วิวัฒนาการของดาวฤกษ์

ดาวฤกษ์ไม่ได้อยู่ตลอดไป มันเกิดจากเมฆแก๊ส ใช้เชื้อเพลิงในแกนอยู่นานหลายล้านถึงหลายล้านล้านปี และจบชีวิตในรูปแบบที่ขึ้นกับมวลเป็นหลัก

การเกิด

ดาวฤกษ์เกิดในเมฆโมเลกุลที่เย็นและหนาแน่น เมื่อบางส่วนของเมฆยุบตัวลงด้วยแรงโน้มถ่วง แก๊สจะร้อนขึ้นเป็นดาวฤกษ์ก่อนเกิด (protostar) เมื่อแกนร้อนถึงราว 10 ล้านเคลวิน ฟิวชันไฮโดรเจนจะเริ่มขึ้น และดาวฤกษ์ก็ "เกิด" อย่างเป็นทางการ ดาวมักเกิดพร้อมกันเป็นกลุ่มในกระจุกดาว ส่วนก้อนแก๊สที่มีมวลน้อยกว่าราว 8% ของดวงอาทิตย์จะร้อนไม่พอให้ฟิวชันไฮโดรเจนเริ่มได้ กลายเป็นดาวแคระน้ำตาล ซึ่งอยู่กึ่งกลางระหว่างดาวฤกษ์กับดาวเคราะห์ยักษ์

ช่วงชีวิตหลัก

ดาวใช้เวลาราว 90% ของชีวิตอยู่ในช่วงแถบลำดับหลัก คือช่วงที่หลอมไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมในแกน ดาวที่มีมวลมากกว่าจะร้อน สว่าง และใช้เชื้อเพลิงเร็วกว่ามาก

• ดาวมวล 10 เท่าของดวงอาทิตย์ อยู่ได้ราว 20 ถึง 30 ล้านปี
• ดวงอาทิตย์ อยู่ได้ราว 10,000 ล้านปี
• ดาวแคระแดงมวลน้อย อยู่ได้หลายล้านล้านปี นานกว่าอายุปัจจุบันของเอกภพมาก จึงยังไม่มีดาวแคระแดงดวงใดตายเลย

แผนภาพเฮิร์ตสปรัง-รัสเซลล์

ราวปี ค.ศ. 1910 นักดาราศาสตร์สองคนนำดาวจำนวนมากมาวางในกราฟระหว่างอุณหภูมิผิว (หรือสี) กับความสว่างจริง พบว่าดาวไม่ได้กระจายแบบสุ่ม แต่รวมกันเป็นแถบและกลุ่มชัดเจน เช่น แถบลำดับหลัก กลุ่มดาวยักษ์ และกลุ่มดาวแคระขาว แผนภาพนี้จึงเป็นเหมือนแผนที่ที่บอกว่าดาวแต่ละดวงอยู่ในช่วงชีวิตไหน

บั้นปลายของดาวมวลน้อยถึงปานกลาง

เมื่อไฮโดรเจนในแกนหมด แกนจะหดตัวและร้อนขึ้น ส่วนชั้นนอกพองออกจนดาวกลายเป็นดาวยักษ์แดง ที่ใหญ่กว่าเดิมนับร้อยเท่า ต่อมาฮีเลียมในแกนเริ่มหลอมเป็นคาร์บอนและออกซิเจน จนในที่สุดดาวจะปล่อยชั้นนอกออกไปเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ และเหลือแกนเป็นดาวแคระขาว นี่คืออนาคตของดวงอาทิตย์

บั้นปลายของดาวมวลมาก

ดาวที่มีมวลเกินราว 8 เท่าของดวงอาทิตย์จะกลายเป็นดาวยักษ์ใหญ่ และหลอมธาตุหนักขึ้นเรื่อย ๆ เป็นชั้น ๆ คล้ายหัวหอม จนแกนกลางเป็นเหล็ก การหลอมเหล็กไม่ให้พลังงาน แกนจึงยุบตัวในพริบตาและเกิดซูเปอร์โนวา ซากที่เหลือเป็นดาวนิวตรอน หรือถ้ามวลมากพอก็เป็นหลุมดำ

ธาตุที่ดาวสร้างขึ้นและกระจายออกมาเมื่อตาย กลายเป็นวัตถุดิบของดาวรุ่นต่อไป รวมถึงดาวเคราะห์และสิ่งมีชีวิต คาร์ล เซแกน จึงกล่าวไว้ว่าเราทุกคนสร้างขึ้นจากสสารของดวงดาว