6.1 วิวัฒนาการของดาวฤกษ์
 
วิวัฒนาการของดาวฤกษ์

ดาวฤกษ์ทุกดวงเกิดจากการยุบตัวของเนบิวลา การที่เนบิวลายุบตัวเนื่องมาจากแรงโน้มถ่วงของเนบิวลา เอง ทำให้ความดันและอุณหภูมิภายในเนบิวลาสูงมาก โดยเฉพาะบริเวณแก่นกลางที่ยุบตัวจะมีอุณหภูมิสูงกว่า ที่ขอบนอก สูงเป็นหลายแสนองศาเซลเซียส เรียกการยุบตัวของเนบิวลาช่วงนี้ว่า ดาวฤกษ์ก่อนเกิด (pro- tostar) แรงโน้มถ่วงจะทำให้เนบิวลาเกิดการยุบตัวลงไปอีก ความดันของแก่นกลางจะสูงขึ้น อุณหภูมิจะสูงถึง 15 ล้านเคลวิน สูงมากพอที่จะเกิดปฏิกิริยาเทอร์มอนิวเคลียร์ เกิดพลังงานมหาศาล เมื่อเกิดความสมดุลระหว่าง แรงโน้มถ่วงกับแรงดันของแก๊สร้อนภายในเนบิวลา จะทำให้เกิดดาวฤกษ์อย่างสมบูรณ์ พลังงานของดาวฤกษ์ เกิดจากปฏิกิริยาเทอร์มอนิวเคลียร์

ภาพวาดดาวฤกษ์ก่อนเกิด ในจินตนาการของศิลปิน
ตัวอย่างปฏิกิริยาเทอร์มอนิวเคลียร์ในดวงอาทิตย์
เนื่องจากแก่นกลางของดาวฤกษ์มีความดันและอุณหภูมิสูงมาก ทำให้นิวเคลียสของธาตุไฮโดรเจน (โปรตอน) 4 นิวเคลียส หลอมรวมตัวกันเป็นนิวเคลียสของธาตุฮีเลียม 1 นิวเคลียส มวลส่วนหนึ่งหายไป มวลที่หายไปนี้จะเปลี่ยนเป็นพลังงานจำนวนมหาศาล ตามทฤษฎีสัมพันธภาพของไอน์สไตน์ คือ

E = mc2
เมื่อ E คือ พลังงาน
m คือ มวลที่หายไป
c คือ อัตราเร็วของแสงในอวกาศ = 300,000 กิโลเมตร/วินาท
เมื่อเวลาผ่านไปปริมาณของแก๊สไฮโดรเจนในดาวฤกษ์จะลดลง แรงโน้มถ่วงเนื่องจากมวลของดาวฤกษ์จะมีค่าสูงกว่าแรงดันของแก๊สร้อน ทำให้ดาวฤกษ์ยุบตัวลง แก่นกลางของดาวฤกษ์จะมีอุณหภูมิสูงขึ้นถึง 100 ล้านเคลวิน เกิดปฏิกิริยาเทอร์มอนิวเคลียร์ นิวเคลียสของธาตุฮีเลียมหลอมรวมตัวกันเป็นนิวเคลียสชองธาตุคาร์บอนไฮโดรเจนที่อยู่รอบนอกของแก่นฮีเลียมจะมีอุณหภูมิสูงตามถึง 15 ล้านเคลวิน จนเกิดปฏิกิริยาเทอร์- มอนิวเคลียร์ของไฮโดรเจนใหม่ เกิดพลังงานมหาศาล ดาวฤกษ์จึงเกิดการขยายตัวมีขนาดใหญ่กว่าเดิมมาก อุณหภูมิผิวด้านนอกจะลดลงกลายเป็นสีแดงที่เรียกว่า ดาวยักษ์แดง (red giant) ในช่วงนี้พลังงานจะถูกปล่อยออกมาจากดาวฤกษ์มาก ช่วงชีวิตของดาวยักษ์แดงจึงค่อนข้างสั้น
เนื่องจากดาวฤกษ์แต่ละดวงมีมวลต่างกัน จึงมีวิวัฒนาการและจุดจบที่ต่างกัน จุดจบของดาวฤกษ์ แบ่งได้ 2 แบบตามมวลของดาวฤกษ์ คือ
1. ดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยมีแสงสว่างไม่มาก จึงใช้เชื้อเพลิงในอัตราน้อย ทำให้มีช่วงชีวิตยาวและไม่เกิดการระเบิด ในช่วงที่เป็นดาวยักษ์แดงแก่นกลางไม่เกิดปฏิกิริยาเทอร์มอนิวเคลียร์ แรงโน้มถ่วงจะมากกว่าแรงดัน จึงยุบตัวกลายเป็นดาวแคระขาว (white dwarf) ความสว่างจะลดลง อุณหภูมิภายในจะลดลงต่ำมากจนไม่เกิดปฏิกิริยาเทอร์มอนิวเคลียร์ จึงไม่เกิดการส่องแสง และกลายเป็นดาวแคระดำ (black dwarf) ในที่สุด ส่วนรอบนอกแก่นกลางของดาวยักษ์แดงไม่เกิดการยุบตัว แต่จะขยายตัวกระจายเป็นชั้นของแก๊สหุ้มอยู่รอบ เรียกว่า เนบิวลาดาวเคราะห์ (planetary nebula)
2. ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากและมีขนาดใหญ่ มีความสว่างมาก จึงใช้พลังงานในอัตราที่สูงมาก ทำให้มีช่วงชีวิตสั้น และจบชีวิตด้วยการระเบิดอย่างรุนแรงที่เรียกว่า ซูเปอร์โนวา (supernova) แรงโน้มถ่วงจะทำให้ดาวฤกษ์ยุบตัว ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากจะยุบตัวกลายเป็นดาวนิวตรอน ส่วนดาวฤกษ์ที่มีมวลสูงมากๆ จะยุบตัวกลายเป็นหลุมดำ แรงสะท้อนที่เกิดทำให้ภายนอกของดาวฤกษ์ระเบิดเกิดธาตุหนัก เช่น ยูเรเนียม ทองคำ เป็นต้น สาดกระจายสู่อวกาศกลายเป็นส่วนประกอบของเนบิวลารุ่นใหม่ ดาวฤกษ์ที่มีกำเนิดมาจากเนบิวลารุ่นใหม่จึงมีธาตุต่างๆ เป็นองค์ประกอบ ในขณะที่ดาวฤกษ์ที่เกิดจากเนบิวลาดั้งเดิมมีธาตุไฮโดรเจนและธาตุฮีเลียมเป็นองค์ประกอบ

Comment

Comment:

Tweet

ขอบคุณมากเลยน่ะค่ะได้ความรู้มากเลยค่ะopen-mounthed smile

#3 By pop (103.7.57.18|182.52.28.10) on 2013-01-25 09:22

ขอบคุณมากเลยน่ะค่ะได้ความรู้มากเลยค่ะopen-mounthed smile

#2 By pop (103.7.57.18|182.52.28.10) on 2013-01-25 09:21

ขอบคุณนะครับbig smile

#1 By netdaow (103.7.57.18|110.49.227.204) on 2012-08-26 12:01