กระจุกดาว: การรวมกลุ่มของดาวฤกษ์

admin

2 years ago

เมื่อสิ้นแสงอาทิตย์ ท้องฟ้าที่เคยสว่างไสวก็กลับกลายเป็นสีดำ และหมู่ดาวมากมายต่างส่องแสงระยับระยับอยู่ทั่วผืนฟ้าสีดำขนาดใหญ่ บางดวงก็สว่างจ้า บ้างก็ส่งแสงกระพริบเหมือนไฟในงานเลี้ยงฉลอง และบางดวงก็รวมกันเป็น กระจุกดาว

กระจุกดาว (Star Cluster) คือ การรวมตัวกันของดาวฤกษ์ (Star) จำนวนหลายร้อยไปจนถึงหลายล้านดวงในจักรวาล จากการมีศูนย์กลางของแรงโน้มถ่วงร่วมกัน ซึ่งกระจุกดาวนับเป็นอีกหนึ่งระบบ (System) ของดวงดาวขนาดใหญ่ที่มนุษย์เราสามารถสังเกตการณ์ผ่านกล้องโทรทรรศน์และกล้องดูดาวจากพื้นผิวโลก

กระจุกดาว เมสสิเยร์ 47 (M47) / ภาพถ่าย : European Southern Observatory

กระจุกดาวสามารถจำแนกออกเป็น 2 ประเภท

กระจุกดาวทรงกลม (Globular Cluster) คือ กลุ่มของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ที่เกาะกลุ่มรวมตัวเข้าหากันอย่างหนาแน่น จากแรงดึงดูดมหาศาลที่เกิดขึ้นระหว่างดวงดาวทั้งหลาย จนมีระบบการโคจรคล้ายทรงกลมสมบูรณ์

โดยทั่วไป กระจุกดาวทรงกลมประกอบขึ้นจากดาวฤกษ์จำนวนมาก (ตั้งแต่ 1 หมื่นไปจนถึงหลายล้านดวง) ไม่มีฝุ่นละอองหรือกลุ่มก๊าซในกระจุกดาว เนื่องจากกระจุกดาวทรงกลมเกิดจากการรวมตัวของดวงดาวอายุมาก ส่งผลให้ก้อนก๊าซและเมฆฝุ่นส่วนใหญ่สูญสลายไปตามกาลเวลาเนิ่นนานแล้ว อีกทั้ง ในกระจุกดาวยังปราศจากสัญญาณของการก่อกำเนิดดาวฤกษ์ดวงใหม่ ทำให้กระจุกดาวประเภทนี้ นับเป็นการรวมกลุ่มกันของดวงดาวเก่าแก่ที่สุดกลุ่มหนึ่งในจักรวาล

ในปัจจุบัน มีการค้นพบกระจุกดาวทรงกลมแล้วกว่า 200 กลุ่ม ส่วนใหญ่โคจรอยู่รอบบริเวณส่วนโป่งของกาแล็กซีที่เรียกว่า “เฮโล” (Halo)

กระจุกดาวทรงกลม เมสสิเยร์ 13 (M13) ในกลุ่มดาวเฮอร์คิวลิส (Hercules) อยู่ห่างจากโลกราว 25,000 ปีแสง ประกอบขึ้นจากดวงดาวกว่า 1 แสนดวง นับเป็นกระจุกดาวที่โดดเด่นที่สุดกลุ่มหนึ่งในซีกฟ้าเหนือ ซึ่งมนุษย์สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า / ภาพถ่าย : National Aeronautics and Space Administration (NASA)

กระจุกดาวทรงกลม เมสสิเยร์ 3 (M3) ในบริเวณกลุ่มดาวหมาล่าเนื้อ (Canes Venatici) ทางซีกฟ้าเหนือ อยู่ห่างจากโลกราว 34,000 ปีแสง ประกอบขึ้นจากดวงดาวราว 5 แสนดวง นับเป็นอีกหนึ่งกระจุกดาวที่มีความสว่างสูง / ภาพถ่าย : National Aeronautics and Space Administration (NASA)

กระจุกดาวเปิด (Open/Galactic Cluster) คือกลุ่มของดาวฤกษ์อายุเยาว์ (ราวร้อยล้านปี) จำนวนหลายร้อยถึงหลายพันดวงที่เกาะกลุ่มรวมตัวเข้าหากันอย่างหละหลวม จากแรงดึงดูดที่มีต่อกันไม่มากนัก จึงมีดวงดาวบางดวงที่หลุดลอยไปจากระบบ เมื่อมีการรบกวนของกระจุกดาวหรือกลุ่มเมฆอื่น ๆ ที่เคลื่อนที่เข้ามาใกล้

กระจุกดาวเปิดเป็นการรวมตัวกันของเหล่าดาวฤกษ์เกิดใหม่ ซึ่งส่วนใหญ่แล้วก่อตัวขึ้นจากกลุ่มก๊าซอวกาศและฝุ่นละอองก้อนเดียวกัน (Giant Molecular Cloud) ทำให้ดวงดาวทุกดวงมีอายุและองค์ประกอบทางเคมีที่ใกล้เคียงและคล้ายคลึงกันอย่างมาก

ภายในกระจุกดาวยังมีองค์ประกอบและร่องรอยของกลุ่มเมฆและฝุ่นละอองหลงเหลืออยู่ กระจุกดาวเปิดส่วนใหญ่มักปรากฏอยู่ตามบริเวณแขนหรือปีกของกาแล็กซีกังหัน (Spiral Galaxy) รวมไปถึงกาแล็กซีชนิดก้นหอยและชนิดไร้รูปร่าง ซึ่งเป็นกาแล็กซีที่ยังมีการก่อตัวของดาวฤกษ์ดวงใหม่ดำเนินอยู่

กระจุกดาวเปิด เมสสิเยร์ 34 (M34) อยู่ห่างจากโลกราว 1,800 ปีแสง มีดวงดาวราว 60 ถึง 100 ดวง มีอายุราว 200 ล้านปี / ภาพถ่าย : Bob Franke

ในทางดาราศาสตร์ กระจุกดาวเปิดยังเป็นวัตถุท้องฟ้าที่สำคัญมากในการศึกษาวิวัฒนาการของดวงดาว เนื่องจากดาวฤกษ์ในกระจุกดาวเดียวกันมีอายุใกล้เคียงกันและมีลักษณะทางเคมีคล้ายคลึงกันจำนวนมาก ทำให้การศึกษาผลกระทบต่อตัวแปรอันละเอียดอ่อนต่าง ๆ สามารถดำเนินไปได้ง่ายดายกว่าการศึกษาดาวฤกษ์ดวงอื่น

กระจุกดาวเปิด เมสสิเยร์ 45 (M45) หรือ “กระจุกดาวลูกไก่” (Pleiades) อยู่ห่างจากโลกราว 445 ปีแสง มีดวงดาวราว 1 พันดวง / ภาพถ่าย : Marco Lorenzi

นอกจากกระจุกดาวทั้ง 2 ประเภทแล้ว ในห้วงอวกาศยังมี “ชุมนุมดาว” (Stellar Association) และ “กลุ่มดาวเคลื่อนที่” (Moving Group) ที่ดวงดาวบางดวงสูญเสียแรงดึงดูดระหว่างกันไปจนเกือบสมบูรณ์หรือสมบูรณ์แล้ว แต่ทิศทางการเคลื่อนที่ของดวงดาวเหล่านั้นยังคงดำเนินไปในลักษณะเดียวกันกับดวงดาวส่วนใหญ่ในกระจุกดาว รวมถึงยังเคลื่อนตัวผ่านห้วงอวกาศไปพร้อมกันกับกระจุกดาวอีกด้วย

สืบค้นและเรียบเรียง

คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ และณภัทรดนัย

ข้อมูลอ้างอิง

https://blog.nationalgeographic.org/2014/08/28/seven-sisters-star-cluster-controversy-solved/

http://nso.narit.or.th/index.php/2017-11-25-10-50-19/2017-12-07-04-56-44/2017-12-09-16-25-42/2017-12-10-05-23-02

https://www.atnf.csiro.au/outreach/education/senior/astrophysics/stellarevolution_clusters.html

http://www.pw.ac.th/emedia/media/science/lesa/messier_object/html/link_index/gc.html

อ่านเพิ่มเติม ดาวฤกษ์ : ดวงดาวที่ส่องประกายประดับนภาราตรี

ท้องฟ้ายามราตรีที่ดาษดื่นด้วยเหล่าดารา