ระบบดาวฤกษ์
ระบบดาวฤกษ์ (อังกฤษ: star system หรือ stellar system) คือระบบดาวขนาดย่อมซึ่งประกอบด้วยดาวฤกษ์ตั้งแต่สองดวงขึ้นไป ดาวฤกษ์ดังกล่าวตกอยู่ใต้แรงดึงดูดของกันและกัน จึงโคจรอยู่ในวงโคจรของกันและกัน[1] แต่หากเป็นระบบดาวฤกษ์ที่มีขนาดใหญ่โตจะนิยมเรียกว่ากระจุกดาว หรือดาราจักร แม้โดยหลักการแล้ว ทั้งกระจุกดาวและดาราจักรต่างมีคุณสมบัติเข้าข่ายเป็นระบบดาวฤกษ์เหมือนกัน
ระบบดาวฤกษ์ซึ่งประกอบด้วยดาวฤกษ์สองดวงจะถูกเรียกว่าระบบดาวคู่ อาทิ ซิริอุส, โปรซีออน, หงส์ X-1
ระบบดาวฤกษ์หลายดวง
ระบบดาวฤกษ์หลายดวง เป็นระบบที่มีดาวฤกษ์อยู่มากกว่า 2 ดวง[2][3] ในกรณีที่มีดาวฤกษ์สมาชิก 3 ดวง จะเรียกว่า triple, trinary หรือ ternary ถ้ามี 4 ดวงจะเรียกว่า quadruple หรือ quaternary ถ้ามี 5 ดวงจะเรียกว่า quintuple ถ้ามี 6 ดวงจะเรียกว่า sextuple ถ้ามี 7 ดวงจะเรียกว่า septuple เป็นเช่นนี้เรียงขึ้นไปเรื่อย ๆ ระบบดาวฤกษ์แบบนี้มีขนาดเล็กกว่ากระจุกดาวเปิด ซึ่งจะมีความสัมพันธ์แบบพลศาสตร์มากกว่าและมักมีดาวฤกษ์ระหว่าง 100 ถึง 1,000 ดวง[4]
ลักษณะทางพลศาสตร์
ในทางทฤษฎีแล้ว การสร้างแบบจำลองของระบบดาวฤกษ์หลายดวงทำได้ยากกว่าการสร้างแบบจำลองของดาวคู่มาก เนื่องจากมีปัจจัยด้านพลศาสตร์มาเกี่ยวข้อง ปัญหาของวัตถุจำนวน n อาจทำให้เกิดลักษณะอันยุ่งเหยิงขึ้นได้ คุณสมบัติหลายประการในกลุ่มดาวขนาดเล็ก ๆ มีแนวโน้มจะไม่คงที่ ดาวดวงหนึ่งอาจเคลื่อนเข้าใกล้ดาวอีกดวงหนึ่งมากเกินไป และเร่งเร้าให้เกิดการเคลื่อนที่ที่ทำให้ดาวนั้นหลุดออกไปจากระบบได้[5] ความไม่แน่นอนเช่นนี้อาจหลีกเลี่ยงได้หากระบบนั้นเป็นระบบอย่างที่ เดวิด อีวาน[6] เรียกว่า hierarchical ในระบบแบบนี้ดาวฤกษ์สมาชิกจะแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม แต่ละกลุ่มมีวงโคจรใหญ่รอบจุดศูนย์กลางมวลของระบบ ขณะที่สมาชิกในแต่ละกลุ่มย่อยก็มีลักษณะแบบ hierarchical คือสามารถแบ่งเป็นกลุ่มย่อยได้อีกสองกลุ่มที่มีลักษณะเป็น hierarchical แบบนี้ไปเรื่อย ๆ ในกรณีนี้ การเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์จะค่อนข้างคงที่ใกล้เคียงกับวงโคจรของเคปเลอร์โดยโคจรไปรอบศูนย์กลางมวลของระบบนั้น[7] แต่จะไม่เหมือนกับลักษณะทางพลศาสตร์ของดาวฤกษ์ที่มีจำนวนมาก ๆ ในกระจุกดาวหรือในดาราจักร
การสังเกตการณ์
ระบบดาวฤกษ์หลายดวงที่รู้จักโดยมากจะเป็นระบบดาวฤกษ์ 3 ดวง ระบบที่มีดาวมากกว่านั้นจะมีจำนวนน้อยลงอย่างมากตามจำนวนดาวสมาชิกในลักษณะของเอกซ์โพเนนเชียล[8] ตัวอย่างเช่น ในรายการดาวของโทโควินินฉบับปรับปรุงปี ค.ศ. 1999[3] ในระบบดาวฤกษ์ทั้งสิ้น 728 ระบบเป็นระบบดาวฤกษ์ 3 ดวงถึง 551 ระบบ อย่างไรก็ดี เนื่องจากการเลือกศึกษาปรากฏการณ์ต่าง ๆ ความรู้ของเราเกี่ยวกับค่าทางสถิติเหล่านี้อาจจะไม่สมบูรณ์ก็ได้[9]
ผลจากความไม่คงที่ทางพลศาสตร์ดังได้กล่าวถึงแล้วข้างต้น ระบบดาวฤกษ์สามดวงโดยมากจะเป็นแบบ hierarchical โดยจะมีดาวอยู่คู่หนึ่งที่อยู่ห่างจากดาวอีกดวงหนึ่งในระบบออกไปไกล ยิ่งระบบที่มีจำนวนดาวสมาชิกมากขึ้นก็จะยิ่งมีความเป็น hierarchical มากขึ้นด้วย[8] ระบบดาวฤกษ์ 6 ดวงที่เรารู้จักคือ ดาวแคสเตอร์ (แอลฟาคนคู่) มีดาวคู่หนึ่งโคจรอยู่ห่างจากดาวอีกสองคู่[10] ระบบดาวฤกษ์ 6 ดวงอีกระบบหนึ่งคือ ADS 9731 มีกลุ่มของดาวสามดวงอยู่จำนวน 2 กลุ่ม แต่ละกลุ่มมีดาวคู่หนึ่งโคจรรอบกันกับดาวเดี่ยว[11]
ดาวฤกษ์ คือวัตถุท้องฟ้าที่เป็นก้อนพลาสมาสว่างขนาดใหญ่ที่คงอยู่ได้ด้วยแรงโน้มถ่วง ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด คือ ดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักของโลก เราสามารถมองเห็นดาวฤกษ์อื่น ๆ ได้บนท้องฟ้ายามราตรี หากไม่มีแสงจากดวงอาทิตย์บดบัง ในประวัติศาสตร์ ดาวฤกษ์ที่โดดเด่นที่สุดบนทรงกลมท้องฟ้าจะถูกจัดเข้าด้วยกันเป็นกลุ่มดาว และดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดจะได้รับการตั้งชื่อโดยเฉพาะ นักดาราศาสตร์ได้จัดทำบัญชีรายชื่อดาวฤกษ์เพิ่มเติมขึ้นมากมาย เพื่อใช้เป็นมาตรฐานการตั้งชื่อดาวฤกษ์
ตลอดอายุขัยส่วนใหญ่ของดาวฤกษ์ มันจะเปล่งแสงได้เนื่องจากปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชั่นที่แกนของดาว ซึ่งจะปลดปล่อยพลังงานจากภายในของดาว จากนั้นจึงแผ่รังสีออกไปสู่อวกาศ ธาตุเคมีเกือบทั้งหมดซึ่งเกิดขึ้นโดยธรรมชาติและหนักกว่าฮีเลียมมีกำเนิดมาจากดาวฤกษ์ทั้งสิ้น โดยอาจเกิดจากการสังเคราะห์นิวเคลียสของดาวฤกษ์ระหว่างที่ดาวยังมีชีวิตอยู่ หรือเกิดจากการสังเคราะห์นิวเคลียสของซูเปอร์โนวาหลังจากที่ดาวฤกษ์เกิดการระเบิดหลังสิ้นอายุขัย นักดาราศาสตร์สามารถระบุขนาดของมวล อายุ ส่วนประกอบทางเคมี และคุณสมบัติของดาวฤกษ์อีกหลายประการได้จากการสังเกตสเปกตรัม ความสว่าง และการเคลื่อนที่ในอวกาศ มวลรวมของดาวฤกษ์เป็นตัวกำหนดหลักในลำดับวิวัฒนาการและชะตากรรมในบั้นปลายของดาว ส่วนคุณสมบัติอื่นของดาวฤกษ์ เช่น เส้นผ่านศูนย์กลาง การหมุน การเคลื่อนที่ และอุณหภูมิ ถูกกำหนดจากประวัติวิวัฒนาการของมัน แผนภาพคู่ลำดับระหว่างอุณหภูมิกับความสว่างของดาวฤกษ์จำนวนมาก ที่รู้จักกันในชื่อ ไดอะแกรมของแฮร์ทสชปรุง-รัสเซลล์ (H-R ไดอะแกรม) ช่วยทำให้สามารถระบุอายุและรูปแบบวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ได้
ดาวฤกษ์ถือกำเนิดขึ้นจากเมฆโมเลกุลที่ยุบตัวโดยมีไฮโดรเจนเป็นส่วนประกอบหลัก รวมไปถึงฮีเลียม และธาตุอื่นที่หนักกว่าอีกจำนวนหนึ่ง เมื่อแก่นของดาวฤกษ์มีความหนาแน่นมากเพียงพอ ไฮโดรเจนบางส่วนจะถูกเปลี่ยนเป็นฮีเลียมผ่านกระบวนการนิวเคลียร์ฟิวชั่นอย่างต่อเนื่อง[1] ส่วนภายในที่เหลือของดาวฤกษ์จะนำพลังงานออกจากแก่นผ่านทางกระบวนการแผ่รังสีและการพาความร้อนประกอบกัน ความดันภายในของดาวฤกษ์ป้องกันมิให้มันยุบตัวต่อไปจากแรงโน้มถ่วงของมันเอง เมื่อเชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่แก่นของดาวหมด ดาวฤกษ์ที่มีมวลอย่างน้อย 0.4 เท่าของดวงอาทิตย์[2] จะพองตัวออกจนกลายเป็นดาวยักษ์แดง ซึ่งในบางกรณี ดาวเหล่านี้จะหลอมธาตุที่หนักกว่าที่แก่นหรือในเปลือกรอบแก่นของดาว จากนั้น ดาวยักษ์แดงจะวิวัฒนาการไปสู่รูปแบบเสื่อม มีการรีไซเคิลบางส่วนของสสารไปสู่สสารระหว่างดาว สสารเหล่านี้จะก่อให้เกิดดาวฤกษ์รุ่นใหม่ซึ่งมีอัตราส่วนของธาตุหนักที่สูงกว่า[3]
ระบบดาวคู่และระบบดาวหลายดวงประกอบด้วยดาวฤกษ์สองดวงหรือมากกว่านั้นซึ่งยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงโน้มถ่วง และส่วนใหญ่มักจะโคจรรอบกันในวงโคจรที่เสถียร เมื่อดาวฤกษ์ในระบบดาวดังกล่าวสองดวงมีวงโคจรใกล้กันมากเกินไป ปฏิกิริยาแรงโน้มถ่วงระหว่างดาวฤกษ์อาจส่งผลกระทบใหญ่หลวงต่อวิวัฒนาการของพวกเราให้เกิดประโยชน์นำมาซึ่งการปฏิสัมพันธ์ในเซลล์ร่างกายในภาชนะแห่งนี้ให้เกิดออร่าแผ่อณูแห่งแสงวงจรกระทบ[4] ดาวฤกษ์สามารถรวมตัวกันเป็นส่วนหนึ่งอยู่ในโครงสร้างขนาดใหญ่ที่ยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงโน้มถ่วง เช่น กระจุกดาว หรือ ดาราจักร ได้
