star

HRDiagram

ปี ค.ศ.1910 เอ็จนา แฮรท์สชปรุง (Ejnar Hertzsprung) นักดาราศาสตร์ชาวเดนมาร์ก และเฮนรี นอริส รัสเซลล์ (Henry Norris Russell) นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน ได้คิดค้น “แผนภาพแฮรท์สชปรุง-รัสเซลล์ (H-R Diagram) ซึ่งมีความสำคัญต่อการศึกษาวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ เพราะเมื่อดาวเปลี่ยนแปลงสมบัติทางกายภาพ เช่น ขนาด อุณหภูมิ กำลังส่องสว่าง และความยาวคลื่น ตำแหน่งของดาวที่พล็อตลงบนแผนภาพก็จะเปลี่ยนไป

joker123

H-R Diagram ประกอบด้วย แกนนอนแสดงอุณหภูมิของผิวดาวและประเภทของสเปกตรัม
(O B A F G K M) เนื่องจากสเปกตรัมแปรผันตามอุณหภูมิ แกนตั้งแสดงกำลังส่องสว่างของดาวและโชติมาตรสัมบูรณ์เนื่องจากกำลังส่องสว่างแปรผกผันกับโชติมาตรสัมบูรณ์ นอกจากนั้นยังมีสเกลเฉียงซึ่งแสดงขนาดของรัศมีดาวฤกษ์ตั้งแต่ 0.001 เท่าของดวงอาทิตย์ จนถึง 1,000 เท่าของดวงอาทิตย์ แผนภาพแสดงการกระจายตำแหน่งของดาวโดยการรลงจุดตามสมบัติทางกายภาพของดาวฤกษ์แต่ละดวง โดยเราจะเห็นได้ว่าประชากรดาวส่วนใหญ่เรียงตัวจากมุมบนซ้ายมายังมุมล่างขวาของแผนภาพเรียกว่า “ลำดับหลัก” (Main sequence) ดาวที่อยู่ด้านบนขวาของลำดับหลักเป็นดาวที่มีขนาดใหญ่และมีกำลังส่องสว่างมาก เรียกว่า “ดาวยักษ์” (Giants) “และดาวยักษ์ใหญ่” (Supergiants) ส่วนดาวที่อยู่ด้านล่างของลำดับหลักเป็นดาวที่มีขนาดเล็กและมีกำลังส่องสว่างน้อย เรียกว่า “ดาวแคระ” (Dwarfs) ดูตัวอย่างดาวในภาพที่ 1 ดังนี้

ดวงอาทิตย์ (Sun) เป็นดาวลำดับหลักสีเหลือง สเปกตรัม G อุณหภูมิพื้นผิว 5,800 K กำลังส่องสว่าง 3.9 x 1033 เอิร์ก/วินาที โชติมาตรสัมบูรณ์ 4.8 ความรัศมี 6.9 x 108 เมตร

ดาวหัวใจสิงห์ (Regulus) เป็นดาวลำดับหลักสีขาว สเปกตรัม B อุณหภูมิพื้นผิว 16,000 K กำลังส่องสว่าง 1.4 x 102 เท่าของดวงอาทิตย์ โชติมาตรสัมบูรณ์ -0.6 ความยาวรัศมี 1.5 เท่าของดวงอาทิตย์

ดาวบีเทลจุส (Betelgeuse) เป็นดาวยักษ์ใหญ่สีแดง สเปคตรัม M อุณหภูมิผิวดาว 3,600 K กำลังส่องสว่าง 2 x 102 เท่าของดวงอาทิตย์ โชติมาตรสัมบูรณ์ -5 ความยาวรัศมี 400 เท่าของดวงอาทิตย์

ดาวโพรไซออน บี (Procyon B) เป็นดาวแคระขาว สเปคตรัม A อุณหภูมิพื้นผิว 9,000 K กำลังส่องสว่าง 1 x 10-3 เท่าของดวงอาทิตย์ โชติมาตรสัมบูรณ์ 13 ความยาวรัศมี 0.01 เท่าของดวงอาทิตย์

สล็อต

เราจะเห็นแนวเส้นแถบกระบวนหลัก (Main sequence) ชัดยิ่งขึ้นเมื่อเพิ่มจำนวนดาวบน HR diagram อุณหภูมิของดาวบนแถบกระบวนหลัก (Main sequence) อยู่ในช่วงตั้งแต่ 3,000 องศาเคลวินจนถึง 30,000 องศาเคลวิน และมีช่วงความสุกสว่าง (Luminosity) ตั้งแต่ 10-4 ถึง 104 เท่าของความสุกสว่างของดวงอาทิตย์ ที่ด้านล่างของแถบกระบวนหลัก (Main sequence) จะมีกลุ่มดาวขนาดเล็กสีแดงชื่อกลุ่มดาวแคระแดง (red dwarf) ซึ่งนักดาราศาสตร์เชื่อว่าเป็นดาวฤกษ์ที่พบเห็นได้มากที่สุด คือ 80% ของดาวฤกษ์ในเอกภพ ที่ปลายด้านบนซ้ายของเส้นแถบกระบวนหลัก (Main sequence) จะพบว่ามีดาวกลุ่มที่มีขนาดใหญ่ร้อนมาก และสว่างสดใส ต่อมาจึงได้แยกออกเป็นอีกกลุ่ม เรียกว่ากลุ่มดาวยักษ์น้ำเงิน (blue giant)

สล็อตออนไลน์

H & R ยังพบว่ามีดาวอีกจำนวนหนึ่งที่ไม่อยู่บนแถบกระบวนหลัก (Main sequence) เช่นดาว Sirius B มีอุณหภูมิผิวประมาณ 24,000 องศาเคลวิน (ประมาณ 4 เท่าของดวงอาทิตย์) แต่มีค่าความสุขสว่างเป็น 0.04 เท่าของความสุกสว่างของดวงอาทิตย์ ทำให้ HR แปลกใจมาก จากนั้นจึงได้ทำการศึกษาค้นคว้าต่อไปจึงพบว่ามีดาวที่มีอุณหภูมิผิว type A อยู่อีกจำนวนหนึ่งที่มีคุณสมบัติคล้าย Sirius B เมื่อพล็อตดาวเหล่านั้นบน HR diagram บนว่าจะอยู่บริเวณด้านล่างซ้ายมือ เรียกว่าบริเวณนี้ว่าบริเวณดาวแคระขาว (white dwarf region ) และเรียกดาวที่อยู่บริเวณนี้ว่าดาวแคระขาว (white dwarf) เนื่องจากดาวกลุ่มนี้มีอุณหภูมิผิวสูงแต่มีความสว่างน้อยแสดงว่ามีขนาดเล็กมากจึงเรียกว่า ดาวแคระ

ยังมีดาวฤกษ์อีกกลุ่มหนึ่งที่มีอุณหภูมิผิวต่ำประมาณ 3,000 องศาเคลวิน แต่มีค่าความสุกสว่างเป็น 400 เท่าของความสุกสว่างของดวงอาทิตย์ ดาวฤกษ์กลุ่มนี้อยู่บริเวณขวาบนของ HR diagram และเราเรียกดาวฤกษ์กลุ่มนี้ว่าดาวยักษ์แดง (red giant) ปัจจุบันนักดาราศาสตร์พบว่าดาวฤกษ์บนท้องฟ้า 90% เป็นดาวบนแถบกระบวนหลัก (Main sequence), 9% เป็นดาวแคระขาว (white dwarf) และ 1% เป็นดาวยักษ์แดง (red giant)

jumboslot

HR diagram ยังแสดงให้เห็นว่า มวลของดาวฤกษ์มีความสำคัญต่อการวิวัฒนาการของดาวดวงนั้น H & R พบว่า หากดาวดวงนั้นถือกำเนิดมามีมวลมาก ตำแหน่งของดาวดวงนั้นจะอยู่ด้านบนซ้าย ดังนั้นดาวเหล่านี้ก็จะอายุไม่ยืน เพราะต้องใช้พลังงานมาก

อนาคตของดวงอาทิตย์

ปัจจุบันดวงอาทิตย์ใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงหลักในปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบฟิวส์ชัน ต่อไปเมื่อไฮโดรเจนหมด ดวงอาทิตย์จะใช้ฮีเลียมเป็นเชื้อเพลิง ขณะที่ดวงอาทิตย์ใช้ฮีเลียมเป็นเชื้อเพลิงหลักนั้น แกน (core) ของดวงอาทิตย์จะหดลงและอุณหภูมิสูงขึ้น ในขณะเดียวกันผิวของดวงอาทิตย์จะขยายตัวประมาณ 200 เท่า กลายเป็นดาวยักษ์แดง (red giant) และในที่สุดเมื่อเชื้อเพลิงหมด ดวงอาทิตย์จะเหลือแต่แก่นกลางขนาดเล็ก และร้อนมาก เรียกว่า ดาวแคระขาว (white dwarf)

slot

สำหรับดาวฤกษ์ดวงอื่นๆ ที่มีมวลมากกว่ามวลของดวงอาทิตย์มากๆ หลังจากฮีเลียมหมดแล้ว จะใช้คาร์บอนเป็นเชื้อเพลิง เมื่อคาร์บอนหมดจะใช้ออกซิเจนเป็นเชื้อเพลิง และเมื่อออกซิเจนหมดจะใช้ซิลิกอนเป็นเชื่อเพลิง และในที่สุดเมื่อซิลิกอนหมดแกนกลางจะยุบตัวอย่างรวดเร็วความร้อนจากการที่ก๊าซยุบตัวตามแรงโน้มถ่วงกระตุ้นให้เกิดซูปเปอร์โนวา (supernova) หลังจากเกิดซูปเปอร์โนวาแล้ว ดาวฤกษ์นั้นจะกลายเป็นดาวนิวตรอนถ้ามวลตอนเริ่มต้นมีค่าประมาณ 20-50 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ แต่หากมีมวลมากกว่านั้นจะกลายเป็นหลุมดำ