กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 12 นาที

ประชากรดาวฤกษ์

ในปี พ.ศ. 2487 Walter Baadeได้จัดกลุ่มดาวฤกษ์ภายในกาแล็กซีทางช้างเผือกออกเป็นกลุ่มดาวฤกษ์ในบทคัดย่อของบทความของ Baade เขาได้ยอมรับว่าJan...

ประชากรดาวฤกษ์

ภาพจำลองโครงสร้างเกลียวของทางช้างเผือกโดยศิลปิน แสดงประเภทประชากรดาวทั่วไปของบาเด (Baade) บริเวณ สีฟ้าในแขนเกลียวประกอบด้วยดาวฤกษ์ประเภทที่ 1 ซึ่งมีอายุน้อยกว่า ในขณะที่ ดาวฤกษ์ สีเหลืองในส่วนนูนกลางเป็นดาวฤกษ์ประเภทที่ 2 ซึ่งมีอายุมากกว่า ในความเป็นจริง ดาวฤกษ์ประเภทที่ 1 จำนวนมากก็พบปะปนอยู่กับดาวฤกษ์ประเภทที่ 2 ที่มีอายุมากกว่าด้วย

ในปี พ.ศ. 2487 Walter Baadeได้จัดกลุ่มดาวฤกษ์ภายในกาแล็กซีทางช้างเผือกออกเป็นกลุ่มดาวฤกษ์ในบทคัดย่อของบทความของ Baade เขาได้ยอมรับว่าJan Oortเป็นผู้คิดค้นการจัดประเภทนี้ขึ้นมาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2469 [ 1 ]

Baade สังเกตว่าดาวสีน้ำเงินมีความสัมพันธ์อย่างมากกับแขนกังวล และดาวสีเหลืองมีจำนวนมากใกล้กับใจกลางกาแล็กซีและภายในกระจุกดาวทรงกลม [ 2 ] แบ่งกลุ่มหลักออกเป็นสองกลุ่มคือ กลุ่มดาว ประเภท Iและกลุ่ม ดาว ประเภท IIโดยมีการเพิ่มกลุ่มสมมติฐานใหม่ที่เรียกว่ากลุ่มดาวประเภท IIIในปี 1978

ในบรรดาประเภทประชากร พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในสเปกตรัมดาวฤกษ์ที่สังเกตได้แต่ละแบบ ต่อมาพบว่ามีความสำคัญมากและอาจเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของดาวฤกษ์ จลนพลศาสตร์ที่สังเกตได้[ 3 ] อายุของดาวฤกษ์ และแม้กระทั่งวิวัฒนาการของกาแล็กซีทั้งในกาแล็กซีเกลียวและกาแล็กซีวงรีชั้นประชากรสามชั้นง่ายๆ เหล่านี้แบ่งดาวฤกษ์ตามองค์ประกอบทางเคมีหรือความเป็นโลหะได้อย่าง มีประโยชน์ [ 4 ] [ 5 ] [ 3 ]ในศัพท์ทางฟิสิกส์ ดาราศาสตร์ โลหะหมายถึงธาตุทั้งหมดที่หนักกว่าฮีเลียมรวมถึงอโลหะ ทางเคมี เช่น ออกซิเจน[ 6 ]

ตามคำจำกัดความ กลุ่มประชากรแต่ละกลุ่มแสดงแนวโน้มที่ปริมาณโลหะที่ต่ำกว่าบ่งชี้ถึงอายุของดาวฤกษ์ที่มากขึ้น ดังนั้น ดาวฤกษ์ดวงแรกในจักรวาล (ปริมาณโลหะต่ำมาก) จึงถูกจัดอยู่ในกลุ่มประชากร IIIดาวฤกษ์เก่า (ปริมาณโลหะต่ำ) เป็นกลุ่มประชากร IIและดาวฤกษ์ใหม่ (ปริมาณโลหะสูง) เป็นกลุ่มประชากร I [ 7 ] ดวงอาทิตย์ถือเป็นกลุ่มประชากร I ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ใหม่ที่มีปริมาณโลหะค่อนข้างสูงถึง 1.4%

การพัฒนาที่ยอดเยี่ยม

การสังเกตสเปกตรัมของดาวฤกษ์เผยให้เห็นว่าดาวฤกษ์ที่มีอายุมากกว่าดวงอาทิตย์มีธาตุหนักน้อยกว่าเมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์[ 3 ]สิ่งนี้ชี้ให้เห็นทันทีว่าความเป็นโลหะได้วิวัฒนาการผ่านรุ่นของดาวฤกษ์โดยกระบวนการ สังเคราะห์ นิวเคลียส ของดาวฤกษ์

การก่อตัวของดาวฤกษ์ดวงแรก

ตามแบบจำลองจักรวาลวิทยาในปัจจุบัน สสารทั้งหมดที่สร้างขึ้นในบิ๊กแบงส่วนใหญ่ประกอบด้วยไฮโดรเจน (75%) และฮีเลียม ( 25%) โดยมีธาตุเบาอื่นๆ เช่นลิเธียมและเบริลเลียม เพียงส่วนน้อยมาก [ 8 ]เมื่อจักรวาลเย็นตัวลงมากพอ ดาวฤกษ์ดวงแรกก็ถือกำเนิดขึ้นเป็นดาวฤกษ์ประเภท III โดยไม่มีโลหะหนักปนเปื้อนใดๆ สันนิษฐานว่าสิ่งนี้ส่งผลต่อโครงสร้างของดาวฤกษ์ ทำให้มวลของดาวฤกษ์มีมากกว่าดวงอาทิตย์หลายร้อยเท่า ในทางกลับกัน ดาวฤกษ์ขนาดใหญ่เหล่านี้ก็วิวัฒนาการอย่างรวดเร็วมาก และ กระบวนการ สังเคราะห์นิวเคลียส ของพวกมัน ได้สร้างธาตุ 26 ธาตุแรก (จนถึงเหล็กในตารางธาตุ ) [ 9 ]

แบบจำลองทางทฤษฎีของดาวฤกษ์จำนวนมากแสดงให้เห็นว่าดาวฤกษ์มวลมากประเภท III ส่วนใหญ่ใช้เชื้อเพลิงหมดอย่างรวดเร็วและน่าจะระเบิดเป็นซูเปอร์โนวาที่มีพลังงานสูงมากจากความไม่เสถียรของคู่การระเบิดเหล่านั้นจะกระจายวัสดุของพวกมันออกไปอย่างทั่วถึง โดยปล่อยโลหะออกไปสู่ตัวกลางระหว่างดาว (ISM) เพื่อรวมเข้ากับดาวฤกษ์รุ่นต่อๆ ไป การทำลายล้างของพวกมันบ่งชี้ว่าไม่ควรมีดาวฤกษ์มวลมากประเภท III ในกาแล็กซีที่สามารถสังเกตได้[ 10 ]อย่างไรก็ตาม อาจพบดาวฤกษ์ประเภท III บางดวงใน กาแล็กซีที่ มีการเลื่อนไปทางแดง สูง ซึ่งแสงของพวกมันมีต้นกำเนิดมาจากช่วงต้นประวัติศาสตร์ของจักรวาล[ 11 ] นักวิทยาศาสตร์พบหลักฐานของดาวฤกษ์ขนาดเล็กมากที่มีโลหะน้อยมากเล็กกว่าดวงอาทิตย์เล็กน้อย พบในระบบดาวคู่ของแขนกังวลในทางช้างเผือกการค้นพบนี้เปิดโอกาสให้สามารถสังเกตดาวฤกษ์ที่เก่าแก่กว่านี้ได้[ 12 ]

ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากเกินไปจนไม่สามารถสร้างซูเปอร์โนวาแบบคู่ไม่เสถียรได้ น่าจะยุบตัวลงเป็นหลุมดำผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการสลายตัวด้วยแสงโดยที่สสารบางส่วนอาจหลุดรอดออกมาในระหว่างกระบวนการนี้ในรูปของเจ็ตสัมพัทธภาพและสิ่งนี้ก็อาจกระจายโลหะชนิดแรกๆ ไปสู่จักรวาลได้เช่นกัน[ 13 ] [ 14 ] [ a ]

การก่อตัวของดาวฤกษ์ที่สังเกตได้

ดาวฤกษ์ที่เก่าแก่ที่สุดที่สังเกตได้จนถึงปัจจุบัน[ 10 ]ซึ่งรู้จักกันในชื่อกลุ่มดาว II มีค่าความเป็นโลหะต่ำมาก[ 16 ] [ 7 ]เมื่อดาวฤกษ์รุ่นต่อมาถือกำเนิดขึ้น พวกมันก็จะมีค่าความเป็นโลหะสูงขึ้น เนื่องจาก เมฆ ก๊าซที่พวกมันก่อตัวขึ้นได้รับฝุ่น ที่มีโลหะสูง ซึ่งผลิตโดยดาวฤกษ์รุ่นก่อนๆ จากกลุ่มดาว III

เมื่อดาวฤกษ์ประเภทที่ 2 เหล่านั้นดับลง พวกมันจะคืนสสารที่อุดมด้วยโลหะกลับสู่สสารระหว่างดาวฤกษ์ผ่านทางเนบิวลาดาวเคราะห์และซูเปอร์โนวา ทำให้เนบิวลาเหล่านั้นอุดมด้วยโลหะมากยิ่งขึ้น ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของดาวฤกษ์ดวงใหม่ ดาวฤกษ์ที่อายุน้อยที่สุดเหล่านี้ รวมถึงดวงอาทิตย์จึงมีปริมาณโลหะสูงที่สุด และถูกเรียกว่าดาวฤกษ์ประเภทที่ 1

การจำแนกประเภททางเคมีโดย Walter Baade

ประชากร I ดาว

ดาวฤกษ์ ริเจลในกลุ่มดาวประเภท I พร้อมเนบิวลาสะท้อนแสงIC 2118

ดาวฤกษ์ประเภท I เป็นดาวฤกษ์อายุน้อยที่มีปริมาณโลหะสูงที่สุดในบรรดาดาวฤกษ์ทั้งสามประเภท และมักพบได้ทั่วไปในแขนกังวลของกาแล็กซีทางช้างเผือกดวงอาทิตย์ถือเป็นดาวฤกษ์ประเภท I ระดับกลาง ในขณะที่μ Arae ที่มีลักษณะคล้ายดวงอาทิตย์นั้น มีปริมาณโลหะสูงกว่ามาก[ 17 ] (คำว่า " อุดมไปด้วยโลหะ"ใช้เพื่ออธิบายดาวฤกษ์ที่มีปริมาณโลหะสูงกว่าดวงอาทิตย์อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งสูงกว่าที่สามารถอธิบายได้ด้วยข้อผิดพลาดในการวัด)

ดาวฤกษ์ประเภท I มักมีวงโคจรวงรี ปกติ รอบศูนย์กลางกาแล็กซี โดยมี ความเร็วสัมพัทธ์ต่ำก่อนหน้านี้มีการตั้งสมมติฐานว่าความเป็นโลหะสูงของดาวฤกษ์ประเภท I ทำให้พวกมันมีแนวโน้มที่จะมีระบบดาวเคราะห์มากกว่าดาวฤกษ์อีกสองประเภท เนื่องจากดาวเคราะห์โดยเฉพาะดาวเคราะห์ภาคพื้นดินเชื่อกันว่าเกิดจากการสะสมของโลหะ[ 18 ]อย่างไรก็ตาม การสังเกตการณ์ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์พบว่ามีดาวเคราะห์ขนาดเล็กกว่าโคจรรอบดาวฤกษ์ที่มีความเป็นโลหะหลากหลายระดับ ในขณะที่ดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ขนาดใหญ่ที่มีศักยภาพจะกระจุกตัวอยู่รอบดาวฤกษ์ที่มีความเป็นโลหะค่อนข้างสูง ซึ่งเป็นการค้นพบที่มีนัยสำคัญต่อทฤษฎีการก่อตัวของแก๊สยักษ์[ 19 ]ระหว่างดาวฤกษ์ประเภท I และประเภท II ที่อยู่ตรงกลาง จะมีดาวฤกษ์ประเภทดิสก์ที่อยู่ตรงกลาง

ดาวฤกษ์ประเภท 2

ทางช้างเผือก ดาวฤกษ์ประเภทที่สอง (Population II stars) พบได้ในบริเวณใจกลางกาแล็กซีและกระจุกดาวทรงกลม

ดาวฤกษ์ประเภท II หรือดาวฤกษ์ที่มีโลหะน้อย คือดาวฤกษ์ที่มีธาตุหนักกว่าฮีเลียมค่อนข้างน้อย วัตถุเหล่านี้ก่อตัวขึ้นในช่วงเวลาแรกๆ ของจักรวาล ดาวฤกษ์ประเภท II ระดับกลางพบได้ทั่วไปในบริเวณส่วนนูนใกล้ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือกในขณะที่ดาวฤกษ์ประเภท II ที่พบในฮาโลของกาแล็กซีมีอายุมากกว่าและจึงมีโลหะน้อยกว่ากระจุกดาวทรงกลมยังมีดาวฤกษ์ประเภท II จำนวนมากอีกด้วย[ 20 ]

ลักษณะเฉพาะของดาวฤกษ์ประเภท II คือ แม้จะมีโลหะโดยรวมน้อยกว่า แต่พวกมันมักจะมีอัตราส่วนของธาตุอัลฟา (ธาตุที่ผลิตโดยกระบวนการอัลฟาเช่นออกซิเจนและนีออน ) ต่อเหล็ก (Fe) สูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับดาวฤกษ์ประเภท I ทฤษฎีปัจจุบันชี้ให้เห็นว่านี่เป็นผลมาจากซูเปอร์โนวาประเภท IIมีส่วนสำคัญต่อตัวกลางระหว่างดาวฤกษ์ในขณะที่พวกมันก่อตัวขึ้น ในขณะที่ การเสริมโลหะ ของซูเปอร์โนวาประเภท Iaเกิดขึ้นในภายหลังในช่วงพัฒนาการของจักรวาล[ 21 ]

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พบว่าดาวฤกษ์ที่มีอายุมาก/โลหะต่ำมาก ทั้งในกาแล็กซีของเราและนอกกาแล็กซีมีการรวมกันของระดับเหล็กที่ต่ำมากและระดับคาร์บอน ที่สูงมาก [ 22 ] - พบว่าดาวฤกษ์ประเภท Population II ในกาแล็กซีแคระPictor II ที่จางมาก มีระดับเหล็ก < 1/43,000 และ ระดับ แคลเซียม < 1/160,000 ของดวงอาทิตย์ แต่มีคาร์บอน > 3000 เท่าของระดับดวงอาทิตย์[ 22 ]เนื่องจาก Pictor II มีขนาดเล็กมากซูเปอร์โนวา ที่รุนแรง จะขับไล่วัสดุทั้งหมดที่ไม่ได้ตกลงมากลับเข้าไปในวัตถุขนาดกะทัดรัด ที่เกิดขึ้น ดังนั้นจึงคาดว่าธาตุต่างๆ ก่อตัวขึ้นในซูเปอร์โนวาที่มีพลังงานต่ำกว่า[ 22 ]

นักวิทยาศาสตร์ได้กำหนดเป้าหมายดาวฤกษ์ที่เก่าแก่ที่สุดเหล่านี้ในการสำรวจที่แตกต่างกันหลายครั้ง รวมถึงการสำรวจปริซึมวัตถุประสงค์ HK ของTimothy C. Beers และคณะ [ 23 ] และการสำรวจ Hamburg- ESOของ Norbert Christlieb และคณะ[ 24 ]ซึ่งเริ่มต้นจากควาซาร์ ที่จาง จนถึงปัจจุบัน พวกเขาได้ค้นพบและศึกษาดาวฤกษ์ที่มีโลหะน้อยมาก (UMP) อย่างละเอียดประมาณสิบดวง (เช่นดาวของ Sneden , ดาวของ Cayrel , BD +17° 3248 ) และดาวฤกษ์ที่เก่าแก่ที่สุดสามดวงที่รู้จักในปัจจุบัน ได้แก่HE 0107-5240 , HE 1327-2326และHE 1523-0901ดาวของ Caffauถูกระบุว่าเป็นดาวฤกษ์ที่มีโลหะน้อยที่สุดเท่าที่เคยมีมาเมื่อถูกค้นพบในปี 2012 โดยใช้ข้อมูลจากการสำรวจท้องฟ้าดิจิทัลสโลนอย่างไรก็ตาม ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2557 มีการประกาศการค้นพบดาวฤกษ์ที่มีโลหะต่ำกว่าเดิมอีกดวงหนึ่ง คือSMSS J031300.36-670839.3ซึ่งระบุตำแหน่งได้ด้วยความช่วยเหลือจาก ข้อมูลการสำรวจทางดาราศาสตร์ SkyMapperดาวฤกษ์ที่มีโลหะน้อยกว่าแต่ใกล้กว่าและสว่างกว่า จึงเป็นที่รู้จักมานานกว่า ได้แก่HD 122563 ( ดาวยักษ์แดง ) และHD 140283 (ดาวกึ่งยักษ์ ) Gaia BH3 ซึ่งเป็น หลุมดำที่อยู่ใกล้โลกเป็นอันดับสองที่รู้จักกันตั้งอยู่ใน กระแสธารดาว ED-2 halo ก็มีดาวคู่ที่มีโลหะต่ำมากเช่นกัน เมื่อพิจารณาจากมวลที่สูงผิดปกติประมาณ 32.70 เท่าของมวลของดวงอาทิตย์ สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าดาวฤกษ์ Population II ที่มีมวลมากประสบกับการสูญเสียมวลน้อยลง ทำให้เกิดหลุมดำดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าขีดจำกัดมวลที่เกิดจากดาวฤกษ์ต้นกำเนิดที่มีโลหะมาก[ 25 ]

ดาวฤกษ์ประเภท III

ภาพจำลองของกลุ่มดาวประเภท III เมื่อ 100 ล้านปีหลังเกิดบิ๊กแบ
แสงเรืองรองที่อาจเกิดขึ้นจากดาวฤกษ์ประเภท III ที่ถ่ายภาพโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ของนาซา

ดาวฤกษ์ประเภท III [ 26 ]เป็นกลุ่มดาวฤกษ์สมมติที่มีมวลมาก สว่าง และร้อนจัด โดยแทบไม่มี " โลหะ " เลย ยกเว้นอาจจะเป็นเศษวัสดุที่ปะปนมาจากซูเปอร์โนวาประเภท III ยุคแรกๆ ที่อยู่ใกล้เคียง คำนี้ได้รับการแนะนำครั้งแรกโดย Neville J. Woolf ในปี 1965 [ 27 ] [ 28 ]ดาวฤกษ์ประเภทนี้มีแนวโน้มที่จะมีอยู่จริงในจักรวาลยุคแรกเริ่ม (เช่น ที่ค่าเรดชิฟต์สูง) และอาจเริ่มต้นการผลิตธาตุเคมีที่หนักกว่าไฮโดรเจนซึ่งจำเป็นสำหรับการก่อตัวของดาวเคราะห์และสิ่งมีชีวิตอย่างที่เราทราบกัน ในภายหลัง [ 29 ] [ 30 ]

การมีอยู่ของดาวฤกษ์ประเภท III ได้รับการอนุมานจากจักรวาลวิทยาเชิงฟิสิกส์แต่ยังไม่มีการสังเกตโดยตรง หลักฐานทางอ้อมของการมีอยู่ของพวกมันพบได้ในกาแล็กซีที่ถูกเลนส์ความโน้มถ่วงในส่วนที่ไกลมากของจักรวาล[ 31 ]การมีอยู่ของพวกมันอาจอธิบายได้ว่าทำไมธาตุหนัก ซึ่งไม่สามารถสร้างขึ้นได้ในบิ๊กแบงจึงถูกสังเกตพบในสเปกตรัมการปล่อยของควาซาร์ [ 9 ] นอกจากนี้ยังคิดว่าพวกมันเป็นส่วนประกอบของกาแล็กซีสีน้ำเงินจางๆ ดาวฤกษ์เหล่านี้มีแนวโน้มที่จะกระตุ้นช่วงเวลาของ การแตกตัวเป็นไอออนของจักรวาล ซึ่ง เป็นการเปลี่ยนเฟสครั้งสำคัญของก๊าซไฮโดรเจนที่ประกอบขึ้นเป็นส่วนใหญ่ของตัวกลางระหว่างดาว การสังเกตการณ์กาแล็กซีUDFy-38135539ชี้ให้เห็นว่ามันอาจมีบทบาทในกระบวนการแตกตัวเป็นไอออนนี้หอดูดาวทางใต้ของยุโรปค้นพบกลุ่มดาวฤกษ์รุ่นแรกที่สว่างมากในกาแล็กซีCosmos Redshift 7จากช่วงเวลาการแตกตัวเป็นไอออนประมาณ 800 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบง ที่z = 6.60 ส่วนที่เหลือของกาแล็กซีมีดาวฤกษ์ประเภท II สีแดงกว่าในภายหลัง[ 29 ] [ 32 ]บางทฤษฎีกล่าวว่ามีดาวฤกษ์ประเภท III สองรุ่น[ 33 ]

ภาพจำลองของศิลปินเกี่ยวกับดาวฤกษ์ดวงแรก ๆ เมื่อ 400 ล้านปีหลังจากการระเบิดครั้งใหญ่ (บิ๊กแบง)

ทฤษฎีปัจจุบันมีความเห็นแตกต่างกันว่าดาวฤกษ์ดวงแรกมีมวลมากหรือไม่ ความเป็นไปได้หนึ่งคือดาวฤกษ์เหล่านี้มีขนาดใหญ่กว่าดาวฤกษ์ในปัจจุบันมาก คือมีมวลหลายร้อยเท่าของมวลของดวงอาทิตย์และอาจมากถึง 1,000 เท่าของมวลของดวงอาทิตย์ ดาวฤกษ์ดังกล่าวจะมีอายุสั้นมากและอยู่ได้เพียง 2–5 ล้านปี[ 34 ]การขาดธาตุหนักและสสารระหว่างดาวฤกษ์ ที่อุ่นกว่ามาก จากบิ๊กแบงอาจทำให้ดาวฤกษ์ขนาดใหญ่เช่นนี้ก่อตัวขึ้นได้ ในทางกลับกัน ทฤษฎีที่เสนอในปี 2009 และ 2011 ชี้ให้เห็นว่ากลุ่มดาวฤกษ์กลุ่มแรกอาจประกอบด้วยดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ที่ล้อมรอบด้วยดาวฤกษ์ขนาดเล็กหลายดวง[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]ดาวฤกษ์ขนาดเล็ก หากยังคงอยู่ในกระจุกดาวที่กำเนิดขึ้น จะสะสมก๊าซมากขึ้นและไม่สามารถอยู่รอดมาจนถึงปัจจุบันได้ แต่การศึกษาในปี 2017 สรุปว่า หากดาวฤกษ์ที่มีมวล 0.8 เท่าของมวลของดวงอาทิตย์ ( M☉ )หรือน้อยกว่า ถูกขับออกจากกระจุกดาวที่กำเนิดขึ้นก่อนที่จะสะสมมวลมากขึ้น มันสามารถอยู่รอดมาจนถึงปัจจุบันได้ อาจจะอยู่ในกาแล็กซีทางช้างเผือกของเราด้วยซ้ำ[ 38 ]

การวิเคราะห์ข้อมูลของ ดาวฤกษ์ประเภท II ที่ มีโลหะ ต่ำมาก เช่นHE 0107-5240ซึ่งเชื่อว่ามีโลหะที่ผลิตโดยดาวฤกษ์ประเภท III บ่งชี้ว่าดาวฤกษ์ที่ปราศจากโลหะเหล่านี้มีมวล 20~130 เท่าของมวลของดวงอาทิตย์[ 39 ]ในทางกลับกัน การวิเคราะห์กระจุกดาวทรงกลมที่เกี่ยวข้องกับกาแล็กซีรูปวงรีชี้ให้เห็นว่าซูเปอร์โนวาแบบคู่ที่ไม่เสถียรซึ่งโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับดาวฤกษ์ที่มีมวลมาก เป็นสาเหตุขององค์ประกอบโลหะ ของพวกมัน [ 40 ]นี่จึงอธิบายได้ว่าทำไมจึงไม่มีการสังเกตดาวฤกษ์มวลน้อยที่มีโลหะ เป็นศูนย์ แม้ว่าจะมีการสร้างแบบจำลองสำหรับดาวฤกษ์ประเภท III ที่มีขนาดเล็กกว่าก็ตาม[ 41 ] [ 42 ] กลุ่มดาวที่มี ดาวแคระแดงหรือดาวแคระน้ำตาลที่มีโลหะเป็นศูนย์(อาจเกิดจากซูเปอร์โนวาแบบคู่ที่ไม่เสถียร[ 16 ] ) ได้รับการเสนอให้เป็นผู้สมัคร ของ สสารมืด[ 43 ] [ 44 ] แต่การค้นหา MACHOประเภทนี้ผ่านไมโครเลนส์แรงโน้มถ่วงได้ผลลัพธ์เป็นลบ

ดาวฤกษ์ประเภท III ถือเป็นเมล็ดพันธุ์ของหลุมดำในเอกภพยุคแรก แตกต่างจาก เมล็ดพันธุ์ หลุมดำ มวลมาก เช่นหลุมดำที่เกิดจากการยุบตัวโดยตรง ดาวฤกษ์ประเภท IIIจะสร้างหลุมดำมวลน้อย หากพวกมันสามารถเติบโตจนมีมวลมากกว่าที่คาดไว้ พวกมันอาจกลายเป็นกึ่งดาวฤกษ์ซึ่งเป็นเมล็ดพันธุ์สมมติฐานอีกชนิดหนึ่งของหลุมดำมวลมาก ที่อาจมีอยู่จริงในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาเอกภพ ก่อนที่ไฮโดรเจนและฮีเลียมจะปนเปื้อนด้วยธาตุหนักอื่นๆ

การตรวจจับดาวฤกษ์ประเภท III เป็นเป้าหมายของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ของ NASA [ 45 ]

เมื่อวันที่ 8 ธันวาคม พ.ศ. 2565 นักดาราศาสตร์รายงานความเป็นไปได้ในการตรวจพบดาวฤกษ์ประเภท III ใน กาแล็กซี ที่มีค่าเรดชิฟต์ สูง ชื่อRX J2129–z8He II [ 46 ] [ 47 ]

เมื่อวันที่ 27 ตุลาคม พ.ศ. 2568 นักดาราศาสตร์ได้ตีพิมพ์บทความในวารสารAstrophysical Journal Letters โดยรายงานว่าLAP1-Bอาจเป็นกระจุกดาวประเภท III ที่ถูกสังเกตเป็นครั้งแรก โดยมีค่าเรดชิฟต์ z=6.6 และมีมวลรวมสูงสุดถึง 2700 เท่าของมวลของดวงอาทิตย์ ซึ่งดูเหมือนว่าจะตรงตามเกณฑ์ที่สำคัญที่สุดสามประการสำหรับดาวฤกษ์ที่จะถือว่าเป็นดาวประเภท III [ 48 ] [ 49 ]

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. ^ มีการเสนอว่าซูเปอร์โนวา SN 2006gyและ SN 2007bi เมื่อไม่นานมานี้ อาจเป็นซูเปอร์โนวาแบบคู่ที่ไม่เสถียรซึ่งดาวฤกษ์มวลมหาศาลประเภท III ดังกล่าวระเบิดขึ้น คลาร์ก (2010) คาดการณ์ว่าดาวฤกษ์เหล่านี้อาจก่อตัวขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ในดาราจักรแคระ เนื่องจากพวกมันประกอบด้วย สสารระหว่างดาวฤกษ์ดั้งเดิมที่ปราศจากโลหะเป็นส่วนใหญ่ซูเปอร์โนวาในอดีตในดาราจักรขนาดเล็กเหล่านี้อาจขับไล่เนื้อหาที่อุดมไปด้วยโลหะออกมาด้วยความเร็วสูงพอที่จะหลุดออกจากดาราจักร ทำให้ปริมาณโลหะในดาราจักรขนาดเล็กเหล่านั้นต่ำมาก [ 15 ]

อ่านเพิ่มเติม

  • Gibson, B. K. และคณะ (2013). "บทวิจารณ์: วิวัฒนาการทางเคมีของกาแล็กซี" (PDF) . สิ่งพิมพ์ของสมาคมดาราศาสตร์แห่งออสเตรเลีย . เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อวันที่ 20 มกราคม 2021. สืบค้นเมื่อ17 เมษายน 2018 .
  • เฟอร์ริส, ทิโมธี (1988). การก้าวสู่วัยผู้ใหญ่ในทางช้างเผือก . วิลเลียม มอร์โรว์ แอนด์ โค.หน้า 512. ISBN 978-0-688-05889-0.
  • คิปเปนฮาห์น, รูดอล์ฟ (1993). 100 พันล้านดวงอาทิตย์: การกำเนิด ชีวิต และความตายของดวงดาว . สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน. ISBN 978-0-691-08781-8– ผ่านทาง Google Books
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Stellar_population&oldid=1354133003#Population_I_stars "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ประชากรดาวฤกษ์

ในปี พ.ศ. 2487 Walter Baadeได้จัดกลุ่มดาวฤกษ์ภายในกาแล็กซีทางช้างเผือกออกเป็นกลุ่มดาวฤกษ์ในบทคัดย่อของบทความของ Baade เขาได้ยอมรับว่าJan...

การพัฒนาที่ยอดเยี่ยม

การสังเกตสเปกตรัมของ ดาวฤกษ์ เผยให้เห็นว่าดาวฤกษ์ที่มีอายุมากกว่าดวงอาทิตย์มีธาตุหนักน้อยกว่าเมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์ [ 3 ] สิ่งนี้ชี้ให้เห็นทันทีว่าความเป็นโลหะได้วิวัฒนาการผ่านรุ่นของดาวฤกษ์โดยกระบวนการ สังเคราะห์ นิวเคลียส ของดาวฤกษ์

การก่อตัวของดาวฤกษ์ดวงแรก

ตามแบบจำลองจักรวาลวิทยาในปัจจุบัน สสารทั้งหมดที่สร้างขึ้นใน บิ๊กแบง ส่วนใหญ่ประกอบด้วย ไฮโดรเจน (75%) และ ฮีเลียม ( 25%) โดยมีธาตุเบาอื่นๆ เช่น ลิเธียม และ เบริลเลียม เพียงส่วนน้อยมาก [ 8 ] เมื่อจักรวาลเย็นตัวลงมากพอ...

การก่อตัวของดาวฤกษ์ที่สังเกตได้

ดาวฤกษ์ที่เก่าแก่ที่สุดที่สังเกตได้จนถึงปัจจุบัน [ 10 ] ซึ่งรู้จักกันในชื่อกลุ่มดาว II มีค่าความเป็นโลหะต่ำมาก [ 16 ] [ 7 ] เมื่อดาวฤกษ์รุ่นต่อมาถือกำเนิดขึ้น พวกมันก็จะมีค่าความเป็นโลหะสูงขึ้น เนื่องจาก เมฆ ก๊าซ ที่พวกมันก่อตัวขึ้นได้รับ ฝุ่น ที่มีโลหะสูง...