ดาวฤกษ์

กำเนิดเเละวิวัฒนาการของดาวฤกษ์

สมบัติของดาวฤกษ์

ความส่องสว่างเเละโชติมาตรของดาวฤกษ์ 15211367

สี อุณหภูมิ เเละชนิดสเปกตรัมของดาวฤกษ์

วิวัฒนาการของดาวฤกษ์ :

กำเนิดดาวฤกษ์

สมบัติของดาวฤกษ์
ดาวฤกษ์ที่เรามองเห็นด้วยตาเปล่าเป็นรูปกลุ่มดาว อยู่ห่างจากโลกประมาณ 4 - 1500 ปีแสง นักดาราศาสตร์ทำการศึกษาดาวฤกษ์ได้โดยการวิเคราะห์คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ดาวแผ่ออกมา เพื่อให้ได้ทราบสมบัติ ดังนี้
23D66917-36E4-4EB1-941A-C4A9DEA7829F

ดาวฤกษ์ ถือกำเนิดขึ้นจากเมฆโมเลกุลที่ยุบตัวโดยมีไฮโดรเจนเป็นส่วนประกอบหลัก รวมไปถึงฮีเลียม และธาตุอื่นที่หนักกว่าอีกจำนวนหนึ่ง เมื่อแก่นของดาวฤกษ์มีความหนาแน่นมากเพียงพอ ไฮโดรเจนบางส่วนจะถูกเปลี่ยนเป็นฮีเลียมผ่านกระบวนการนิวเคลียร์ฟิวชั่นอย่างต่อเนื่อง ส่วนภายในที่เหลือของดาวฤกษ์จะนำพลังงานออกจากแก่นผ่านทางกระบวนการแผ่รังสีและการพาความร้อนประกอบกัน ความดันภายในของดาวฤกษ์ป้องกันมิให้มันยุบตัวต่อไปจากแรงโน้มถ่วงของมันเอง เมื่อเชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่แก่นของดาวหมด ดาวฤกษ์ที่มีมวลอย่างน้อย 0.4 เท่าของดวงอาทิตย์ จะพองตัวออกจนกลายเป็นดาวยักษ์แดง ซึ่งในบางกรณี ดาวเหล่านี้จะหลอมธาตุที่หนักกว่าที่แก่นหรือในเปลือกรอบแก่นของดาว จากนั้น ดาวยักษ์แดงจะวิวัฒนาการไปสู่รูปแบบเสื่อม มีการรีไซเคิลบางส่วนของสสารไปสู่สสารระหว่างดาว สสารเหล่านี้จะก่อให้เกิดดาวฤกษ์รุ่นใหม่ซึ่งมีอัตราส่วนของธาตุหนักที่สูง

click to edit

ความสว่าง (brightness) ของดาวฤกษ์เป็นพลังงานแสงจากดาวฤกษ์ดวงนั้นใน 1 วินาทีต่อ 1 หน่วยพื้นที่ ความสว่างของดาวฤกษ์จะบอกในรูปของอันดับความสว่าง (magnitude) ซึ่งไม่มีหน่วยอันดับความสว่าง เป็นเพียงตัวเลขที่กำหนดขึ้นเพื่อแสดงการรับรู้ความสว่างของผู้สังเกตดาวฤกษ์ด้วยตาเปล่า ดาวที่มีความสว่างมาก อันดับความสว่างยิ่งน้อย ส่วนดาวที่มีความสว่างน้อย อันดับความสว่างจะมีค่ามาก โดยกำหนดว่าดังนี้

-ดาวฤกษ์ที่ริบหรี่ที่สุดจะมีอันดับความสว่าง 6

-ดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดจะมีอันดับความสว่าง 1

-อันดับความสว่างสามารถนำไปใช้กับดวงจันทร์และดาวเคราะห์ได้

•ระยะห่างของดาว: ใช้กำลังขยายของกล้องโทรทรรศน์ตรวจวัดมุมแพรัลแลกซ์ เรียกว่า "กระบวนการแอสโตรเมทรี" (Astrometry)
•โชติมาตร: บันทึกแสงของดาวด้วย CCD แล้วคำนวณเปรียบเทียบอันดับความสว่าง เรียกว่า "กระบวนการโฟโตเมทรี" (Photometry)

วิวัฒนาการและจุดจบของดาวฤกษ์ข้ึนอยู่กับมวลตั้งต้นของดาวฤกษ์ โดยดาวฤกษ์ที่มีมวล มากจะมีมีอัตราการใช้พลังงานท่ีสูงกว่าดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อย ส่งผลให้ดาวฤกษ์ที่มวลมากจะมี อายุขัยสั้นกว่าดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อย โดยวิวัฒนาการของดาวฤกษ์สามารถอธิบายได้ดังนี้

click to edit

•กำลังส่องสว่าง: แปรผันตรงตามความสว่าง แต่แปรผกผันกับระยะห่าง
•ของดาวสเปกตรัม: แยกแแสงดาวของดาวด้วยสเปกโตรมิเตอร์ เรียกว่า "กระบวนการสเปกโตรสโคปี" (Spectroscopy)

•องค์ประกอบทางเคมี: ได้จากการวิเคราะห์เส้นดูดกลืนและเส้นแผ่รังสีของสเปกตรัม

• ทิศทางการเคลื่อนที่และความเร็วเชิงเรเดียน: ได้จากการวิเคราะห์ปรากฏการณ์ด็อปเปลอร์

click to edit

•อุณหภูมิ: ได้จากการวิเคราะห์กราฟแสง หาค่าความยาวคลื่นเข้มสุด (λmax) ด้วยกฎการแผ่รังสีของวีน (Wien’s displacement Law)

•รัศมีของดาว: ได้จากการแทนค่ากำลังส่องสว่างและอุณหภูมิชองดาว ตามกฏความเข้มพลังงานของสเตฟาน-โบลทซ์มานน์ (Stefan – Boltzmann Law)

•มวลของดาว: ได้จากการคำนวณความสัมพันธ์​ระหว่างคาบวงโคจรและระยะห่างระหว่างดาวสองดวงในระบบดาวคู่

ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่า 9 เท่าแต่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 25 เท่าของมวลดวงอาทิตย์มีสีน้ำ เงิน เมื่อดาวฤกษ์ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนหมด ดาวฤกษ์จะขยายขนาดขึ้นพร้อมทั้งอุณหภูมิที่ผิวจะ ลดลงเปลี่ยนจากดาวฤกษ์ที่มีสีค่อนข้างไปทางน้้าเงินไปเป็นดาวยักษ์แดง จากนั้นแก่นของดาวจะ ยุบตัวลงพร้อมกับเกิดการระเบิดที่เรียกว่า ซูเปอร์โนวา แต่ดาวฤกษ์บางดวงอาจจะเปลี่ยนจาก ดาวยักษ์แดงเป็นดาวยักษ์ใหญ่สีน้ำเงินก่อน จากน้ันแก่นของดาวจะยุบตัวลงพร้อมกับเกิดการ ระเบิดที่เรียกว่า ซูเปอร์โนวาสุดท้ายแก่นของดาวจะยุบตัวเป็นดาวนิวตรอน

click to edit

ความส่องสว่าง(brightness)ของดาวฤกษ์ เป็นพลังงานจากดาวฤกษ์ที่ปลดปล่อยออกมาในเวลา 1 วินาทีต่อหน่วยพื้นที่ มีหน่วยเป็นวัตต์ต่อตารางเมตร ค่าการเปรียบเทียบความสว่างของดาวฤกษ์ เรียกว่า อันดับความสว่าง หรือ แมกนิจูด(magnitude) ดาวที่มีค่าโชติมาตรต่างกัน 1 จะมีความสว่างต่างกัน 2.512เท่า ดาวที่มีค่าโชติมาตรน้อยจะมีความสว่างมากกว่าดาวที่มีค่าโชติมาตรมาก

1280px-Starsinthesky

click to edit

204388804_846570469579264_4090315158973850899_n

วิวัฒนาการของดาวฤกษ์มีมวลมากกว่า 0.08 เท่าแต่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 9 เท่าของมวล ดวงอาทิตย์ หรือมวลใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์ เมื่อใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนหมดแกนกลางของดาวจะ : ยุบตัว เกิดการเผาผลาญฮีเลียมดาวจะขยายขนาดใหญ่ข้ึนเป็นดาวยักษ์แดง เมื่อเชื้อเพลิงฮีเลียมที่ แก่นกลางหมด ดาวจะยุบตัวลงอีกครั้งต่อมาเมื่อปฏิกิริยาหลอมฮีเลียมสิ้นสุดลงแก่นของดาวยักษ์ แดงยุบตัวกลายเป็นดาวแคระขาว (white dwarf) ส่วนอื่น ๆ ที่อยู่รอบแก่นไม่ได้ยุบเข้ามารวม แต่ กระจายตัวออกสู่อวกาศท้าให้เกิดเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ (planetary nebula)

ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่า 25 เท่าของมวลดวงอาทิตย์มีสีน้ำเงิน เมื่อดาวฤกษ์ใช้เชื้อเพลิง ไฮโดรเจนหมด จะเริ่มการเผาผลาญธาตุที่มีมวลมากขึ้นเป็นล้าดับ ได้แก่ ฮีเลียม คาร์บอน นีออน แมกนีเซียม ออกซิเจน และส้ินสุดที่เหล็ก จากนั้นแก่นของดาวจะยุบตัวลงพร้อมกับเกิดการระเบิด ที่เรียกว่า ซูเปอร์โนวา สุดท้ายแก่นของดาวจะยุบตัวเป็นหลุมดำ