ดวงอาทิตย์ การศึกษาและอธิบายวิวัฒนาการดาวยักษ์แดงหรือดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์ มีขนาดใหญ่มากสำหรับระบบสุริยะทั้งหมด และมวลของมันคิดเป็น 99 เปอร์เซ็นต์ของระบบสุริยะทั้งหมด แต่เมื่อมองไปที่จักรวาลทั้งหมด เราสามารถพูดได้เพียงว่ามีดวงดาวอยู่หลังดวงอาทิตย์ และพวกมันก็เป็นดาวที่ใหญ่กว่ามันมาก เป็นดาวเก่าที่มีชื่อเสียงมาก เหตุผลที่นักดาราศาสตร์กังวลมากก็คือสักวันหนึ่งมันจะระเบิด อาจกล่าวได้ว่าเป็นโมเลกุลอันตรายที่แฝงตัวอยู่ในจักรวาล

ชื่อของดาวบีเทลจุสนั้นเรียบง่ายและตรงไปตรงมา มันเป็นดาวดวงที่ 4 ของดาวบีเทลจุสแน่นอนมันสามารถเรียกว่า อัลฟ่า โอไรออน นี่คือหนึ่งในดวงดาวที่สว่างที่สุดในจักรวาล และสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าในท้องฟ้ายามค่ำคืน ในขณะเดียวกัน มันก็ยังเป็นดาวยักษ์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 887บวก203 หรือ 955บวก217 และมีมวล 11.6บวก5.0 หรือ 11.6-3.9 สัญลักษณ์นี้แสดงถึงดวงอาทิตย์

เนื่องจากระยะห่างระหว่างดาวบีเทลจุสและดวงอาทิตย์อยู่ที่ประมาณ 700 ปีแสง และตำแหน่งของดาวฤกษ์ของมันเองยังไม่ได้รับการระบุ มีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ประมาณ 1.5 พันล้านเท่า หากดวงอาทิตย์ถูกแทนที่ด้วยดาวบีเทลจุส ดาวเคราะห์ทั้ง 6 ดวงแรกรวมทั้งโลกจะถูกกลืนหายไปเหลือเพียงดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูนที่อยู่ภายนอก ดาวบีเทลจุสไม่ใช่ดาวที่สว่างที่สุดในกลุ่มดาวนายพราน

แต่ที่สว่างที่สุดของดาวบีเทลจุสซึ่งเป็นดาวของเบต้า โอไรออน เบเทลจุสซิริอุสและโพรซีออนก่อตัวเป็นสามเหลี่ยมขนาดใหญ่ ซึ่งพบได้ง่ายในท้องฟ้ายามค่ำคืน และเรียกว่า สามเหลี่ยมฤดูหนาว เหตุผลที่ว่าทำไมมันจึงสว่างและใหญ่ เพราะว่าดาวบีเทลจุสได้เข้าสู่ยุคเก่าแล้ว ซึ่งเป็นดาวยักษ์แดงที่ยิ่งใหญ่ ซึ่งคุณอาจไม่เชื่อ แต่ดาวบีเทลจุสมีอายุเพียงไม่กี่ล้านถึงหลายหมื่นล้านปี เทียบกับ 4.6 พันล้านปีของดวงอาทิตย์แล้วมันเป็นน้องชาย

แต่โดยพื้นฐานแล้ว ชะตากรรมของมันได้สิ้นสุดลงแล้ว ทำไมอายุขัยของมันจึงสั้นนัก ทั้งนี้เนื่องจากการเรืองแสง และความร้อนของดาวฤกษ์มาจากการหลอมนิวเคลียร์ ไฮโดรเจนของดาวฤกษ์เองยิ่งดาวฤกษ์ มีขนาดและมวลมากเท่าใด ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันจะเร็วขึ้น และอายุขัยของดาวฤกษ์ก็จะสั้นลงเท่านั้น ดาวบีเทลจุสกำลังกลับสู่แสงสว่างในเวลานี้ โดยใช้พลังงานทั้งหมดที่ใช้ไปจนหมด

ดังนั้น มันจึงปล่อยแสงและความร้อนมหาศาลออกมา แล้วชะตากรรมของดาวบีเทลจุสจะเป็นอย่างไรชีวิตของดวงดาวมีจำกัด แต่มันก็ยาวนานมากสำหรับมนุษย์ด้วย เป็นไปไม่ได้ที่เราจะสังเกตดาวอย่างต่อเนื่องตั้งแต่เกิดจนตาย ยกตัวอย่างดวงอาทิตย์ที่เราคุ้นเคยที่สุดอายุขัยประมาณ 10,000 ล้านปี และเพิ่งเสร็จสิ้นไปครึ่งหนึ่งของอายุขัยในตอนนี้ และยังมีเวลาอีกประมาณ 5,000 ล้านปีให้ผลาญไป

แน่นอนว่าเป็นไปไม่ได้ที่มนุษย์จะรอถึง 5 พันล้านปี เพื่อให้ได้เส้นทางวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ ดังนั้น เราจึงสรุปชีวิตของดาวฤกษ์ด้วยการสังเกตดวงดาวในระยะต่างๆ ในอวกาศไม่ว่าจะเป็นดวงอาทิตย์หรือเบเทลจุสล้วนเกิดในเนบิวลา และดาวฤกษ์ก็ก่อตัวขึ้นจากการรวมตัวกันของอนุภาค ทั้ง 2 จะผ่านช่วงดาวลำดับหลักที่เสถียร ซึ่งในระหว่างนั้นพวกมันจะส่งสัญญาณออกมาอย่างเสถียร

เนื่องจากความแตกต่างในด้านคุณภาพ เส้นทางการวิวัฒนาการในภายหลังของทั้ง 2 จะแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง ช่วงเวลาของดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักของเบเทลจุสนั้นสั้นมาก เมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์เพียงไม่กี่ล้านถึงหลายหมื่นล้านปี จากนั้นมันก็เข้าสู่วัยชราและกลายเป็นดาวยักษ์แดงที่ยิ่งใหญ่ ดวงอาทิตย์จะดำเนินต่อไปจนกลายเป็นดาวยักษ์แดงในอีก ประมาณ 5 พันล้านปี ดาวบีเทลจุสกำลังขยายตัวอย่างต่อเนื่อง

ดังนั้น ข้อมูลที่มนุษย์สังเกตได้จึงเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ ในแกนกลางของมันฮีเลียมกำลังเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน กลายเป็นสสารที่มีมวลมากขึ้น และไฮโดรเจนที่เหลืออยู่เพียงเล็กน้อยก็ถูกเผาผลาญไปอย่างเปล่าประโยชน์ สิ่งนี้ทำให้เบเทลจุสหดตัวภายในและขยายตัวออก และในที่สุดดาวฤกษ์ทั้งดวงก็รับความแตกต่างของแรงที่เป็นผลไม่ได้และพังทลายลง

เนื่องจากมีมวลมากเกินไปดาวบีเทลจุส จะเกิดการเปลี่ยนแปลงที่สั่นสะเทือนโลก นั่นคือการระเบิดของซูเปอร์โนวา การระเบิดจะโยนชิ้นส่วนทั้งหมดออกไปนอกแกนกลางของเบเทลจุส ปล่อยให้แกนกลางเปลือยเปล่า จากวิวัฒนาการที่สังเกตได้ นักดาราศาสตร์ได้สรุปจุดสิ้นสุด 3 แบบโดยพิจารณาจากมวลของดาวฤกษ์

โดยใช้เส้นแบ่ง 8 เท่าของมวล ดวงอาทิตย์ 8 M ดาวฤกษ์ที่มีขนาดเล็กกว่ามวลนี้ จะไม่เกิดการระเบิดของซูเปอร์โนวา แต่จะยุบตัวและเหลือแกนกลางไว้เท่านั้น แกนกลางนี้สูญเสียความสามารถในการสร้างพลังงานทั้งหมด และอาศัยเพียงพลังงานสุดท้ายที่เหลืออยู่ในการเปล่งแสงสีอ่อน ซึ่งเรียกว่า ดาวแคระขาว ดวงอาทิตย์ของเราเป็นผล มวลของเบเทลจุสมีมากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 10 เท่า มันจะเป็นเส้นทางวิวัฒนาการอีกทางหนึ่ง

และแกนกลางจะกลายเป็นดาวนิวตรอนหลังจากการระเบิดของซูเปอร์โนวา ดาวนิวตรอนเป็นเทห์ฟากฟ้าที่มีแรงโน้มถ่วงแรงที่สุดเป็นอันดับ 2 ในเอกภพ และเป็นเทห์ฟากฟ้าที่หนาแน่นที่สุดเป็นอันดับ 2 มีขนาดเล็กเพียง 1 ลูกบาศก์เซนติเมตร และมีมวลมากกว่า 100 ล้านตัน ด้วยแรงโน้มถ่วงที่มหาศาล แม้แต่แสงก็ไม่สามารถเล็ดลอดออกมาได้อย่างราบรื่น ภายในช่วงแรงโน้มถ่วงของดาวนิวตรอน แสงจะไม่เดินทางเป็นเส้นตรง

แต่จะมีความโค้งบางช่วง เนื่องจากพลังงานการระเบิดของซูเปอร์โนวามีมากเกินไป ดาวนิวตรอนบางดวงจะยังคงเป็นส่วนหนึ่งของการเต้นของชีพจร ดังนั้น ดาวนิวตรอนประเภทนี้จึงเรียกอีกอย่างว่า พัลซาร์ ไม่ใช่ดาวนิวตรอนทุกดวงที่เป็นพัลซาร์ แต่พัลซาร์ต้องเป็นดาวนิวตรอน เนื่องจากดาวนิวตรอนเป็นเทห์ฟากฟ้าที่มีความหนาแน่นเป็นอันดับ 2 ในเอกภพ ดาวดวงไหนคือดวงแรก เทห์ฟากฟ้าที่หนาแน่นที่สุดและมีแรงดึงดูดมากที่สุดคือ หลุมดำ

และแม้แต่แสงก็ไม่สามารถเล็ดลอดออกไปได้ ปัจจุบันมีหลุมดำน้อยมากที่มนุษย์สังเกตเห็น ดังนั้น นักดาราศาสตร์จึงไม่สามารถระบุช่องว่างของมวลการก่อตัวระหว่างดาวนิวตรอนและหลุมดำได้ อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาจากจำนวนการสังเกตการณ์ ความน่าจะเป็นที่เบเทลจุสจะกลายเป็นดาวนิวตรอน เนื่องจากดาวบีเทลจุสอยู่ในวัยชราแล้ว มันอาจระเบิดเป็นซูเปอร์โนวาได้ทุกเมื่อ จึงเป็นเพียงเรื่องของเวลาเท่านั้น

สิ่งที่เรากังวลมากที่สุดคือจะระเบิดเมื่อใด และการระเบิดจะส่งผลกระทบต่อโลกหรือไม่ โดยทั่วไปแล้ว ยิ่งดาวฤกษ์มีมวลมากเท่าใด เวลาที่เหลือในปีต่อๆ ไปก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ตั้งแต่ปี 2019 นักดาราศาสตร์พบว่าดาวบีเทลจุสไม่สว่างเหมือนเดิมอีกต่อไป นี่แสดงให้เห็นว่าไฮโดรเจนบนพื้นผิวดาวบีเทลจุสหมดแล้ว และเริ่มเข้าสู่การนับถอยหลังสู่ความตาย แม้ว่าอัตราการวิวัฒนาการของมันจะค่อนข้างเร็วในบรรดาดาวต่างๆ แต่ในจักรวาลที่มีหน่วยเป็นล้านๆ ปี กระบวนการสลายตัวนี้ก็ต้องใช้เวลาเช่นกัน

บทความที่น่าสนใจ : ชุดอวกาศ ถ้าไม่สวมชุดอวกาศ คนคนหนึ่งจะอยู่บนดาวดวงนี้ได้นานเท่าไร