บทนำเรื่อง ....

เราได้ทราบกันถึงกล้องดูดาวในคลื่นแสงระดับต่างๆกันมาในตอนที่แล้ว ก่อนที่จะคุยกันถึงรายละเอียดของกล้องแต่ละชนิดกันต่อไป ก็อยากจะหันมาคุยกันในเรื่องของดวงดาวเสียก่อน ว่าตลอดช่วงวิวัฒนาการของดวงดาวนั้นเป็นอย่างไร ดวงดาวเกิดมาจากไหน แล้วจะมีจุดจบอย่างไร แม้ว่าดวงดาวจะมีชีวิตอันยาวนาน จนเหมือนกับว่า มันเคยเป็นมาอย่างไรก็จะเป็นไปอย่างนั้น แต่แท้จริงแล้ว ดวงดาวก็มีวัฏจักรชีวิต มีเกิดมีดับ หาได้อยู่ไปชั่วนิจนิรันดร์ไม่ ในช่วงกำเนิดและแตกสลายของดวงดาวนั้น จะส่งรังสีที่เราไม่สามารถมองเห็นได้ออกมาในหลายๆตอนของช่วงชีวิตของมัน ถ้าเราจะศึกษาไปให้ตลอดทั้งวัฏจักรของดวงดาว ก็ต้องมีกล้องส่องดาวในรังสีต่างๆ มาสังเกตวิวัฒนาการของดวงดาว หากจะเข้าใจในหน้าที่ของกล้องเหล่านี้ให้ได้ดี ว่ามีเพื่ออะไร ก็ต้องมาทำความเข้าใจในวัฏจักรของดวงดาวกันเสียก่อน

ดวงดาวคืออะไร

ดวงดาวที่เราเห็นเป็นแสงกระพริบพร่างพราวอยู่ทั่วท้องฟ้า แต่ละดวงเหมือนหิ่งห้อยน้อยนิด ส่องแสงสว่างรางเรืองอยู่ไกลโพ้นนั้น แท้ที่จริงแล้ว ดาวแต่ละดวงต่างมีขนาดมหึมามหาศาล ที่เผาผลาญพลังงานด้วยปฏิกิิริยานิวเคลียร์ จากเชื้อเพลิงภายในอันมากมาย ระเบิดนิวเคลียร์ที่เรามีหมดทั้งโลก หากเอามารวมกัน ก็ยังไม่เทียบเท่ากระผีกหนึ่งของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ดาวแต่ละดวงนั้นมีอยู่

(ภาพที่ 1) ดวงอาทิตย์ ภาพโดย NASA

"ดวงดาว" ที่จะพูดถึงต่อไปนี้ ก็จะหมายถึงดาวฤกษ์เท่านั้น มิได้รวมถึงดาวเคราะห์ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว ก็คือบริวารของดาวฤกษ์นั่นเอง ดาวฤกษ์ ต่างจาก ดาวเคราะห์ ตรงที่มันเปล่งรังสีแสงออกมาได้เอง จากการเผาผลาญพลังงานนิวเคลียร์ภายในแกนของมัน ในขณะที่ดาวเคราะห์เพียงแต่สะท้อนแสง ที่ได้รับจากแหล่งพลังงานที่อื่น เช่น ดาวฤกษ์แม่ ออกจากผิวของมันเท่านั้น พูดง่ายๆก็คือ ดาวเคราะห์ไม่มีแหล่งพลังงานภายในของตัวมันเอง

พลังงานทั้งหมดทั้งมวลที่เรามีเราใช้กันอยู่บนโลก ก็ได้มาจากดวงอาทิตย์ของเรา แต่ดวงอาทิตย์ของเรา เป็นเพียงดวงดาวขนาดค่อนข้างเล็กดวงหนึ่งเท่านั้น ลักษณะร่วมกันอย่างหนึ่งของดวงอาทิตย์ของเรา กับดวงดาวทั้งหลายในจักรวาลก็คือ ต่างก็เป็นกลุ่มก๊าซขนาดมหาศาล ที่ยึดเหนี่ยวรวมตัวกันเองด้วยแรงดึงดูดภายใน อันอยู่ในภาวะสมดุลย์กับแรงดันออก จากการเผาผลาญเชื้อเพลิงภายในแกนกลาง ประมาณ ๙๐% ของดวงดาวทั้งหลายในจักรวาล ต่างก็เป็นดวงดาววัยฉกรรจ์ ที่บรรลุวิวัฒนาการเข้าสู่ วิถีหลักแห่งชีวิต คือมาถึงขั้นที่มีความเสถียรแล้ว ดาวในวัยนี้เรียกว่า Main Sequence Star ที่เรียกดังนี้ก็เพราะว่า ดวงดาวส่วนใหญ่ประมาณ ๙๐% ของดวงดาวทั้งหมดในจักรวาลจะอยู่ในกลุ่มนี้

จากความเพียรพยายามติดตามบันทึกศึกษาดวงดาวมานับร้อยนับพันปี ของนักดาราศาสตร์รุ่นก่อนๆ เราจึงมีข้อมูลเกี่ยวกับดวงดาว บันทึกไว้มากมายกว่าสาขาวิชาใด เพราะช่วงชีวิตของดวงดาวนั้นยาวนานนัก ปรากฏการณ์ที่นับว่าสั้นที่สุดของดาว ก็ยังกินเวลานับร้อยหรือนับพันปี เมื่ออาศัยข้อมูล จำนวนมาก ที่นักดาราศาสตร์ได้พากเพียรแสวงหา และสั่งสมกันมาตั้งแต่เราก่อนที่เราจะมีกล้องดูดาว แต่มีการเก็บบันทึกข้อมูลเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อได้มีการถ่ายภาพกันแล้ว โดยเฉพาะที่มหาวิทยาลัยฮาร์เวิร์ด ซึ่งได้ตั้งหอสังเกตการณ์ เพื่อทำการถ่ายภาพและบันทึกคลื่นแสงของดวงดาวเป็นแห่งแรก จึงเป็นขุมข้อมูลที่นักดาราศาสตร์สมัยใหม่ ได้นำมาใช้เปรียบเทียบกับข้อมูลสมัยปัจจุบัน

ถ้าเรามองดูดาวให้ดีๆ จะเห็นว่าดวงดาวนั้นมีสีต่างๆกัน เช่นสีฟ้า สีขาว สีเหลือง สีส้ม สีแดง เมื่อเอาความถี่ของคลื่นแสงนี้มาวิเคราะห์ ก็จะได้ความถี่เดียวกับแสงสีต่างๆ ที่เรามองเห็นจากไฟที่มีอุณหภูมิต่างกัน เช่นไฟที่ร้อนมากๆ ก็จะมีเปลวเป็นสีฟ้า อุณหภูมิลดลงไปหน่อยก็จะเป็นสีขาว อย่างแสงเทียนที่ความร้อนไม่มากก็จะมีเปลวสีเหลือง ส้ม และแดง นักดาราศาสตร์ จึงสามารถบอกได้ถึงอุณหภูมิของพื้นผิว และส่วนประกอบดวงดาว จากสีที่ต่างกันนี้ วิธีนี้เรียกว่า การวิเคราะห์สเปคตรัม (Spectral Analysis)

จากข้อมูลและภาพถ่ายและบันทึกคลี่นแสงของดวงดาว จำนวนมากมายเหล่านี้ ก็ถูกนำมาจำแนกแยกเป็นกลุ่มเป็นพวก เมื่อเอามาเปรียบเทียบกับความเข้าใจทางฟิสิกส์ เกี่ยวกับธรรมชาติของอะตอมแล้ว ก็พบว่า ดวงดาวนั้น หาใช่สิ่งที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงไม่ แต่กลับมีวิถีชีวิตที่คาดคะเนได้ ปัจจัยที่ทำให้วิถีชีวิตของดวงดาวต่างกันไป ก็อยู่ที่จำนวนมวลของมันเท่านั้น หากดาวมีมวลน้อย ก็จะดำเนินชีวิตไปแบบหนึ่ง หากมีมวลมากก็จะดำเนินชีวิตแตกต่างกันออกไป เราสามารถนำข้อมูลเหล่านี้มาคาดการณ์อนาคต และหาอายุของดวงดาวที่เราสังเกตการณ์ได้ เราจึงได้ศึกษาความเปลี่ยนแปลงของดวงดาว จนได้เข้าใจว่า ดวงดาวมิใช่สิ่งที่มีชีวิตอยู่ชั่วนิรันตร์ หากแต่มีการเกิด แก่ เจ็บ ตาย เฉกเช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตทั้งหลายทั้งปวง

ช่วงชีวิตของดวงดาว ที่จะกล่าวโดยละเอียดต่อไปนั้น จะผ่านขั้นตอนดังนี้

1. มวลสารต่างๆในจักรวาลหรือที่เรียกว่า Interstellar Medium ที่จะมาเกิดขึ้นเป็นดวงดาวในภายหลัง


2. ดาวก่อนเกิด หรือ ช่วงวัยที่เรียกว่า Protostar และดาวเพิ่งคลอดที่เรียกว่า T-Tauri เพราะดาวชนิดนี้ที่ได้พบเป็นครั้งแรกในกลุ่มดาววัว (Taurus)


3. ดาวที่เป็นดาวอย่างสมบูรณ์แล้ว ซึ่งนักดาราศาสตร์เรียกว่า Main Sequence Star


4. ดาวสลาย คือดาวที่เผาจนหมดเชื้อเพลิงในแกนกลางแล้ว ก็จะเริ่มเข้าสู่ ช่วงแห่งการแตกสลายสิ้นอายุขัยของดวงดาว