กระบวนการแวมไพร์ คืนชีพดาวฤกษ์! ทำให้ดาวฤกษ์อายุมากกลับมาร้อนและสว่าง

กระบวนการแวมไพร์ (Vampirism) คือ การถ่ายเทมวลของระบบดาวคู่ในกระจุกดาวทรงกลม ส่งผลให้ดาวฤกษ์อายุมาก(สีแดง) กลับมาร้อนและสว่างเป็นดาวอายุน้อย (สีน้ำเงิน) อีกครั้ง เนื่องจากดาวฤกษ์กลุ่มนี้มีวิวัฒนาการไม่เป็นไปตามวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลัก จึงถูกเรียกว่า “ดาวแปลกพวกสีน้ำเงิน (Blue Straggler)”

'ดาวฤกษ์อายุมาก ดาวฤกษ์อายุน้อย คืออะไร ต่างกันอย่างไร ?'

จากแผนภาพ (1) จะเห็นว่าดาวฤกษ์ส่วนใหญ่เรียงตัวอยู่ในแถบลำดับหลัก (Main Sequence) สีของดาวบ่งบอกถึงอุณหภูมิและอายุ ดาวฤกษ์ที่มีอายุน้อยจะมีอุณหภูมิที่ผิวสูง มีสีน้ำเงินและสว่างมาก ส่วนดาวฤกษ์ที่มีอายุมากจะมีอุณหภูมิต่ำกว่าและมีสีแดง ดาวฤกษ์ที่มีมวลมาก เมื่อมีแรงดันจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ภายในแกนกลางมากกว่าแรงโน้มถ่วง จะเกิดการขยายตัวของแก๊ส ผลักดันให้ตัวดาวขยายใหญ่กว่าปกติมากและวิวัฒนาการออกจากแถบลำดับไปเป็น “ดาวยักษ์แดง (Red Giant)”

ส่วนดาวฤกษ์มวลน้อย เมื่อขยายตัวจนแรงดันจากแกนกลางหยุดผลักดัน ดาวจึงยุบตัวอย่างรวดเร็วด้วยแรงโน้มถ่วง ทำให้มวลสารอัดแน่นจนเหลือขนาดเล็กมากเรียกว่า “ดาวแคระขาว (White Dwarf)” ส่วนเนื้อสารของดาวจะถูกแรงดันของแก๊สร้อนสาดกระจายกลายเป็น “เนบิวลาดาวเคราะห์ (Planetary Nebula)”

'ทำไมปรากฏการณ์แวมไพร์เกิดในกระจุกดาวทรงกลม ?'

กระจุกดาวทรงกลม (Globular Cluster) ประกอบด้วยดาวฤกษ์อายุมากรวมตัวกันอย่างหนาแน่นตั้งแต่แสนดวงไปจนถึงหลายล้านดวง ดาวฤกษ์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นมาพร้อมกันในยุคแรก ๆ ของกาแล็กซีทางช้างเผือก คาดว่ามีอายุประมาณ 12,000 - 13,000 ล้านปี การก่อตัวของดาวฤกษ์ในกระจุกดาวทรงกลมนั้นสิ้นสุดลงเมื่อ 13,000 ล้านปีก่อน นักดาราศาสตร์จึงใช้อายุของดาวฤกษ์ในกระจุกดาวทรงกลมเป็นมาตรฐานวัดอายุของเอกภพ

กระจุกดาวทรงกลมส่วนใหญ่ประกอบด้วยดาวฤกษ์อายุมากสีส้มหรือสีแดง แต่กระจุกดาวทรงกลมบางกระจุกมีดาวฤกษ์อายุน้อยสีน้ำเงินปะปนอยู่ด้วย

ในปี พ.ศ.2496 แอลลัน เซนเดจ (Allan Sandage) นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน ค้นพบดาวฤกษ์สีน้ำเงินในกระจุกดาวทรงกลม M3 เป็นครั้งแรก โดยคาดว่าดาวฤกษ์สีน้ำเงินอาจจะยังไม่วิวัฒนาการ ขัดแย้งกับดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ในกระจุกดาว จึงเรียกดาวฤกษ์เหล่านี้ว่า ดาวแปลกพวกสีน้ำเงิน

ต่อมา นักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลศึกษากระจุกดาวทรงกลม M30 (2) พบว่า ดาวฤกษ์สีน้ำเงินเป็นดาวฤกษ์อายุมาก คาดว่าเกิดจากดาวฤกษ์ที่เข้าใกล้กันมากจนเกิดเป็นระบบดาวคู่ ดาวฤกษ์มวลน้อยกว่าจะดูดไฮโดรเจนของดาวฤกษ์ที่มวลมากกว่า ทำให้ดาวมวลน้อยสามารถเพิ่มความร้อนมากขึ้นเหมือนดาวที่เพิ่งเกิดใหม่และมีมวลเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าของมวลดาวฤกษ์เฉลี่ยในกระจุกดาว (3) จึงคล้ายกับแวมไพร์ (ผีชนิดหนึ่งตามความเชื่อของชาวยุโรป) ที่ดูดเลือดของมนุษย์เพื่อต่อชีวิตให้กับตัวเองนั่นเอง

เรียบเรียง : กฤษดา รุจิรานุกูล - เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์ สดร.