น หลุมดำ (Balck hole)

ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ระบบสุริยะมากที่สุด คือ ดาวพร็อกซิเมนเซนเทารี ( Proxima centauri) อยู่ห่างจากระบบสุริยะประมาณ 4.3 ปีแสง หรือประมาณ 40 ล้านกิโลเมตร

เนื่องจากดาวฤกษ์แต่ละดวงมีมวลต่างกัน จึงมีวิวัฒนาการและจุดจบที่ต่างกัน จุดจบของดาวฤกษ์ แบ่งได้ 2 แบบตามมวลของดาวฤกษ์ คือ

1. ดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยมีแสงสว่างไม่มาก จึงใช้เชื้อเพลิงในอัตราน้อย ทำให้มีช่วงชีวิตยาวและไม่เกิดการระเบิด ในช่วงที่เป็นดาวยักษ์แดงแก่นกลางไม่เกิดปฏิกิริยาเทอร์มอนิวเคลียร์ แรงโน้มถ่วงจะมากกว่าแรงดัน จึงยุบตัวกลายเป็นดาวแคระขาว (White dwarf) ความสว่างจะลดลง อุณหภูมิภายในจะลดลงต่ำมากจนไม่เกิดปฏิกิริยาเทอร์มอ

นิวเคลียร์ จึงไม่เกิดการส่องแสง และกลายเป็นดาวแคระดำ (Black dwarf) ในที่สุด ส่วนรอบนอก

แก่นกลางของดาวยักษ์แดงไม่เกิดการยุบตัว แต่จะขยายตัวกระจายเป็นชั้นของแก๊สหุ้มอยู่รอบ เรียกว่า เนบิวลาดาวเคราะห์ (Planetary nebula)

2. ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากและมีขนาดใหญ่ มีความสว่างมาก จึงใช้พลังงานในอัตราที่สูงมาก ทำให้มีช่วงชีวิตสั้น และจบชีวิตด้วยการระเบิดอย่างรุนแรงที่เรียกว่า ซูเปอร์โนวา (supernova) แรงโน้มถ่วงจะทำให้ดาวฤกษ์ยุบตัว ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากจะยุบตัวกลายเป็นดาวนิวตรอน ส่วนดาวฤกษ์ที่มีมวลสูงมากๆ จะยุบตัวกลายเป็นหลุมดำ (Black hloe) แรงสะท้อนที่เกิดทำให้ภายนอกของดาวฤกษ์ระเบิดเกิดธาตุหนัก เช่น ยูเรเนียม ทองคำ เป็นต้น สาดกระจายสู่อวกาศกลายเป็นส่วนประกอบของเนบิวลารุ่นใหม่ ดาวฤกษ์ที่มีกำเนิดมาจากเนบิวลารุ่นใหม่จึงมีธาตุต่างๆ เป็นองค์ประกอบ ในขณะที่ดาวฤกษ์ที่เกิดจากเนบิวลาดั้งเดิมมีธาตุไฮโดรเจนและธาตุฮีเลียมเป็นองค์ประกอบ

ระยะห่างของดาวฤกษ์
ดาวฤกษ์อยู่ห่างจากโลกมาก และระยะระหว่างดาวฤกษ์ด้วยกันเองก็ห่างไกลกันมากเช่นกัน การบอกระยะทางของดาวฤกษ์จึงใช้หน่วยของระยะทางต่างไปจากระยะทางบนโลก ดังนี้1. ปีแสง (lightyear หรือ Ly.) คือ ระยะทางที่แสงเดินทางในเวลา 1 ปี อัตราเร็วของแสงมีค่า 33108 เมตร/วินาที ดังนั้นระยะทาง 1 ปีแสงจึงมีค่าประมาณ 931012 กิโลเมตร เช่น ดวงอาทิตย์อยู่ห่างจากโลก 8.3 นาทีแสง หรือประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร ดาวแอลฟาเซนเทารีในกลุ่มดาวเซนทอร์อยู่ห่างจากโลก 4.26 ปีแสง หรือ 4031012 กิโลเมตร เป็นต้น2. หน่วยดาราศาสตร์ (astronomical unit หรือ A.U) คือ ระยะทางระหว่างโลกและดวงอาทิตย์ ระยะทาง 1 A.U มีค่า 150 ล้านกิโลเมตร3. พาร์เซก (parsec) เป็นระยะทางที่ได้จากการหาแพรัลแลกซ์ (parallax) ของดวงดาว ซึ่งเป็นวิธีวัดระยะห่างของดาวฤกษ์ที่อยู่ค่อนข้างใกล้โลกได้อย่างแม่นยำกว่าดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลมาก หลักการของแพรัลแลกซ์คือ การเห็นดาวฤกษ์เปลี่ยนตำแหน่ง เมื่อสังเกตจากโลกในเวลาที่ห่างกัน 6 เดือน เพราะจุดสังเกตดาวฤกษ์ทั้ง 2 ครั้งอยู่ห่างกันเป็นระยะทาง 2 เท่าของระยะทางระหว่างโลกและดวงอาทิตย์ 1 พาร์เซกมีค่า 3.26 ปีแสง

ความสว่าง (brightness)

ของดาวฤกษ์เป็นพลังงานแสงจากดาวฤกษ์ดวงนั้นใน 1 วินาทีต่อ 1 หน่วยพื้นที่ ความสว่างของดาวฤกษ์จะบอกในรูปของอันดับความสว่าง (magnitude) ซึ่งไม่มีหน่วย อันดับความสว่างเป็นเพียงตัวเลขที่กำหนดขึ้นเพื่อแสดงการรับรู้ความสว่างของผู้สังเกตดาวฤกษ์ด้วยตาเปล่า ดาวที่มีความสว่างมาก อันดับความสว่างยิ่งน้อย ส่วนดาวที่มีความสว่างน้อย อันดับความสว่างจะมีค่ามาก โดยกำหนดว่า
- ดาวฤกษ์ที่ริบหรี่ที่สุดจะมีอันดับความสว่าง 6
- ดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดจะมีอันดับความสว่าง 1
- อันดับความสว่างสามารถนำไปใช้กับดวงจันทร์และดาวเคราะห์ได้

ดวงอาทิตย์ มีอันดับความสว่าง -26.7
ดวงจันทร์คืนวันเพ็ญ มีอันดับความสว่าง -12.6
ดาวศุกร์เมื่อสว่างที่สุด มีอันคับความสว่าง - 4.5

ดาวอังคารเมื่อสว่างที่สุด มีอันดับความสว่าง - 2.7

ดาวซีริอัสในกลุ่มดาวสุนัขใหญ่ มีอันดับความสว่าง - 1.5

ดาวพรอกซิมาเซนทารี มีอันดับความสว่าง 10.7

อันดับความสว่างของดาวฤกษ์แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ
1. อันดับความสว่างปรากฏ เป็นอันดับความสว่างของดาวฤกษ์ที่สังเกตได้จากโลกที่มองเห็นด้วย ตาเปล่า แต่ไม่สามารถเปรียบเทียบความสว่างจริงของดาวแต่ละดวงได้ เนื่องจากระยะทางระหว่างโลกและดวงดาวมีผลต่อการมองเห็นความสว่าง ดาวที่มีความสว่างเท่ากันแต่อยู่ห่างจากโลกต่างกัน คนบนโลกจะมองเห็น ดาวที่อยู่ใกล้สว่างกว่าดาวที่อยู่ไกล

2. อันดับความสว่างที่แท้จริง เป็นความสว่างจริงของดวงดาว การบอกอันดับความสว่างที่แท้จริงของดวงดาวจึงเป็นค่าความสว่างปรากฏของดาวในตำแหน่งที่ดาวดวงนั้นอยู่ห่างจากโลกเท่ากัน คือ กำหนดระยะทาง เป็น 10 พาร์เซก หรือ 32.61 ปีแสง เพื่อให้สามารถเปรียบเทียบความสว่างจริงของดาวได้ อันดับความสว่างปรากฏและอันดับความสว่างแท้จริงมีค่าไม่เท่ากัน เช่น ดาวพรอกซิมาเซนเทารีในกลุ่มดาวเซนทอร์มีอันดับความสว่างปรากฏเป็น 10.7 แต่มีอันดับความสว่างแท้จริงเป็น 14.9 เป็นต้น

สีของดาวฤกษ์

นักวิทยาศาสตร์พบว่าสีของดาวฤกษ์มีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิพื้นผิวของดาวฤกษ์นั้นๆ โดยดาวฤกษ์ที่มีอุณหภูมิพื้นผิวต่ำ จะมีสีแดง ส่วนดาวฤกษ์ที่มีอุณภูมิพื้นผิวสูงจะมีสีน้ำเงิน นอกจากนี้ในกรณีที่ดาวฤกษ์นั้นไม่ใช่ดาวยักษ์ ขนาดของดาวฤกษ์ก็จะเกี่ยวข้องกับสีของดาวเช่นกัน โดยดาวฤกษ์มวลมากจะมีสีน้ำเงิน ส่วนดาวฤกษ์มวลน้อยจะมีสีแดง

การแบ่งสีของดาวฤกษ์ สีของดาวฤกษ์แบ่งได้เป็น 7 ระดับ คือ O-B-A-F-G-K-M มีวิธีการจำง่ายๆ คือ "Oh Be A Fine Girl(Guy) Kiss Me" ระดับสี

O สีน้ำเงิน B สีน้ำเงินแกมขาว A สีขาว F สีขาวแกมเหลือง G สีเหลือง K สีส้ม M สีแดง

ดาวฤกษ์มีแสงสว่างในตัวเอง สีของมันขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่พื้นผิวของดวงดาว ดาวที่มีแสงสีฟ้ามีความร้อนสูงที่สุด มันมีค่าอุณหภูมิเฉลี่ยอยู่ที่ 45,032 F, ดาวที่มีแสงสีขาวมีค่าอุณหภูมิเฉลี่ยอยู่ที่ 10,832 F, ดาวที่มีแสงสีเหลืองมีค่าอุณหภูมิเฉลี่ยอยู่ที่ 8,540 F, ดาวที่มีแสงสีแดงมีความเย็นมากที่สุด มันมีค่าอุณหภูมิเฉลี่ยอยู่ที่ 4,940 F

ขณะที่จักรวาลขยายตัวออก กลุ่มกาแล็กซีก็แยกตัวออกจากกัน ในภาพนี้ จะเห็นความหลากหลายของสีสันจากแสงสว่างที่เราได้รับจากดาวฤกษ์ต่าง ๆ จากแต่ละกาแล็กซี ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระยะห่างของมันจากทางช้างเผือกด้วย1.ขณะที่กาแล็กซีเดินทางด้วยความเร็วสูง มันจะมีคลื่นสีฟ้าอยู่ตรงด้านหน้าของมันและทิ้งคลื่นยาว ๆ สีแดงอยู่เบื้องหลัง2.ความเร็วที่กลุ่มกาแล็กซีใช้เดินทางนั้นจะคำนวณจากการเฝ้าดูสีแดงของดาวฤกษ์ของมันเสมอ