7 ขั้นตอนหลักของดารา

ดาวเช่นดวงอาทิตย์เป็นลูกบอลพลาสมาขนาดใหญ่ที่เติมพื้นที่รอบ ๆ ตัวด้วยแสงและความร้อนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ดาวมีมวลหลากหลาย และมวลเป็นตัวกำหนดว่าดาวจะร้อนแค่ไหนและจะตายอย่างไร ดาวมวลมากกลายเป็นมหานวดารา ดาวนิวตรอน และหลุมดำ ในขณะที่ดาวฤกษ์ทั่วไปอย่างดวงอาทิตย์จะสิ้นสุดชีวิตในฐานะดาวแคระขาวที่ล้อมรอบด้วยเนบิวลาดาวเคราะห์ที่หายไป อย่างไรก็ตาม ดาวทุกดวงจะดำเนินตามวงจรชีวิตเจ็ดขั้นตอนพื้นฐานที่เหมือนกันโดยคร่าวๆ โดยเริ่มต้นจากเมฆก๊าซและสิ้นสุดที่ส่วนที่เหลือของดาว

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

แรงโน้มถ่วงเปลี่ยนเมฆก๊าซและฝุ่นให้กลายเป็นดาวฤกษ์โปรโตสตาร์ ดาวฤกษ์โปรโตสตาร์จะกลายเป็นดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักซึ่งในที่สุดเชื้อเพลิงจะหมดและยุบตัวลงอย่างรุนแรงไม่มากก็น้อย ขึ้นอยู่กับมวลของมัน

ดาวฤกษ์เริ่มต้นชีวิตเป็นเมฆก๊าซขนาดใหญ่ อุณหภูมิภายในเมฆนั้นต่ำพอที่โมเลกุลจะก่อตัว โมเลกุลบางชนิด เช่น ไฮโดรเจน สว่างขึ้นและทำให้นักดาราศาสตร์มองเห็นได้ในอวกาศ Orion Cloud Complex ในระบบ Orion ทำหน้าที่เป็นตัวอย่างที่อยู่ใกล้เคียงของดาวฤกษ์ในช่วงชีวิตนี้

ในขณะที่อนุภาคก๊าซในเมฆโมเลกุลวิ่งเข้าหากัน พลังงานความร้อนจะถูกสร้างขึ้น ซึ่งช่วยให้กลุ่มโมเลกุลอันอบอุ่นก่อตัวขึ้นในเมฆก๊าซ กอนี้เรียกว่าโปรโตสตาร์ เนื่องจากดาวโปรโตสตาร์มีความอบอุ่นมากกว่าวัสดุอื่นๆ ในเมฆโมเลกุล การก่อตัวเหล่านี้จึงสามารถเห็นได้ด้วยการมองเห็นด้วยอินฟราเรด ขึ้นอยู่กับขนาดของเมฆโมเลกุล Protostars หลายตัวสามารถก่อตัวเป็นเมฆก้อนเดียวได้

ในระยะ T-Tauri ดาวฤกษ์อายุน้อยเริ่มผลิตลมแรง ซึ่งจะผลักก๊าซและโมเลกุลที่อยู่โดยรอบออกไป ซึ่งช่วยให้มองเห็นดาวที่กำลังก่อตัวเป็นครั้งแรก นักวิทยาศาสตร์สามารถมองเห็นดาวฤกษ์ในระยะ T-Tauri ได้โดยไม่ต้องใช้คลื่นอินฟราเรดหรือคลื่นวิทยุ

ในที่สุด ดาวฤกษ์อายุน้อยจะเข้าสู่สภาวะสมดุลอุทกสถิต ซึ่งการกดแรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์จะสมดุลด้วยแรงดันภายนอก ทำให้เกิดรูปร่างที่มั่นคง จากนั้นดาวก็กลายเป็นดาวฤกษ์ในซีเควนซ์หลัก มันจะใช้เวลา 90 เปอร์เซ็นต์ของชีวิตในระยะนี้ หลอมรวมโมเลกุลไฮโดรเจนและก่อตัวเป็นฮีเลียมในแกนกลางของมัน ดวงอาทิตย์ของระบบสุริยะของเราอยู่ในลำดับหลัก

เมื่อไฮโดรเจนทั้งหมดในแกนของดาวฤกษ์เปลี่ยนเป็นฮีเลียม แกนกลางจะยุบตัวลง ทำให้ดาวขยายตัว เมื่อมันขยายตัว มันจะกลายเป็นดาวย่อยยักษ์ก่อน จากนั้นเป็นดาวยักษ์แดง ดาวยักษ์แดงมีพื้นผิวที่เย็นกว่าดาวในแถบลำดับหลัก และด้วยเหตุนี้ พวกมันจึงจะปรากฏเป็นสีแดงแทนที่จะเป็นสีเหลือง หากดาวฤกษ์มีมวลมากพอ ก็สามารถมีขนาดใหญ่พอที่จะจัดว่าเป็นซุปเปอร์ไจแอนต์ได้

เมื่อมันขยายตัว ดาวฤกษ์จะเริ่มหลอมรวมโมเลกุลฮีเลียมในแกนกลางของมัน และพลังงานของปฏิกิริยานี้จะป้องกันไม่ให้แกนกลางยุบตัวลง เมื่อการหลอมฮีเลียมสิ้นสุดลง แกนกลางจะหดตัว และดาวก็เริ่มหลอมรวมคาร์บอน กระบวนการนี้จะเกิดขึ้นซ้ำๆ จนกว่าเหล็กจะเริ่มปรากฏในแกนกลาง การรวมตัวของเหล็กดูดซับพลังงาน ดังนั้นการมีธาตุเหล็กทำให้แกนกลางยุบลง ถ้าดาวมีมวลมากพอ การระเบิดจะสร้างมหานวดารา ดาวฤกษ์ที่เล็กกว่าอย่างดวงอาทิตย์ตกลงสู่ดาวแคระขาวอย่างสงบในขณะที่เปลือกนอกของพวกมันแผ่รังสีออกไปเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์

การระเบิดของซุปเปอร์โนวาเป็นหนึ่งในเหตุการณ์ที่สว่างที่สุดในจักรวาล สสารของดาวส่วนใหญ่ถูกเป่าเข้าไปในอวกาศ แต่แกนกลางระเบิดอย่างรวดเร็วกลายเป็นดาวนิวตรอนหรือภาวะเอกฐานที่เรียกว่าหลุมดำ ดาวมวลน้อยจะไม่ระเบิดแบบนี้ แกนกลางของพวกมันหดตัวเป็นดาวร้อนขนาดเล็กที่เรียกว่าดาวแคระขาวในขณะที่วัสดุชั้นนอกลอยออกไป ดาวฤกษ์ที่เล็กกว่าดวงอาทิตย์มีมวลไม่เพียงพอที่จะเผาไหม้ด้วยสิ่งใดนอกจากแสงสีแดงในลำดับหลัก ดาวแคระแดงเหล่านี้ ซึ่งมองเห็นได้ยากแต่อาจเป็นดาวฤกษ์ที่พบได้ทั่วไปมากที่สุด สามารถเผาไหม้ได้เป็นเวลาหลายล้านล้านปี นักดาราศาสตร์สงสัยว่าดาวแคระแดงบางส่วนอยู่ในลำดับหลักตั้งแต่เกิดหลังบิกแบงไม่นาน