ชีวิตความลับของดวงดาว ตอน : Stars Birth [หน้า 2/3]

ชีวิตความลับของดวงดาว ตอน : Stars Birth [หน้า 2/3]

การเตรียมพร้อมเพื่ออนาคต Preventing a Pressure Buildup การผ่านพ้นจาก Gravitational equilibrium (ดุลยภาพของมวลโน้มถ่วง) นับ ว่าคล้ายเป็นการเริ่มต้นตั้งไข่ ของทารกน้อยอันเยาว์วัย ซึ่งสำหรับดาวเป็นการ เริ่มต้นด้วยความมั่นคงขึ้นจากเดิม และมีความเสถียรมากขึ้นเช่นกัน แต่ยังต้อง พบอุปสรรคในหนทางข้างหน้าอีกต่อไป ไม่มากก็น้อยอย่างแน่นอน ความแข็งแกร่งพลังอำนาจ สร้างผลตอบสนองให้เกิด Gravitational contraction (การหดเกร็งของมวลโน้มถ่วง) ทำให้เมฆโมเลกุล (Molecular clouds) หดตัว ตามลงไปด้วย ยิ่งเพิ่มขีดความสามารถ ระดับความดันไฟฟ้า สู่พลังงานความร้อน หากเมฆโมเลกุล (Molecular clouds) ที่รอบล้อมบริเวณการก่อตัวของดาวนั้นๆ ไม่สามารถปลดเปลื้อง พลังงานความร้อนออกมาได้ด้วยเร็วรวดแล้ว ทำให้ความ ร้อนสะสม เพิ่มให้อุณหภูมิสูงมากเกิน บริเวณแหล่งกำเนิดดาวนั้นจะเกิดความไม่ ราบรื่นนัก แต่ถ้าเมฆโมเลกุล (Molecular clouds) หายไปอย่างรวดเร็ว จะส่งผลให้เกิดการ ชนกันระหว่างโมเลกุล ในกลุ่มเมฆโมเลกุลเอง การเปลี่ยนแปลงพลังงานความร้อน ของ Photos เกิดหมุนเวียนกันอย่างโกลาหล เกิดการสั่นสะเทือนด้วยเวลายาวนาน อย่างไม่น่าเชื่อ

การหดเกร็งของมวลโน้มถ่วง (Gravitational contraction) เป็นการเพิ่มเพิ่มขีดความสามารถระดับความดันไฟฟ้าไปสู่พลังงานความร้อน

ความโกลาหลดาว เกิดขึ้นด้วยความซับซ้อน จากการเคลื่อนตัวของความร้อนและ แรงดึงดูด

รูปแบบ การเกิดร่วมกันเป็นกลุ่ม Clustered Star Formation โดยธรรมชาติ ดาวมิได้เกิดขึ้นครั้งละดวง ส่วนใหญ่เกิดขึ้นเป็นกลุ่มก้อน แม้แต่ ดวงอาทิตย์ เชื่อว่าเกิดเป็นครอบครัว (Our Sun's Family) ทั้งนี้ด้วยเหตุผลจาก ความซับซ้อน การเคลื่อนตัวของความร้อนและแรงดึงดูด และพื้นที่อันหนาแน่น กว้างใหญ่ ของเมฆโมเลกุล (Molecular clouds) แต่คำว่าดาวเกิดเป็นกลุ่มก้อน ความหมายในพื้นที่จักรวาล ดาวแต่ละดวงอาจ ห่างกันหลายปีแสง และต่อมาเกิดการกระจายตัวออก ด้วยแรงฉุด ลาก ดึงจาก กลุ่มดาวอื่นที่มีพลังอำนาจมากกว่า ยิ่งห่างไกลจากกลุ่มเดิม ไปรวมกับกลุ่มใหม่ บางกรณีอาจล่องลอย ออกไปอยู่อย่างโดดเดี่ยว เหมือนถูกตัดญาติขาดมิตร หากพลังอำนาจแรงดึงดูด ของดาวนั้นแข็งแกร่ง ยิ่งเป็นเรื่องง่ายขึ้น ยิ่งความ หนาแน่น ของเมฆโมเลกุล (Molecular clouds) ด้านนอกโดยรอบแหล่งนั้นมี มากกว่าความอัดดันจากภายใน ทำให้ Molecular clouds (เมฆโมเลกุล) เกาะ ตัวใหญ่มากขึ้น ทำให้เกิดดาวขนาดใหญ่กว่า ดวงอาทิตย์นับ 100 เท่า แต่การ เกิดขึ้นในกลุ่มนั้น ไม่จำเป็นต้องมีขนาดเท่าเทียมกันเสมอไป ดังเช่นพี่น้องท้อง เดียวกันยังมีข้อแตกต่างในหลายกรณี ในการเกิดของดาวก็เช่นกัน จากความซับซ้อน การเคลื่อนตัวของความร้อนและแรงดึงดูด ขณะเดียวกันดาว บางดวงในกลุ่ม เริ่มเกิดปฏิกิริยาก่อตัวของ Magnetic fields (สนามแม่เหล็ก) จะเกิดขึ้นเพียงเลี้ยววินาที ขณะมีอำนาจแรงดึงดูด แท้จริงในเมฆโมเลกุล (Molecular clouds) มีสนามแม่เหล็กอยู่แล้ว เพราะใน อวกาศ มีปะจุไฟฟ้าและคลื่นสนามแม่เหล็กสั่นสะเทือน แบบไม่เลือกที่อยู่อย่าง มากมาย แต่คลื่นสนามแม่เหล็ก ที่ผ่านเข้ามา โดยตรงสู่ Dust grains (เม็ดฝุ่นแข็ง) จะ มีลักษณะเป็นเส้น แนวตรงตั้งฉากตามทิศทางขั้วเหนือ เรียกว่า Polarizations เพราะเป็นปฏิกิริยา ให้มีการเปลี่ยนแปลงหมุนวน ของอนุภาคใน Molecular clouds (เมฆโมเลกุล) การกระตุ้นของสนามแม่เหล็กสู่ดาว เกิดเป็นไปโดยธรรมชาติแห่งระบบจักรวาล เริ่มด้วยลักษณะขนาดเล็กก่อน ด้วยแรงดึงดูดพยายามให้อนุภาคเคลื่อนตัวและ ขยายใหญ่ขึ้น เพิ่มความแข็งแกร่งตามลำดับ ด้วยการพัฒนาการช้าๆโดยจะดึงให้ โมเลกุลเข้าทับถม ให้ตนเองที่ละน้อย ผลของสนามแม่เหล็กที่มีต่อดาว อาจเปรียบเหมือนเริ่มให้ดาวเริ่ม ออกก้าวเดิน อย่างแข็งแรงขึ้น เพื่อผจญภัยในจักรวาลที่กว้างใหญ่ต่อไป

หากสนามแม่เหล็ก หมดความสามารถ หรือลดลงทุกอย่างหยุดชะงักตามไปหมด รวมถึงแรงดึงดูด

เกิดการย่อยแตก Fragmentation of the Molecular clouds พลังอำนาจแรงดึงดูดแข็งแกร่ง มีโอกาสทำให้เมฆโมเลกุล (Molecular clouds) ที่มีขนาดใหญ่แตกออก เป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย สิ่งที่เกิดขึ้นกลับไม่เป็นอุปสรรคกับ ดาวแม้แต่น้อย เพราะการย่อยแตกออก ทำให้ Photos ยิ่งปลดปล่อยพลังงาน ยิ่งเป็นการเสริมศักยภาพแรงดึงดูด ทำให้เก็บรักษาความร้อนไว้ในแกนภายใน ด้วยความกดดันที่ต่ำลง เกิดแกนกลางที่แข็ง จากการอัดแน่นอยู่ใจกลาง เรียกว่า Molecular clouds core (ไส้แกนจากเมฆโมเลกุล) ซึ่งจะเป็นผลต่อขนาดและ วงโคจร ของดาวในอนาคต

การแตกย่อยอย่างโกลาหลของ Molecular clouds ในพื้นที่กว้างขนาด 20 pc.

การก่อตัว กำเนิดดาว มีลักษณะเช่นนี้ (จุดดำคือตำแหน่งดาวเกิดใหม่)

การก่อตัวของดาวดวงแรก First Generation of Stars สัดส่วนวัตถุดิบดั้งเดิมของดาวประกอบ ด้วยก็าซ Hydrogen 70% ,ก็าซ Helium 28% , Heavier elements (ธาตุหนัก) 2% เป็นลักษณะทั่วไปขององค์ประกอบ สำหรับดาวในกาแล็คซี่ทางช้างเผือก ซึ่งมีอายุกำเนิดมาแล้วราว 5 พันล้านปี ดาว อายุเก่าแก่กว่านั้น ถึง 12 พันล้านปี จะมีข้อแตกต่างกันของสัดส่วนโดยมี Heavier elements (ธาตุหนัก) น้อยกว่ามาก เพราะดวงยุคแรกๆ ในจักรวาลก่อ ตัวจากก็าซ Hydrogen และก็าซ Helium เป็นหลัก ดังนั้น ดาวที่เกิดดวงแรกๆ จึงมีขนาดใหญ่โตมากกว่าดวงอาทิตย์ นับพันเท่าแต่ อายุสั้นเพียง 1-3 พันล้านปี ด้วยการเผาไหม้ของก๊าซ Hydrogen และ Helium อย่างเดียว โดยไม่มีธาตุใดๆ มาประกอบด้วยมากนัก เมื่อ ค.ศ.2006 ได้สำรวจพบ ดาวขนาดยักษ์ใหญ่กว่า ระบบสุริยะมาก เรียกว่า Hyper-giant star (ดาวยักษ์ใหญ่) ตำแหน่งห่างจาก กาแล็คซี่ทางช้างเผือก (Milky Way Galaxy) ราว 170,000 ปีแสง บริเวณ Large Magellanic Cloud โดยมีขนาดใหญ่กว่า ดวงอาทิตย์ถึง 100 เท่า มีมวลมากกว่า 30-70 เท่า จัดอยู่ ในประเภท O stars ซึ่งเป็นหลักเกณฑ์เดียวกับ ดาวดวงแรก ในจักรวาล (First Generation of stars) เป็นเรื่องน่าแปลกที่ Hyper-giant star (ดาวยักษ์ใหญ่) มีองค์ประกอบลักษณะ Nature produces มีความสว่างโชติช่วงมาก มีวงแหวนขนาดใหญ่กว่า ทั้งระบบ สุริยะ เต็มไปด้วยเศษซากของ ดาวเคราะห์ ดาวหาง (Comet) ผสมรวมอยู่ มีขนาดวงโคจรดาวหางใหญ่ เป็น 60 เท่าของดาวพูโต (Pluto's) ที่โคจรรอบ ดวงอาทิตย์ ในแนววงแหวน ยังสำรวจพบ ดาวประเภทสุกสว่าง (Bright stars) ซ่อนอยู่ราว 60 ดวง เข้าไประยะใกล้ มีความแข็งแกร่ง ของพายุรุนแรง พัดพา เม็ดเล็กๆ คล้ายเม็ดทรายของฝุ่นอวกาศ หลั่งไหลออกมาท่ามกลางแรงดึงดูด ของดาวที่อยู่ใกล้เีคียง ดังนั้นข้อมูลสำรวจพบ Hyper-giant Star เมื่อรวมวงแหวนแล้ว มีขนาดกว้างใหญ่ กว่าระบบสุริยะทั้งระบบ นับว่าเป็นประเภทดาวยักษ์ใหญ่

Hyper-giant Star มีวงแหวนเป็นกลุ่มฝุ่นหมอก ยื่นออกด้านละ 1,000 A.U.

สืบค้นร่องรอยการกำเนิด Life Track การศึกษาดาว โดยการติดตามร่องรอยการกำเนิด เพื่อเป็นต้นแบบของระบบการ เกิดของดาวแบบ Single star (ดาวดวงเดียว) ว่ามีหนทางลำดับขั้นของพัฒนาการ (Evolutionary track) เป็นไปอย่างไร ขั้นที่1 Assembly of a Protostar : การชุมนุมรวมกันขึ้นของดาวต้นแบบ เกิดสภาพแรงดึงดูดขึ้นครั้งแรก (Gravity first) จากการรวมตัวทับถมผสมรวม กันของ กลุ่มเมฆฝุ่นหมอกของก็าซ (Cloud of gas and dust) จึงเป็นหนทาง เริ่มต้นขบวนการ Protostellar (มูลฐานต้นทาง ให้กำเนิดดาว) บริเวณภูมิอวกาศ เริ่มแสดงอาการเกิดลมพัด (Wind) และแสดง Direct jets (พลังงานที่พุ่งออกเป็นลำตรง) ต่อมาการแผ่รังสีเกิดขึ้น กระจายตัวออกมาจาก Protostar (ดาวต้นแบบที่เริ่มก่อตัว) เวลาเดียวกันพลังงานเริ่มเคลื่อนตัวที่พื้นผิว ค่าความร้อนเกิดขึ้น 3,000 Kelvin ทำให้มีความสว่างโชติช่วงขึ้น มหาศาลระหว่าง 10-100 เท่า เมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์

Assembly of a Protostar : การชุมนุมรวมกันขึ้นของดาวต้นแบบ

กลุ่มเมฆฝุ่นหมอกของก็าซ กระจายตัวอยู่ในพื้นที่กว้างขนาดใหญ่ ขนาดนับพันปีแสง เป็นแหล่ง กำเนิดดาวที่มั่นคงไปด้วยวัตถุดิบและทรัพยากร เป็นมูลฐานตั้งต้นการให้กำเนิดดาว

Wind และ Jets เป็นการแลกเปลี่ยนสสารและความร้อน ระหว่างภายในและภายนอก เป็นส่วนสนับสนุนและกระตุ้นของ Protostar (ดาวต้นแบบ ที่เริ่มก่อตัว)

ขณะเริ่มก่อตัวด้วยความหนาแน่นของก๊าซ จะเกิดแสงโดยรอบจาก ละอองของ Hydrogen

ขั้นที่ 2 Convective Contraction : แบบแผนการเกิด ชั้นนำพาความร้อน บนพื้นผิว Protostar (ดาวต้นแบบที่เริ่มก่อตัว) ยังคงมี อุณหภูมิสะสมยาวนาน ระดับ 3,000 Kelvin จึงทำให้เกิดกลไกเคลื่อนไหวพลังงาน บนพื้นผิวของตนเอง เป็นพัฒนาการระหว่าง มวลโน้มถ่วง (Gravitational) และคลื่นแสงที่สะท้อนบน ผิวที่แสดงความโชติช่วง (Luminosity) จากความร้อนของรังสี (Radius) แล้ว เกิดการเริ่มประสานกัน จึงมีการเกิดขึ้นของลำดับชั้นภายใน เป็นขอบเขตแบบแผน (Conversion zone) ของชั้นนำพาความร้อน (Convection zone) อยู่ภายในใต้พื้นผิวลงไป โดยแบบ แผนดังกล่าว เป็นชั้นภายในดาวทุกดวง มีความต่างกันที่ความลึกและความหนา

Convective Contraction : แบบแผนการเกิด ชั้นนำพาความร้อน

ภาพแสดงให้เห็น ชั้นนำพาความร้อน (Convection zone) ด้านล่างของพื้นผิวดาว

ขั้นที่ 3 Radiative Contraction : แบบแผนการเกิด ชั้นแผ่รังสีความร้อน การเคลื่อนไหวแลกเปลี่ยน พลังงานความร้อนและรังสีของ Protostar (ดาวต้น แบบที่เริ่มก่อตัว) แผ่ออกอย่างกว้างขวาง พื้นผิวยิ่งระอุมากขึ้นสุดขั้ว ด้วยความ ร้อนสูงมาก เปลวแสงยิ่งโชติช่วงสูงขึ้น การหลอมละลาย (Fusion) จากไส้แกนกลางของดาว กำลังเริ่มเกิดขึ้นระหว่าง Hydrogen nuclei และ Helium nuclei โดยมีความร้อนสูง 15,000,000 Kelvin ขณะการเกิดจะแสดงอาการระเบิดตัวออกท่วมท้น แต่พลังงานยังเกิดขึ้นไม่มาก นักเมื่อเทียบกับปริมาณรังสี ที่แผ่กระจายออกมา จึงมีการเกิดขึ้นของลำดับชั้นภายใน เป็นขอบเขตแบบแผน (Conversion zone) ของชั้นแผ่รังสีความร้อน (Radiation zone) อยู่ภายใต้ของ ชั้นนำพาความร้อน (Convection zone) ลงไปด้านล่าง แบบแผนดังกล่าว เป็นชั้นภายในดาวทุกดวง โดยมีความต่างกัน ที่ความลึกและความหนา

Radiative Contraction : แบบแผนการเกิด ชั้นแผ่รังสีความร้อน ของ Protostar แสดงอาการระเบิดจากการท่วมล้น จากการหลอมละลายภายใน

Radiative Contraction : แบบแผนการเกิด ชั้นแผ่รังสีความร้อน ของ Protostar แสดงอาการระเบิดจากการท่วมล้น จากการหลอมละลายภายใน บริเวณพื้นที่ Orion Nebula

ขั้นที่ 4 Self-Sustaining Fusion : การหลอมรวมนิวเคลียสของธาตุ แกนไส้ (Core) ที่เกิดจากการ Fusion (การหลอมรวมนิวเคลียสของธาตุ) ค่อยๆ มีปริมาณเพิ่มขึ้นเรื่อย ประมาณ 10 ล้านตันในเวลา 1 ล้านปี สุดท้ายเมื่อระดับของ Fusion (การหลอมรวมนิวเคลียสของธาตุ) เกิดเพียงพอสมดุลย์ กับระดับความ ร้อนของการแผ่รังสี (Radiation) แล้วหลุดพ้นสู่พื้นผิวได้ กรณีการหลอมรวมนิวเคลียสของธาตุ ของดาวตั้งแต่เริ่มกำเนิด เป็นความสำคัญ อย่างยิ่งยวด เปรียบเสมือนเป็นการสะสมพลังงาน ไว้เพื่อดำรงชีวิตในภายหน้า เพราะหลังจากนี้ต่อไป ทั้งหมดคือเสบียง ซึ่งมีแต่จะหมดลงไปเรื่อยๆ จากการ เผาไหม้และหลอมละลายจนชั่วโมงสุดท้าย ไม่มีทางจะแวะเติมเชื้อเพลิงใดๆได้ ทั้งหมดจึงเป็นการสนับสนุนเอื้อกันของระบบ นับแต่กำเนิดเพื่อ ดาวจะมีความมั่นคง ต่อการเผาไหม้ของก๊าซ Hydrogen และก้าวเข้าสู่ ลำดับชั้นของดาวสามัญ (Main Sequence) อย่างมีสมดุลย จึงเป็นการถือกำเนิดขึ้นของดาวใหม่ที่สมบูรณ์

Self-Sustaining Fusion : การหลอมรวมนิวเคลียสของธาตุ