การจำแนกประเภทดาวฤกษ์

Share

ในวิชาดาราศาสตร์แบ่งประเภทของดาวฤกษ์ตามลักษณะพื้นฐาน 2 อย่าง คือ อุณหภูมิแสงและคุณสมบัติทางสเปกตรัม  ดังนั้นจึงเก็บข้อมูลดาวฤกษ์หลายๆดวง  แล้วนำมาเขียนแผนภูมิความสัมพันธ์ระหว่างกำลังการส่องสว่างกับอุณหภูมิ หรือเรียกว่า H-R diagram  ที่แบ่งขนาดของดาวตามกำลังการส่องสว่าง  และสีของดาวตามอุณหภูมิ

http://www.aw-bc.com/info/bennett/images/hrdiagram.jpg

 

     จากแผนภาพจะเห็นได้ว่าขนาดของดาวฤกษ์จะเรียงตามกำลังส่องสว่าง  สีของดาวจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ  ส่วนใหญ่ดาวฤกษ์จะอยู่ในแถบกระบวนหลัก(main sequence) ซึ่งเป็นช่วงอายุตามปกติในวิวัฒนาการดาวฤกษ์  ส่วนแขนงที่แยกออกมานอกแถบกระบวนหลักเป็นขนาดที่ผิดไปจากปกติ  ดาวฤกษ์สีน้ำเงินขนาดใหญ่เกิดจากการก่อตัวด้วยมวลมากจึงทำให้มีขนาดใหญ่มากเรียกว่า Super giant  ดาวฤกษ์สีแดงขนาดใหญ่เป็นช่วงสุดท้ายของอายุ เกิดจากการขยายตัวของก๊าซเมื่อปฏิกิริยานิวเคลียร์ภายในแกนกลางมากกว่าแรงโน้มถ่วงจึงผลักดันให้ขยายตัวใหญ่กว่าปกติมากเรียกว่า Red giant ส่วนดาวฤกษ์ขนาดเล็กมากจะเป็นช่วงที่ต่อจากการขยายตัวจนแกนกลางหยุดผลักดัน  ดาวจึงยุบตัวอย่างรวดเร็วด้วยแรงโน้มถ่วง  ทำให้มวลสารอัดแน่นจนเหลือขนาดเล็กมากเรียกว่า White dwarf  หรือดาวแคระขาว  เป็นต้น

     การจำแนกดาวฤกษ์ตามชนิดสเปกตรัม จะแบ่งเป็น 7ชนิด โดยมี 2 วิธีที่ใช้ประกอบกันคือ Harvard classification และ Yerkes classification  แบบฮาร์วาร์ด แบ่งสเปกตรัมของดาวฤกษ์เป็น 7 ชนิดหลักๆ คือ O, B, A, F, G, K, M  การจำแนกสเปกตรัมมีวิธีการประเมินลักษณะทางกายภาพของดวงดาวโดยการเปรียบเทียบคุณสมบัติของสเปกตรัมซึ่งมีเส้นสเปกตรัมที่แตกต่างกันตามอุณหภูมิและก๊าซที่มีในดาวฤกษ์  ความแตกต่างของสเปกตรัมสะท้อนความแตกต่างของอุณหภูมิของบรรยากาศเป็นหลัก และการจำแนกสเปกตรัมเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพมากสำหรับความเข้าใจฟิสิกส์ของดาวฤกษ์

  •          ชนิด O เป็นดาวฤกษ์สีน้ำเงินที่มีกำลังส่องสว่างและอุณหภูมิสูงมากประมาณ 30,000-60,000 องศาเคลวิน แผ่รังสีในช่วงอัลตร้าไวโอเลต ดูดกลืนความยาวคลื่นของก๊าซฮีเลียมได้ดี แต่มีเส้นไฮโดรเจนที่อ่อนมากเพราะมีแกนกลางร้อนมากจึงเผาไหม้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนผ่านได้อย่างรวดเร็วและเป็นดาวแรกที่ออกจากกระบวนหลัก จำนวน1 ใน 3,000,000 ของดาวในกระบวนหลัก
     
  •          ชนิด B เป็นดาวฤกษ์สีฟ้าที่มีก๊าซไฮโดรเจนห่อหุ้มรอบๆดาว  อุณหภูมิประมาณ 10,000-30,000 องศาเคลวิน  ดูดกลืนไฮโดรเจนระดับปานกลาง เส้นโลหะบริสุทธิ์ Mg IIและ Si II อายุสั้นมาก  จำนวน 1 ใน 800 ของดาวในกระบวนหลัก
     
  •          ชนิด A เป็นดาวฤกษ์สีขาวปนฟ้า อุณหภูมิประมาณ 7,500-10,000 องศาเคลวิน  มีเส้นไฮโดรเจนเข้มที่สุดและเส้นโลหะ Fe II, Mg II, Si II  จำนวน 1 ใน 160 ของดาวในกระบวนหลัก
     
  •          ชนิด F เป็นดาวฤกษ์สีขาว อุณหภูมิประมาณ 6,000-7,500 องศาเคลวิน  เส้นไฮโดรเจนเริ่มอ่อนลง เริ่มเห็นเส้นของ Fe I, Cr I, K และ Ca IIเข้มมากขึ้นจำนวน 1 ใน 33 ของดาวในกระบวนหลัก
     
  •          ชนิด G เป็นดาวฤกษ์สีเหลืองอุณหภูมิประมาณ 5,000-6,000 องศาเคลวิน มีเส้นสเปกตรัมไฮโดรเจนอ่อนกว่า F เริ่มมีโมเลกุล CH และเส้นโลหะไอออไนซ์มากขึ้น
     
  •          ชนิด K เป็นดาวฤกษ์สีส้ม อุณหภูมิประมาณ 3,500-5,000 องศาเคลวิน ส่วนใหญ่มีเส้นโลหะ Mn I, Fe I, Si I, K และเริ่มมีโมเลกุลของไทเทเนียมออกไซด์ จำนวน1 ใน 8 ของดาวในแถบกระบวนหลักเหมาะสำหรับสิ่งมีชีวิต
     
  •          ชนิด M เป็นดาวฤกษ์สีแดง อุณหภูมิน้อยกว่า 3,500 องศาเคลวิน เส้นโลหะและโมเลกุลของไทเทเนียมออกไซด์เข้มขึ้น เริ่มมีโมเลกุลวาเนเดียมออกไซด์ จำนวน 1 ใน 3 ของดาวในแถบกระบวนหลัก

http://scienceblogs.com/startswithabang/upload/2009/10/setting_the_cosmic_distance_re/morgan-keenan_spectral_classification.png

http://www.atlasoftheuniverse.com/startype.gif

 

     แบบ Yerkes จำแนกตามอุณหภูมิและความสว่าง  ดังนั้น การจำแนกจะขึ้นอยู่กับชนิดสเปกตรัมและแมกนิจูดสัมบูรณ์  ซึ่งบอกขนาดและมวลของดาวฤกษ์ได้  แบ่งดาวฤกษ์เป็น 8 ประเภท คือ

Type Name Absolute Magnitude

0

I

II

III

IV

V

VI

VII

Hypergiants

Supergiants 

Bright giants

Normal giants

Subgiant

Main sequence

Subdwarfs

White dwarfs 

-7 ถึง -10

-5 ถึง -7

-3 ถึง -5

0 ถึง -5

+3 ถึง 0

+20 ถึง -4

+10 ถึง +5

+15 ถึง +10

     

                              

http://en.wikipedia.org/wiki/File:HR-diag-no-text-2.svg

 

         ตัวอย่าง สเปกตรัมของดวงอาทิตย์ คือ G2V หมายความว่า ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์สีเหลืองมีสเปกตรัมชนิด G ลำดับที่ 2 อยู่ในแถบกระบวนหลัก

เมื่อนำการจำแนกทั้ง 2 แบบมาประกอบกันจะได้ขอบเขตมวลของดาวฤกษ์เพื่อนำไปอธิบายช่วงสุดท้ายของวิวัฒนาการได้

 

มวลของดาวฤกษ์  0.8-11  เท่าของมวลดวงอาทิตย์ เป็นชนิด B, A, F, G

11-50  เท่าของมวลดวงอาทิตย์ เป็นชนิด O, B

50   เท่าของมวลดวงอาทิตย์ขึ้นไป เป็นชนิด O

 

เรียบเรียง :   วทัญญู  แพทย์วงษ์

                  สำนักบริการวิชาการและสื่อสารทางดาราศาสตร์

แหล่งอ้างอิง :         http://www.cfa.harvard.edu/~pberlind/atlas/htmls/note.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Stellar_classification

http://www.atlasoftheuniverse.com/startype.html

http://www.sciencedaily.com/articles/s/stellar_classification.htm

http://solar.physics.montana.edu/ypop/Spotlight/SunInfo/Classification.html

http://www.star-fleet.com/library/bookshelf/rm/misc-starclassification.html

http://www.eso.org/projects/caos/spectralclassification/SpectralClassification.html

http://space.about.com/od/glossaries/g/stelrclasfction.htm

http://www.fact-index.com/s/st/stellar_classification.html