February 7, 2020

ซูเปอร์โนวา วัฎจักรชีวิตดาวฤกษ์ คืออะไร การดับสูญเพื่อเริ่มต้นใหม่

“ดับสูญเพื่อเริ่มต้นใหม่” อาจเป็นวลีที่ฟังดูย้อนแย้ง แต่ดาวฤกษ์บนท้องฟ้าที่เราเห็นกันอยู่ทุกค่ำคืนย่อมมีวันดับสูญ และหลายครั้งการดับสูญของมันก็เป็นไปเพื่อการเริ่มต้นใหม่

มาทำความรู้จักกับวัฏจักรชีวิตดาวฤกษ์ นับจากที่มันได้เกิดขึ้นมา จนดับสูญหายไปเพื่อกลับมาเริ่มต้นใหม่อีกครั้งหนึ่ง

ดาวฤกษ์เกิดขึ้นได้อย่างไร

ดาวฤกษ์ก่อกำเนิดขึ้นมาจากสิ่งที่เรียกว่า “เนบิวลา” ก๊าซไฮโดรเจนในเนบิวลาจะถูกดึงเข้าหากันด้วยแรงโน้มถ่วงและเริ่มหมุน เมื่อก๊าซหมุนเร็วขึ้นมันก็จะร้อนและกลายเป็นโปรโตสตาร์ในที่สุด ด้วยอุณหภูมิสูงถึง 15,000,000 องศาและเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น ซึ่งปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นจะเกิดที่ใจกลางหรือแก่นกลางของดาวฤกษ์

ปฏิกิริยาฟิวชัน (Nuclear Fusion) คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่นิวเคลียสของธาตุเบา เช่น ฮีเลียม ไฮโดรเจน หลอมรวมกันเข้าเป็นนิวเคลียสที่หนักกว่า และมีการปล่อยพลังงานนิวเคลียร์ออกมา (พลังงานเกิดขึ้นจากมวลส่วนหนึ่งหายไป) พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันมีค่ามากกว่าพลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน เมื่อเปรียบเทียบจากมวลส่วนที่เข้าทำปฏิกิริยา

ภาพบรรยายการทำงานของปฎิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน – ที่มา Zolkorn

พร้อมกับปล่อยพลังงานออกมาเรื่อย ๆ จนกว่าจะหมดอายุขัย โดยอายุขัยของดาวฤกษ์แต่ละดวงนั้นจะขึ้นอยู่กับ “มวล” ของมันเอง

ถ้ามวลมาก อายุก็จะยิ่งสั้น เพราะมีการเผาผลาญพลังงานมาก และถ้ามวลน้อย อายุก็จะยิ่งมาก เพราะมีการเผาผลาญพลังงานน้อย โดยมวลจะมากหรือน้อยนั้นก็ต้องขึ้นอยู่กับปริมาณสสารที่มีอยู่ในเนบิวลา

ภาพถ่าย R Corona Australis ที่อยู่ห่างจากโลกประมาณ 500 ปีแสง ขณะเป็นทารก – ที่มา NASA

เพราะมวลต่างกัน จึงมีวัฎจักรชีวิตที่ต่างกัน

ดาวฤกษ์บนท้องฟ้าทั้งที่เราเห็นและไม่เห็นสามารถจำแนกได้สองชนิดตามมวลของมัน คือ ดาวฤกษ์มวลมาก และดาวฤกษ์มวลน้อย

อย่างที่ทราบกันแล้วว่าดาวฤกษ์มวลมากเกิดจากเนบิลลา และหลังจากเป็นดาวฤกษ์มวลมากแบบเต็มตัวคอยส่องแสงมาเนิ่นนานพอสมควร ดาวฤกษ์มวลมากก็จะเกิดการแก่ตัว กลายร่างไปเป็นดาวยักษ์ใหญ่แดง หรือที่เรียกกันว่า Red Super Giant และเมื่อแรงโน้มถ่วงในดาวมีค่าน้อยกว่าแรงที่ดันออกจากการขยายตัวเนื่องจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นไม่มีอะไรหลงเหลือให้เผาผลาญอีกต่อไปเมื่อไหร่ มันจะเกิดการระเบิดเกิดขึ้น เรียกว่า Supernova หากดาวฤกษ์มวลมากดวงนั้นมีมวลมากพอที่จะทำให้เกิดหลุมดำ มันก็จะเกิดหลุมดำขึ้น และหากดาวฤกษ์มวลมากดวงนั้นมีมวลไม่มากพอที่จะทำให้เกิดหลุมดำ มันจะกลายไปเป็นดาวนิวตรอนแทน

ส่วนดาวฤกษ์มวลปานกลางนั้น หลังจากใช้ชีวิตมานานตามสมควรแล้วก็จะเกิดการแก่ขึ้นเช่นกัน โดยจะกลายร่างไปเป็นดาวยักษ์แดง หรือที่เรียกว่า Red giant แต่จะไม่จบลงด้วยการระเบิด เพียงแต่จะเกดการยุบตัวของใจกลางกลายเป็นดาวแคระขาวและกลายเป็นดาวแคระดำที่แทบมองไม่เห็นในที่สุด

วัฏจักรชีวิตดาวฤกษ์ – ที่มา NASA

ทั้งนี้จุดจบของดาวฤกษ์ทั้งสองแบบก็ได้ทิ้งสสารต่าง ๆ ที่จะกลายเป็นเนบิวลาในอนาคตไว้ ณ วันใดวันหนึ่ง ณ ที่แห่งใดแห่งหนึ่งในเอกภพ เศษซากชีวิตของดาวดวงต่าง ๆ ที่ดับสูญไป จะให้กำเนิดดาวอีกหนึ่งดวง

เป็นการ “ดับสูญเพื่อเริ่มต้นใหม่” ของดาวฤกษ์อย่างแท้จริง

เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co

อ้างอิง

Cyg X-3’s Little Friend: A Stellar Circle of Life

Baby Star is Way Ahead of its Time

Life Cycles of Stars





Must Know Topics