ค้นพบดาวฤกษ์ขนาดยักษ์...เทียบกับดวงอาทิตย์ 320 ดวง

        สวัสดีค่ะนักเรียนทุกคน ผ่านการสอบ mid-term มาแล้ว นักเรียนคงจะได้เห็นว่าประเด็นทางสังคมที่เกิดขึ้นในทุกวันนี้ ต้องอาศัยความรู้ทางวิทยาศาสตร์เข้ามาช่วยเป็นพื้นฐานในการตัดสินใจและเลือกแนวทางในการปฏิบัติเป็นจำนวนมาก ดังนั้นฝากถึงนักเรียนทุกคนให้ขยันใฝ่หาความรู้นะค่ะ วันนี้ครูนำเสนอเรื่องราวที่ไม่ใช่แนวชีววิทยาเหมือนที่ผ่านมา แต่นับว่าเป็นเรื่องราวที่น่าสนใจ นั่นคือเรื่องดาวฤกษ์ค่ะ ลองติดตามกันดูนะค่ะ

นักดาราศาสตร์ค้นพบดาวฤกษ์ดวงยักษ์ โตใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ของเราถึง 320 เท่า ส่องสว่างไสวกว่าเกือบ 10 ล้านเท่า เป็นดาวฤกษ์ดวงใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยพบมานักฟิสิกส์ดวงดาว ปอล โครว์เลอร์(Paul Crowther) ดาวฤกษ์ ยักษ์มีชื่อรหัสว่า "อาร์ 136 เอ 1" เมื่อตอนกำเนิด อาจจะอ้วนใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ 32 เท่า แต่เมื่อเวลาผ่านไปก็ได้ผอมลง เนื่องจากการเผาไหม้ตัวเอง "มันผิดกับคน ดาวฤกษ์ตอนกำเนิดจะอ้วนใหญ่ แต่พอนานไปน้ำหนักก็จะลดลง ดาวฤกษ์นี้อายุเกือบจะกลางคนแล้ว และน้ำหนักก็ลดไปมาก ดาวฤกษ์ดวงใหญ่ที่สุดจะมีอายุแค่ 3 ล้านปี ซึ่งในทางดาราศาสตร์ ถือว่าสั้นมาก"ดาวฤกษ์ยักษ์อยู่ใจกลางของกลุ่มดาวชื่อ "ทาแรนทูลา เนบูลา" อยู่ไกลจากทางช้างเผือกของเราประมาณ 165,000 ปีแสง อุณหภูมิที่ผิวพื้นไม่ต่ำกว่า 40,000 องศาเซลเซียส ร้อนกว่าของดวงอาทิตย์ 7 เท่า.(ไทยรัฐออนไลน์ : วันพุธที่ 28 กรกฎาคม   พ.ศ.2553 เข้าถึงข้อมูลได้ที่ ttp://www.thairath.co.th/content/edu/99300)

กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์
บรรจุในหลักสูตรสำหรับนักเรียนชั้นม.4-6 
มาตรฐาน ว7.1 เข้าใจวิวัฒนาการของระบบสุริยะ  กาแล็กซีและเอกภพ การปฎิสมัพันธ์ภายในระบบสุริยะ และผลต่อสิ่งมีชีวิตบนโลก มีกระบวนการสืบเสาะหาความรู้และนำความรู้ไปใช้ประโยชน์
ตัวชี้วัดชี้วัดช่วงชั้น ว.4-6/2 สืบค้นและอธิบายธรรมชาติและวิวัฒนาการของดาวฤกษ์

เร้าความสนใจ Why?
1. ดาวฤกษ์คืออะไร
2. ทางช้างเผือกหมายความถึงสิ่งใดในระบบสุริยะ
3. เหตุใดเมื่อเวลาผ่านไปดาวฤกษ์จึงมีขนาดลดลง

       ดาวฤกษ์ คือวัตถุท้องฟ้าที่เป็นก้อนพลาสมาสว่างขนาดใหญ่ที่คงอยู่ได้ด้วยแรงโน้มถ่วง ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด คือ ดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักของโลก ดาวฤกษ์อื่น ๆ จะสามารถมองเห็นบนท้องฟ้ายามราตรี หากไม่มีแสงจากดวงอาทิตย์บดบัง ในประวัติศาสตร์ ดาวฤกษ์ที่โดดเด่นที่สุดบนทรงกลมท้องฟ้าจะถูกจัดเข้าด้วยกันเป็นกลุ่มดาว และดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดจะได้รับการตั้งชื่อโดยเฉพาะ บัญชีรายชื่อดาวฤกษ์ส่วนขยายจะได้รับการรวบรวมโดยนักดาราศาสตร์ เพื่อเป็นมาตรฐานในการตั้งชื่อดาวฤกษ์

      ดาวฤกษ์ถือกำเนิด ขึ้นจากเมฆโมเลกุลที่ยุบตัวโดยมีไฮโดรเจนเป็นส่วนประกอบหลัก เช่นเดียวกับฮีเลียม และธาตุที่หนักกว่าปริมาณเล็กน้อย เมื่อแก่นของดาวฤกษ์มีความหนาแน่นเพียงพอแล้ว ไฮโดรเจนบางส่วนจะถูกเปลี่ยนเป็นฮีเลียมผ่านกระบวนการนิวเคลียร์ฟิวชั่นอย่างต่อเนื่องส่วนภายในที่เหลือของดาวฤกษ์จะนำพลังงานออกจากแก่นผ่านทางกระบวนการแผ่รังสีและการพาความร้อนประกอบกัน ความดันภายในของดาวฤกษ์ป้องกันมิให้มันยุบตัวต่อไปจากแรงโน้มถ่วงของมันเอง เมื่อเชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่แก่นของดาวหมด ดาวฤกษ์ที่มีมวลอย่างน้อย 0.4 เท่าของดวงอาทิตย์จะพองตัวออกจนกลายเป็นดาวยักษ์แดง ซึ่งในบางกรณี ดาวเหล่านี้จะหลอมธาตุที่หนักกว่าที่แก่นหรือในเปลือกรอบแก่นของดาว จากนั้น ดาวยักษ์แดงจะวิวัฒนาการไปสู่รูปแบบเสื่อม มีการรีไซเคิลบางส่วนของสสารไปสู่สิ่งแวดล้อมระหว่างดาว สสารเหล่านี้จะก่อให้เกิดดาวฤกษ์รุ่นใหม่ซึ่งมีอัตราส่วนของธาตุหนักที่สูงกว่า(https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%94%E0%B8%B2%E0%B8%A7%E0%B8%A4%E0%B8%81%E0%B8%A9%E0%B9%8C)

                                ภาพดาวฤกษ์ (ที่มาของภาพhttps://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%94%E0%B8%B2%E0%B8%A7%E0%B8%A4%E0%B8%81%E0%B8%A9%E0%B9%8C)

       กาแล็กซี (Galaxy) หรือ ดาราจักร หมายถึง อาณาจักรของดาว กาแล็กซีหนึ่งๆ ประกอบด้วยก๊าซ ฝุ่น และดาวฤกษ์หลายพันล้านดวง กาแล็กซีมีขนาดใหญ่หมื่นล้านถึงแสนล้านปีแสง “ทางช้างเผือก” เป็นกาแล็กซีของเรามีขนาดประมาณหนึ่งแสนปีแสง เนื่องจากโลกของเราอยู่ภายในทางช้างเผือก  การศึกษาโครงสร้างของทางช้างเผือก จำต้องศึกษาจากภายในออกมา การศึกษากาแล็กซีอื่นๆ จึงช่วยให้เราเข้าใจกาแล็กซีของตัวเองมากขึ้น  กาแล็กซีทางช้างเผือก (The Milky Way Galaxy) เป็นกาแล็กซีแบบกังหัน มีดาวประมาณแสนล้านดวง มวลรวมประมาณ 9 หมื่นล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ แบ่งเป็น 3 ส่วน ดังนี้

1.  จาน (Disk) ประกอบด้วยแขนของกาแล็กซี มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 100,000 ปีแสง หนาประมาณ 1,000 – 2,000 ปีแสง มีดาวฤกษ์ประมาณ 400,000 ล้านดวง องค์ประกอบหลักเป็นฝุ่น ก๊าซ และประชากรดาวประเภทหนึ่ง (Population I) ซึ่งมีสเปคตรัมของโลหะอยู่มาก 
  
2. ส่วนโป่ง (Bulge) คือบริเวณใจกลางของกาแล็กซี มีขนาดประมาณ 6,000 ปีแสง มีฝุ่นและก๊าซเพียงเล็กน้อย องค์ประกอบหลัก เป็นประชากรดาวประเภทหนึ่งที่เก่าแก่ และประชากรดาวประเภทสอง (Population II) ซึ่งเป็นดาวเก่าแก่แต่มีโลหะเพียงเล็กน้อย  
  
3.  เฮโล (Halo) อยู่ล้อมรอบส่วนโป่งของกาแล็กซี มีองค์ประกอบหลักเป็น “กระจุกดาวทรงกลม” (Global Cluster) จำนวนมาก แต่ละกระจุกประกอบด้วยดาวฤกษ์นับล้านดวง ล้วนเป็นประชากรดาวประเภทสอง นักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่า กระจุกดาวทรงกลมเป็นโครงสร้างเก่าของกาแล็กซี เพราะมันโคจรขึ้นลงผ่านส่วนโป่งของกาแล็กซี  
(https://siamclassview.edu.chula.ac.th/chas01887/blog/view.php?Bid=1251363514127329&msite=chas01887)

ภาพกาแลกซีทางช้างเผือก
(ที่มาของภาพ : https://www.bantan.ac.th/blog/?p=986)

      ทาแรนทูลา เนบูลา เป็นชื่อเรียกของ ดาวพเนจรนี้อยู่ที่ชายขอบของเนบิวลา 30 Doradus ซึ่งเป็นแหล่งเพาะฟักดาวอย่างคึกคักในเมฆแมกเจลแลนใหญ่ การค้นพบเพิ่มหลักฐานว่าดาวมวลสูงที่สุดในเอกภพท้องถิ่น อยู่ใน 30 Doradus ทำให้มันกลายเป็นห้องทดลองที่ดีในการศึกษาดาวรุ่นยักษ์ 30 Doradus นั้นบางครั้งก็ถูกเรียกว่า เนบิวลาทารันทูล่า(Tarantula Nebula) อยู่ห่างจากโลกออกไป 170,000 ปีแสง(https://www.darasartonline.com/webnews/index.asp?news=381)

    ภาพใจกลางของทาแรนทูลา เนบูลา R136 
(ที่มาของภาพ :https://en.wikipedia.org/wiki/Tarantula_Nebula )

ประเด็นน่าคิด สะกิดการอภิปราย
1. ทาแรนทูลา เนบิวลา หมายถึงปรากฏการณ์ใดในอวกาศ
2. ทาแรนทูลา เกี่ยวข้องกับแมงมุมอย่่างไร
3. ดาวฤกษ์บนท้องฟ้ามีผลต่อสิ่งมีชีวิตบนโลกอย้่างไรบ้าง

ความรู้สู่การบูรณาการ
บูรณาการกับภูมิปัญญาไทย เช่น การเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ส่งผลต่อโลกอย่างไร
ดาวฤกษ์และพิธีกรรมทางศาสนา ค้นคว้าหาข้อมูลเพิ่มเติมได้จาก  https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%94%E0%B8%B2%E0%B8%A7%E0%B8%A4%E0%B8%81%E0%B8%A9%E0%B9%8C

กิจกรรมเพิ่มเสริมความรู้
1. ค้นหาความรู้ของอาชีพนักดาราศาสตร์

อ้างอิง
ภาพไอคอนจาก https://en.wikipedia.org/wiki/Tarantula_Nebula
https://www.thairath.co.th/content/edu/99300
https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%94%E0%B8%B2%E0%B8%A7%E0%B8%A4%E0%B8%81%E0%B8%A9%E0%B9%8C
https://siamclassview.edu.chula.ac.th/chas01887/blog/view.php?Bid=1251363514127329&msite=chas01887
https://www.darasartonline.com/webnews/index.asp?news=381

 
ที่มา : https://www.sahavicha.com/?name=knowledge&file=readknowledge&id=2966