เสาร์, กันยายน 22, 2018
   
Text Size

IP Address ท่าน คือ..

54.81.150.27

ค้นหา

Micro Full Moon

โรงเรียนบุรีรัมย์พิทยาคม กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ขอเชิญส่อง จันทรุปราคาเต็มดวง (พระจันทร์สีเลือด) วันที่ 28 กรกฎาคม 2561 เริ่มคลาดเวลา 01:35-05:05 น. (คืนวันที่ 27 กรกฎาคม 2561)และเป็นวันที่ดวงจันทร์มีขนาดเล็กที่สุด ที่เรียกว่า ไมโครฟลูมูน (Micro Full Moon) ซึ่งเป็นวันที่ดวงจันทร์ “เต็มดวงและโคจรอยู่ห่างจากโลกที่สุด” .

MARS OPPOSITION, CLOSEST TO EARTH

โรงเรียนบุรีรัมย์พิทยาคม กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ขอเชิญส่อง ดาวอังคาร MARS OPPOSITION, CLOSEST TO EARTH ในวันที่ 27-31 กรกฎาคม 2561 ณ สนามฟุตบอลช้างอารีนา จังหวัดบุรีรัมย์ เวลา 18.00 - 21.00 น.

  • งานศิลปหัตถกรรมนักเรียนภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ครั้งที่ ๖๘ ปีการศึกษา ๒๕๖๑

    วันศุกร์ที่ 13 กรกฏาคม 2018 เวลา 09:48 น.
  • Micro Full Moon

    วันศุกร์ที่ 06 กรกฏาคม 2018 เวลา 10:08 น.
  • BLUE MOON2

    วันอังคารที่ 09 มกราคม 2018 เวลา 08:09 น.
  • MARS OPPOSITION, CLOSEST TO EARTH

    วันศุกร์ที่ 06 กรกฏาคม 2018 เวลา 10:03 น.
  • จันทรุปราคาเต็มดวง” (Total Lunar Eclipse)

    วันพฤหัสบดีที่ 04 มกราคม 2018 เวลา 04:13 น.

กำเนิดดาวแคระขาว

บทความน่ารู้ ดาราศาสตร์

User Rating: / 0
แย่ดีที่สุด 



กำเนิดดาวแคระขาว



ในจักรวาล ดาวแคระขาว ทั้งหมดจัดว่าเป็นดาวมีแสงน้อย หมองพร่า (Dimmest 
stars) สำรวจพบครั้งแรก กลางศตวรรษที่ 19 มีความน่าทึ่งของมวลสสารที่มาก
กว่าดาวทั่วไป แต่มีขนาดเล็ก ระบบเผาไหม้ด้านนอก (Burnt-out) และยุบตัวลง

โอกาสก่อกำเนิดเริ่มจาก วิกฤตของดาวยักษ์

โดยพื้นฐานเบื้องต้น พลังงานของดาวที่เข้าสู่วิกฤต ด้วยการยุบตัวของไส้แกน 
(Core collapses) จะไม่สามารถฟื้นฟูแหล่งพลังงานนั้นได้ใหม่ เพราะเชื้อเพลิง
(Hydrogen) ชั้นภายในพร่องลง เปลือกของ Hydrogen บริเวณขอบได้รับความ
กดอัด (Compressed) และความร้อน จึงยุบตัวลงในพื้นที่ไส้แกน 

การหลอมละลายบริเวณเปลือก ทำให้เกิดกระแสคลื่นพลังงาน (Surge of power)
ขึ้นใหม่เป็นละลอก เป็นต้นเหตุการขยายตัวแผ่กว้างชั้นเปลือนอก (Outer layers)
ของดาวออกไปมีขนาดใหญ่เป็นพันเท่า (จากจุดศูนย์กลางขนาดเดิม) เรียกว่า
Red giant (ดาวยักษ์สีแดง) ทั้งนี้บริเวณผิวเปลือก เป็นบริเวณที่ก๊าซลอยตัวอยู่
จำนวนมาก 

ต่อมาราว 1,000 ล้านปี หลังจากดาวขยายตัวเป็น Red giant การเผาไหม้แหล่ง
พลังงานใช้ไปหมดสิ้น Red giant จึงหยุดการขยายตัวสู่ชั้นนอก แต่ยัง มีความร้อน
สะสมอยู่บริเวณ Hot core (ไส้แกนร้อน) เรียกดาวประเภทนี้ว่า Wolf-Rayet Star


Red giant


Wolf-Rayet Star


ประดิษฐกรรมใหม่แห่งดวงดาว

พื้นผิวดาว ความร้อนสูง 50,000 องศา C มีความโหดร้าย ยังมีกระแสลมพุ่งพล่าน
บนชั้นเปลือกนอกที่หมดไปแล้ว ด้วยความเร็วสูง 6 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง หลัง
จากนั้นรังสีความร้อน เริ่มเคลื่อนตัวช้าลงตามลำดับ 

Red giant เริ่มการเปลี่ยนแปลงบรรยากาศ เป็นประดิษฐกรรมใหม่ขึ้น ด้วยความ
งดงาม ลักษณะเหมือนมีใยเล็กๆ คล้ายเส้นลวดลากโยงใยภายในเปลือก มีสีสรร
แปลกจากก๊าซ ภายใน เรียกว่า Planetary nebula (นิวบูลาคล้ายดาวเคราะห์)

นิวบูลาคล้ายดาวเคราะห์ ไม่ใช่ดาวเคราะห์ นักดาราศาสตร์สมัยโบราณ ใช้กล้อง
ขนาดเล็กสำรวจเห็น ว่าคล้ายดาวเคราะห์ จึงเรียกว่า Planetary nebula

แท้จริงแล้วภายใน มีความร้อนสูงของก๊าซนับล้านองศา (Ultra - hot gas) มีความ
กดดันและความร้อน จาก Stellar wind (ลมพายุแห่งดวงดาว) ในท้ายที่สุดรวมตัว
ไปถมทับจุดศูนย์กลาง เกิดเป็นสันฐานของ ดาวแคระขาว (White dwarf star)

เมื่ออยู่ในสถานะ ดาวแคระขาว วัถตุดิบที่บรรจุอยู่ภายใน ไม่เห็นเป็นสีน้ำตาลจาก
Red giant เพราะถูกอัดยัดเยียด เล็กลง 1 ในล้านเท่าจากเดิม (คล้ายเอารถยนต์ 
ทั้งคันย่อส่วนอัดลงเหลือเท่าโทรศัพท์มือถือ โดยมีมวลเท่าเดิม) 

การดำเนินแบบนั้น ต่อเนื่องกันนับพันล้านปี จนกระทั้งดาวแคระขาว มีสีขาวเพราะ
มีความร้อนจากพื้นผิว ราวๆ 20,000 องศา C


IC 418 ประเภท White dwarf star และ Planetary nebula


ทำไมจึงเรียกดาวแคระขาวว่า Degenerate star

การสำรวจพบดาวแคระขาวครั้งแรก แสดงสิ่งที่ขัดแย้งกัน (Paradox) คือถ้าดาว
แคระขาว ไม่สามารถผลิตพลังงาน จากการหลอมละลาย แล้วความกดดันจาก
สิ่งใดที่คอยรักษาประคองสถานะของตน ซึ่งไม่น่าเป็นไปได้ กระนั้นความโชติช่วง
น้อยลงจนพร่ามัว ไม่น่าเป็นความบ่งพร่องของดาว แต่น่าจะเป็นปัญหาด้านทฤษฎี
ที่เข้าใจแต่เดิม 

จนกระทั้ง Quantum theory of matter ได้ถูกพัฒนาขึ้นในปี 1920 แสดงสิ่งที่
เรียกว่า สถานะ Degenerate (ลำดับชั้นทางพลังงาน) แสดงความหนาแน่นอย่าง
สุดขั้ว เกิดความกดดันประเภทใหม่ (ไม่สามารถพบได้บนโลก) 

ตัวอย่างเช่น คิดถึงลานจอดรถ(ใหญ่ที่ว่างอยู่) มีรถจอดเพียงคันเดียว จึงมีพื้นที่
ว่างเหลือ รถทุกคนที่เข้าไปจะไม่รีบร้อน (ไม่ต้องแย่งจอด) จนบางครั้งจอดจนเต็ม
แต่เมื่อรถจอดเต็ม ภาพรวมจะเปลี่ยนไป รถทุกคันเมื่อวิ่งเข้าไปลานจอดจะมุ่งหา
ช่องว่างเพื่อจอดรถ โดยขับวนเวียนไปมาหลายรอบ ในลานจอดนั้น

เริ่มสร้างความกดดันว่าตรงไหนจะว่าง เป็นลักษณะเช่นเดียวกับ ความหนาแน่น
ของสสาร ที่จะต้องหาช่องว่างที่อยู่ตน เพื่อผ่อนคลายพลังงาน (Low energy)
ในช่องจอด (Parking spaces) มิฉะนั้น Electrons จะมีพลังงาน อยู่ในสถานะ
ขีดสูงสุด (Higher energy) ไม่ใช่เพราะเกิดความร้อน แต่เพราะไม่รู้จะไปอยู่ตรง
ไหน ทำให้เกิดความกดดันของ Electrons เป็นอาการ Degenerate 

Degenerate ไม่ใช่เป็นความประพฤติของ Eectrons แต่เกิดจากข้อเท็จจริงจาก
สถานะ Low energy ความกดดันนี้ เป็นสิ่งป้องกันดาวแคระขาวต่อการยุบตัวลง
ภายใต้น้ำหนักของตนเอง


Degenerate (ซ้ายลานจอดรถว่าง ขวาลานจอดรถแน่นจึงจะมุ่งแย่งกัน)


พื้นผิว White dwarf star


มวลดาวแคระขาว Chandrasekhar Limit

การใช้กฎของ Relativity theory และ Quantum mechanics แสดง Degenerate 
electron เป็นสิ่งที่ทำได้ยาก ถ้ามวล ดาวแคระขาว มีจำนวนมากกว่า 1.4 เท่าของ
ดวงอาทิตย์ เรียกว่า Chandrasekhar Limit (โดยการยุบทับถม) 

ในระบบดาวคู่ (Binary star system) สามารถเกิดขึ้นได้ หากโคจรอยู่ใกล้ชิดกัน 
มีความเพียงพอ จะผองถ่ายวัตถุดิบต่อกัน สู่สถานะดาวแคระขาวได้มากกว่าระดับ
Chandrasekhar Limit พัฒนาจนระเบิดแตกออก

ลักษณะดังกล่าวเชื่อว่า เป็นตอบสนองประเภท Supernovas Type Ia การสำรวจ
ดาวแคระขาวเป็นสิ่งที่ยาก เหตุเพราะลดระดับอุณหภูมิเร็ว (Cool quickly) ส่งผล
ให้ดาวมืดสลัว 

แต่ขณะยังมีอายุน้อย พื้นผิวมีความร้อน จึงผลิตรังสี X สามารถสำรวจโดย X-ray
telescopes เพราะฉะนั้นจึงมีข้อมูล ดาวแคระขาวรุ่นใหม่ หรือดาวแคระขาวที่เริ่ม
ก่อตัวเท่านั้น


Companion star (ดาวคู่มิตร) ซึ่งจะโคจรใกล้ชิดกัน


โครงสร้างภายในที่ทราบขณะนี้


กฎเกณฑ์ กำเนิดและจุดจบ ดาวแคระขาว

เกิดขึ้นด้วยการได้รับมวลสสาร จากดาวที่โคจรร่วมอยู่ใกล้กัน เรียกว่า ดาวคู่มิตร
(Companion star) โดยสสารไหลท่วมจากดาวอีกดวง ลงสู่พื้นผิวตน

หากเกิดขึ้นแบบเร่งเวลาและแบบก้าวกระโดดของพลังงาน พลังงานนั้นจะสร้าง
ความร้อนสู่ก๊าซ บนพื้นผิวมีอุณหภูมิสู่ 1 ล้านองศา ก๊าซจะเรืองโรจน์เป็น รังสี X

การวิเคราะห์อย่างละเอียด มวลดาวแคระขาว เผยให้เห็นอัตราเร่งของการหมุน
รอบตัวเองและการล้นท่วมของมวล ซึ่งเป็นเรื่องปกติ มวลเป็นตัวเร่งบนพื้นผิวให้
ร้อนและหนาแน่นจนเกิดหลอมละลาย 

ซึ่งเมื่อเกิดขึ้นทันทีทันใดนั้น ดาวแคระขาวจะมีความสว่างขึ้น 10,000 เท่าจากเดิม
และผิวชั้นนอกแตกเกิดระเบิด เรียกว่า Nova outburst 

หลังจากนั้นนับเดือน ก่อให้เกิดกระตุ้นวงจรขึ้นใหม่อีกครั้ง จากปรากฎการณ์ของ
ดาวแคระขาวเช่นนั้น เลยต้องทำให้คิดว่าเพียงถูกเผา (Burned out) ให้ระเบิด
หรือเป็นการสิ้นชีพแล้ว (Dead) หรือเราเข้าใจผิดทั้งสองแบบ 

ทั้งนี้ต้องสำรวจ หาดาวแคระขาวเก่าแก่ เพื่อพิสูจน์วาระสุดท้ายว่าจริงแล้วยังมี
หนทางต่ออายุ ไปแบบไหนอีกหรือไม่ ทั้งนี้ยังมีทฤษฎีต่อเนื่องไปอีกว่า หลังจาก
ก้าวสู่พัฒนาการ Black dwarfs (ดาวแคระดำ)

ขณะนี้ยังไม่เคยสำรวจพบ จึงเป็นเรื่องน่าสงสัยว่าระยะเวลาที่ยาวนานนั้น เพียงพอ 
ที่จะเกิดปรากฎการณ์ Black dwarfs ในจักรวาลที่เราอาศัยอยู่หรือไม่ การยังหา
ไม่พบ คงไม่สามารถด่วนสรุปว่า ไม่มี เพราะจักรวาลกว้างใหญ่เกินจินตนาการ


Nova outburst


ดาวแคระขาว Sirius-B มีระยะห่างจากโลก 8.6 ปีแสง ขนาดเส้นผ่าศุนย์กลาง 7,000 ไมล์ 
มีวงโคจรรอบดาว Sirius-A รอบละ 50 ปี ความร้อนพื้นผิว 44,900 องศา F
มีมวลเป็น 98% ของดวงอาทิตย์ (โดยมีขนาดเล็กกว่าดวงอาทิตย์ ราว 1.3 ล้านเท่า)


ดาวแคระขาว ยุคโบราณ ใน Milky Way Galaxy


ดาวแคระขาว Lucy (BPM 37093) สำรวจพบเมื่อ ค.ศ. 2004 ห่างจากโลก 50 ปีแสง
มีแกนเป็น Crystallized carbon (เพชร) เส้นผ่าศูนย์กลางราว 4,000 กม.
คิดเป็นน้ำหนักเพชร 10000000000 000000000000 000000000000 กะรัต (????)



เขียนความคิดเห็นของคุณ

BoldItalicUnderlineStrikethroughSubscriptSuperscriptEmailImageHyperlinkOrdered listUnordered listQuoteCodeHyperlink to the Article by its id
ชื่อผู้เขียน:
หัวข้อ:
ความคิดเห็น:
  รหัส
กรอกรหัส:

ชมรมออนซอนฟิสิกส์
ที่ตั้ง ::   โรงเรียนบุรีรัมย์พิทยาคม สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษา เขต 32  เลขที่ 15 ถ.นิวาศ ต.ในเมือง อ.เมือง จ.บรีรัมย์ 31000
Webmaster :::: Phaithul  Duagrit