ดาวยักษ์แดง

(red giant)

Image credit: http://www.lcsd.gov.hk/CE/Museum/Space/EducationResource/Universe/framed_e/lecture/ch15/imgs/starlife.jpg

ดาวยักษ์แดง (red giant)

ดาวยักษ์แดงเป็นดาวขนาดใหญ่ มีอุณหภูมิที่ผิวประมาณ 2,500 ถึง 3,000 องศาเคลวิน (เป็นชนิดสเปกตรัม M หรือ K) รัศมีประมาณ 10 ถึง 100 เท่าของรัศมีของดวงอาทิตย์ ดาวยักษ์แดงเป็นสถานะหนึ่งของวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ ซึ่งสามารถเกิดขึ้นกับดาวฤกษ์มวลตั้งแต่น้อยกว่าดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์ที่มวลมากกว่ามวลของดวงอาทิตย์หลายสิบเท่า ดาวยักษ์แดงที่ใหญ่ที่สุดจะเกิดจากดาวฤกษ์มวลมากเรียกว่า ดาวมหายักษ์แดง (red supergiants)

รูปดาวยักษ์แดงเทียบกับขนาดของดวงอาทิตย์และขนาดของโลก

Image credit: http://www.lcsd.gov.hk/CE/Museum/Space/EducationResource/Universe/framed_e/lecture/ch15/imgs/red_size.jpg

ระยะทาง มวล และรัศมีของดาวยักษ์แดง

แม้ว่าดาวยักษ์แดงจะสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเหมือนดาวฤกษ์ทั่ว ๆ ไป แต่มันก็หายาก เพราะว่าดาวยักษ์แดงเป็นช่วงอายุสั้น ๆ ของดาวฤกษ์ ในช่วงก่อนปี 1990 นักดาราศาสตร์ยังไม่ค่อยรู้ระยะทาง และความสว่างของดาวยักษ์แดง แต่หลังจากภารกิจ Hipparcos (ในช่วงปี 1989-1993) นักดาราศาสตร์สามารถวัดระยะทางของดาวยักษ์แดงจำนวนมากได้อย่างแม่นยำ แต่มีเพียงไม่กี่ดวงที่นักดาราศาสตร์สามารถวัดมวลได้ เนื่องจากมวลของดาวฤกษ์สามารถวัดได้เฉพาะเมื่อมันเป็นระบบดาวคู่ สำหรับระบบดาวคู่ในกรณีที่ดาวดวงหนึ่งเป็นดาวยักษ์แดง มันก็จะกลืนดาวที่เป็นคู่ของมันได้ง่ายถ้าคู่ของมันอยู่ใกล้มันมากเกินไป แต่ถ้าคู่มันอยู่ไกลเกินไปมันก็จะใช้เวลาเป็นศตวรรษหรือมากกว่าในการโคจรครบหนึ่งรอบ ซึ่งทำให้การวัดมีความแม่นยำน้อยลงเช่นกัน

สำหรับรัศมีของดาวยักษ์แดงนั้น ไม่เพียงแต่จะยากในการวัด มันยังยากในการนิยามอีกด้วย เนื่องจากชั้นบรรยากาศของดาวยักษ์แดงค่อนข้างจะทึบมาก ๆ  ซึ่งนักดาราศาสตร์กำลังพยายามที่จะหาวิธีที่จะวัดให้แม่นยำขึ้น

ดาวยักษ์แดงกับการแปรแสง

นักดาราศาสตร์เชื่อว่าดาวยักษ์แดงมีการกระเพื่อมจึงทำให้เกิดการแปรแสง ดาวฤกษ์ที่เพิ่งเข้าสู่ระยะดาวยักษ์แดงจะมีการกระเพื่อมและแอมปลิจูดของการแปรแสงน้อย อย่างไรก็ตามแอมปลิจูดก็การแปรแสงจะเพิ่มขึ้นตามเวลา เมื่อดาวยักษ์แดงมีการกระเพื่อมมาก เราจะเรียกดาวฤกษ์นั้นว่าดาวแปรแสงชนิดไมรา (Mira variable) การกระเพื่อมจะขับแก๊สที่อยู่ส่วนนอกที่สุดของดาวออกไปด้วย เกิดเป็นวงแก๊สล้อมรอบดาวนั้น จนในที่สุดจะเหลือแต่ใจกลางซึ่งจะกลายเป็นดาวแคระขาวต่อไป และใช้เวลาอีกหลายพันปีกว่าที่จะเย็นตัว ก่อนที่ดาวแคระขาวจะเย็นตัวนั้น มันจะทำให้แก๊สที่อยู่รอบ ๆ ส่องสว่าง เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า “เนบิวลาดาวเคราะห์” (planetary nebula) ประมาณหนึ่งในสิบของดาวฤกษ์ที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่านั้น เป็นดาวยักษ์แดงที่มีสเปกตรัมแบบ K5 หรือเย็นกว่านั้น และส่วนมากมีการกระเพื่อมด้วยแอมปลิจูดน้อย ๆ   

ในช่วงทศวรรษ 1970 นักดาราศาสตร์ชื่อ Eggen ได้จัดชนิดของดาวแปรแสงซึ่งแบ่งตามแอมปลิจูดของการแปรแสง ได้แก่

1.    ดาวแปรแสงที่มีแอมปลิจูดของการกระเพื่อมน้อย (small amplitude red variables) เรียกว่า  SARVs

2.    ดาวแปรแสงที่มีแอมปลิจูดของการกระเพื่อมปานกลาง (medium amplitude red variables) เรียกว่า  MARVs

3.    ดาวแปรแสงที่มีแอมปลิจูดของการกระเพื่อมมาก (large amplitude red variables) เรียกว่า LARVs

4.    ดาวแปรแสงที่มีแอมปลิจูดของการกระเพื่อมน้อยมาก ๆ (ultra small amplitude red variables) เรียกว่า Sigma Librae stars

ซึ่งการแบ่งตามบัญชีรายชื่อของดาวแปรแสง (General Catalogue of Variables Stars) ได้จัดพวกดาวยักษ์แดงที่มีการกระเพื่อมอยู่ในดาวแปรแสง semi-reular หรือ SR ซึ่ง SR จะแบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือ SRa และ SRb โดยที่ SRa คือดาวแปรแสงที่มีคาบการแปรแสงคงที่ และ SRb คือดาวแปรแสงที่มีคาบการแปรแสงแบบไม่ชัดเจน

อ้างอิง

-    http://www.daviddarling.info/encyclopedia/R/redgiant.html

-    http://en.wikipedia.org/wiki/Red_giant