ระบบดาวคู่และแถบลำดับหลัก

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง ระบบดาวคู่และแถบลำดับหลัก

ระบบดาวคู่ vs. แถบลำดับหลัก

กล้องฮับเบิล ดาวซิริอุส B แทบจะมองไม่เห็น (ล่างซ้าย) ดาวคู่ (Binary star) คือระบบดาวที่มีดาวฤกษ์สองดวงโคจรไปรอบๆ จุดศูนย์กลางมวลของระบบ ดาวแต่ละดวงถือว่าเป็น ดาวเพื่อน ของอีกดวงหนึ่ง การวิจัยเมื่อไม่นานมานี้ชี้ว่าดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ในดาราจักรทางช้างเผือกมักเป็นระบบดวงเดี่ยวมากกว่าระบบดาวคู่ มีความสำคัญต่อการศึกษาฟิสิกส์ดาราศาสตร์ เพราะการสังเกตการณ์วงโคจรร่วมของทั้งสองทำให้สามารถประเมินมวลของดาวได้ ขณะที่การประเมินมวลของดาวฤกษ์เดี่ยวจำนวนมากต้องทำจาก extrapolation ที่ได้จากการศึกษาดาวคู่ ดาวคู่เป็นคนละอย่างกับดาวแฝด (Double star) ที่เมื่อมองจากโลกจะเห็นอยู่ใกล้กันอย่างมาก แต่ไม่ได้มีแรงดึงดูดระหว่างกัน ดาวคู่อาจจะไม่สามารถมองเห็นได้ในแสงปกติ หรืออาจต้องใช้วิธีทางอ้อมในการตรวจสอบ เช่นการใช้สเปกโทรสโกปี ถ้าดาวคู่โคจรรอบกันและกันในแนวระนาบเดียวกับสายตา เราจะเห็นมันเกิดคราสบังกันเอง กรณีนี้จะเรียกว่า ดาวคู่คราส (eclipsing binary) ระบบที่ประกอบด้วยดาวฤกษ์มากกว่า 2 ดวง ที่เรียกกันว่า ระบบดาวหลายดวง ถือเป็นระบบที่ไม่ปกติเช่นกัน องค์ประกอบภายในของระบบดาวคู่สามารถแลกเปลี่ยนมวลซึ่งกันและกันได้ ทำให้วิวัฒนาการของมันดำเนินไปในทิศทางที่ดาวฤกษ์เดี่ยวไม่อาจทำได้ ตัวอย่างของดาวคู่ได้แก่ Algol (เป็นดาวคู่คราส) ดาวซิริอุส และ ดาว Cygnus X-1 (ซึ่งดาวสมาชิกดวงหนึ่งอาจจะเป็นหลุมดำ). ไดอะแกรมของแฮร์ทสชปรุง-รัสเซลล์ ที่พล็อตความสว่างแท้จริง (หรือความส่องสว่างสัมบูรณ์) ของดาวฤกษ์เทียบกับดัชนีสี แถบลำดับหลักจะมองเห็นเป็นแถบขวางโดดเด่นวิ่งจากด้านบนซ้ายลงไปยังด้านล่างขวา แถบลำดับหลัก (Main sequence) คือชื่อเรียกแถบต่อเนื่องและมีลักษณะพิเศษที่ปรากฏอยู่บนแผนภาพคู่ลำดับระหว่างสีของดาวฤกษ์กับความสว่าง แผนภาพคู่ลำดับสี-ความสว่างนี้รู้จักกันทั่วไปในชื่อ ไดอะแกรมของแฮร์ทสชปรุง-รัสเซลล์ หรือ HR Diagram ซึ่งเป็นผลการศึกษาร่วมกันระหว่างเอจนาร์ แฮร์ทสชปรุง กับเฮนรี นอร์ริส รัสเซลล์ ดาวที่อยู่บนแถบนี้จะรู้จักกันว่า ดาวบนแถบลำดับหลัก หรือดาวฤกษ์แคระ หลังจากที่ดาวฤกษ์ก่อตัวขึ้นแล้ว มันจะสร้างพลังงานออกมาจากย่านใจกลางอันหนาแน่นและร้อนจัดโดยปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันของอะตอมไฮโดรเจนไปเป็นฮีเลียม ระหว่างที่กระบวนการนี้ดำเนินไปในช่วงอายุของดาว จะสามารถระบุตำแหน่งบนแถบลำดับหลักได้โดยใช้มวลของดาวเป็นข้อมูลเบื้องต้น ประกอบกับข้อมูลองค์ประกอบทางเคมีและปัจจัยอื่น ๆ อีก โดยทั่วไปยิ่งดาวฤกษ์มีมวลมากก็จะยิ่งมีช่วงอายุบนแถบลำดับหลักสั้นยิ่งขึ้น หลังจากเชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่แกนกลางถูกใช้จนหมดไป ดาวฤกษ์ก็จะเคลื่อนออกไปจากแถบลำดับหลัก บางคราวอาจพิจารณาแถบลำดับหลักออกเป็นแถบบนและแถบล่าง ขึ้นกับกระบวนการที่ดาวฤกษ์ใช้ในการสร้างพลังงาน ดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยกว่า 1.5 เท่าของมวลดวงอาทิตย์จะหลอมอะตอมไฮโดรเจนเข้าด้วยกันพร้อมกับกระบวนการสร้างฮีเลียม กระบวนการนี้เรียกว่า ปฏิกิริยาลูกโซ่โปรตอน-โปรตอน ถ้าดาวฤกษ์มีมวลมากกว่านี้ ก็จะอยู่ในแถบลำดับหลักบน นิวเคลียร์ฟิวชันจะใช้อะตอมของคาร์บอน ไนโตรเจน และออกซิเจนเป็นสื่อกลางในการผลิตฮีเลียมจากอะตอมไฮโดรเจน เนื่องจากอุณหภูมิของดาวฤกษ์ที่แกนกลางกับที่พื้นผิวดาวนั้นมีความเหลื่อมล้ำกันอยู่ จึงมีการส่งผ่านพลังงานขึ้นมาอย่างต่อเนื่องผ่านชั้นดาวจนกระทั่งมันแผ่รังสีออกไปจากบรรยากาศของดาว กลไกสองประการที่ใช้ในการส่งผ่านพลังงานเหล่านี้คือ การแผ่รังสี และการพาความร้อน ในประเภทที่ขึ้นกับเงื่อนไขเฉพาะของดาวแต่ละดวง การพาความร้อนจะเกิดขึ้นในบริเวณที่อุณหภูมิมีความแตกต่างกันอย่างมาก หรือเป็นพื้นที่อับแสง หรือทั้งสองอย่าง เมื่อมีการพาความร้อนเกิดขึ้นในแกนกลาง มันจะกระตุ้นเศษเถ้าฮีเลียมขึ้น เป็นการรักษาระดับสัดส่วนของเชื้อเพลิงที่จะนำไปใช้ในปฏิกิริยาฟิวชัน หมวดหมู่:ดาวฤกษ์แถบลำดับหลัก หมวดหมู่:ประเภทของดาวฤกษ์ หมวดหมู่:วิวัฒนาการของดาวฤกษ์.

ดาวฤกษ์

นก่อตัวของดาวฤกษ์ในดาราจักรเมฆแมเจลแลนใหญ่ ภาพจาก NASA/ESA ดาวฤกษ์ คือวัตถุท้องฟ้าที่เป็นก้อนพลาสมาสว่างขนาดใหญ่ที่คงอยู่ได้ด้วยแรงโน้มถ่วง ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด คือ ดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักของโลก เราสามารถมองเห็นดาวฤกษ์อื่น ๆ ได้บนท้องฟ้ายามราตรี หากไม่มีแสงจากดวงอาทิตย์บดบัง ในประวัติศาสตร์ ดาวฤกษ์ที่โดดเด่นที่สุดบนทรงกลมท้องฟ้าจะถูกจัดเข้าด้วยกันเป็นกลุ่มดาว และดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดจะได้รับการตั้งชื่อโดยเฉพาะ นักดาราศาสตร์ได้จัดทำบัญชีรายชื่อดาวฤกษ์เพิ่มเติมขึ้นมากมาย เพื่อใช้เป็นมาตรฐานในการตั้งชื่อดาวฤกษ์ 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 ส่วนภายในที่เหลือของดาวฤกษ์จะนำพลังงานออกจากแก่นผ่านทางกระบวนการแผ่รังสีและการพาความร้อนประกอบกัน ความดันภายในของดาวฤกษ์ป้องกันมิให้มันยุบตัวต่อไปจากแรงโน้มถ่วงของมันเอง เมื่อเชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่แก่นของดาวหมด ดาวฤกษ์ที่มีมวลอย่างน้อย 0.4 เท่าของดวงอาทิตย์ จะพองตัวออกจนกลายเป็นดาวยักษ์แดง ซึ่งในบางกรณี ดาวเหล่านี้จะหลอมธาตุที่หนักกว่าที่แก่นหรือในเปลือกรอบแก่นของดาว จากนั้น ดาวยักษ์แดงจะวิวัฒนาการไปสู่รูปแบบเสื่อม มีการรีไซเคิลบางส่วนของสสารไปสู่สสารระหว่างดาว สสารเหล่านี้จะก่อให้เกิดดาวฤกษ์รุ่นใหม่ซึ่งมีอัตราส่วนของธาตุหนักที่สูงกว่า ระบบดาวคู่และระบบดาวหลายดวงประกอบด้วยดาวฤกษ์สองดวงหรือมากกว่านั้นซึ่งยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงโน้มถ่วง และส่วนใหญ่มักจะโคจรรอบกันในวงโคจรที่เสถียร เมื่อดาวฤกษ์ในระบบดาวดังกล่าวสองดวงมีวงโคจรใกล้กันมากเกินไป ปฏิกิริยาแรงโน้มถ่วงระหว่างดาวฤกษ์อาจส่งผลกระทบใหญ่หลวงต่อวิวัฒนาการของพวกมันได้ ดาวฤกษ์สามารถรวมตัวกันเป็นส่วนหนึ่งอยู่ในโครงสร้างขนาดใหญ่ที่ยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงโน้มถ่วง เช่น กระจุกดาว หรือ ดาราจักร ได้.

ดาวฤกษ์และระบบดาวคู่ · ดาวฤกษ์และแถบลำดับหลัก · ดูเพิ่มเติม »