วิดีโอ

สรุป

ดาวดวงใดใหญ่ที่สุดในจักรวาล?

แล้วเหตุใดถึงใหญ่ขนาดนั้น?

และดาวฤกษ์คืออะไรล่ะ?

สิ่งที่อยากจะเป็นดั่งดวงดาว

เราจะเริ่มต้นการเดินทางที่โลก ไม่ใช่เพื่อเรียนรู้อะไรบางอย่าง แค่ให้รู้สึกถึงสเกลอย่างคลุมเครือ

สิ่งที่เล็กที่สุดที่มีคุณสมบัติคล้ายดาวฤกษ์ คือดาวแก๊สยักษ์ขนาดใหญ่ หรือดาวแคระน้ำตาลแรกเริ่ม

เช่น ดาวพฤหัสบดี (Jupiter) ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ

มีขนาดใหญ่กว่าโลก 11 เท่า และมีมวลมากกว่าโลก 317 เท่า

และมีสิ่งเดียวกันกับที่ดวงอาทิตย์มีไม่มากก็น้อย

แค่มีในปริมาณที่น้อยกว่ามากๆ

ช่วงเปลี่ยนผ่านไปเป็นดาวฤกษ์นั้น เริ่มต้นด้วยดาวแคระน้ำตาล

ดาวร่วงสุดเฟล ที่สร้างความผิดหวังอย่างใหญ่หลวงแก่ดาวฤกษ์ตัวแม่

พวกมันมีมวลอยู่ระหว่าง 13 ถึง 90 เท่าของดาวพฤหัสบดี

ดังนั้น แม้ว่าเราจะเอาดาวพฤหัสบดี 90 ดวงมาขว้างใส่กัน

ถึงจะเพลินตาที่ได้ชม แต่ก็ไม่พอที่จะสร้างเป็นดาวฤกษ์ได้อยู่ดี

ที่น่าสนใจคือ การเพิ่มมวลมาก ๆ ให้กับดาวแคระน้ำตาลนั้น

ไม่ได้ทำให้มันใหญ่ขึ้นมากเท่าไหร่ แค่ภายในดาวหนาแน่นมากขึ้น

สิ่งนี้จะเพิ่มความดันในแกนกลาง มากพอที่จะทำให้ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันบางอย่างเกิดขึ้นอย่างช้า ๆ และวัตถุจะเรืองแสงเล็กน้อย

ดังนั้น ดาวแคระน้ำตาลจึงเป็นดาวแก๊สยักษ์ส่องสว่างชนิดหนึ่งที่ไม่เข้าพวกกับหมวดหมู่ใด ๆ สักเท่าไหร่

แต่เราอยากพูดถึงดาวฤกษ์ ถ้าไม่อยากเป็นดาวร่วง งั้นเราไปกันต่อดีกว่า

ดาวฤกษ์แถบลำดับหลัก (Main sequence stars)

เมื่อดาวแก๊สขนาดใหญ่มีมวลผ่านเกณฑ์ขั้นต่ำแล้ว แกนของมันจะร้อนและหนาแน่นพอที่จะลุกไหม้ได้

ไฮโดรเจนถูกหลอมรวมเป็นฮีเลียมในแกนกลางของดาว ปลดปล่อยพลังงานปริมาณมหาศาล

ดาวฤกษ์ที่เป็นเช่นนั้น จะถูกเรียกว่า “ดาวฤกษ์แถบลำดับหลัก”

ดาวฤกษ์แถบลำดับหลักที่มีมวลยิ่งมาก จะเป็นดาวที่ยิ่งร้อนและสว่างมาก และมีอายุขัยที่ยิ่งน้อย

เมื่อระยะการเผาไหม้ของไฮโดรเจนสิ้นสุดลง ดาวฤกษ์จะขยายใหญ่ขึ้น

มากขึ้นเป็นร้อยเป็นพันเท่าของขนาดดั้งเดิม

แต่ระยะดาวยักษ์นี้คงอยู่เพียงเศษเสี้ยวเดียวของอายุขัย

ดังนั้น เราจะเปรียบเทียบดาวฤกษ์ในขั้นที่ต่างกันอย่างมากในช่วงชีวิตของพวกมัน

ซึ่งไม่ได้ทำให้พวกมันน่าประทับใจน้อยลง

แต่อาจจะดีกว่าที่จำได้ว่า เรากำลังจะเปรียบเทียบขนาดจากเด็กไปผู้ใหญ่

ตอนนี้ กลับมาเรื่องเดิมกันก่อน

ดาวฤกษ์แท้จริงที่เล็กที่สุดคือ ดาวแคระแดง (red dwarf)

มีมวลประมาณ 100 เท่าของดาวพฤหัสบดี เกือบไม่ใหญ่พอที่จะหลอมรวมไฮโดรเจนเป็นฮีเลียม

เพราะมันไม่ได้มีมวลที่มาก พวกมันจึงมีขนาดเล็ก ไม่ร้อนมาก และส่องแสงสลัว ๆ

พวกมันเป็นดาวฤกษ์แถบลำดับหลักชนิดเดียวที่ไม่ขยายใหญ่ขึ้นเมื่อพวกมันสิ้นอายุขัย แต่กลับ…แฟบลง

ดาวแคระแดง เป็นดาวฤกษ์ชนิดที่พบเจอได้มากที่สุดในจักรวาล

เพราะพวกมันเผาไหม้เชื้อเพลิงได้ช้ามาก กว่าจะเผาหมดใช้เวลาถึงสิบล้านล้านปี

คิดเป็นหนึ่งพันเท่าของอายุปัจจุบันของจักรวาล

ตัวอย่างเช่น หนึ่งในดาวฤกษ์ที่ใกล้โลกมากที่สุด คือดาวแคระแดงที่ชื่อดาวบาร์นาร์ด (Barnard’s Star)

แต่มันส่องแสงริบหรี่เกินกว่าจะเห็นได้โดยไม่ใช้กล้องโทรทรรศน์

เราเคยทำวิดีโอที่เกี่ยวกับดาวแคระแดงทั้งเรื่องไว้แล้ว ถ้าคุณต้องการเรียนรู้เพิ่มเติม

ขั้นต่อไป คือดาวฤกษ์อย่างดวงอาทิตย์ (Sun) ของเรา

จะบอกว่าดวงอาทิตย์นั้นครอบครองทั้งระบบสุริยะ ก็ดูไม่ยุติธรรม

เพราะมันก็คิดเป็น 99.86% ของมวลทั้งระบบแล้ว

มันเผาไหม้ได้ร้อนกว่าและสว่างกว่าดาวแคระแดง

อายุขัยของมันจึงลดเหลือประมาณหนึ่งหมื่นล้านปี

ดวงอาทิตย์มีมวลมากกว่าดาวบาร์นาร์ด 7 เท่า

แต่กลับทำให้มันสว่างกว่าเกือบ ๆ 300 เท่า และอุณหภูมิพื้นผิวสูงกว่า 2 เท่า

ไปดาวที่ใหญ่ขึ้นอีก

มวลที่เปลี่ยนไปเล็กน้อย กลับทำให้ความสว่างของดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักเปลี่ยนไปอย่างมหาศาล

ดาวที่สว่างที่สุดในท้องฟ้ายามค่ำคืน, ซิริอุส (Sirius)

มีมวลเป็น 2 เท่าของดวงอาทิตย์ กับรัศมีขนาด 1.7 เท่าของดวงอาทิตย์

แต่มีอุณหภูมิเกือบ 10,000 องศาเซลเซียส ซึ่งทำให้สว่างกว่าถึง 25 เท่า

ความร้อนที่เกิดขึ้นได้ลดอายุขัยของมันลง 4 เท่า จนเหลือ 2.5 พันล้านปี

ดาวฤกษ์ที่มีมวลเกือบเป็น 10 เท่าของดวงอาทิตย์ของเรา มีอุณหภูมิพื้นผิวเกือบ ๆ 25,000 องศาเซลเซียส

เบต้า เซนทอรี (β Centauri) มีดาวฤกษ์ของพวกมันอยู่ 2 ดวง ที่แต่ละดวงส่องสว่างได้ประมาณ 20,000 เท่าของดวงอาทิตย์

ด้วยกำลังแสงที่มาก แผ่ออกมาจากดาวที่ใหญ่กว่า (ดวงอาทิตย์) ถึง 13 เท่า

แต่มีเวลาให้เผาไหม้ได้ประมาณ 20 ล้านปี

ตลอดเวลาที่ดาวฤกษ์สีน้ำเงินนี้สิ้นอายุขัยจนหมดทุกดวง ก็เป็นเวลาที่ดวงอาทิตย์จะโคจรรอบกาแลกซีได้ครบรอบ

แล้วนี่ นับเป็นสูตรได้หรือไม่

มวลดาวฤกษ์ยิ่งมาก ขนาดดาวฤกษ์ยิ่งใหญ่

ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากที่สุดที่เราเคยรู้จัก คือ R136a1

มีมวล 315 เท่าของดวงอาทิตย์ และมีความสว่างกว่าดวงอาทิตย์เฉียด ๆ 9 ล้านเท่า

และถึงแม้จะมีมวลและกำลังแสงที่มหาศาล ก็ยังมีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์แค่ 30 เท่า

ดาวดวงนี้มีสภาพสุดขั้ว และมีแรงโน้มถ่วงที่ยึดดาวเข้าด้วยกันไม่ค่อยได้

ซึ่งทำให้สูญเสียเนื้อสารกว่า 321 ล้านล้านตัน ผ่านลมดาวฤกษ์ (Stellar wind)

ในทุก ๆ วินาที

ดาวฤกษ์ประเภทนี้หาได้ยากมาก ๆ เพราะมันแหกกฎการก่อตัวของดาวฤกษ์ไปเล็กน้อย

เมื่อดาวฤกษ์ดวงมโหฬารนี้ถือกำเนิดขึ้น พวกมันจะเผาไหม้จนร้อนและส่องสว่างอย่างสุดขีด

และปล่อยแก๊สส่วนเกินออกมา ซึ่งอาจทำให้มีมวลที่มากขึ้นได้

ดังนั้น ขีดจำกัดมวลของดาวฤกษ์ดวงนี้อยู่ที่ 150 เท่าของดวงอาทิตย์

ดาวฤกษ์อย่าง R136a1 อาจจะก่อตัวจากการรวมตัวกันของดาวฤกษ์มวลมากหลาย ๆ ดวง ในย่านที่ดาวฤกษ์หนาแน่น

และเผาไหม้ไฮโดรเจนในแกนกลางของพวกมันในเวลาไม่กี่ล้านปี

นั่นเลยทำให้มันหายาก และอายุขัยสั้น

จากนี้ไป ทริคที่ขยายดาวให้ใหญ่ขึ้น ไม่ได้เป็นการเพิ่มมวลอีกต่อไป

อยากให้ดาวฤกษ์ใหญ่กว่านี้ ต้องฆ่าพวกมันทิ้ง

ดาวยักษ์แดง (red giants)

เมื่อดาวฤกษ์แถบลำดับหลักเริ่มใช้ไฮโดรเจนที่แกนกลางจนหมด มันจะหดตัว ทำให้ร้อนขึ้นและหนาแน่นขึ้น

ความร้อนเพิ่มขึ้นนำไปสู่การฟิวชันที่เร็วขึ้น ซึ่งดันแรงโน้มถ่วงกลับ

และทำให้บริเวณชั้นนอกบวมโต เข้าสู่ระยะยักษ์ (giant phase)

และดาวฤกษ์เหล่านี้ก็กลายเป็นดาวยักษ์อย่างแท้จริง

ตัวอย่างเช่น กาครักซ์ (Gacrux)

มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์แค่ 30% เท่านั้น และได้ขยายตัวไป 84 เท่าของรัศมีเดิมของมัน

ถึงอย่างนั้น เมื่อดวงอาทิตย์เข้าสู่ระยะสุดท้ายของช่วงชีวิตมันแล้ว มันจะพองโตและขยายใหญ่ได้ยิ่งกว่า

200 เท่าของรัศมีปัจจุบัน

ในระยะสุดท้ายของช่วงชีวิต มันจะกลืนดาวเคราะห์ชั้นในไป

และถ้าคุณคิดว่ามันน่าประทับใจแล้ว สุดท้ายนี้ เราขอแนะนำดาวฤกษ์ที่ใหญ่ที่สุดในจักรวาล

ดาวไฮเปอร์ไจแอนท์ (Hypergiants)

ดาวไฮเปอร์ไจแอนท์ เป็นระยะยักษ์ของดาวฤกษ์มวลมหาศาลที่สุดในจักรวาล

พวกมันมีพื้นที่ผิวที่กว้างใหญ่ไพศาล ซึ่งสามารถแผ่รังสีแสงในปริมาณที่บ้าคลั่ง

ด้วยขนาดที่ใหญ่มากนี้ พวกมันจึงสลายตัวออกจากกัน

ตราบใดที่แรงโน้มถ่วงที่พื้นผิวนั้นอ่อนแรงเกินกว่าจะยึดมวลสารร้อน ๆ นี้ไว้ได้

ซึ่งหอบลมดาวฤกษ์อันทรงพลังไปด้วย

ดาวปืน (Pistol star) มีมวล 25 เท่าของดวงอาทิตย์ แต่มีรัศมีเป็น 300 เท่าของดวงอาทิตย์

เป็นดาวไฮเปอร์ไจแอนท์น้ำเงิน (Blue Hypergiants) ดวงหนึ่ง เรียกขานตามแสงสีน้ำเงินพลังงานสูงของมัน

ยากที่จะบอกได้ว่าดาวปืนจะอยู่ได้นานเท่าใด แต่อาจจะอยู่ได้ไม่กี่ล้านปี

ใหญ่ยิ่งกว่าดาวไฮเปอร์ไจแอนท์น้ำเงิน ก็คือดาวไฮเปอร์ไจแอนท์เหลือง (Yellow Hypergiants)

ดวงที่ถูกศึกษากันมากที่สุดคือ โร แคสซิโอเปีย (Rho Cassiopeiae)

ดาวดวงนี้สว่างมากจนมองเห็นด้วยตาเปล่า แม้ว่ามันจะอยู่ห่างจากโลกถึงพันปีแสง

มีมวลเป็น 40 เท่าของดวงอาทิตย์ ดาวฤกษ์ดวงนี้มีรัศมีเป็น 500 เท่าของดวงอาทิตย์

และสว่างกว่าถึง 500,000 เท่า

ถ้าโลกอยู่ใกล้ดาวโร แคสซิโอเปีย เหมือนกับที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์

โลกจะอยู่ข้างในดาวนั้น และคุณคงตายอย่างแน่นอน

ดาวไฮเปอร์ไจแอนท์เหลือง ก็ยังหายากมากเช่นกัน รู้จักกันแค่ 15 ดวง

แสดงว่าพวกมันเป็นแค่สถานะที่อายุขัยสั้น

พอ ๆ กับเวลาที่ดาวฤกษ์ขยายใหญ่หรือหดลงระหว่างระยะอื่นของไฮเปอร์ไจแอนท์

กับดาวไฮเปอร์ไจแอนท์แดง (Red Hypergiants) เราก็มาถึงจุดที่ดาวฤกษ์ใหญ่ที่สุดที่เรารู้จักแล้ว

หรืออาจจะเป็นดาวฤกษ์ที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้แล้ว

แล้วใครกันที่เป็นผู้ชนะในการแข่งขันสุดระห่ำนี้?

ความจริงแล้ว คือเราไม่รู้

ดาวไฮเปอร์ไจแอนท์แดงนั้นสว่างสุดขีดและอยู่ห่างไกลมาก

หมายความว่า แม้แต่ความไม่แน่นอนที่เกิดขึ้นจากการวัดเพียงเล็กน้อย

ส่งผลให้ขนาดที่วัดได้มีข้อผิดพลาดในขอบเขตที่กว้าง

แย่ไปกว่านั้น ดาวไฮเปอร์ไจแอนท์แดงมีขนาดใหญ่ประมาณระบบสุริยะ

ที่กำลังสลายตัวออกจากกัน ทำให้วัดขนาดได้ยากขึ้นไปอีก

ต่อให้เราพัฒนาวิทยาศาสตร์และอุปกรณ์ให้ดียิ่งขึ้น จะดาวที่ใหญ่ที่สุดดวงไหนก็จะเปลี่ยนไปอยู่ดี

ดาวฤกษ์ในปัจจุบันที่เราคิดว่าเป็นดวงที่ใหญ่ที่สุดที่เคยพบ ก็คือ Stephenson 2-18

มันอาจจะก่อกำเนิดมาจากดาวฤกษ์แถบลำดับหลักที่มีมวลเป็นสองสามเท่าของดวงอาทิตย์

และดูเหมือนตอนนี้ มันจะเสียมวลสารไปครึ่งหนึ่งแล้ว

ในขณะที่ดาวไฮเปอร์ไจแอนท์แดงทั่วไปมีขนาดเป็น 1,500 เท่าของดวงอาทิตย์

ค่าประมาณมากที่สุดแบบหยาบ ๆ ของ Stephenson 2-18 คือมีรัศมีเป็น 2,150 เท่าของดวงอาทิตย์

และส่องสว่างได้ถึง 500,000 เท่าของกำลังแสงอาทิตย์

เมื่อเปรียบเทียบแล้ว ดวงอาทิตย์เป็นเหมือนฝุ่นผงไปเลย

สมองของพวกเราไม่อาจเข้าถึงระดับสเกลนี้ได้เลย

แม้แต่อัตราเร็วแสง ก็ยังใช้เวลา 8.7 ชั่วโมงในการเดินทางวนรอบมันครบหนึ่งรอบ

เครื่องบินที่เร็วที่สุดในโลกยังใช้เวลาประมาณ 500 ปี

เมื่อยัดมันแทนดวงอาทิตย์ ก็กินพื้นที่ไปยังวงโคจรดาวเสาร์

เมื่อมันกลายร่าง มันอาจจะสลัดมวลออกมามากกว่า

และหดตัวกลับไปยังระยะไฮเปอร์ไจแอนท์ที่ร้อนกว่า

เกิดการสะสมธาตุมวลหนักในแกนกลาง

ก่อนที่สุดท้ายแล้วมันจะระเบิดเมื่อแกนกลางยุบตัว เป็นซูเปอร์โนวา (supernova)

ส่งมอบกลุ่มแก๊สกลับสู่กาแล็กซี

กลุ่มแก๊สนี้จะกลับไปรวมตัวกันใหม่ กลายเป็นรุ่นถัดไปของดาวฤกษ์ทุกชนิดทุกขนาด

เป็นการเริ่มวัฏจักรการเกิดขึ้น และ การดับไปอีกครั้ง เพื่อส่องแสงสว่างสู่จักรวาลของเรา

มาเริ่มการเดินทางกันอีกดีกว่า โดยครั้งนี้ ปราศจากเสียงพูดใด ๆ

จักรวาลนั้นกว้างใหญ่

[โลก]

มีสิ่งมหึมามากมายอยู่ภายใน [โลก]

[โลก]

[ดาวพฤหัสบดี]

[ดาวบาร์นาร์ด]

[ดวงอาทิตย์]

[ซิริอุส A]

[เบต้า เซนทอรี Aa/Ab]

[R136a1]

[กาครักซ์]

[ดาวปืน]

[โร แคสซิโอเปีย]

[สตีเฟนสัน 2-18]

ถ้าคุณยังอยากสนุกไปกับเรื่องขนาดอีกละก็ เรามีข่าวดีมาบอก

เราได้สร้างแอปแรกของเรา ‘Universe in a Nutshell’ ร่วมกับ Tim Urban ผู้อยู่เบื้องหลัง ‘Wait but Why’

คุณสามารถท่องเที่ยวได้อย่างราบรื่นไปยังตัวตนที่เล็กที่สุด

ผ่านโคโรนาไวรัส เซลล์ของมนุษย์ และไดโนเสาร์

ไปได้จนถึงดาวฤกษ์ที่ใหญ่ที่สุด และกาแล็กซี

และอัศจรรย์ใจไปกับทั้งเอกภพที่สังเกตได้

คุณสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับวัตถุแต่ละชนิดได้ หรือแค่สนุกไปกับการขยับสเกลครบจนหมด

แอปนี้ได้รับแรงบันดาลใจมาจากเว็บไซต์ ‘The scale of universe’ โดย Huang twins

เราใช้เวลาเล่นกับมันไปอย่างมาก เมื่อมันปล่อยออกมาได้ปีนึงแล้ว

แล้วรู้สึกว่ามันถึงเวลาแล้วที่จะสร้างเวอร์ชั่นของ Wait but Why และ Kurzgesagt ขึ้นมาสักที

คุณสามารถรับแอปได้บน App Store โดยไม่มีการซื้อภายในแอป และไม่มีโฆษณา

รวมไปถึงการอัปเดตในอนาคตทั้งหมด

และเมื่อเป็นแอปแรกของเรา เราอยากจะได้ยินฟีดแบคของพวกคุณ เพื่อให้เราได้ปรับปรุงแก้ไขต่อไป

หากคุณฟังดูเข้าท่าล่ะก็ ดาวน์โหลดแอป Universe in a Nutshell ตอนนี้เลย

และให้คะแนนรีวิว 5 ดาว กับเราถ้าคุณพร้อมจะสนับสนุน

Kurzgesagt และทุกโครงการที่เราทำ ได้รับงบประมาณส่วนใหญ่จากผู้ชม เช่นคุณ

แล้วถ้าคุณชอบแอปนี้ล่ะก็ เราจะทำโครงการดิจิทัลอีกในอนาคต

ขอบคุณสำหรับการรับชม

(ดนตรีเอาท์โทร)