เนบิวลา
ดาวเกิดจากการรวมตัวของแก๊สและฝุ่นในอวกาศ (Interstellar medium) เมื่อมีมวล มวลมีแรงดึงดูดซึ่งกันและกันตามกฎความโน้มถ่วงแห่งเอกภพ (The Law of Universal) ของนิวตันที่มีสูตรว่า F = G (m1m2/r2) แรงดึงดูดแปรผันตามมวล มวลยิ่งมากแรงดึงดูดยิ่งมาก เราเรียกกลุ่มแก๊สและฝุ่นซึ่งรวมตัวกันในอวกาศว่า “เนบิวลา” (Nebula) หรือ “หมอกเพลิง” เนบิวลาเป็นกลุ่มแก๊สที่ขนาดใหญ่หลายปีแสง แต่เบาบางมีความหนาแน่นต่ำมาก องค์ประกอบหลักของเนบิวลาคือแก๊สไฮโดรเจน เนื่องจากไฮโดรเจนเป็นธาตุที่มีโครงสร้างพื้นฐาน ซึ่งเป็นธาตุตั้งต้นของทุกสรรพสิ่งในจักรวาล
เนบิวลามีอุณหภูมิต่ำ เนื่องจากไม่มีแหล่งกำเนิดความร้อน ในบริเวณที่แก๊สมีความหนาแน่นสูง อะตอมจะยึดติดกันเป็นโมเลกุล ทำให้เกิดแรงโน้มถ่วงดึงดูดแก๊สจากบริเวณโดยรอบมารวมกันอีก ทำให้มีความหนาแน่นและมวลเพิ่มขึ้นอีกจนกระทั่งอุณหภูมิภายในสูงประมาณ 10 เคลวิน มวลที่เพิ่มขึ้นทำให้พลังงานศักย์โน้มถ่วงของแต่ละโมเลกุลที่ตกเข้ามายังศูนย์กลางของกลุ่มแก๊ส เปลี่ยนรูปเป็นพลังงานความร้อน และแผ่รังสีอินฟราเรดออกมา
ต่อมาเมื่อกลุ่มแก๊สมีความหนาแน่นสูงขึ้นจนความร้อนภายในไม่สามารถแผ่ออกมาได้ อุณหภูมิภายในแกนกลางจึงสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว มวลของแก๊สมีแรงโน้มถ่วงสูงจนเอาชนะแรงดันซึ่งเกิดจากการขยายตัวของแก๊สร้อน กลุ่มแก๊สจึงยุบตัวเข้าสู่ศูนย์กลางจนมีอุณหภูมิสูงถึง 10 ล้านเคลวิน จุดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันทำให้อะตอมของไฮโดรเจนหลอมรวมกันเป็นธาตุใหม่คือ ฮีเลียม มวลบางส่วนเปลี่ยนรูปเป็นพลังงาน (นิวเคลียร์ฟิวชัน) ตามสมการ E = mc2 ดาวฤกษ์จึงอุบัติขึ้นมา
ดาวฤกษ์ที่เกิดขึ้นใหม่มีอุณหภูมิสูงประมาณ 25,000 K เป็นดาวสเปกตรัมประเภท O แผ่รังสีเข้มสุดในช่วงอัลตราไวโอเล็ต เนบิวลาที่ห่อหุ้มดาวดูดกลืนพลังงานจากรังสีอัลตราไวโอเล็ต และแผ่รังสีเข้มสุดในช่วง H-alpha ซึ่งมีความยาวคลื่น 656 nm ออกมาทำให้เรามองเห็นเป็น “เนบิวลาสว่าง” (Diffuse Nebula) สีแดง ได้แก่ เนบิวลาสว่างใหญ่ในกลุ่มดาวนายพราน (M 42 Great Orion Nebula) ซึ่งเห็นได้ว่า ใจกลางของเนบิวลาสว่างมีดาวฤกษ์เกิดใหม่อยู่ภายใน
เนื่องจากเนบิวลามีแก๊สและฝุ่นอยู่หนาแน่น บางครั้งอนุภาคขนาดใหญ่เป็นอุปสรรคขวางกั้นการแผ่รังสี จึงเกิดการกระเจิงของแสง (Scattering) ทำให้มองเห็นเป็นเนบิวลาสีฟ้า เช่นเดียวกับที่การกระเจิงของแสงอาทิตย์ในบรรยากาศโลกที่ทำให้ท้องฟ้าเป็นสีฟ้า เราเรียกเนบิวลาประเภทนี้ว่า “เนบิวลาสะท้อนแสง” (Reflection Nebula) ตัวอย่างเช่น เนบิวลาในกระจุกดาวลูกไก่ (M45 Pleiades)
อย่างไรก็ตามบางส่วนของเนบิวลาเป็นกลุ่มแก๊สที่มีอุณหภูมิต่ำอยู่อย่างหนาแน่น กลุ่มแก๊สเหล่านี้เหล่านี้บดบังแสงสว่างจากดาวฤกษ์เกิดใหม่หรือเนบิวลาสว่างซึ่งอยู่ด้านหลัง เราจึงมองเห็นเป็น “เนบิวลามืด” (Dark Nebula) เช่น เนบิวลารูปหัวม้าในกลุ่มดาวนายพราน (Horsehead Nebula)
แม้ว่าในตำราเรียนจะแบ่งเนบิวลาออกเป็น 3 ประเภทคือ เนบิวลาสว่าง เนบิวลาสะท้อนแสง และเนบิวลามืด ในความจริงแล้วเนบิวลาทั้งสามชนิดเป็นเพียงปรากฎการณ์ซึ่งปรากฏให้เห็นเฉพาะในมุมมองจากโลก จะเห็นว่า เนบิวลาไทรฟิด (M20 Trifid Nebula) เป็นกลุ่มแก๊สซึ่งมีทั้งเนบิวลาสว่าง เนบิวลาสะท้อนแสง และเนบิวลามืด อยู่ในตัวเดียวกัน ดาวเกิดใหม่ท่ีอยู่ภายในแผ่รังสีออกมากระตุ้นให้กลุ่มแก๊สท่ีอยู่บริเวณรอบๆ แผ่รังสีปรากฏเป็นเนบิวลาสว่างสีแดง แต่มีกลุ่มแก๊สหนาทึบบางส่วนมาบังแสงสว่างทำให้มองเห็นเป็นเนบิวลามืด และเกิดการกระเจิงของแสงที่กลุ่มแก๊สที่อยู่ด้านหลัง ทำให้มองเห็นเป็นเนบิวลาสะท้อนแสงสีน้ำเงิน
หลากหลายความสวยงามที่ปรากฏอยู่บนท้องฟ้าที่ไกลสุดลูกหูลูกตาอย่างอวกาศ “เนบิวลา” (Nebula) เป็นอีกหนึ่งวัตถุที่เรียกได้ว่ามีความสวยงามไม่แพ้วัตถุอื่น ๆ ในอวกาศ เนบิวลาหรือกลุ่มฝุ่น แก๊ส และพลาสมาในอวกาศ ที่อยู่รวมตัวกันจะมีลักษณะเป็นก้อนหมอกเมฆขนาดใหญ่ ปะปนอยู่ในกลุ่มดวงดาวที่เปร่งแสงสีสวยงาม มีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า “หมอกเพลิง”
ดาวฤกษ์ในอวกาศเองก็เกิดขึ้นจากเนบิวลา เนบิวลาประกอบไปด้วยแก๊สไฮโดรเจนเป็นโครงสร้างพื้นฐาน การรวมกลุ่มกันด้วยแรงโน้มถ่วงที่ดึงดูดให้ฝุ่นและแก๊สเข้ามารวมตัวอัดแน่นเป็นก้อนที่มีขนาดเล็กและหนาแน่นขึ้น เมื่อมวลมีแรงดึงดูดซึ่งกันและกัน แรงดึงดูดแปรผันตามมวล มวลยิ่งมากแรงดึงดูดยิ่งมาก ฝุ่นและแก๊สรวมตัวอันแน่นจนเกิดความดันและอุณหภูมิที่สูงขึ้น จนเกิดปฏิกิริยาฟิวชั่นกลายเป็นดาวฤกษ์ ในขณะเดียวกัน เนบิวลาเองก็เป็นวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ช่วงสุดท้าย ซึ่งอาจเกิดจากการระเบิดของดวงดาวฤกษ์ต่าง ๆ จนกลายเป็นฝุ่นและเศษซากต่าง ๆ จับตัวกันกลายเป็นเนบิวลาอีกครั้ง
โดยปกติเราแบ่งเนบิวลาออกเป็น 2 ลักษณะคือ เนบิวลาสว่าง และ เนบิวลามืด
เนบิวลาสว่าง (Diffuse nebula)
มี 2 ชนิดคือ เนบิวลาสะท้อนแสง (Reflection nebula) หรือเรียกอีกอย่างว่า ซึ่งเกิดจากการกระเจิงของแสงจากดาวฤกษ์ใกล้เคียง แสงจะมีลักษณะสีฟ้าหรือสีน้ำเงิน ส่วนอีกชนิดคือ เนบิวลาเปล่งแสง (Emission nebula) ซึ่งเกิดจากการกระตุ้นด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตจากดาวข้างเคียง โดยจะเปล่งแสงในช่วงคลื่นที่เฉพาะตัวตามธาตุองค์ประกอบของเนบิวลา ทำให้มีสีต่าง ๆ กัน ตัวอย่างเช่นเนบิวลาเรืองแสงออกมาเป็นสีแดงจากแก๊สไฮโดรเจน หรือบางครั้งเป็นสีเขียวจากแก๊สออกซิเจน บางครั้งอาจมีสีอื่นซึ่งเกิดจากอะตอม หรือโมเลกุลอื่น ๆ ก็ได้
ตัวอย่างเนบิวลาสว่าง
สะท้อนแสง ได้แก่ เนบิวลาสว่างใหญ่ในกระจุกดาวลูกไก่ จะสะท้อนแสงสีน้ำเงิน
เรืองแสง ได้แก่ เนบิวลา M-42 ในกลุ่มดาวนายพราน เนบิวลาวงแหวน M-52 ในกลุ่มดาวพิณ
ทั้งเรืองแสงละสะท้อนแสง ได้แก่ เนบิวลาสามแฉก M-20 ในกลุ่มดาวคนยิงธนู
เนบิวลามืด (Dark nebula)
เป็นแก๊สและฝุ่น ที่จับตัวบดบังและดูดกลืนแสงของดาวฤกษ์ จึงทำให้มองเห็นเป็นบริเวณสีดำ เราจะสามารถสังเกตเห็นเนบิวลามืดได้เมื่อมีเนบิวลาสว่าง หรือดาวฤกษ์จำนวนมากเป็นฉากหลัง
ตัวอย่างเนบิวลามืด ได้แก่ เนบิวลามืดรูปหัวม้าในกลุ่มดาวนายพราน และ เนบิวลารูปถุงถ่านหิน ในกลุ่มดาวกางเขนใต้
และในความเป็นจริงแล้ว เนบิวลาสว่าง เนบิวลาสะท้อนแสง และเนบิวลามืด ก็เป็นเพียงมุมมองที่เป็นปรากฎการณ์จากโลกเท่านั้น
สำหรับบทความนี้จะแนะนำและเขียนเพื่อให้ทำความรู้จักโดยภาพรวมเกี่ยวกับเนบิวลาเพียงเท่านั้น ส่วนรายละเอียดเกี่ยวกับตัวอย่างของเนบิวลาต่าง ๆ นั้น สามารถติดตามอ่านได้จากแหล่งที่มาด้านล่างนี้ได้เลย
