ดาวฤกษ์

ดาวฤกษ์

ดาวฤกษ์ คือวัตถุท้องฟ้าที่เป็นก้อนพลาสมาสว่างขนาดใหญ่ที่คงอยู่ได้ด้วยแรงโน้มถ่วง ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด คือ ดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักของโลก เราสามารถมองเห็นดาวฤกษ์อื่น ๆ ได้บนท้องฟ้ายามราตรี หากไม่มีแสงจากดวงอาทิตย์บดบัง ในประวัติศาสตร์ ดาวฤกษ์ที่โดดเด่นที่สุดบนทรงกลมท้องฟ้าจะถูกจัดเข้าด้วยกันเป็นกลุ่มดาว และดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดจะได้รับการตั้งชื่อโดยเฉพาะ นักดาราศาสตร์ได้จัดทำบัญชีรายชื่อดาวฤกษ์เพิ่มเติมขึ้นมากมาย เพื่อใช้เป็นมาตรฐานในการตั้งชื่อดาวฤกษ์

วิวัฒนาการของดาวฤกษ์

เกิดจากการยุบตัวของเนบิวลากลายเป็นดาวฤกษ์ก่อนเกิด การวิวัฒนาการจะขึ้นอยู่กับมวล

มวลน้อย มีแสงสว่างไม่มาก ใช้เชื้อเพลิงน้อย มีชีวิตยาว จบด้วยการไม่ระเบิด

มวลมาก มีแสงสว่างมาก ใช้เชื้อเพลิงสิ้นเปลือง มีชีวิตสั้น จบด้วยการระเบิดอย่างรุนแรงที่เรียกว่าซูเปอร์โนวา

จุดจบของดาวฤกษ์ที่มีมวลตั้งต้นมากกว่า 9 ตันเท่าของดวงอาทิตย์ จะมีการระเบิดและดาวจะยุบตัวกลายเป็นนิวตรอนหรือหลุมดำ

กำเนิดและวิวัฒนาการของดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์เกิดจากการยุบตัวของเนบิวลาเอง ความดันของเนบิวลาเพิ่มขึ้น อุณหภูมิภายในสูงขึ้น และเกิดเป็นดวงอาทิตย์ก่อนเกิด

แรงโน้มถ่างมากกว่าความดัน เกิดการยุบตัวอีกจนอุณหภูมิสูงถึง 15 ล้านเคลวิน เกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ กลายเป็นดวงอาทิตย์เกิดใหม่

ในอนาคต ดวงอาทิตย์จะยุบตัว และเกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์อีกรอบ นิวเคลียสฮีเลียมเปลี่ยนเป็นนิวเคลียสของคาร์บอน ในขณะเดียวกันฮีเลียมรอบนอกก็กลายเป็นฮีเลียมอีกครั้ง อุณหภูมิมิผิวจะลดลง สีเปลี่ยน จะกลายเป็นดาวยักษ์สีแดง

ดาวยักษ์สีแดงจะไม่เกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์อีก ดาวจะยุบลงงเป็นแคระขาวและแก๊สที่อยู่รอบนอกจะเกิดเป็นเนบิลลาและเคลื่ยนตัวออกจากขาว

ดาวแคระขาวและเนบิวลาเป็นจุดสุดท้ายของดวงอาทิตย์

ความส่องสว่างเเละโชติมาตรของดาวฤกษ์ 

ความส่องสว่าง(Brightness)ของดาวฤกษ์ เป็นพลังงานจากดาวฤกษ์ที่ปลดปล่อยออกมาในเวลา 1 วินาทีต่อหน่วยพื้นที่  มีหน่วยเป็นวัตต์ต่อตารางเมตร ค่าการเปรียบเทียบความสว่างของดาวฤกษ์ เรียกว่า อันดับความสว่าง (Magnitude) ดาวที่มีค่าโชติมาตรต่างกัน 1 จะมีความสว่างต่างกัน 2.51เท่า

โชติมาตรของดาวฤกษ์ที่สังเกตได้จากโลก เรียกว่า โชติมาตรปรากฏ(Apparent magnitude) นำมาใช้เปรียบเทียบความสว่างที่แท้จริงของดาวฤกษ์ไม่ได้ นักดาราศาสตร์จึงกำหนดโชติมาตรสัมบูรณ์(Absolute magnitude) เป็นค่าโชติมาตรของดาวเมื่อดาวนั้นอยู่ห่างจากโลกเป็นระยะทางเท่ากับ 10 พาร์เซก หรือ 32.62 ปีแสง นำมาใช้เปรียบเทียบความสว่างของดาวฤกษ์ทั้งหลาย

***ดาวที่มีค่าโชติมาตรน้อยจะมีความสว่างมาก ดาวที่มีค่โชติมาตรมากจะมีความสว่างน้อย

สีและอุณหภูมิผิวของดาวฤกษ์

ระยะห่างของดาวฤกษ์

นักดาราศาสตร์จึงคิดค้นหน่วยวัดระยะทางที่เรียกว่า ปีแสง (light-year) ซึ่งเป็นระยะทางที่แสงใช้เวลาเดิน ทางเป็นเวลา 1 ปี แสงเดินทางด้วยความเร็วประมาณ 300,000  km/s  ดังนั้น ระยะทาง 1 ปีแสงจึงมีค่าเท่ากับ 9.5 ล้านล้านกิโลเมตร

นัก ดาราศาสตร์ได้พบวิธีที่จะวัดระยะห่างของดาวฤกษ์เหล่านี้โดยวิธีการใช้ แพรัลแลกซ์(Parallax)

แพรัลแลกซ์ คือการย้ายตำแหน่งปรากฏ ของวัตถุเมื่อผู้สังเกตอยู่ในตำแหน่งต่างกัน

เมื่อโลกอยู่ที่  E1 ผู้สังเกตเห็นดาวฤกษ์ S อยู่ที่ S2 ระยะเชิงมุม S1 ถึง   ซึ่งเป็นมุมแพรัลแลกซ์ของดาว S สังเกตุจากจุดที่ห่างกัน 2a หรือ 2 หน่วย ดาราศาสตร์ เมื่อ a =1 หน่วยดาราศาสตร์ ดังมุม  จึงเป็นมุมแพรัลแลกซ์สำหรับฐานของการสังเกตที่ห่างกัน 1 หน่วยดาราศาสตร์ ถ้า  เท่ากับ p พิลิปดา   ระยะทางของดาวฤกษ์ S จากโลกจะเป็น พาร์เซก 

ระบบดาวฤกษ์

ระบบดาว (Star system) คือดาวฤกษ์กลุ่มเล็กๆ จำนวนหนึ่งที่โคจรอยู่รอบกันและกันโดยมีแรงดึงดูดระหว่างกันทำให้จับกลุ่มกันไว้ สำหรับดาวฤกษ์จำนวนมากที่มีแรงดึงดูดระหว่างกันมักเรียกว่าเป็น กระจุกดาว  แม้ในหลักการแล้ว ทั้งกระจุกดาวและดาราจักร ก็ถือเป็น ระบบดาว เช่นเดียวกัน นอกจากนี้ยังมีปรากฏเรียกใช้คำว่า ระบบดาว กับระบบที่มีดาวฤกษ์หนึ่งดวง กับดาวเคราะห์บริวารที่โคจรรอบๆ ด้วย

มวลของดาวฤกษ์

เนื่องจากดาวมีขนาดใหญ่มาก เราจึงไม่สามารถทำการหามวลของดาวด้วยวิธีชั่งตวงวัด นักดาราศาสตร์ไม่สามารถคำนวณหาขนาดมวลของดาวดวงเดียวโดดๆ ได้ แต่จะคำนวณหามวลของระบบดาวคู่ซึ่งโคจรรอบกันและกัน โดยอาศัยความสัมพันธ์​ระหว่างคาบวงโคจรและระยะห่างระหว่างดาวทั้งสอง  ตามกฎของเคปเลอร์-นิวตัน ตามสูตร  

                    M1 + M2 = a3 / p2

        โดย M1, M2 = มวลของดาวทั้งสองในระบบดาวคู่ มีหน่วยเป็นจำนวนเท่าของดวงอาทิตย์ 

                       a = ความยาวของเส้นผ่านครึ่งวงโคจรตามแกนยาว (Semimajor axis)

                             ของดาวดวงใดดวงหนึ่ง มีหน่วยเป็น AU  
             

                       p = คาบการโคจร หน่วยเป็นปี