กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลจับภาพอินฟราเรดของเสาเว็บบาคาร่าหลักแห่งการสร้างสรรค์ในเนบิวลาอินทรี แสงจากดาวฤกษ์ดวงเล็กที่ก่อตัวขึ้นสามารถมองเห็นได้ทะลุเมฆฝุ่นและก๊าซ (เครดิตภาพ: NASA, ESA และทีมมรดกฮับเบิล (STScI/AURA))ดวงดาวเกิดมาท่ามกลางเมฆที่ปั่นป่วน และการเสียชีวิตของพวกมันก็ระเบิดได้เหมือนกัน แต่ดาวฤกษ์มีชีวิตอยู่ได้นานแค่ไหน? คําตอบสั้น ๆ คือ: ขึ้นอยู่กับขนาดของดาวฤกษ์
สําหรับชีวิตส่วนใหญ่ดาวฤกษ์มีอยู่ในสถานะที่สมดุลอย่างประณีตที่เรียกว่าสมดุลอุทกสถิตซึ่งแรงโน้ม
ถ่วงที่ดึงเข้ามาบนดาวฤกษ์นั้นมีความสมดุลโดยการผลักออกไปด้านนอกที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ในแกนกลางของดาวฤกษ์ แรงผลักภายนอกนั้นเกิดขึ้นเมื่อดาวฤกษ์หลอมรวมนิวเคลียสไฮโดรเจนเพื่อสร้างนิวเคลียสฮีเลียม ซึ่งส่งผลให้เกิดการระเบิดของพลังงานที่รักษารูปร่างและความสว่างของดาวฤกษ์ไว้ เมื่อไฮโดรเจนทั้งหมดถูกใช้จนหมดดาวฤกษ์ก็เริ่มดําเนินการบนเส้นทางที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ไปสู่การตายของมัน ดาวฤกษ์จะเผาฮีเลียมชั่วระยะเวลาหนึ่ง และดาวฤกษ์ที่ใหญ่ที่สุดจะยังคงเผาไหม้องค์ประกอบทางเคมีจนถึงเหล็กต่อไป แต่ก็เป็นการประหารชีวิตชั่วขณะ ดาวฤกษ์มีหลายขนาดตั้งแต่เพียง 7% ของมวลดวงอาทิตย์ไปจนถึงมวลสุริยะ 250 มวล แล้วอันไหนตายเร็วที่สุด?
”ดาวฤกษ์ที่ใหญ่กว่ามีเชื้อเพลิงมากกว่าที่จะเผาไหม้” ไรอัน เฟรนช์ นักฟิสิกส์พลังงานแสงอาทิตย์จากมหาวิทยาลัยคอลเลจลอนดอน สหราชอาณาจักรกล่าวกับ Live Science “แต่พวกเขายังเผาไหม้หนักและสว่างกว่ามาก” ฝรั่งเศสกล่าว ขนาดที่ใหญ่โตของพวกเขาหมายความว่าแรงโน้มถ่วงกําลังบดขยี้วัสดุ”ดาวฤกษ์ที่ใหญ่กว่าจริง ๆ แล้วหมดเชื้อเพลิงที่มีอยู่สําหรับพวกเขาเร็วกว่าดาวฤกษ์ขนาดเล็กมาก” ดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ที่สุดมีชีวิตอยู่เป็นเวลาหลายร้อยล้านปีในจักรวาล พวกเขามีชีวิตอยู่อย่างรวดเร็วและตายตั้งแต่ยังเด็ก ดาวฤกษ์ที่เล็กที่สุดที่น้อยกว่าประมาณ 10% ของมวลดวงอาทิตย์มีเชื้อเพลิงน้อยกว่ามากที่จะเริ่มต้นด้วย ถึงกระนั้นพวกเขาก็สามารถหาเลี้ยงชีพจากการจัดหาเชื้อเพลิงได้หลายแสนล้านปี
Methuselah Star space wallpaperดาวฤกษ์ที่เก่าแก่ที่สุดในจักรวาลคือ HD140283 — หรือเมธูเซลาห์ตามที่ทราบกันทั่วไป ภาพการสํารวจท้องฟ้าแบบดิจิทัลนี้แสดงให้เห็นดาวเมธูเซลาห์ซึ่งอยู่ห่างออกไป 190.1 ปีแสง (เครดิตภาพ: การสํารวจท้องฟ้าดิจิทัล (DSS), STScI /AURA, พาโลมาร์ / คาลเทคและ UKSTU / AAO)
(เปิดในแท็บใหม่)
แต่เนื่องจากจักรวาลก่อตัวขึ้นเมื่อ 13.8 พันล้านปีก่อน จึงไม่มีเวลาเพียงพอสําหรับดาวฤกษ์ดวงเล็กที่จะถึงวัยชรา
”หนึ่งในดาวที่เก่าแก่ที่สุดที่เคยค้นพบคือดาวเมธูเซลาห์ (เปิดในแท็บใหม่)”ฝรั่งเศสกล่าว ดาวฤกษ์ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 190 ปีแสงได้รับการตั้งชื่อตามตัวละครในพระคัมภีร์ที่คาดว่าจะมีชีวิตอยู่เกือบหนึ่งพันปี “การประมาณการปัจจุบันของอายุของดาวดวงนี้คือ 13.7 พันล้านปี” ฝรั่งเศสกล่าว นั่นหมายความว่ามันจะก่อตัวขึ้นไม่นานหลังจากบิ๊กแบง
ในทางตรงกันข้ามนักดาราศาสตร์ได้ค้นพบดาวฤกษ์บางดวงที่เรียกว่าโปรโตสตาร์ซึ่งยังอยู่ในระหว่างการสร้าง สังเกตได้จากอาร์เรย์มิลลิเมตร/submillimeter ขนาดใหญ่ของ Atacama (ALMA) ในชิลี ดาวฤกษ์เหล่านี้มีอายุน้อยกว่า 500,000 ปี ตามข้อมูลของ Max Planck Society (เปิดในแท็บใหม่). “มนุษย์ใช้เครื่องมือหินเมื่อถึงเวลาที่ดาวเหล่านี้จุดไฟครั้งแรก” ฝรั่งเศสกล่าว
แล้วนักดาราศาสตร์จะคํานวณอายุของดาวฤกษ์ได้อย่างไร? “มันไม่ง่ายเลย” “นักดาราศาสตร์ใช้การรวมกันของการวัดมวล ความสว่าง และความเร็วของดาวฤกษ์ในอวกาศเพื่อเปรียบเทียบกับดาวฤกษ์ดวงอื่น และการจําลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อประเมินอายุของมัน”
อายุของดวงอาทิตย์ของเราเองมีอายุประมาณ 4.6 พันล้านปี — ที่ไหนสักแห่งระหว่างโปรโตสตาร์และดาวเมธูเซลาห์ นักดาราศาสตร์คิดว่ามันเกือบครึ่งทางของอายุการใช้งานของมัน “ในเวลาประมาณ 5 พันล้านปีดวงอาทิตย์จะหยุดหลอมรวมไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมภายในแกนกลางของมัน”
เมื่อแกนกลางของดวงอาทิตย์หมดเชื้อเพลิงเพื่อต่อต้านแรงโน้มถ่วงมันจะเริ่มหดตัว ในขณะเดียวกันเปลือกนอกของดวงอาทิตย์จะขยายตัวเนื่องจากยังมีไฮโดรเจนอยู่บ้างที่จะหลอมรวม “ดวงอาทิตย์จะมีขนาดใหญ่มากจนจะกลืนวงโคจรของดาวพุธและดาวศุกร์” เฟรนช์กล่าว หลังจากผ่านไปประมาณ 1 พันล้านปีแกนนอกจะใช้ไฮโดรเจนจนหมดและย้ายไปที่ฟิวชั่นฮีเลียม ในที่สุดดวงอาทิตย์จะหมดเชื้อเพลิงแกนกลางของมันหดตัวเป็นลูกบอลคาร์บอนและออกซิเจนที่เรียกว่าดาวแคระขาว ชั้นนอกของมันจะกระจายตัวและกลายเป็นเนบิวลาซึ่งเป็นซองจดหมายของพลาสมาที่ร้อนและเหลืออยู่
เป็นเครื่องเตือนใจว่าแม้ว่าดาวฤกษ์ที่ใหญ่ที่สุดจะมีอายุยืนยาวกว่ามนุษย์ แต่ก็ไม่มีอะไรคงอยู่ตลอดไป
เผยแพร่ครั้งแรกใน Live Science เมื่อวันที่ 30 พฤศจิกายน พ.ศ. 2012 และเขียนใหม่เมื่อวันที่ 6 มิถุนายน พ.ศ. 2022บาคาร่า
