วัฏจักรชีวิตของดาวฤกษ์ขนาดกลาง

มวลของดาวฤกษ์เป็นลักษณะเดียวที่กำหนดชะตากรรมของร่างสวรรค์นั้น พฤติกรรมการสิ้นอายุขัยขึ้นอยู่กับมวลของมันทั้งหมด สำหรับดาวที่มีน้ำหนักเบา ความตายมาอย่างเงียบ ๆ ยักษ์แดงที่ผลัดผิวของมันทิ้งดาวแคระขาวที่หรี่แสงไว้เบื้องหลัง แต่ตอนจบสำหรับดาวที่หนักกว่านั้นค่อนข้างระเบิด

•••รูปภาพ Yuriy Mazur / iStock / Getty

ดาวฤกษ์ขนาดกลางคือดาวที่ใหญ่เกินกว่าจะสิ้นสุดเป็นดาวแคระขาวและเล็กเกินกว่าที่จะกลายเป็นหลุมดำ โดยใช้เวลาหลายปีที่กำลังจะตายเป็นดาวนิวตรอน นักวิทยาศาสตร์พบว่าหมวดหมู่นี้มีค่าจำกัดที่ต่ำกว่าเพียง 1.4 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ และขีดจำกัดบนในบริเวณใกล้เคียงที่ 3.2 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ("มวลดวงอาทิตย์" เป็นหน่วยวัดมวลประมาณเดียวกับดวงอาทิตย์ของเรา)

•••Getty Images/Photodisc/Getty Images

ขนาดของดาวจะพิจารณาจากปริมาณสสารที่มีอยู่ในเนบิวลาต้นกำเนิด เมฆฝุ่นและก๊าซนี้เริ่มยุบตัวลงเองเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ก่อตัวเป็นมวลหนาแน่นที่จุดศูนย์กลางร้อน สว่าง และหนาแน่นมากขึ้น นั่นคือดาวฤกษ์โปรโตสตาร์

•••รูปภาพ Stocktrek / รูปภาพ Stocktrek / Getty Images

เมื่อดาวฤกษ์โปรโตสตาร์ร้อนและหนาแน่นเพียงพอ กระบวนการหลอมไฮโดรเจนจะเริ่มเกิดขึ้นในแกนกลางของมัน ฟิวชั่นสร้างแรงดันรังสีเพียงพอที่จะต่อต้านแรงโน้มถ่วง แรงโน้มถ่วงจึงหมดไป โปรโตสตาร์ได้กลายเป็นดาวฤกษ์จริงในระยะซีเควนซ์หลัก ดาวฤกษ์จะใช้เวลาส่วนใหญ่ในช่วงชีวิตของมันในช่วงเวลาที่เสถียรนี้ โดยสร้างแสงและความร้อนผ่านการหลอมไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมเป็นเวลาหลายล้านปี

•••m-gucci / iStock / Getty Images

เมื่อแกนกลางของดาวหมดไฮโดรเจน แรงโน้มถ่วงก็มาถึงอีกครั้ง นั่นคือ จนกระทั่งอุณหภูมิ สูงพอที่จะทำให้เกิดฮีเลียมฟิวชัน ซึ่งจะสร้างแรงดันภายนอกที่จำเป็นในการทำให้เสถียร สิ่งของ เมื่อไม่มีฮีเลียมเหลือ วัฏจักรจะเริ่มต้นอีกครั้ง แกนกลางจึงแกว่งไปมาระหว่างสถานะของการบีบอัดและสมดุลเมื่อมีปฏิกิริยาฟิวชันที่อุณหภูมิสูงขึ้นเรื่อยๆ ในขณะเดียวกัน ความร้อนจัดทำให้ชั้นนอกหรือ "เปลือก" ของดาวฤกษ์ขยายตัวเป็นรัศมีที่เทียบได้กับวงโคจรของโลก เปลือกจะเย็นลงจนกลายเป็นสีแดงเมื่อห่างจากแกนกลางมาก ตอนนี้ดาวดวงนี้เป็นดาวยักษ์แดง

•••pixelparticle / iStock / Getty Images

ปฏิกิริยานิวเคลียร์จะสิ้นสุดลงอย่างถาวรเมื่อแกนกลางของดาวกลายเป็นเหล็ก องค์ประกอบนั้นจะไม่หลอมรวมหากไม่มีแหล่งพลังงานเพิ่มเติม การยุบตัวของแรงโน้มถ่วงจะกลับมาเป็นหายนะอีกครั้งด้วยแรงที่แรงพอที่จะทำลายนิวเคลียสของอะตอมที่ประกอบเป็นแกนกลาง สิ่งนี้สร้างพลังงานมากมายจนการระเบิดครอบงำท้องฟ้าเป็นเวลาหลายปีแสงในทุกทิศทาง ดาวฤกษ์ได้ไปซูเปอร์โนวาแล้ว

•••รูปภาพ Stocktrek / รูปภาพ Stocktrek / Getty Images

ในขณะเดียวกัน สิ่งที่เหลืออยู่ของดาวฤกษ์ก็หดตัวจนมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกินสองสามกิโลเมตร ซึ่งมีขนาดประมาณเมือง ที่ความหนาแน่นนี้ ความดันภายนอกที่เกิดจากโปรตอนและนิวตรอนที่ทำปฏิกิริยากับการบีบอัดในที่สุดก็เพียงพอที่จะหยุดแรงโน้มถ่วง ดาวฤกษ์มีความหนาแน่นสูงมาก หากคุณสามารถนำวัสดุหนึ่งช้อนชามาสู่โลกได้ ดาวดวงนั้นจะมีน้ำหนักถึงล้านล้านตัน มันหมุนได้ถึง 30 ครั้งต่อวินาทีและมีสนามแม่เหล็กขนาดใหญ่มาก มันคือดาวนิวตรอน ซึ่งเป็นระยะสุดท้ายของวงจรชีวิตของดาวขนาดกลาง