กระจุกดาว: ห้องทดลองธรรมชาติของดาราศาสตร์

ดาวฤกษ์ส่วนใหญ่เกิดเป็นกลุ่ม เมฆโมเลกุลก้อนใหญ่ยุบตัวและแตกออกเป็นก้อนเล็ก ๆ จำนวนมาก แต่ละก้อนกลายเป็นดาว ดาวที่เกิดพร้อมกันเหล่านี้คือกระจุกดาว

กระจุกดาวเปิด

• มีดาวไม่กี่สิบถึงไม่กี่พันดวง กระจายตัวหลวม ๆ ขนาดราวไม่กี่ถึงยี่สิบปีแสง
• อายุน้อย ส่วนใหญ่ไม่กี่ล้านถึงไม่กี่ร้อยล้านปี
• อยู่ในจานของทางช้างเผือก ดาวมีธาตุหนักมาก
• ยึดกันไว้หลวม ๆ แรงไทดัลของดาราจักรและการผ่านใกล้เมฆแก๊สค่อย ๆ ดึงดาวออกไป กระจุกส่วนใหญ่สลายตัวภายในไม่กี่ร้อยล้านปี ดวงอาทิตย์เองก็น่าจะเกิดในกระจุกที่สลายไปนานแล้ว

ตัวอย่างที่เห็นด้วยตาเปล่า เช่น ดาวลูกไก่ (พลีอะดีส) ห่างราว 440 ปีแสง อายุราว 100 ล้านปี มีดาวสีฟ้าร้อนจัดหลายดวง และกระจุกดาวไฮยาดีส ซึ่งเป็นรูปตัว V บนหน้าวัว ห่างราว 150 ปีแสง เป็นกระจุกดาวเปิดที่อยู่ใกล้ที่สุดและใช้ปรับเทียบระยะทางในดาราศาสตร์มาอย่างยาวนาน

กระจุกดาวทรงกลม

• มีดาวหลายแสนถึงหลายล้านดวง อัดแน่นเป็นทรงกลม ที่ใจกลางดาวอยู่ห่างกันเพียงราวเศษเสี้ยวของปีแสง
• แก่มาก ราว 10,000 ถึง 13,000 ล้านปี เกือบเท่าอายุเอกภพ
• อยู่ในฮาโลรอบดาราจักร ทางช้างเผือกมีราว 150 กระจุก ดาวมีธาตุหนักน้อย
• ยึดกันแน่นมากจนอยู่รอดได้หลายพันล้านปี

กระจุกที่ใหญ่ที่สุดของทางช้างเผือกคือโอเมกาเซนทอรี มีดาวราวสิบล้านดวง เห็นได้ด้วยตาเปล่าจากประเทศไทยต่ำ ๆ ทางทิศใต้ในช่วงต้นปีถึงกลางปี และอาจเป็นแกนของดาราจักรแคระที่ถูกทางช้างเผือกกลืนไป

นาฬิกาของจักรวาล

เพราะดาวทุกดวงในกระจุกอายุเท่ากัน แผนภาพเอชอาร์ของกระจุกจึงบอกอายุได้ ดาวมวลมากออกจากแถบลำดับหลักไปก่อน จุดที่แถบลำดับหลักหักเลี้ยวออกบอกมวลของดาวที่กำลังจะหมดไฮโดรเจน ซึ่งบอกอายุของกระจุก กระจุกดาวทรงกลมที่แก่ที่สุดมีอายุราว 12,000 ถึง 13,000 ล้านปี ในอดีต ตัวเลขนี้เคยดูมากกว่าอายุของเอกภพที่คำนวณจากค่าคงที่ฮับเบิล และเป็นหนึ่งในเบาะแสที่นำไปสู่การค้นพบพลังงานมืด

ดาวที่ดูอายุน้อยเกินไป

ในกระจุกดาวทรงกลมบางแห่ง มีดาวสีฟ้าที่สว่างกว่าจุดเลี้ยวออก ทั้งที่ดาวมวลขนาดนั้นควรหมดอายุไปแล้ว ดาวเหล่านี้เรียกว่าดาวหลงสีฟ้า เชื่อว่าเกิดจากดาวสองดวงที่ชนกันหรือถ่ายมวลให้กันในใจกลางกระจุกที่แออัด จนกลายเป็นดาวที่หนักขึ้นและดูอายุน้อยลง