เนบิวลา ดวงดาวเกิดจากการรวมตัวของก๊าซและฝุ่นในอวกาศ
(Interstellar medium)
มวลจะมีแรงดึงดูดซึ่งกันและกัน
ตาม “กฎความโน้มถ่วงแห่งเอกภพ”
(The Law of Universal)
ของนิวตันที่มีสูตรว่า
F = G (m1m2/r2)
เมื่อกลุ่มก๊าซและฝุ่นรวมตัวกันในอวกาศ
เรียกว่า “เนบิวลา” (Nebula)
หรือ “หมอกเพลิง”
เนบิวลาเป็นกลุ่มก๊าซขนาดใหญ่หลายปีแสง
แต่เบาบางมาก องค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจน
ซึ่งเป็นธาตุตั้งต้นของทุกสรรพสิ่งในจักรวาล
ภาพที่
1 เนบิวลาประเภทต่างๆ
เนื่องจากกลุ่มก๊าซและฝุ่นในเนบิวลามีอยู่หนาแน่น
บางครั้งอนุภาคขนาดใหญ่ก็จะเป็นสิ่งกีดขวางการแผ่รังสี
ทำให้เกิดการกระเจิงของแสง
(Scattering) ปรากฏเป็นเนบิวลาสีฟ้า
เช่นเดียวกับสีของท้องฟ้าบนโลกของเรา
เราเรียกเนบิวลาประเภทนี้ว่า
“เนบิวลาสะท้อนแสง” (Reflection
Nebula) ตัวอย่างเช่น
เนบิวลาในกระจุกดาวลูกไก่
(ภาพที่
1 ข)
เนบิวลาทริฟิดในกลุ่มดาวคนยิงธนู
อย่างไรก็ตามภายในเนบิวลา
บางส่วนก็ยังมีกลุ่มก๊าซซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่า
แผ่รังสีอินฟราเรดซึ่งมองไม่เห็น
มันจะบังเนบิวลาสว่างซึ่งอยู่ด้านหลัง
เราเรียกเนบิวลาเหล่านี้ว่า
“เนบิวลามืด” (Dark
Nebula) เช่น
เนบิวลารูปหัวม้าในกลุ่มดาวนายพราน
(ภาพที่
1 ค) ภาพที่
2
โปรโตสตาร์ซ่อนตัวอยู่ในกลุ่มก๊าซภายในเนบิวลานกอินทรี
โปรโตสตาร์ เหตุเกิดในเนบิวลา (ภาพที่ 2) เมื่อมวลของกลุ่มก๊าซรวมตัวกันมากขึ้นจนแรงโน้มถ่วงมาก พอที่จะเอาชนะแรงดันซึ่งเกิดจากการขยายตัวของก๊าซร้อน กลุ่มก๊าซจะยุบตัวลงอย่างต่อเนื่องและหมุนรอบตัวตามกฎอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม (Angular Momentum) เป็นจานรวมมวล แกนกลางของกลุ่มก๊าซเรียกว่า “โปรโตสตาร์” (Protostar) เมื่อแกนกลางของโปรโตสตาร์มีอุณหภูมิสูงถึงระดับล้านเคลวิน โปรโตสตาร์จะปล่อยอนุภาคพลังงานสูงคล้ายลมสุริยะเรียกว่า “Protostellar Wind” เมื่อโปรโตสตาร์ยุบตัวต่อไป กระแสอนุภาคพลังงานสูงจะมีความรุนแรงมาก จนปรากฏเป็นลำพุ่งขึ้นจากรวมมวลในแนวแกนหมุนรอบตัวเองของโปรโตสตาร์ (ภาพที่ 3) ภาพที่ 3 โปรโตสตาร์ การยุบตัวของโปรโตสตาร์ดำเนินต่อไป จนกระทั่งแกนของโปรโตสตาร์มีอุณหภูมิสูงถึง 10 ล้านเคลวิน ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันจุดตัวเอง ไฮโดรเจนหลอมรวมเป็นฮีเลียม ก๊าซที่แกนกลางร้อนจนมีความดันสูงพอที่จะต้านทานแรงโน้มถ่วงของดาว การยุบตัวของดาวยุติลง ความสมดุลระหว่างแรงโน้มถ่วงและแรงดันของก๊าซร้อน รักษาขนาดของดาวให้คงรูปร่างทรงกลม ณ จุดนี้เราถือว่า “ดาวฤกษ์” ได้ถือกำเนิดขี้นแล้ว ตลอดช่วงชีวิตของดาวจะมีกลไกอัตโนมัติควบคุมปฏิกิริยาฟิวชันภายในแก่นดาว หากอัตราการเกิดปฏิกิริยาฟิวชันสูงเกินไป ก๊าซร้อนที่แก่นกลางจะดันดาวให้ขยายตัวออก ทำให้อุณภูมิลดลง และอัตราการเกิดฟิวชันก็จะลดลงด้วย ในทางกลับกันหากอัตราการเกิดฟิวชันต่ำเกินไป ก๊าซที่แกนกลางเย็นตัวลง เนื้อสารของดาวจะยุบตัวกดทับทำให้อุณหภูมิกลับสูงขึ้น เพิ่มอัตราการเกิดฟิวชันคืนสู่ระดับปกติ ขนาดของดาวฤกษ์จะยุบพองเล็กน้อยตลอดเวลา ตามกลไกการควบคุมโดยธรรมชาติ ภาพที่ 4 แผนภาพ H-R แสดงวิวัฒนาการของกำเนิดดาว โปรโตสตาร์ที่มวลตั้งต้นเท่ากับดวงอาทิตย์
เมื่อจุดนิวเคลียร์ฟิวชันจะเกิดเป็นดาว
G สีเหลือง
โปรโตสตาร์ที่มีมวลมากกว่าสองเท่าของดวงอาทิตย์ขึ้นไป
จะเกิดเป็นดาว O
ดาว B
หรือดาว A
สีขาวออกน้ำเงิน
ส่วนโปรโตสตาร์ที่มีมวลน้อยกว่าดวงอาทิตย์จะเกิดเป็นดาว
K หรือดาว
M ซึ่งมีสีส้มแดง
ดูแผนภาพ H-R ในภาพที่
4 ประกอบ กระจุกดาวเปิด ดาวฤกษ์มิได้เกิดขึ้นทีละดวงโดดๆ เนบิวลาเปรียบเสมือนรังของดาว กลุ่มก๊าซขนาดหลายปีแสงให้กำเนิดดาวจำนวนหลายร้อยดวง ในระยะเวลาไล่เลี่ยกัน หลังจากดาวเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันแล้ว ลมดารา (Stellar Winds) ซึ่งเป็นกระแสอนุภาคพลังงานสูงลักษณะคล้ายลมสุริยะ พัดกวาดก๊าซในเนบิวลาให้สลายตัวไป เผยให้เห็นดวงดาวนับร้อยที่อยู่ภายในเรียกว่า “กระจุกดาวเปิด” (Open Cluster) เราจะพบว่า ใจกลางของเนบิวลาทุกชนิดจะมีกระจุกดาวเปิดอยู่ภายในเสมอ เช่น เนบิวลานายพราน และหากเราถ่ายรูปกระจุกดาวลูกไก่ซึ่งถือกำเนิดมาได้หนึ่งร้อยล้านปีแล้ว (ภาพที่ 1 ข) ก็จะเห็นกลุ่มก๊าซจางๆ ห่อหุ้มดาวแต่ละดวง แต่กระจุกดาวที่มีอายุแก่กว่านั้น เช่น กระจุกดาวหน้าวัว (Hyades) ซึ่งเรียงตัวเป็นรูปตัว V ในกลุ่มดาววัว ก็จะไม่มีเนบิวลาปรากฏให้เห็นแล้ว ดังภาพที่ 5 ภาพที่ 5 กระจุกดาวหน้าวัว ชีวิตของดาวเฉกเช่นชีวิตของคน แม้ว่าจะเป็นพี่น้องคลานตามกันมา แต่ละคนก็มีวิถีชีวิตเป็นของตัวเอง ดวงอาทิตย์ของเราถือกำเนิดพร้อมๆ กับกระจุดดาวร่วมเนบิวลาหลายร้อยดวง แต่เมื่อกาลเวลาผ่านไป 4,600 ล้านปี ดาวแต่ละดวงก็แยกย้ายกันโคจรไปตามกาแล็กซีทางช้างเผือก บางดวงที่มีมวลมากเผาผลาญเชื้อเพลิงอย่างรวดเร็วก็แตกดับสูญไปแล้ว ดวงอาทิตย์ของเราโคจรรอบทางช้างเผือกมาแล้วไม่น้อยกว่า 15 รอบ |
ดาราศาสตร์ > วัฏจักรของดาวฤกษ์ >