ทุกอย่างเกี่ยวกับดวง ดาว ที่คุณอาจจะยังไม่เคยรู้มาก่อน - National Geographic Thailand

ทุกอย่างเกี่ยวกับดวงดาวที่คุณอาจจะยังไม่เคยรู้มาก่อน

นอกจากจะช่วยนักเดินทางสำรวจทะเลในอดีตแล้ว ปัจจุบัน ดาว ก็ยังมีหน้าที่ช่วยนักวิทยาศาสตร์หาคำตอบเกี่ยวกับจักรวาลอีกด้วย

เพลงกล่อมเด็กอย่าง Twinkle, twinkle, little star แท้จริงแล้วไม่ได้ตรงกับความเป็นจริงเลยสักนิด โดยหากต้องการทำให้เพลงดังกล่าวมีข้อมูลสอดคล้องกับหลักวิทยาศาสตร์ เราจำเป็นต้องร้องว่า “Emit, emit, gigantic ball of gas” ทว่าการร้องให้ตรงกับวิทยาศาสตร์ ทำนองและความเพลิดเพลินจะหายไปนี่สิ..

ดาว คือวัตถุที่อยู่บนท้องฟ้าซึ่งส่วนใหญ่ประกอบไปด้วยก๊าซไฮโดรเจนและฮีเลียมที่ผลิตแสงและความร้อนจากการหลอมนิวเคลียร์ (Nuclear Fusion) ซึ่งเป็นกระบวนการภายในแกนของดาว นอกจากดวงอาทิตย์ที่เรารู้จักกันเป็นอย่างดีแล้ว จุดแสงเล็กๆ ที่พวกเราเห็นกันทุกวันบนท้องฟ้าล้วนแต่มีระยะทางที่อยู่ห่างจากโลกของเรากว่าหลายปีแสง เป็นเรื่องที่ยากมากหากจะบอกได้ว่าดวงทั้งหมดในจักรวาลมีทั้งหมดกี่ดวง แต่เหล่านักดาราศาสตร์ต่างคาดการณ์ว่าดาวมีทั้งหมดกว่า 3 แสนล้านดวงเลยทีเดียว เฉพาะแค่ในดาราจักรทางช้างเผือกของเราเท่านั้น

จะไปเป็นดาวโดดเด่นบนฟากฟ้า

อายุขัยของดาวฤกษ์มีมากถึงกว่าพันล้านปี เป็นที่ทราบกันอย่างกว้างขวางอยู่แล้วว่า ยิ่งดาวฤกษ์มีขนาดใหญ่มากเท่าไร อายุขัยของมันก็จะยิ่งสั้นลงเท่านั้น

การกำเนิดของดาวฤกษ์เกิดมาจากพายุฝุ่นไฮโดรเจนที่มีชื่อเรียกว่า เนบิวลา ระยะเวลาของมันกินเวลานานกว่าหลายพันปี แรงโน้มถ่วงจะทำให้กลุ่มสสารหนาแน่นจำนวนมากในเนบิวลายุบตัวลงเนื่องจากน้ำหนักของตัวเอง ระยะเริ่มต้นของดาวฤกษ์เรียกว่า ดาวฤกษ์ก่อนเกิด (Protostar) และเนื่องจากฝุ่นภายในเนบิวลามีความหนาแน่นทำให้พวกมันถูกบดบัง จึงเป็นเรื่องยากสำหรับนักดาราศาสตร์ที่จะสามารถตรวจพบดาวฤกษ์ก่อนเกิดได้

หลายล้านปีต่อมา เมื่ออุณหภูมิในแกนกลางขยับขึ้นสูงไปแตะหลัก 15 ล้านองศาเซลเซียส การหลอมนิวเคลียร์ ก็ได้ถือกำเนิด ส่งผลให้แกนกลางมีความร้อนมากยิ่งขึ้น นำไปสู่ขั้นตอนต่อไปและเป็นขั้นตอนที่ยาวนานที่สุดของดาวฤกษ์ ซึ่งเป็นช่วงที่เรียกว่า แถบกระบวนการหลัก (Main Sequence)

ดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ในดาราจักรทางช้างเผือก รวมไปถึงดวงอาทิตย์ มีอายุอยู่ในช่วงแถบกระบวนการหลัก ดาวเหล่านั้นจัดอยู่ในสถานะเสถียรจากปรากฏการณ์การหลอมนิวเคลียร์ ซึ่งทำหน้าที่เปลี่ยนไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมและแผ่รังสีเอกซ์ กระบวนการนี้จะปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาล ทำให้ดาวฤกษ์คงความร้อนและส่องแสงได้อย่างเจิดจ้า

ดาว
ก๊าซจากดาวฤกษ์ที่ใกล้ตาย มีลักษณะคล้ายกับผีเสื้อ

ส่องประกายระยิบระยับ

ดาวฤกษ์บางดวงจะส่องแสงสว่างกว่าดวงอื่น ความสว่างเป็นปัจจัยหนึ่งของการผลิตพลังงานของดาวเหล่านั้น และระยะห่างว่าไกลจากโลกมากแค่ไหน นอกจากนี้ดาวฤกษ์ยังมีสีที่แตกต่างกันออกไปอีกด้วยเนื่องจากอุณหภูมิของแต่ละดวงอยู่ในจำนวนที่ไม่เท่ากัน ดาวร้อนจะปรากฏในแสงเฉดสีขาวหรือไม่ก็น้ำเงิน ขณะที่ดาวที่เย็นกว่าจะมีลักษณะเฉดสีส้มไม่ก็แดง

โดยการคาดการณ์ตัวแปรเหล่านี้และอื่นๆ บนกราฟที่เรียกว่าแผนภาพ Hertzsprung-Russell นักดาราศาสตร์สามารถจำแนกดาวฤกษ์ออกเป็นกลุ่มได้ ว่าดวงไหนอยู่ในกลุ่มแถบกระบวนการหลัก ดาวแคระขาว หรือแม้กระทั่งกลุ่มอื่นๆ อย่าง ดาวแคระ ดาวยักษ์ และดาวยักษ์ใหญ่

โดยดาวยักษ์ใหญ่อาจจะมีเส้นผ่าศูนย์กลางที่ใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ของเราอยู่เกือบพันเท่า

ดาวฤกษ์ใช้เวลากว่าร้อยละ 90 ของอายุขัยทั้งหมดอยู่ในช่วงแถบกระบวนการหลัก ปัจจุบันดวงอาทิตย์มีอายุแล้วประมาณ 4,600 ล้านปี มีขนาดจัดอยู่ในกลุ่มดาวฤกษ์แคระสีเหลือง โดยนักดาราศาสตร์คาดการณ์ว่าดวงอาทิตย์จะคงอยู่ในช่วงแถบกระบวนการหลักต่อไปอีกหลายพันล้านปีเลยทีเดียว

เมื่อดาวฤกษ์ย่างเข้าใกล้ฟางเส้นสุดท้ายของชีวิต ก๊าซไฮโดรเจนส่วนใหญ่ของดาวจะถูกปรับสภาพและเปลี่ยนให้เป็นฮีเลียม โดยฮีเลียมจะจมอยู่ในแกนกลางของดาวฤกษ์ ทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นสูง ส่งผลให้ก๊าซร้อนชั้นนอกขยายตัว ดาวที่มีขนาดใหญ่เช่นนี้มีชื่อเรียกว่า ดาวแดงยักษ์ อย่างไรก็ตามจุดจบของดาวฤกษ์มีได้หลายวิธี ทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับขนาดของดาวว่ามีขนาดใหญ่มากแค่ไหน

หลังจากนั้นดาวฤกษ์จะกลายมาเป็นดาวแคระขาว ไม่ส่องแสงและไม่ผลิตพลังงานใดๆ ทั้งสิ้น ณ จุดนี้พวกมันได้กลายเป็นดาวแคระดำเป็นที่เรียบร้อย ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้ทำการสังเกตการณ์ในจุดนี้เลย

บิ๊กแบง 

ดาวที่มีขนาดใหญ่มักจะไม่ได้มีจุดจบแบบนั้นตามเส้นทางวิวัฒนาการดาวฤกษ์ ทว่ากลับจบชีวิตลงด้วยการระเบิดตัวเอง หรือที่เรียกกันว่าซูเปอร์โนวา หายนะครั้งนี้ทิ้งเอาแกนกลางขนาดเล็กๆ ของดาวฤกษ์เอาไว้ โดยแกนกลางเหล่านั้นสามารถกลายมาเป็นดาวนิวตรอนได้ในภายหลัง หรือหากมันมีขนาดที่ใหญ่มากพอ พวกมันอาจจะกลายมาเป็นหลุมดำได้เลย

ดาว
การกำเนิดดวงดาว ขอขอบคุณภาพจาก http://narit.or.th/index.php/nso-news/1733-protostar

เนื่องจากซูเปอร์โนวามีรูปแบบการทำลายล้างที่สามารถคาดการณ์ล่วงหน้าได้ ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถใช้วัดระยะทางของจักรวาลและคำนวณอัตราการณ์ขยายตัว จากการส่องสว่างของการเกิดซูเปอร์โนวาในแต่ละครั้ง

ดาวกับการใช้ชีวิต

หากคุณแหงนหน้ามองดูท้องฟ้าในตอนกลางคืน คุณอาจจะเห็นดวงดาวมากมายเต็มไปหมดหรืออาจจะไม่เห็นเลยก็ได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับจำนวนก้อนเมฆและสถานที่อาศัยด้วย ในหัวเมืองใหญ่ๆ มลภาวะทางแสงทำให้การดูดาวเป็นเรื่องที่ยากมากๆ ขณะเดียวกัน หากอยู่ในบริเวณชนบท การเงยหน้าดูดาวอาจมอบประสบการณ์ชีวิตอันล้ำค่าที่ไม่สามารถหาได้จากที่ไหนมาก่อน

คนในยุคโบราณ มองดูท้องฟ้าด้วยเหตุผลหลายประการ ไม่ว่าจะเป็นการติดตามฤดูกาลสำหรับการทำฟาร์ม รวมไปถึงการจัดแผนภูมิการเดินทางทะเล โดยทั้งหมดสามารถระบุได้จากการสังเกตทิศทางการเคลื่อนไหวของกลุ่มดาว

ชื่อเรียกของกลุ่มดาวส่วนใหญ่มักจะได้รับการตั้งชื่อตามบุคคลในตำนาน อย่างเช่น Cassiopeia หรือ Orion the Hunter บางดาวก็ตั้งชื่อตามรูปร่างของกลุ่มดาวว่าคล้ายคลึงกับสัตว์ชนิดใดอย่าง Ursa Minor (หมีน้อย) หรือ Canus Major (หมาใหญ่)

ทุกวันนี้นักดาราศาสตร์ใช้กลุ่มดาวเป็นแนวทางในการตั้งชื่อดาวที่ค้นพบใหม่ กลุ่มดาวยังคงทำหน้าที่เป็นเครื่องมือนำทางอยู่เฉกเช่นเดียวกับในอดีต ยกตัวอย่างเช่นทางซีกโลกเหนือ ผู้คนจะใช้ดาวเหนือเป็นจุดอ้างอิงในทางเดินทาง ขณะที่ผู้คนทางใต้ก็พึ่งพากลุ่มดาวกางเขนในเหตุผลเดียวกัน

***แปลและเรียบเรียงโดย รชตะ ปิวาวัฒนพานิช
โครงการนักศึกษาฝึกงาน กองบรรณาธิการ นิตยสารเนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก ฉบับภาษาไทย


อ่านเพิ่มเติม : มาทำความรู้จักกับดาวบริวารดวงใหม่ของดาวเนปจูนอย่าง ฮิปโปแคมป์ (Hippocamp)

ดาวเนปจูน

เรื่องแนะนำ

พบน้ำพุร้อนบนดวงจันทร์ยูโรปา

ข้อมูลเก่าจากยานสำรวจ Galileo พบร่องรอยของน้ำพุร้อนบนดวงจันทร์ดวงหนึ่งของดาวพฤหัสบดี มีความเป็นไปได้ที่ภายในชั้นน้ำแข็งหนาปกคลุมผิวดาวอาจมีผืนมหาสมุทรที่เอื้อต่อการกำเนิดชีวิต

ชมคลิปวิดีโอที่เผยกลไกการทำงานอันน่าทึ่งของปีกเต่าทองเป็นครั้งแรก

22 พฤษภาคม 2017 เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์สามารถมองเห็นกลไกการทำงานภายในปีกของเต่าทองได้อย่างชัดเจน ปีกของเต่าทองซึ่งเป็นแมลงในอันดับ Coleoptera (ด้วงชนิดต่างๆ) มีความยืดหยุ่นมากพอที่จะพับเก็บได้อย่างซับซ้อนน่าทึ่ง แต่แข็งแรงพอสำหรับใช้บิน ปกติแล้ว กระบวนการพับปีก (ชั้นใน) จะถูกซ่อนไว้เบื้องหลังปีกซึ่งมีลักษณะเป็นเกราะแข็ง (elytra เอกพจน์คือ elytron) ซึ่งเป็นปีกคู่แรกของแมลงเหล่านี้ และมีสีสันโดดเด่นเป็นเอกลักษณ์ เช่น แดง และดำ นักวิทยาศาสตร์สร้างปีกแข็งเทียมขึ้นแล้วนำไปติดไว้กับตัวแมลงเพื่อเผยกระบวนการพับปีกชนิดที่ทำให้เราเห็นรายละเอียดอันน่าทึ่ง การศึกษาการออกแบบและกลไกแห่งโลกธรรมชาตินี้อาจนำไปสู่การพัฒนาวิทยาการทางวิศวกรรมศาสตร์ของมนุษย์ให้ดีขึ้น   อ่านเพิ่มเติม : อะไรคือกุญแจสำคัญที่ทำให้ฉลามมาโกครีบสั้นเป็นฉลามที่รวดเร็วที่สุด?, แมลงสาบมีดีอะไรถึงอยู่มาได้หลายล้านปี ชมคลิปวิดีโอที่เผยความทรหดทนทายาดของสัตว์ที่ได้ชื่อว่า อึดที่สุดชนิดหนึ่งในโลก

การกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก (Geographic Coordinate System)

มนุษย์นำ ระบบพิกัดภูมิศาสตร์ มาใช้ในกำหนดและระบุตำแหน่งต่าง ๆ บนพื้นผิวทรงกลมของโลก โดยการอ้างอิงพิกัดที่เกิดจากค่าระยะเชิงมุมของละติจูด (Latitude) และลองจิจูด (Longitude) ระบบพิกัดภูมิศาสตร์ (Geographic Coordinate System) คือ ระบบอ้างอิง 3 มิติที่เก่าแก่ที่สุด ซึ่งมนุษย์นำมาใช้ในกำหนดและระบุตำแหน่งต่าง ๆ บนพื้นผิวทรงกลมของโลก โดยการอ้างอิงพิกัดที่เกิดจากค่าระยะเชิงมุมของละติจูด (Latitude) และลองจิจูด (Longitude) ซึ่งเคลื่อนออกห่างจากศูนย์กำเนิด (Origins) ที่กำหนดขึ้น สำหรับศูนย์กำเนิดของละติจูด (Origin of Latitude) คือ เส้นสมมติในแนวระนาบที่ตัดผ่านศูนย์กลางของโลกพร้อมทั้งตั้งฉากไปกับแกนหมุนหรือที่เราเรียกกันว่า “เส้นศูนย์สูตร” (Equator) ขณะที่ศูนย์กำเนิดของลองจิจูด (Origin of Longitude) คือ เส้นสมมติในแนวตั้งที่ลากผ่านแกนหมุนของโลกตรงบริเวณหอสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ เมืองกรีนิช (Greenwich) ประเทศอังกฤษ ซึ่งตั้งฉากกับเส้นศูนย์สูตรหรือที่เราเรียกกันว่า “เส้นพรามเมริเดียน” (Prime Meridian) ซึ่งเป็นเส้นเมริเดียนเริ่มแรกที่แบ่งโลกออกเป็นซีกโลกตะวันตกและซีกโลกตะวันออก ดังนั้น ตำแหน่งที่เกิดขึ้นบนโลกตามระบบพิกัดทางภูมิศาสตร์จึงมีหน่วยเป็นองศา ลิปดา และพิลิปดา พร้อมกับกำหนดอักษรที่ระบุทิศเหนือ-ใต้ (N/S) […]

ชมคลิปวิดีโอที่ช่วยไขปริศนาว่า นาร์วาฬใช้งาของมันทำอะไร

เรื่อง    ซาราห์ กิบเบนส์ ในคลิปวิดีโอที่ถ่ายจากโดรนเหนือน่านน้ำนอกชายฝั่งดินแดนนูนาวุตของแคนาดา นาร์วาฬตัวหนึ่งใช้งาของมันฟาดปลาค้อดอาร์กติกก่อนจับกินเป็นอาหาร แรงกระแทกอาจทำให้ปลามึนงงและกลายเป็นเหยื่อที่จับได้ง่ายของนาร์วาฬ แท้จริงแล้ว งาของนาร์วาฬคือฟันที่บิดเกลียวยื่นออกมาจากส่วนหัว และสามารถยาวได้เกือบถึงสามเมตร นอกจากนั้นงาของนาร์วาฬยังปกคลุมไปด้วยปลายประสาทนับพันๆ ที่ช่วยให้พวกมันรับรู้เกี่ยวกับสภาพแวดล้อมรอบตัว นาร์วาฬอาศัยอยู่ในน่านน้ำห่างไกล และเรายังรู้จักพฤติกรรมของพวกมันน้อยมาก ที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้แต่คาดเดาว่า นาร์วาฬใช้งาของมันทำอะไร  พฤติกรรมที่ได้รับการบันทึกไว้เป็นครั้งแรกนี้จึงช่วยไขปริศนาที่มีมาช้านานได้ แบรนดอน ลาฟอเรสต์ ผู้เชี่ยวชาญอาวุโสด้านชนิดพันธุ์และระบบนิเวศแถบอาร์กติกจากกองทุนสัตว์ป่าโลก (WWF) ประจำแคนาดา อธิบายว่า เพราะเหตุใดนาร์วาฬจึงเป็นชนิดพันธุ์ที่เรารู้จักน้อยมาก “พวกมันไม่กระโดดทิ้งตัวเหมือนวาฬชนิดอื่นๆ และค่อนข้างขี้อายครับ คลิปวิดีโอนี้จึงให้ข้อมูลใหม่เกี่ยวกับการใช้งาของมัน” ลาฟอเรสต์บอก ที่ผ่านมา ลาฟอเรสต์ซึ่งทำงานร่วมกับเจ้าหน้าที่รัฐบาลแคนาดา ใช้เวลาศึกษานาร์วาฬในถิ่นอาศัยฤดูหนาวของพวกมัน แต่ความที่ถิ่นอาศัยของพวกมันอยู่ห่างไกล การสังเกตพฤติกรรมด้วยสายตาจึงทำได้ค่อนข้างยาก มารีอาน มาร์กู นักวิจัยจากกรมประมงและมหาสมุทรของแคนาดา บอกว่า การใช้โดรนเป็นวิธีใหม่ที่ช่วยให้เราศึกษาสัตว์ผู้ลึกลับเหล่านี้ได้ เธอบอกว่า “โดรนเป็นอะไรที่น่าตื่นเต้นมาก เราสามารถเห็นอะไรที่ไม่เคยเห็นมาก่อน” ที่ผ่านมา การใช้เครื่องบินเล็กให้ภาพได้ไม่ชัดเจน และบ่อยครั้งทำให้สัตว์ที่เป็นเป้าหมายตื่นตกใจ ขณะที่คลิปวิดีโอนี้ช่วยยืนยันทฤษฎีหนึ่งเกี่ยวกับการใช้งาของนาร์วาฬ  พวกมันยังอาจใช้งาเพื่อการอื่นด้วย เช่น เจาะน้ำแข็ง ใช้เป็นอาวุธต่อสู่กัน ช่วยเรื่องการคัดเลือกทางเพศ (sexual selection) หรือเป็นเครื่องมือเกี่ยวข้องกับการใช้เสียงสะท้อน เพื่อนำทางหรือระบุตำแหน่ง (echolocation) คล้ายโซนาร์  […]