The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.

เอกสารประกอบการเรียนเรื่องดาวฤกษ์
โดยครูกุลวรรณ​สวนแก้ว

Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search
Published by kullawanpha, 2020-06-23 00:28:50

ดาวฤกษ์ STAR

เอกสารประกอบการเรียนเรื่องดาวฤกษ์
โดยครูกุลวรรณ​สวนแก้ว

Keywords: ดาวฤกษ์

ดาวฤกษ์ คอื กอ้ นแก๊สร้อนขนาดใหญ่ มธี าตุไฮโดรเจนเป็น
องคป์ ระกอบหลกั รวมตัวอยู่ได้ด้วยแรงโน้มถ่วง

1. สร้างพลังงานไดด้ ้วยตัวเอง
2. มวี วิ ัฒนาการ ซึง่ กอ่ ให้เกดิ ธาตุหนัก

ดาวฤกษ์ที่อยใู่ กลร้ ะบบสุรยิ ะมากที่สดุ คอื แอลฟาเซนเทารี

เนบิวลา ≥ 25
25 - 9

เกิดการยบุ ตัว 9 – 0.08

ดาวฤกษ์ก่อนเกิด
(protostar) ที่มมี วลตา่ งกนั < 0.08

ดาวฤกษท์ มี่ มี วลน้อย ดาวฤกษ์ทีม่ มี วลมาก

แสงสวา่ งไมม่ าก แสงสว่างมาก
ใช้เชื้อเพลิงในอัตรา ใชเ้ ชอ้ื เพลงิ ในอัตราสงู มาก
นอ้ ย จะมีชวี ิตยาว
จะมชี ว่ งชวี ติ ส้นั
จบชีวิตด้วยการ
ไมร่ ะเบดิ จบชวี ติ ดว้ ยการระเบิดอย่าง
รนุ แรง ทเ่ี รยี กวา่ ซุปเปอร์โนวา

(Supernova)





มวลของ protostar (M) เทียบกบั วิวฒั นาการของดาวฤกษ์
มวลของดวงอาทิตย์ (M๏)

M ≥ 25 M๏ ดาวยกั ษใ์ หญ่สีน้าเงิน ซุปเปอร์โนนวา
และสุดทา้ ยเป็น หลมุ ดา

9M๏ ≤ M ≤ 25M๏ ดาวยกั ษใ์ หญ่สีน้าเงิน ดาวยกั ษแ์ ดง
ซุปเปอร์โนนวา สุดทา้ ยเป็นดาวนิวตรอน

0.08M๏ ≤ M ≤ 9M๏ ดาวฤกษค์ ลา้ ยดวงอาทิตย์ ดาวยกั ษแ์ ดง
สุดทา้ ยเป็น ดาวแคระขาวและเนบิวลา
ดาวเคราะห์

M < 0.08M๏ ไม่เกิดเป็ นดาวฤกษ์
แต่จะเป็ นดาวแคระสีน้ าตาล

 ดาวฤกษ์มวลสงู มากๆ
 ดาวฤกษม์ วลมาก
 ดาวฤกษม์ วลนอ้ ย
 ดาวยกั ษแ์ ดง
 ซปุ เปอร์โนวา
 ดาวนิวตรอน + เนบวิ ลา
 ดาวยกั ษแ์ ดง
 ดาวแคระขาว +เนบิวลาดาวเคราะห์
 ดาวยกั ษใ์ หญส่ นี ้าเงิน
 ซุปเปอรโ์ นวา
 หลุมด้า + เนบวิ ลา

ดาวยกั ษ์ใหญ่สีนา้ เงนิ
ซปุ เปอร์โนวา

หลมุ ด้า + เนบวิ ลา

ดาวยกั ษแ์ ดง
ซุปเปอรโ์ นวา

ดาวนิวตรอน + เนบวิ ลา

ดาวยกั ษแ์ ดง
ดาวแคระขาว +เนบิวลาดาวเคราะห์

ดวงอาทิตยเ์ กิดจากการยบุ รวมตวั ของเนบิวลาดว้ ยแรงโนนม้
ถ่วง การยบุ ตวั จะทาใหค้ วามดนั เพมิ่ ข้ึน และอุณหภูมิสูงข้ึนดว้ ย
และเกิดการยบุ ตวั ต่อไปจนอยใู่ นสภาพสมดุล และเกิดปฏิกิริยา
เทอร์โนมนิวเคลียร์ที่แก่นและเป็นแหล่งพลงั งาน

ปฏิกิริยาเทอร์โนมนิวเคลียร์เกิดจากการหลอมรวมกนั โนปรตอน
ไปเป็น นิวเคลียสของธาตุฮีเลียม และการหายไปของมวลของ
โนปรตอนกลายเป็นแหล่งพลงั งานของดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตยเ์ ปน็ ดาวฤกษส์ ีเหลอื ง

ดวงอาทติ ยม์ อี ายุ 10,000 ลา้ นปี
ดาวยักษ์แดง ซ่งึ มขี นาดใหญ่ขึน้ เปน็ 100 เทา่ ในปัจจบุ ัน
ไมเ่ กิดปฏกิ ิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ ไม่มีการหลอมฮีเลยี ม อณุ หภมู ิภายในต่าลง แรงดันลด
เกดิ การยบุ ตวั เป็นดาวแคระขาว ท่มี ขี นาดเพียง 1 ใน 100 ของดวงอาทิตยใ์ นปจั จุบนั

เกิดเนบวิ ลาดาวเคราะห์

ความสอ่ งสว่าง(brightness) เป็นพลงั งานท่ีปลดปลอ่ ย
ออกมาในเวลา 1 วนิ าทีต่อหน่วยพืน้ ที่

เนื่องจากตามนุษยม์ ขี ีดจ่ากดั จงึ มีการกา่ หนดค่า
เปรยี บเทียบความสว่าง เรียกวา่ อันดบั ความสว่าง

อันดบั ความสวา่ ง หรอื แมกนิจดู (magnitude) หรือ
โชติมาตร

ค่าโชตมิ าตรท่สี ังเกตจากโลก เรยี ก โชตมิ าตรปรากฏ
น่ามาใชเ้ ปรียบเทยี บความสวา่ งที่แทจ้ ริงไมไ่ ด้

เพราะความสวา่ งที่เหน็ นนั้ ขนึ้ อยู่กบั ระยะห่างของดาว
นัน้ กับโลกกบั ความสว่างทแ่ี ท้จรงิ

ถา้ จะนา่ มาเปรียบเทียบความสว่าง ตอ้ งใช้ คา่ โชติมาตร
สมบรู ณ์ ซึ่งเป็นค่าโชติมาตรเมือ่ ดาวนน้ั อยูห่ า่ งจากโลก 10
พาร์เซก หรือ 32.62 ปีแสง



ปจั จบุ ันนักดาราศาสตร์หาคา่ ความสว่าง
ของดาว (b) โดยใชอ้ ุปกรณบ์ นั ทึกภาพ CCD
ซึ่งตอ่ เชือ่ มกล้องโทรทรรศน์

นบั พลังงานของโฟตอน แลว้ ใชเ้ ครอื่ ง
คอมพิวเตอร์วเิ คราะหข์ อ้ มูลเพื่อค่านวณคา่
โชติมาตร

เราเรยี กกรรมวธิ เี ก็บข้อมลู และวเิ คราะห์
ความสว่างของดาววา่
"กระบวนการโฟโตเมทร"ี (Photometry)

ตวั อย่างเชน่



ค่าเฉลย่ี สายตามนุษย์มองจากโลกดว้ ยตาเปล่ามองเหน็
ไมเ่ กินค่าความสวา่ ง 6 Magnitude [mag.]

สามารถเหน็ ดาวในขอบเขตประมาณ 300-500 ปีแสง
แต่จะไม่เกิน 1,000 ปแี สงโดยเฉลี่ย (โดยขึ้นอยู่กับขนาดของดาวดว้ ย)

ส่วนกลอ้ งดูดาวคณุ ภาพสูงท่ัวไปมคี า่ ความสวา่ ง
ประมาณ 10-12 Magnitude [mag.]

ทง้ั น้ีมีองคป์ ระกอบจากสภาพอากาศ เช่น หมอกเมฆ หรือแสงต่างๆ
จากถนนบา้ นเรอื น แม้แตแ่ สงจากดวงจันทรม์ ารบกวนดว้ ยหรอื ไม่



ดาวท่ีริบหรี่ที่สุดทตี่ าเปลา่ มองเหน็ ได้ มโี ชติมาตร เปน็ 6
ดาวที่สวา่ งที่สุดที่ตาเปล่ามองเห็นได้ มีโชติมาตร เป็น 1

โดยคา่ โชตมิ าตรนอ้ ย
จะสวา่ งมากกวา่ ดาวทีม่ ีคา่ โชตมิ าตรมาก

ความสวา่ งของแต่ละโชตมิ าตรจะแตกตา่ งกัน 2.512 เทา่
ถา้ ดาวที่มคี า่ โชตมิ าตรต่างกัน 5 จะสว่างตา่ งกัน
(2.512)5 หรือ 100 เทา่ ทง้ั น้ีสามารถคา่ นวณความ
แตกตา่ งระหวา่ งโชติมาตร โดยใช้สูตรเปรียบเทียบความ
สอ่ งสวา่ งดังน้ี

m2 – m1 = 2.5 log (b1/b2)

m1, m2 = โชติมาตรปรากฏของดาวดวงท่ี 1 และดวงที่ 2
b1, b2 = ความสวา่ งปรากฏของดาวดวงท่ี 1 และดวงท่ี 2



1. ดาว A มอี นั ดบั ความสว่าง 6 ดาว B มีอนั ดบั ความสว่าง 1

ถามวา่ ดาวดวงใดสว่างกวา่ และสวา่ งกวา่ กนั เท่าใด

2. ดาว A มีอนั ดับความสวา่ ง -1 ดาว B มอี นั ดบั ความสวา่ ง 1

ถามว่า ดาวดวงใดสว่างกวา่ และสวา่ งกว่ากันเทา่ ใด

3. ดาวฤกษ์ท่มี อี ันดบั ความสวา่ งตา่ งกนั 4 จะมีความสว่างตา่ งกัน
ประมาณก่ีเทา่

4. ดาวศกุ รเ์ มอ่ื สวา่ งนอ้ ยที่สดุ มคี วามสวา่ ง -3.5 ดาวซรี ีอุสมีอนั ดับ
ความสวา่ ง -1.5 ดาวศกุ รม์ คี วามสวา่ งมากกวา่ ดาวซีรีอสุ กเี่ ทา่

 m – M = 5 log d – 5
 โดยที่ m = โชตมิ าตรปรากฏ

M = โชตมิ าตรสัมบรู ณ์
d = ระยะหา่ งระหวา่ งโลกกับดาว มหี นว่ ยเป็น พาร์เซก

 เราเรียกคา่ ความแตกตา่ งระหว่างโชติมาตรปรากฏและโชติมาตร
สมั บูรณ์ (m - M) วา่ Distance modulus ถา้ เราทราบโชติมาตร
ปรากฏและระยะทางของดาว เราก็จะทราบโชติมาตรสมั บูรณ์

ตัวอย่างที่ 1 ดาวหวั ใจสิงห์ (Regulus) อยหู่ า่ งจากโลก 25 พารเ์ ซก
มีโชตมิ าตรปรากฏ 1.36 จะมีโชตมิ าตรสัมบูรณเ์ ทา่ ใด

 m – M = 5 log d – 5
1.36 – M = 5 (log 25) – 5
= 5 (1.4) – 5
=2
M = 1.36 – 2 = - 0.64

 ตวั อยา่ งท่ี 2: ดาวฮาดาร์ (Beta Centauri) ในกลุ่มดาวคนครึ่ง
สตั ว์ อย่หู า่ งจากโลก 100 พาร์เซก มีโชติมาตรปรากฏ 0.6 จะมี
โชติมาตรสมั บูรณ์เทา่ ใด

 m – M = 5 log d – 5
0.6 – M = 5 (log 100) – 5
= 5 (2) – 5
=5
M = 0.6 – 5 = - 4.6



สขี องดาวฤกษจ์ ะ สมั พนั ธ์กับอุณหภูมผิ วิ ของดาวฤกษ์

แบง่ ออกเปน็ ชนิดของสเปกตรมั 7 สเปกตรัม

สขี องดาวฤกษ์ยังสมั พนั ธ์กับอายุไขของดาวฤกษ์
ดาวฤกษ์ที่มอี ายนุ ้อยจะมีสีนา้ เงนิ
ส่วนดาวทม่ี อี ายมุ ากจะมีสีแดง





ในการศกึ ษาองคป์ ระกอบของดาวฤกษด์ ้วยการ
วเิ คราะห์สเปกตรมั แบ่งเป็น 7 ชนดิ

O, B, A, F, G, K, M

Oh Be A Fine Girl Kiss Me





ชนิด สี อุณหภูมิผวิ เคลวนิ ตวั อยา่ งดาวฤกษ์ ชนิดสเปกตรัม

O น้าเงิน สูงกวา่ 30,000 เซตา ในก.นายพราน O 9.5

B น้าเงิน 30,000-10,000 อะเคอร์นาร์ ใน กระดูกงู B3
เรือ A2
แกมขาว
หางหงส์ ใน ดาวหงส์
A ขาว 10,000-7,500

F ขาวแกม 7,500-6,000 โนปรซิออน ในสุนขั เลก็ F5

เหลือง

G เหลือง 6,000-4,900 ดวงอาทิตย์ G2

K ส้ม 4,900-3,500 ดวงแกว้ ใน คนเล้ียงสตั ว์ K1.5

M แดง 3,500-2,000 ปาริชาต ในแมงป่ อง M1.5

ปี ค.ศ.1910 เอ็จนา แฮรท์สชปรุง (Ejnar Hertzsprung)
นกั ดาราศาสตรช์ าวเดนมาร์ก และเฮนรี นอรสิ รัสเซลล์ (Henry
Norris Russell) นกั ดาราศาสตร์ชาวอเมริกนั ไดค้ ดิ ค้น "แผนภาพ
แฮรท์สชปรุง-รสั เซลล์ (H-R Diagram)

ซึ่งมคี วามสา่ คญั ตอ่ การศกึ ษาววิ ฒั นาการของดาวฤกษ์ เพราะ
เมือ่ ดาวเปลีย่ นแปลงสมบัตทิ างกายภาพ เชน่ ขนาด อุณหภูมิ
ก่าลงั สอ่ งสวา่ ง และความยาวคลื่น ต่าแหน่งของดาวทีพ่ ล็อตลงบน
แผนภาพกจ็ ะเปล่ยี นไป



H-R Diagram ประกอบด้วย

แกนนอนแสดงอุณหภมู ิของผิวดาวและประเภทของ
สเปกตรมั (O B A F G K M) เนื่องจากสเปกตรัมแปรผนั
ตามอุณหภูมิ

แกนตงั้ แสดงก่าลงั ส่องสว่างของดาวและโชติมาตรสัมบูรณ์
เนือ่ งจากกา่ ลังส่องสว่างแปรผกผันกับโชตมิ าตรสัมบรู ณ์

สเกลเฉยี งซึง่ แสดงขนาดของรศั มดี าวฤกษ์ตัง้ แต่ 0.001 เทา่ ของ
ดวงอาทิตย์ จนถงึ 1,000 เท่าของดวงอาทิตย์

แผนภาพแสดงการกระจายตา่ แหน่งของดาวโดยการรลงจดุ ตาม
สมบตั ทิ างกายภาพของดาวฤกษแ์ ตล่ ะดวง

โดยเราจะเหน็ ได้วา่ ประชากรดาวส่วนใหญ่เรยี งตัวจากมุมบน
ซ้ายมายงั มมุ ล่างขวาของแผนภาพเรยี กว่า “ล้าดับหลกั ”
(Main sequence)

ดาวที่อยดู่ า้ นบนขวาของลา่ ดบั หลักเป็นดาวท่ีมขี นาดใหญ่และมี
ก่าลงั ส่องสว่างมาก เรียกวา่ “ดาวยกั ษ”์ (Giants) “และ
ดาวยักษใ์ หญ่” (Supergiants)
ส่วนดาวที่อยดู่ า้ นลา่ งของล่าดับหลกั เป็นดาวท่มี ีขนาดเลก็ และมี
ก่าลังส่องสวา่ งน้อย เรียกว่า “ดาวแคระ” (Dwarfs)

 ดวงอาทติ ย์ (Sun) เป็นดาวล่าดับหลกั สีเหลอื ง สเปกตรัม G
อณุ หภมู ิพืน้ ผิว 5,800 K กา่ ลงั สอ่ งสว่าง 3.9 x 1033 เอริ ์ก/วนิ าที โชติ
มาตรสัมบรู ณ์ 4.8 ความรศั มี 6.9 x 108 เมตร

 ดาวหวั ใจสิงห์ (Regulus) เป็นดาวล่าดบั หลกั สีขาว สเปกตรัม B
อณุ หภมู ิพ้นื ผิว 16,000 K ก่าลงั ส่องสว่าง 1.4 x 102 เทา่ ของดวงอาทิตย์
โชตมิ าตรสัมบูรณ์ -0.6 ความยาวรศั มี 1.5 เท่าของดวงอาทติ ย์

 ดาวบเี ทลจสุ (Betelgeuse) เป็นดาวยักษใ์ หญส่ แี ดง สเปคตรมั M
อณุ หภมู ิผวิ ดาว 3,600 K กา่ ลงั ส่องสว่าง 2 x 102 เทา่ ของดวง
อาทิตย์ โชตมิ าตรสัมบูรณ์ -5 ความยาวรัศมี 400 เทา่ ของดวงอาทิตย์

 ดาวโพรไซออน บี (Procyon B) เป็นดาวแคระขาว สเปคตรัม
A อณุ หภมู พิ ้ืนผวิ 9,000 K ก่าลงั สอ่ งสว่าง 1 x 10-3 เทา่ ของดวง
อาทติ ย์ โชติมาตรสัมบูรณ์ 13 ความยาวรศั มี 0.01 เทา่ ของดวงอาทิตย์

พารัลแลกซ์ (Parallax) เป็นการวัดระยะห่างระหวา่ งโลกกับดาวฤกษ์
โดยใช้หลักการของสามเหล่ียมคล้าย

โดยใช้รศั มีวงโคจรโลกรอบดวงอาทิตยเ์ ป็นเสน้ ฐาน
(Base line) ของสามเหลี่ยม

ระยะเวลาที่ทาการวดั จะหา่ งกนั 6 เดือน เพื่อให้โลกโคจรไป
อีกดา้ นหนึ่งของดวงอาทติ ย์

จะมองเหน็ ดาวฤกษ์ที่ต้องการวดั ปรากฏตาแหนง่ เปลีย่ นไปเป็น
มมุ เล็ก ๆ เม่อื เทียบกับกลุ่มดาวทอ่ี ยู่ฉากหลงั ไกลออกไป

แพรัลแลกซ์ (parallax)

ปรากฏการณท์ รี่ สู้ กึ ว่าวัตถุสองสงิ่ ทีอ่ ยู่ใกลแ้ ละไกลเกิดการเคล่ือนที่
อยา่ งสัมพทั ธ์ จากการเปล่ียนทิศทางการมองของผสู้ ังเกต

จะเหน็ ไดว้ ่าวตั ถสุ องสิง่ ทีอ่ ยใู่ กลแ้ ละไกล เม่ือจุดมองของผู้สงั เกตมี
การเคล่อื นทไ่ี ป จะทา้ ให้รู้สกึ วา่ วตั ถทุ ีอ่ ยู่ไกลเคลอื่ นท่ีตามผู้สังเกต

และวัตถทุ ีอ่ ย่ใู กลเ้ คล่ือนทไี่ ปในทิศทางตรงข้ามกนั

ปีแสง • หมายถงึ ระยะทางท่ีแสงเดินทางนาน 1 ปี คิดเปน็
ระยะทางเทา่ กบั 9.5 ลา้ นล้านกิโลเมตร

หน่วยดาราศาสตร์

AU • ระยะทาง 149.6 ล้านกโิ ลเมตร

พาร์เซก • ระยะทางทีท่ าให้มุมแพรัลแลกซม์ คี า่ 1 อารค์ วินาที
• ยอ่ มาจาก Parallax Angle of 1 Arc Second
• ระยะทางเท่ากบั 206,265 AU หรือ 3.26 ปแี สง

ถา้ เราทราบมมุ พารัลแลกซ์ของดาว
เราจะทราบระยะทางระหวา่ งโลกถงึ ดาวดวงน้นั

ถ้ามี parallax มาก แสดงวา่ วัตถอุ ยู่ใกล้เรามาก

หากมมุ พารัลแลกซเ์ ลก็ กว่า 0.01 อาร์ควนิ าที กจ็ ะขาด
ความเทีย่ งตรง การวดั ระยะทางดว้ ยวิธีพารลั แลก็ ซ์จึง
ใช้ไดไ้ มเ่ กิน 100 พาร์เซก

ภาพที่ 1 ดาวที่อย่ใู กล้มมี มุ พารลั แล็กซใ์ หญ่กวา่ ดาวอย่ไู กล


Click to View FlipBook Version