นาย ภาณุวัฒน์ เอกธรรมสุทธิ์

งานนำเสนอเรื่อง: "นาย ภาณุวัฒน์ เอกธรรมสุทธิ์"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 นาย ภาณุวัฒน์ เอกธรรมสุทธิ์
เทคโนโลยีพลังงาน

2 The Future of Sun

3 วิวัฒนาการของดวงอาทิตย์
ดวงอาทิตย์มีความเป็นไปอย่างไร? Sackmann, Boothroyd, & Kraemer (1993), paper in the Astrophysical Journal (1993, Vol. 418, 457): โปรแกรมการวิวัฒนาการสถานะของดาว แบบจำลองรายละเอียดโครงสร้างของดวงดาว การสูญเสียมวลของดวงอาทิตย์ แบบจำลองตามข้อมูลเหล่านี้สามารถแกะรอยการวิวัฒนาการของดวง อาทิตย์ได้

4 ดวงอาทิตย์ในปัจจุบัน
คุณสมบัติ: อายุ = 4.55 พันล้านปี มวล = 1 M sun = 1.99x1033 กรัม รัศมี= 1 R sun = 700,000 กิโลเมตร ความสว่าง = 1 L sun = 3.83x1026 วัตต์ อุณหภูมิ = 5779 เคลวิน ประมาณร้อยละ50ของไฮโดรเจนหลอมเป็นฮีเลียมที่ใจกลาง

5

6 "ค่อยๆเติบโตอย่างเงียบๆ"
ดวงอาทิตย์ใช้เวลาประมาณ50ล้านปีในการก่อรูปร่างและเข้าไปอยู่ในแถบลำดับหลัก(Main Sequence) เมื่อประมาณ 4,500 ล้านปีที่ผ่านมา ความสว่าง L sun รัศมี R sun อุณหภูมิ 5586 เคลวิน กระบวนการหลอมไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมที่ใจกลางดวงอาทิตย์อย่างต่อเนื่อง ช้าๆ และค่อยๆร้อนขึ้นพร้อมกับค่อยๆสว่างขึ้นด้วย

7 วัยกลางชีวิตของดวงอาทิตย์ที่ก่อวิกฤตกาลสำหรับโลก
5.6 พันล้านปี (1.1 พันล้านปีจากปัจจุบัน): ดวงอาทิตย์ สว่างขึ้นประมาณ 10% : ~1.1 L sun เป็นสาเหตุให้โลกร้อนและไอน้ำก็ระเหยสู่เบื้องบนบรรยากาศ 9 พันล้านปี (3.5 พันล้านปีจากปัจจุบัน): ดวงอาทิตย์สว่างขึ้นประมาณ 40%: ~1.4 L sun มหาสมุทรจะระเหยไอน้ำสู่บรรยากาศจากปรากฏการณ์โลกร้อน: โลกจะมีสภาพเหมือนดาวศุกร์ในทุกวันนี้.

8 สิ้นสุดของช่วงชีวิตแถบลำดับหลัก
11 พันล้านปี ไฮโดรเจนถูกใช้หมดที่ใจกลาง แกนฮีเลียมเฉื่อยเริ่มยุบลง ไฮโดรเจนที่ถูหลอมเคลื่อนไปยังชั้นด้านนอก อุณหภูมิ = 5517 เคลวิน รัศมี = R sun ความสว่าง = 2.21 L sun ดวงอาทิตย์ออกจากแถบลำดับหลัก

9

10 "เข้าสู่ดวงอาทิตย์วัยชรา"
700ล้านปีถัดไป: ดวงอาทิตย์สว่างขึ้นจนถึงค่า L ~2.2 L sun ไปยังฐานของกิ่งเรดไจแอนท์ ขนาดของดวงอาทิตย์พองขึ้น จาก 1.58 R sun ไปเป็น 2.3 R sun อุณหภูมิเย็นลงจาก 5517 เคลวิน เป็น 4902 เคลวิน การสูญเสียมวลที่ปล่อยออกไปในปรากฏการณ์ลมดวงดาวเริ่มช้าลง: โดยลมนี้เป็นตัวนำดวงอาทิตย์ให้เข้าสู่ฐานของกิ่งเรดไจแอนท์

11

12

13 "เข้าสู่ดวงอาทิตย์วัยชรา"
การขึ้นสู่กิ่งดาวยักษ์แดงใช้เวลาประมาณ600ล้านปีในการเข้าสู่ กิ่งเรดไจแอนท์ สูญเสียมวลไป 28 % ในลมดวงดาวอันหนักหน่วง เป็นสาเหตุให้ดาวเคราะห์เคลื่อนที่ถอยออกไป ดาวศุกร์อยู่ที่ประมาณ 1 หน่วยดาราศาสตร์(AU), ส่วนโลกอยู่ที่ประมาณ 1.4 หน่วยดาราศาสตร์

14 "เข้าสู่ดวงอาทิตย์วัยชรา"
ที่ตำแหน่งสูงสุดของกิ่งเรดไจแอนท์ก่อนเกิดการวาบของฮีเลียมหรือ Helium Flash: อุณหภูมิ = 3107 เคลวิน (เรียกว่าดาว M0 III ) ความสว่าง = 2350 L sun รัศมี = 166 R sun (0.775 AU) และกลืนกินท่วมทับดาวพุธ

15

16

17 การวาบของฮีเลียม การวาบของฮีเลียมเกิดขึ้นที่ตำแหน่งสูงสุดของกิ่งเรดไจแอนท์: แกนฮีเลียมหลอมไปเป็นคาร์บอนและออกซิเจนอะตอม ส่วนไฮโดรเจนนั้นหลอมรวมอยู่ที่ผิวชั้นนอก และใช้เวลา1ล้านปีเคลื่อนลงมาที่กิ่งฮอริซันทอล ดวงอาทิตย์หดตัวอย่างรวดเร็ว R=9.5 R sun อุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น K ความสว่างลดลงเป็น 41 L sun

18 กิ่งฮอริซันทอล ฮีเลียมหลอมรวมเป็นคาร์บอนและออกซิเจนที่แกนกลางใช้เวลา
ประมาณ 100ล้านปี: ชั้นฮีเลียมเริ่มเคลื่อนออกไป แกนคาร์บอน-ออกซิเจนหดตัวและร้อนขึ้น ดาวพองตัวขึ้นเล็กน้อยและสว่างขึ้น รัศมี = 18 R sun อุณหภูมิ = 4450 เคลวิน ความสว่าง = 110 L sun

19

20

21 การขึ้นสู่กิ่งอะซิมพโทติกไจแอนท์
ใช้เวลาประมาณ 20 ล้านปี แกนคาร์บอน-ไฮโดรเจนยุบตัวลง ฮีเลียมและไฮโดรเจนเลื่อนไปหลอมอยู่ที่ชั้นนอก ดาวพองขยายตัว อุณหภูมิเย็นลงและสว่างขึ้น: รัศมี = 180 R sun (0.84 AU) อุณหภูมิ = 3160 เคลวิน ความสว่าง = 3000 L sun

22

23

24 การสูญเสียมวลในสถานะกิ่งอะซิมโทติกไจแอนท์
การขึ้นสู่กิ่งอะซิมโทติกไจแอนท์นั้นเกิดขึ้นพร้อมกับการสูญเสียมวลใน รูปแบบของลมดวงดาว: มวลของดวงอาทิตย์ลดลงเหลือ 0.6 M sun ดาวเคราะห์ยังคงเคลื่อนออกไป: ดาวศุกร์อยู่ที่ 1.22 AU โลกอยู่ที่ 1.69 AU ใกล้จุดสูงสุดของกิ่ง: การสั่นขยายของความร้อนเริ่มต้นขึ้น

25 การปลดปล่อยที่ผิวนอก
ที่จุดสูงสุดของกิงอะซิมโทติกไจแอนท์ ความร้อนที่ไม่สมดุลเริ่มปล่อย คลื่นความร้อนในชั้นหลอมฮีเลียม: แบบจำลองทำนายว่าจะมี 4 คลื่นทุกๆ 100,000 ปี ดาวขยายตัวจนถึง 213 R sun (~1 AU) คลื่นพลังงานสูงสุดคือครั้งที่ 4 ด้วยความสว่าง L ประมาณ 5200 L sun คลื่นจะถูกปลดปล่อยออกมามากที่ผิวนอก การสูญเสียมวลในการปลดปล่อยคลื่นนั้นจะเคลื่อนดาวเคราะห์ออกไป

26

27

28 ช่วงพลาเน็ตทารีเนบิวล่า(Planetary Nebula)
หลังคลื่นกระแทกลูกสุดท้ายที่ผิวถูกพัดออกไปในช่วงเวลา100,000 ปี อุณหภูมิเพิ่มจาก 4,000 เคลวินไปยัง 120,000 เคลวิน ความสว่างคงที่ที่ประมาณ 3500 L sun อนุภาคแสงยูวีจากแกนกลางจะแตกตัวและปลดปล่อยแก๊สที่ผิวห่อหุ้ม เพื่อสร้างรูปแบบของพลาเน็ตทารีเนบิวล่า

29

30 รูปแบบสัณฐานสุดท้าย แกนกลางตอนนี้มีมวลประมาณ 0.54 M sun อุณหภูมิค่อยๆเย็นลง อย่างช้าๆเป็นดาวแคระขาว( White Dwarf )และมีรัศมีประมาณรัศมี โลกในปัจจุบัน ในตอนนี้การสูญเสียมวลก็สิ้นสุดลงและดาวเคราะห์ยังคงวางตัวอยู่ในวงโคจรของพวกมัน ดาวศุกร์อยู่ที่ 1.34 AU โลกอยู่ที่ 1.85 AU ดาวอังคารอยู่ที่ 2.8 AU

31

32 สรุป 7 ยุคของดวงอาทิตย์
1 M sun Main-Sequence Star: 11 Gyr Red Giant Branch Ascent: 1.3 Gyr Horizontal Branch: 100 Myr Asymptotic Giant Branch Ascent: 20 Myr Thermal Pulse Phase: 400,000 yr Envelope Ejection: < 100,000 yr 0.54 M sun White Dwarf: …

33 Referent Sackmann, Boothroyd, & Kraemer (1993), paper in the Astrophysical Journal (1993, Vol. 418, 457) Copyright ฉ 1997, Richard W. Pogge., Reserved. A public lecture given on 1997 June 12 at the Perkins Observatory in Delaware, Ohio, as part of the 1997 New Vistas inAstronomy lecture series. The National Schools' Observatory (NSO) offers UK schools

34 The End Thank you