ก้อนสีแดง

กลุ่ม ดาว สีแดง (Red Clump ) คือกลุ่มดาวยักษ์แดงที่ รวมตัวกัน ในแผนภาพเฮิรตสปรุง-รัสเซลล์ (Hertzsprung–Russell diagram)ที่อุณหภูมิประมาณ 5,000 เคลวิน และความสว่างสัมบูรณ์ (M ) +0.5 ซึ่งร้อนกว่า ดาวฤกษ์สาขา ยักษ์แดงส่วนใหญ่ที่มีความสว่างเท่ากันเล็กน้อย สามารถมองเห็นได้เป็นบริเวณที่หนาแน่นกว่าของสาขายักษ์แดง หรือเป็นส่วนที่ยื่นออกมาทางด้านอุณหภูมิสูง กลุ่มดาวนี้เด่นชัดในกระจุกดาวเปิด หลายแห่งในกาแล็กซี และยังสังเกตเห็นได้ใน กระจุกดาวทรงกลมอายุกลางหลายแห่งและในดาวฤกษ์ใกล้เคียง (เช่นดาวฤกษ์ฮิปปาร์คอส )
ดาวยักษ์กลุ่มสีแดงเป็น ดาวฤกษ์ ประเภทกิ่งแนวนอนที่ มีอุณหภูมิต่ำ ซึ่งเดิมทีเป็นดาวฤกษ์ที่มีลักษณะคล้ายดวงอาทิตย์ แต่ได้ผ่านกระบวนการระเบิดของฮีเลียมและกำลังหลอมรวมฮีเลียมในแกนกลางของพวกมัน
คุณสมบัติ
คุณสมบัติของดาวฤกษ์กลุ่มสีแดงจะแตกต่างกันไปตามแหล่งกำเนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งขึ้นอยู่กับความเป็นโลหะของดาวฤกษ์ แต่โดยทั่วไปแล้วจะมีสเปกตรัมประเภท K ตอนต้นและอุณหภูมิยังผลประมาณ 5,000 K ความสว่าง สัมบูรณ์ ของดาวฤกษ์ยักษ์กลุ่มสีแดงที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ได้รับการวัดโดยเฉลี่ยที่ +0.81 โดยมีความโลหะอยู่ระหว่าง −0.6 ถึง +0.4 เดกซ์[ 1 ]
คุณสมบัติของดาวกลุ่มสีแดงมีความแตกต่างกันอย่างมาก แม้แต่ในกลุ่มดาวที่คล้ายคลึงกัน เช่น กระจุกดาวเปิด ส่วนหนึ่งเป็นเพราะความแปรผันตามธรรมชาติของอุณหภูมิและความสว่างของดาวสาขาแนวนอนเมื่อก่อตัวและวิวัฒนาการ และอีกส่วนหนึ่งเป็นเพราะมีดาวดวงอื่นที่มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกันอยู่ด้วย[ 2 ] แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วดาวกลุ่มสีแดงจะร้อนกว่าดาวสาขายักษ์แดง แต่ทั้งสองบริเวณก็ทับซ้อนกัน และสถานะของดาวแต่ละดวงสามารถระบุได้ก็ต่อเมื่อมีการศึกษาความอุดมสมบูรณ์ทางเคมีอย่างละเอียดเท่านั้น[ 3 ] [ 4 ]
วิวัฒนาการ

การสร้างแบบจำลองของกิ่งแนวนอนแสดงให้เห็นว่าดาวฤกษ์มีแนวโน้มอย่างมากที่จะรวมกลุ่มกันที่ปลายเย็นของกิ่งแนวนอนอายุศูนย์ (ZAHB) แนวโน้มนี้จะอ่อนลงในดาวฤกษ์ที่มีโลหะต่ำ ดังนั้นกลุ่มสีแดงจึงมักจะเด่นชัดกว่าในกระจุกดาวที่มีโลหะสูง อย่างไรก็ตาม ยังมีผลกระทบอื่นๆ อีก และมีกลุ่มสีแดงที่มีประชากรหนาแน่นในกระจุกดาวทรงกลมที่มีโลหะต่ำบางแห่ง[ 6 ] [ 7 ]
ดาวฤกษ์ที่มีมวลใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์จะวิวัฒนาการไปทางปลายกิ่งดาวยักษ์แดงโดยมี แกนฮีเลียม ที่เสื่อมสภาพ ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าจะออกจากกิ่งดาวยักษ์แดงเร็วกว่าและเกิดการวนลูปสีน้ำเงินแต่ดาวฤกษ์ทั้งหมดที่มีแกนที่เสื่อมสภาพจะไปถึงปลายกิ่งด้วยมวลแกน อุณหภูมิ และความสว่างที่ใกล้เคียงกันมาก หลังจากการระเบิดของฮีเลียม พวกมันจะเรียงตัวอยู่ตามแนว ZAHB โดยทั้งหมดมีแกนฮีเลียมที่มีมวลต่ำกว่า 0.5 M☉ เล็กน้อย และคุณสมบัติของพวกมันส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยขนาดของชั้นไฮโดรเจนที่อยู่นอกแกน มวลชั้นนอกที่ต่ำกว่าส่งผลให้การหลอมรวมของเปลือกไฮโดรเจน อ่อนลงและทำให้ ดาวฤกษ์ที่ร้อนกว่าและมีความสว่างน้อยกว่าเล็กน้อยเรียงตัวอยู่ตามแนวกิ่งแนวนอน มวลเริ่มต้นที่แตกต่างกันและการแปรผันตามธรรมชาติของอัตราการสูญเสียมวลในกิ่งดาวยักษ์แดงทำให้เกิดความแปรผันในมวลชั้นนอกแม้ว่าแกนฮีเลียมจะมีขนาดเท่ากันทั้งหมด ดาวฤกษ์ที่มีโลหะต่ำจะไวต่อขนาดของชั้นไฮโดรเจนมากกว่า ดังนั้นด้วยมวลชั้นนอกที่เท่ากัน พวกมันจึงกระจายตัวไปไกลกว่าตามแนวกิ่งแนวนอนและมีจำนวนน้อยลงที่ตกอยู่ในกระจุกสีแดง
แม้ว่าดาวกลุ่มสีแดงจะอยู่ทางด้านร้อนของกิ่งดาวยักษ์แดงที่พวกมันวิวัฒนาการมาจาก แต่ดาวกลุ่มสีแดงและดาวกิ่งดาวยักษ์แดงจากประชากรที่แตกต่างกันสามารถทับซ้อนกันได้ สิ่งนี้เกิดขึ้นในω Centauriซึ่งดาวกิ่งดาวยักษ์แดงที่มีโลหะน้อยจะมีอุณหภูมิเท่ากันหรือร้อนกว่าดาวยักษ์กลุ่มสีแดงที่มีโลหะมาก[ 3 ]
ดาวดวงอื่นที่ไม่ใช่ดาวสาขาแนวนอนอย่างเคร่งครัด สามารถอยู่ในบริเวณเดียวกันของแผนภาพ HR ได้ ดาวที่มีมวลมากเกินไปที่จะพัฒนาแกนฮีเลียมเสื่อมสภาพบนสาขายักษ์แดงจะจุดไฟฮีเลียมก่อนถึงปลายสาขายักษ์แดงและเกิดลูปสีน้ำเงิน สำหรับดาวที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์เพียงเล็กน้อย ประมาณ 2 M☉ ลูปสีน้ำเงินจะสั้นมากและมีความสว่างคล้ายกับดาวยักษ์แดงกลุ่มก้อน ดาวเหล่านี้พบได้น้อยกว่าดาวที่คล้ายดวงอาทิตย์หลาย และหายากยิ่งกว่าเมื่อเทียบกับดาวที่มีมวลน้อยกว่าดวงอาทิตย์ที่สามารถก่อตัวเป็นดาวยักษ์แดงกลุ่มก้อนได้ และระยะเวลาของลูปสีน้ำเงินนั้นน้อยกว่าเวลาที่ดาวยักษ์แดงกลุ่มก้อนใช้บนสาขาแนวนอนมาก ซึ่งหมายความว่าดาวปลอมเหล่านี้พบได้น้อยกว่ามากในแผนภาพ H–R แต่ก็ยังสามารถตรวจจับได้[ 2 ]
2–3 M☉จะผ่านกลุ่มสีแดงในขณะที่วิวัฒนาการไปตามกิ่งดาวกึ่งยักษ์นี่เป็นช่วงวิวัฒนาการ ที่รวดเร็วมากอีกครั้ง แต่ดาวฤกษ์เช่นOU Andromedaeพบอยู่ในบริเวณกลุ่มสีแดง (5,500 K และ 100 L☉ แม้ว่าจะคิดว่าเป็นดาวกึ่งยักษ์ที่ข้ามช่องว่างเฮิรตสปรุง[ 2 ]
แท่งเทียนมาตรฐาน
ตามทฤษฎีแล้วความสว่างสัมบูรณ์ของดาวฤกษ์ในกลุ่มดาวแดงนั้นค่อนข้างเป็นอิสระจากองค์ประกอบหรืออายุของดาวฤกษ์ ดังนั้นจึงสามารถใช้เป็นมาตรฐานอ้างอิงในการประมาณระยะทางทางดาราศาสตร์ได้ทั้งภายในกาแล็กซีของเราและไปยังกาแล็กซีและกระจุกดาวใกล้เคียง การเปลี่ยนแปลงเนื่องจากความเป็นโลหะ มวล อายุ และการดูดกลืนแสงส่งผลกระทบต่อการสังเกตการณ์ด้วยตาเปล่ามากเกินไปจนไม่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ แต่ผลกระทบนั้นน้อยกว่ามากในย่านอินฟราเรด โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสังเกตการณ์ในย่านอินฟราเรด ใกล้I ได้ถูกนำมาใช้เพื่อ กำหนดระยะทางของกลุ่มดาวแดง ค่าความสว่างสัมบูรณ์ของกลุ่มดาวแดงที่ความเป็นโลหะเท่ากับดวงอาทิตย์ได้รับการวัดที่ −0.22 ในย่าน Iและ −1.54 ในย่าน K [ 8 ] ระยะทางไปยังศูนย์กลางกาแล็กซีได้รับการวัดด้วยวิธีนี้ โดยให้ผลลัพธ์ 7.52 กิโลพาร์เซก ซึ่งสอดคล้องกับวิธีการอื่นๆ[ 9 ]
ตุ่มแดง
กลุ่มสีแดงไม่ควรสับสนกับ "ปุ่มสีแดง" หรือปุ่มกิ่งยักษ์แดง ซึ่งเป็นกลุ่มดาวขนาดยักษ์ที่สังเกตได้ยากกว่าซึ่งอยู่กึ่งกลางกิ่งยักษ์แดงเกิดจากดาวที่เคลื่อนตัวขึ้นกิ่งยักษ์แดงมีความสว่างลดลงชั่วคราวเนื่องจากการพาความร้อนภายใน[ 10 ]
ตัวอย่าง
ดาวยักษ์แดงสว่างหลายดวงที่มองเห็นได้บนท้องฟ้า แท้จริงแล้วเป็นดาวกลุ่มสีแดงประเภท G หรือ K ตอนต้นพอลลักซ์ดาวยักษ์แดงที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด เชื่อกันว่าเป็นดาวกลุ่มสีแดง[ 11 ]ตัวอย่างอื่นๆ ที่รู้จักกันดี ได้แก่:
บางครั้ง Arcturusถูกคิดว่าเป็นดาวยักษ์กระจุก[ 16 ]แต่ปัจจุบันมักถูกพิจารณาว่าอยู่บนกิ่งดาวยักษ์แดง ซึ่งค่อนข้างเย็นกว่าและสว่างกว่าดาวกระจุกแดง[ 17 ]
ลิงก์ภายนอก
- หน้าเว็บของ Stanek เกี่ยวกับกลุ่มก้อนสีแดงที่ใช้ในการวัดระยะทาง