Blue supergiant stars: ยักษ์แห่งกาแลคซี

มีดาวหลายประเภทที่นักดาราศาสตร์ศึกษา บางคนมีอายุยืนยาวและเจริญรุ่งเรือง ในขณะที่บางคนเกิดในเส้นทางที่รวดเร็ว สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีอายุค่อนข้างสั้นและกำลังจะตายจากการระเบิดหลังจากนั้นเพียงไม่กี่สิบล้านปี ยักษ์ใหญ่สีน้ำเงินอยู่ในกลุ่มที่สองนั้น พวกมันกระจัดกระจายไปทั่วท้องฟ้ายามค่ำคืน ตัวอย่างเช่น ดาวสว่าง Rigel ในกลุ่มดาว นาย  พรานเป็นหนึ่งเดียวและมีกลุ่มของพวกมันที่ใจกลางของพื้นที่ก่อตัวดาวมวลมาก เช่น กระจุก R136 ในเมฆแมกเจลแลนใหญ่

อะไรทำให้ดาวยักษ์สีน้ำเงินคืออะไร? 

ยักษ์สีน้ำเงินถือกำเนิดขึ้นอย่างใหญ่โต คิดว่าพวกเขาเป็นกอริลล่าแห่งดวงดาวน้ำหนัก 800 ปอนด์ ส่วนใหญ่มีมวลอย่างน้อย 10 เท่าของดวงอาทิตย์ และหลายดวงยังเป็นดาวยักษ์ที่มีขนาดใหญ่กว่านั้นอีกด้วย มวลมากที่สุดสามารถสร้างดวงอาทิตย์ได้ 100 ดวง (หรือมากกว่านั้น!)

ดาวมวลมากเช่นนี้ต้องการเชื้อเพลิงจำนวนมากเพื่อให้สว่าง สำหรับดาวฤกษ์ทั้งหมด เชื้อเพลิงนิวเคลียร์หลักคือไฮโดรเจน เมื่อไฮโดรเจนหมดลง พวกมันเริ่มใช้ฮีเลียมในแกนกลาง ทำให้ดาวเผาไหม้ร้อนขึ้นและสว่างขึ้น ความร้อนและแรงดันที่เกิดขึ้นในแกนกลางทำให้ดาวบวม เมื่อถึงจุดนั้น ดาวฤกษ์ก็ใกล้จะสิ้นอายุขัย และ ใน ไม่ช้า (ตามเวลาของ จักรวาลก็ตาม) จะประสบกับ เหตุการณ์ ซูเปอร์โนวา

มองลึกลงไปในฟิสิกส์ดาราศาสตร์ของ supergiant สีน้ำเงิน

นั่นคือบทสรุปสำหรับผู้บริหารของยักษ์สีน้ำเงิน การขุดลึกลงไปในวิทยาศาสตร์ของวัตถุดังกล่าวเล็กน้อยเผยให้เห็นรายละเอียดที่มากขึ้น เพื่อให้เข้าใจถึงสิ่งเหล่านี้ สิ่งสำคัญคือต้องรู้ฟิสิกส์ของการทำงานของดวงดาว นั่นคือวิทยาศาสตร์ที่เรียกว่าฟิสิกส์ดาราศาสตร์ เผยให้เห็นว่าดวงดาวใช้ชีวิตส่วนใหญ่ในช่วงเวลาที่กำหนดว่า “อยู่ในแถบลำดับหลัก ” ในระยะนี้ ดาวฤกษ์จะเปลี่ยนไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมในแกนกลางของพวกมันผ่านกระบวนการนิวเคลียร์ฟิวชั่นที่เรียกว่าสายโซ่โปรตอน-โปรตอน ดาวมวลสูงยังสามารถใช้วัฏจักรคาร์บอน-ไนโตรเจน-ออกซิเจน (CNO) เพื่อช่วยขับเคลื่อนปฏิกิริยา

อย่างไรก็ตาม เมื่อเชื้อเพลิงไฮโดรเจนหมดลง แกนกลางของดาวจะยุบตัวลงและร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้ทำให้ชั้นนอกของดาวขยายตัวออกเนื่องจากความร้อนที่เพิ่มขึ้นในแกนกลาง สำหรับดาวฤกษ์ มวลต่ำและมวลปานกลาง ขั้นตอนดังกล่าวทำให้พวกมันวิวัฒนาการกลายเป็น  ดาวยักษ์แดงในขณะที่ดาวฤกษ์มวลสูงกลายเป็นดาวยักษ์แดง

ในดาวมวลสูง แกนกลางจะเริ่มหลอมฮีเลียมเป็นคาร์บอนและออกซิเจนในอัตราที่รวดเร็ว พื้นผิวของดาวเป็นสีแดง ซึ่งตามกฎของ Wienเป็นผลโดยตรงจากอุณหภูมิพื้นผิวที่ต่ำ แม้ว่าแกนกลางของดาวจะร้อนมาก แต่พลังงานก็กระจายไปทั่วภายในดาว เช่นเดียวกับพื้นที่ผิวที่ใหญ่อย่างเหลือเชื่อ เป็นผลให้อุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยอยู่ที่ 3,500 ถึง 4,500 เคลวินเท่านั้น

เมื่อดาวฤกษ์หลอมรวมธาตุที่หนักและหนักกว่าเข้าไปในแกนกลาง อัตราการหลอมรวมอาจแปรผันอย่างมาก ณ จุดนี้ ดาวฤกษ์อาจหดตัวในตัวเองในช่วงที่มีการละลายช้าๆ และจากนั้นจะกลายเป็นดาวยักษ์สีน้ำเงิน ไม่ใช่เรื่องแปลกที่ดาวดังกล่าวจะแกว่งไปมาระหว่างขั้นของดาวยักษ์แดงและดาวยักษ์สีน้ำเงินก่อนจะเกิดเป็นซูเปอร์โนวาในที่สุด

เหตุการณ์ซูเปอร์โนวาประเภท II สามารถเกิดขึ้นได้ในช่วงวิวัฒนาการของดาวยักษ์แดง แต่ก็สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อดาวฤกษ์วิวัฒนาการกลายเป็นดาวยักษ์สีน้ำเงิน ตัวอย่างเช่น ซูเปอร์โนวาปี 1987 ในเมฆแมกเจลแลนใหญ่คือการตายของซุปเปอร์ยักษ์สีน้ำเงิน

คุณสมบัติของยักษ์สีน้ำเงิน

แม้ว่าดาวยักษ์แดงจะเป็นดาวฤกษ์ที่ใหญ่ที่สุดแต่ละดวงมีรัศมีระหว่าง 200 ถึง 800 เท่าของรัศมีดวงอาทิตย์ของเรา แต่ดาวยักษ์สีน้ำเงินนั้นมีขนาดเล็กกว่าอย่างเห็นได้ชัด ส่วนใหญ่มีรัศมีน้อยกว่า 25 ดวง อย่างไรก็ตาม ในหลายกรณีพบว่าพวกมันมีขนาดใหญ่ที่สุดในเอกภพ (การได้รู้ว่าการมีมวลมากนั้นไม่ได้เหมือนกับการมีขนาดใหญ่เสมอไป วัตถุขนาดใหญ่ที่สุดในจักรวาล หลุมดำ มีขนาดเล็กมาก) ยักษ์สีน้ำเงินยังมีลมดาวฤกษ์ที่พัดผ่านอย่างรวดเร็วและเบาบางในอวกาศ 

การตายของยักษ์สีน้ำเงิน

ดังที่เราได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ supergiants จะตายในฐานะซุปเปอร์โนวาในที่สุด เมื่อทำเช่นนั้น ขั้นตอนสุดท้ายของวิวัฒนาการอาจเป็นเหมือน  ดาวนิวตรอน (พัลซาร์) หรือหลุมดำ การระเบิดของซูเปอร์โนวายังปล่อยเมฆก๊าซและฝุ่นที่สวยงาม ซึ่งเรียกว่าเศษซากของซูเปอร์โนวา ที่รู้จักกันดีคือเนบิวลาปูซึ่งดาวฤกษ์ดวงหนึ่งระเบิดเมื่อหลายพันปีก่อน ปรากฏให้เห็นบนโลกในปี ค.ศ. 1054 และยังสามารถมองเห็นได้ในปัจจุบันผ่านกล้องโทรทรรศน์ แม้ว่าดาวฤกษ์แม่ของ Crab อาจไม่ใช่ดาวยักษ์สีน้ำเงิน แต่ก็แสดงให้เห็นชะตากรรมที่รอคอยดาวฤกษ์ดังกล่าวเมื่อพวกมันใกล้สิ้นอายุขัย

แก้ไขและปรับปรุงโดย  Carolyn Collins Petersen