การเกิดของดวงดาว

จะด้วยเหตุผลกลใดก็ตามทีที่ทำให้ เนบิวล่า ยุบยวบรวบตัวเองเข้าหากันอีก แต่เมื่อมันเริ่มหดตัวเข้ามาหากันแล้ว เนบิวล่า ที่มีมวลพอเพียง ก็จะก้าวเข้าไปสู่หนทางแห่งการก่อเกิดเป็นดวงดาว อย่างที่ไม่มีอะไรจะมาหยุดยั้งมันได้

การหดตัวบีบอัดเข้าหากัน ของกลุ่มก๊าซและฝุ่นใน เนบิวล่า จะทำให้มีอุณหภูมิสูงขึ้น เมื่อในใจกลางของมัน มีอุณภูมิขึ้นสูงประมาณ 2000-3000 องศาเคลวิน ก้อนร้อนๆใจกลางเนบิวล่านี้ จะเรียกว่า โปรโตสตาร์ (Protostar) เมื่อมีความร้อนขนาดนี้ ก็ทำให้ โปรโตสตาร์ สุกสว่างเปล่งแสงสีแดงออกมา เหมือนถ่านไฟคุโชน แต่แสงสีแดง ซึ่งเป็นแสงที่เรามองเห็นได้ด้วยตาเปล่านี้ ก็ถูกพรางไปหมด เพราะมันยังถูกห่อหุ้มด้วยกลุ่มฝุ่นและควันจากเนบิวล่าแม่ แต่เราสามารถบอกได้ว่า มีเชื้อชีวิตของดวงดาวดวงใหม่ก่อตัวขึ้นมาแล้ว เพราะก๊าซและฝุ่นที่ห่อหุ้มอยู่รอบนอกนั้น จะดูดซับพลังงานจากส่วนกลางอันร้อนแรงของ เนบิวล่า ทำให้อุณหภูมิของมันสูงขึ้นไป จนคายความร้อนออกมา ในรูปของรังสีอินฟราเรด และคลื่นวิทยุ หรือ ไมโครเวฟ เมื่อเรามองดาว ด้วยกล้องอินฟราเรดหรือกล้องวิทยุ ก็สามารถบอกได้ถึงการก่อตัวภายใน ที่ซ่อนตัวอยู่ในม่านควันเนบิวล่าได้ ครั้งแรกที่เราสามารถถ่ายภาพดวงดาว ด้วยกล้องอินฟราเรด นักดาราศาสตร์ก็พากันตื่นเต้นเป็นอันมาก เพราะส่วนที่เคยมองเป็นก้อนสลัวมัวๆ จากกล้องดูดาวที่ใช้ๆกันมา ก็ไม่มีใครคิดว่าจะมีอะไร แต่เมื่อมามองในช่วงพลังงานความร้อนแล้ว กลับปรากฏเป็นแหล่งที่จะกลายเป็นดวงดาว กำลังฟักตัวกันขึ้นมาอยู่อย่างคึกคัก เราจึงเพิ่งได้มาสังเกตการณ์ กระบวนการก่อกำเนิดของดวงดาว ก็เมื่อประมาณสิบยี่สิบปีมานี้เอง

(ภาพที่ 13) ภาพจากกล้องฮับเบิล ในแสงที่มองด้วยตาเปล่าในภาพบน และจากกล้องอินฟราเรดในภาพล่าง เป็นภาพที่ถ่ายจาก Large Magellanic Cloud ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 170,000 ปีแสง ดาวที่เกิดมาก่อน จะพ่นพายุรังสี เป่ากลุ่มควันกระจายออกไปจากตัว ให้เรามองเห็นได้ด้วยตาเปล่า เมื่อดูด้วยกล้องอินฟราเรด NICMOS บนยานฮับเบิล เราก็เห็นว่ายังมี โปรโตสตาร์ ซุกตัวอยู่ในม่านควันอีกมากมาย (ภาพโดย NASA)

(ภาพที่ 14) ภาพเปรียบเทียบระหว่างแสงที่มองด้วยตาเปล่า และจากรังสีอินฟราเรด อีกภาพหนึ่ง ที่ถ่ายโดยกล้อง Optical และ กล้องอินฟราเรดใกล้ NICMOS บนยานฮับเบิล แสดงส่วนใกล้ใจกลาง เนบิวล่านายพราน ภาพตัดด้านขวา ขยายมาจากกรอบภายในภาพด้านซ้าย ที่กล้องอินฟราเรด สามารถมองทะลุกลุ่มเมฆเนบิวล่า เห็นโปรโตสตาร์ที่ซ่อนตัวอยู่ภายใน ภาพโดย Space Telescope Science(STS) Institute

โปรโตสตาร์ จับตัวก่อกันมา จากมวลสารจำนวนมหาศาล มากมายกว่ามวลทั้งสิ้น ในระบบสุริยะของเรา นับแสนนับล้านเท่า เมื่อมันหดตัวเข้าหากันไปเรื่อยๆนั้น พลังงานจากอะตอมที่วิ่งวุ่นไปมา กลายเป็นการก่อกวนมวลสารให้ไหลเป็นวังวน มวลสารเหล่านี้ ก็วิ่งตามไปไม่ทันกันหมด เมื่อมันยิ่งหดตัวเล็กลงๆ ความเร็วในการหมุนก็ยิ่งสูงขึ้น จึงแตกตัวเกาะกันเป็นกลุ่มๆ แต่ละกลุ่ม ก็พัฒนาตัวต่อไปตามลำพัง จึงมักจะพบว่า ดวงดาวหาได้เกิดขึ้นมา ทีละดวงเดี่ยวๆไม่ แต่จะเกิดมาเป็นฝูงเป็นกลุ่ม รวมกันทีละมากมายหลายร้อยดวง บางครั้งเป็นล้านดวง ยังไม่มีใครเคยพบดวงดาวที่เกิดขึ้นมาแต่เพียงลำพัง เชื่อกันว่า ดวงอาทิตย์ของเราก็เกิดมาในฝูงดาว แต่หลุดรอดออกมาตามลำพัง เป็นดาวหลงฝูงในภายหลัง

(ภาพที่ 15) กระจุกดาว NGC 1850 จากกลุ่มเมฆยักษ์ Large Magellanic Clouds ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 160,000 ปีแสง ในกลุ่มดาวที่เห็นได้ในซีกโลกภาคใต้ Doradus กว่า 60% ของดาวในภาพนี้ เป็นดาวที่มีอายุต่ำกว่า 50 ล้านปี ซึ่งถือว่า ยังเป็นดาวที่อายุยังน้อยมาก เทียบกับดวงอาทิตย์ของเรา ซึ่งมีอายุ 4.6 พันล้านปี ดาวที่เพิ่งเกิดใหม่ๆ ที่ยังรวมตัวเป็นกระจุกเช่นนี้ มีอยู่ทั่วไป ทำให้เชื่อว่า จะเกิดมาทีละมากๆ ในเวลาใกล้เคียงกัน จากกลุ่มเนบิวล่าเดียวกัน ภาพโดย กล้องฮับเบิล

กล้องฮับเบิล ยังได้ถ่ายภาพการเกิดของดวงดาวโดยตรง จาก เนบิวล่านายพราน (Orion Nebula) และ เนบิวล่าอินทรีย์ (Eagle Nebula - M16) โปรโตสตาร์ ที่กล้องฮับเบิลสามารถถ่ายภาพมาได้นี้ เนื่องจากไปเกิดอยู่ใกล้ๆดาวรุ่นพี่ ซึ่งเกิดมาก่อนและได้เป่าฝุ่นเนบิวล่าออกไป ทำให้โปรโตสตาร์พวกนี้ เผยตัวออกมาก่อนที่จะถึงวัยอันสมควร เราก็ได้เห็น โปรโตสตาร์ ที่ยังถูกห่อหุ้มด้วย ก้อนเมฆเนบิวล่า หนาแน่น มวลสารที่หลงเหลือเป็นส่วนที่ห่อหุ้ม โปรโตสตาร์ อย่างหนาแน่นเป่าไม่ไปนี้ ต่อมาจะผนึกตัวเป็นแผ่นที่แบนลงด้วยแรงหมุน กลายตัวเป็นระบบบริวาร มาโคจรรอบดวงดาวที่จะเกิดขึ้น เช่น ดาวเคราะห์ที่ล้อมรอบระบบสุริยะของเรานี้เอง เรียกว่า Protoplanatary disks หรือที่นักดาราศาสตร์ทีมฮับเบิลชื่อ Dr C. Robert O'Dell ตั้งชื่อให้ว่า "proplyds"

(ภาพ 16) ภาพขยาย Proplyds จากส่วนในใจกลางกลุ่มก๊าซและฝุ่น ใกล้ๆกับกลุ่มดาวใหม่ๆ Trepezium ของ เนบิวล่านายพราน(Orion Nebula) ใน กลุ่มดาวนายพราน เพื่อแสดงให้เห็น Proplyds ที่เป็นวงรีเหมือนเม็ดแตงโมอ่อน ภาพโดย STS

กลุ่มฝุ่นและก๊าซใน เนบิวล่า จะหมุนไปรอบๆดวงดาว ที่เพิ่งเกิดใหม่ และกำลังหดตัวลงเรื่อยๆ จากแรงดึงดูดของตัวมันเอง เข้าสู่ใจกลาง การหมุนตัวของกลุ่มก๊าซ ก็จะสร้างความเสถียรให้มวลสาร จนสามารถทรงตัวต้านแรงดึงดูดของดวงดาวได้ ในขณะที่หมุนไปเรื่อยๆ กลุ่มฝุ่นและก๊าซนี้ ก็จับตัวกันแบนลงๆ มวลสารก็ถูกอัดแน่นเป็นก้อนใหญ่ๆ และเย็นตัวลงไปเรื่อยๆ

(ภาพที่ 17) จากบนไปล่าง แสดงถึงการที่กลุ่มฝุ่นและเมฆหมุนรอบโปรโตสตาร์ ที่การหมุนรอบตัวเอง จะทำให้มวลสารที่มี ผนึกตัวกันเป็นแผ่นแบนลงๆทุกที ส่วนที่เหลืออยู่ในแผ่นแบนๆนี้ ก็จะกลายเป็นดาวเคราะห์บริวาร ของดาวที่เกิดใหม่นี้ได้ในอนาคต เช่นระบบสุริยะของเรา ภาพโดย NASA