ดาวฤกษ์

ดาวฤกษ์ คือวัตถุท้องฟ้าที่เป็นก้อนพลาสมาสว่างขนาดใหญ่ที่คงอยู่ได้ด้วยแรงโน้มถ่วง ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด คือ ดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักของโลก เราสามารถมองเห็นดาวฤกษ์อื่น ๆ ได้บนท้องฟ้ายามราตรี หากไม่มีแสงจากดวงอาทิตย์บดบัง ในประวัติศาสตร์ ดาวฤกษ์ที่โดดเด่นที่สุดบนทรงกลมท้องฟ้าจะถูกจัดเข้าด้วยกันเป็นกลุ่มดาว และดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดจะได้รับการตั้งชื่อโดยเฉพาะ นักดาราศาสตร์ได้จัดทำบัญชีรายชื่อดาวฤกษ์เพิ่มเติมขึ้นมากมาย เพื่อใช้เป็นมาตรฐานในการตั้งชื่อดาวฤกษ์
ดาวฤกษ์​แต่ละดวงแม้จะมีความเหมือนกันในบางเรื่อง แต่ก็มีความแตกต่างกันในหลายเรื่อง เช่น ความส่องสว่าง ระยะห่าง สี อุณหภูมิ​ผิว สเปกตรัม​ มวล การสร้างธาตุและระบบของดาวฤกษ์​

ความ​ส่องสว่าง​และโชติมาตรของดาวฤกษ์

​ความส่องสว่าง(brightness)ของดาวฤกษ์ เป็นพลังงานจากดาวฤกษ์ที่ปลดปล่อยออกมาในเวลา 1 วินาทีต่อหน่วยพื้นที่  มีหน่วยเป็นวัตต์ต่อตารางเมตร ค่าการเปรียบเทียบความสว่างของดาวฤกษ์ เรียกว่า อันดับความสว่าง หรือ แมกนิจูด(magnitude) ดาวที่มีค่าโชติมาตรต่างกัน 1 จะมีความสว่างต่างกัน 2.512เท่า ดาวที่มีค่าโชติมาตรน้อยจะมีความสว่างมากกว่าดาวที่มีค่าโชติมาตรมาก
ความสว่าง (brightness) ของดาวฤกษ์เป็นพลังงานแสงจากดาวฤกษ์ดวงนั้นใน 1 วินาทีต่อ 1 หน่วยพื้นที่ ความสว่างของดาวฤกษ์จะบอกในรูปของอันดับความสว่าง (magnitude) ซึ่งไม่มีหน่วยอันดับความสว่าง เป็นเพียงตัวเลขที่กำหนดขึ้นเพื่อแสดงการรับรู้ความสว่างของผู้สังเกตดาวฤกษ์ด้วยตาเปล่า ดาวที่มีความสว่างมาก อันดับความสว่างยิ่งน้อย ส่วนดาวที่มีความสว่างน้อย อันดับความสว่างจะมีค่ามาก โดยกำหนดว่าดังนี้
-ดาวฤกษ์ที่ริบหรี่ที่สุดจะมีอันดับความสว่าง 6
-ดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดจะมีอันดับความสว่าง 1
-อันดับความสว่างสามารถนำไปใช้กับดวงจันทร์และดาวเคราะห์ได้

-ถ้าอันดับความสว่างของดาวต่างกัน n แสดงว่าดาวทั้งสองดวงจะสว่างต่างกัน (2.512)n เท่า ดังตาราง

ความสว่างของดาวฤกษ์แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ
1. อันดับความสว่างปรากฏ เป็นอันดับความสว่างของดาวฤกษ์ที่สังเกตได้จากโลกที่มองเห็นด้วย ตาเปล่า แต่ไม่สามารถเปรียบเทียบความสว่างจริงของดาวแต่ละดวงได้ เนื่องจากระยะทางระหว่างโลกและดวงดาวมีผลต่อการมองเห็นความสว่าง ดาวที่มีความสว่างเท่ากันแต่อยู่ห่างจากโลกต่างกัน คนบนโลกจะมองเห็น ดาวที่อยู่ใกล้สว่างกว่าดาวที่อยู่ไกล

2. อันดับความสว่างที่แท้จริง เป็นความสว่างจริงของดวงดาว การบอกอันดับความสว่างที่แท้จริงของดวงดาวจึงเป็นค่าความสว่างปรากฏของดาวในตำแหน่งที่ดาวดวงนั้นอยู่ห่างจากโลกเท่ากัน คือ กำหนดระยะทาง เป็น 10 พาร์เซก หรือ 32.61 ปีแสง เพื่อให้สามารถเปรียบเทียบความสว่างจริงของดาวได้
อันดับความสว่างปรากฏและอันดับความสว่างแท้จริงมีค่าไม่เท่ากัน เช่น ดาวพรอกซิมาเซนเทารีในกลุ่มดาวเซนทอร์มีอันดับความสว่างปรากฏเป็น 10.7 แต่มีอันดับความสว่างแท้จริงเป็น 14.9 เป็นต้น

โชติมาตรของดาวฤกษ์ที่สังเกตได้จากโลก เรียกว่า โชติมาตรปรากฏ(apparent magnitude) นำมาใช้เปรียบเทียบความสว่างที่แท้จริงของดาวฤกษ์ไม่ได้ นักดาราศาสตร์จึงกำหนดโชติมาตรสัมบูรณ์(absolute magnitude) เป็นค่าโชติมมาตรของดาวเมื่อดาวนั้นอยู่ห่างจากโลกเป็นระยะทางเท่ากับ 10 พาร์เซก หรือ 32.62 ปีแสง นำมาใช้เปรียบเทียบความสว่างของดาวฤกษ์ทั้งหลาย

ระยะห่างของดาวฤกษ์​

ดาวฤกษ์อยู่ห่างจากโลกมาก และระยะระหว่างดาวฤกษ์ด้วยกันเองก็ห่างไกลกันมากเช่นกัน การบอกระยะทางของดาวฤกษ์จึงใช้หน่วยของระยะทางต่างไปจากระยะทางบนโลก ดังนี้

   – ปีแสง (lightyear หรือ Ly.) คือ ระยะทางที่แสงเดินทางในเวลา 1 ปี อัตราเร็วของแสงมีค่า 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที ดังนั้น ระยะทาง 1 ปีแสงจึงมีค่าเท่ากับ 9.5 ล้านล้านกิโลเมตร

   – หน่วยดาราศาสตร์ (astronomical unit หรือ A.U) คือ ระยะทางระหว่างโลกและดวงอาทิตย์ ระยะทาง 1 A.U มีค่า 150 ล้านกิโลเมตร 

   – พาร์เซก (parsec) เป็นระยะทางที่ได้จากการหาแพรัลแลกซ์ (parallax) คือการย้ายตำแหน่งปรากฏ ของวัตถุเมื่อผู้สังเกตอยู่ในตำแหน่งต่างกันของดาวดวงนั้น ซึ่งเป็นวิธีวัดระยะห่างของดาวฤกษ์ที่อยู่ค่อนข้างใกล้โลกได้อย่างแม่นยำกว่าดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลมาก

แพรัลแลกซ์ (Parallax) เป็นการวัดระยะห่างระหว่างดวงอาทิตย์กับดาวฤกษ์ โดยใช้หลักการของสามเหลี่ยมคล้าย โดยกำหนดให้รัศมีวงโคจรโลกรอบดวงอาทิตย์เท่ากับ 1 หน่วยดาราศาสตร์ หรือ 1 astronomy unit (AU) เป็นเส้นฐานของสามเหลี่ยม แล้วรอให้โลกโคจรไปทำมุมฉากระหว่างดวงอาทิตย์กับดาวฤกษ์ที่ต้องการวัด ก็จะมองเห็นดาวฤกษ์ที่ต้องการวัดปรากฏตำแหน่งเปลี่ยนไปเป็นมุมเล็กๆ เมื่อเทียบกับกลุ่มดาวที่อยู่ฉากหลังไกลออกไป ระยะทางที่ทำให้มุมแพรัลแลกซ์มีค่า 1 ลิบดา (1/3600 องศา) เท่ากับ 1 พาร์เซก “Parsec” ย่อมาจาก Parallax Angle of 1 Arc Second อย่างไรก็ตามถ้ามุมแพรัลแลกซ์เล็กกว่า 0.01 ฟิลิบดา ก็จะขาดความเที่ยงตรง ดังนั้นการวัดระยะทางด้วยวิธีแพรัลแลกซ์จึงใช้กับดาวที่อยู่ห่างไม่เกิน 100 พาร์เซก
นักวิทยาศาสตร์ใช้ปรากฏการณ์แพรัลแลกซ์ในการวัดระยะทางของดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้เคียงกับเรา โดยการสังเกตดาวฤกษ์ดวงที่เราต้องการวัดระยะทางในวันที่โลกอยู่ด้านหนึ่งของดวงอาทิตย์ และสังเกตดาวฤกษ์ดวงนั้นอีกครั้งเมื่อโลกโคจรมาอยู่อีกด้านหนึ่งของดวงอาทิตย์ ในอีก 6 เดือนถัดไป นักดาราศาสตร์สามารถวัดได้ว่าดาวฤกษ์ดวงนั้นย้ายตำแหน่งปรากฏไปเท่าไรโดยเทียบกับดาวฤกษ์ที่อยู่เบื้องหลังซึ่งอยู่ห่างไกลเรามาก ยิ่งตำแหน่งปรากฏย้ายไปมากเท่าใด แสดงว่าดาวฤกษ์ดวงนั้นอยู่ใกล้เรามากเท่านั้น ในทางตรงกันข้ามถ้าตำแหน่งปรากฏของดาวฤกษ์แทบจะไม่มีการย้ายตำแหน่งเลยแสดงว่าดาวฤกษ์นั้นอยู่ไกลจากเรามาก

เราไม่สามารถใช้วิธีแพรัลแลกซ์ในการวัดระยะห่างของดาวฤกษ์ที่มากกว่า 1,000 ปีแสง เพราะที่ระยะทางดังกล่าว การเปลี่ยนตำแหน่งของผู้สังเกตบนโลกจากด้านหนึ่งของดวงอาทิตย์ไปยังอีก ด้านหนึ่งของดวงอาทิตย์แทบจะมองไม่เห็นการย้ายตำแหน่งปรากฏของดาวฤกษ์นั้นเลย

สูตร การหาระยะทางด้วยมุมแพรัลแลกซ์

                            d = 1/p  

    d =  ระยะทางถึงดวงดาว มีหน่วยเป็นพาร์เสค (pc)

    p =  มุมแพรัลแลกซ์ มีหน่วยเป็นฟิลิบดา (arc second)

  โดยที่ 1 องศา = 60 ลิบดา , 1 ลิบดา = 60 ฟิลิบดา (arc second)

โชติ​มาตรสัมบูรณ์​
ความส่องสว่างสัมบูรณ์ หรือ โชติมาตรสัมบูรณ์ (อังกฤษ: Absolute magnitude, M) เป็นการวัดความสว่างที่แท้จริงของดาวฤกษ์ โดยจินตนาการให้ดาวฤกษ์นั้นอยู่ที่ระยะห่างจากโลกออกไป 10 พาร์เซก หรือ 32.616 ปีแสง โดยดาวที่ห่างไปจากโลก 10 พาร์เซก จะมีมุมแพรัลแลกซ์ เป็น 0.1 พิลิปดา

การวัดความสว่างของดาวฤกษ์อีกแบบคือความส่องสว่างปรากฏซึ่งเป็นการวัดความสว่างของดาวบนท้องฟ้าเมื่อมองจากโลก

อย่างไรก็ตามแม้ความส่องสว่างปรากฏจะสามารถบอกอันดับความสว่างของดาวได้ แต่ก็ไม่สามารถบอกกำลังส่องสว่างที่แท้จริงของดาวฤกษ์ดวงนั้นๆ ได้อย่างถูกต้อง ดาวฤกษ์ที่ปรากฏให้เห็นความสว่างยามค่ำคืนน้อยกว่า แท้จริงแล้วอาจมีกำลังส่องสว่างมากกว่าดาวที่ปรากฏสุกใสอยู่บนท้องฟ้าได้ ซึ่งเป็นเพราะดาวนั้นอยู่ไกลจากโลกออกไปมากนั่นเอง

ค่าของความส่องสว่างสัมบูรณ์มีลักษณะเหมือนกับความส่องสว่างปรากฏ คือ ดวงดาวที่มีอันดับความสว่างต่างกัน 5 อันดับ จะมีความสว่างต่างกัน 100 เท่า คือ ดวงดาวที่มีความส่องสว่างสัมบูรณ์ต่างกัน 1 ความส่องสว่าง จะมีความสว่างต่างกัน

สีสเปกตรัม

จากแผนภาพจะเห็นได้ว่าขนาดของดาวฤกษ์จะเรียงตามกำลังส่องสว่าง  สีของดาวจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ  ส่วนใหญ่ดาวฤกษ์จะอยู่ในแถบกระบวนหลัก(main sequence) ซึ่งเป็นช่วงอายุตามปกติในวิวัฒนาการดาวฤกษ์  ส่วนแขนงที่แยกออกมานอกแถบกระบวนหลักเป็นขนาดที่ผิดไปจากปกติ  ดาวฤกษ์สีน้ำเงินขนาดใหญ่เกิดจากการก่อตัวด้วยมวลมากจึงทำให้มีขนาดใหญ่มากเรียกว่า Super giant  ดาวฤกษ์สีแดงขนาดใหญ่เป็นช่วงสุดท้ายของอายุ เกิดจากการขยายตัวของก๊าซเมื่อปฏิกิริยานิวเคลียร์ภายในแกนกลางมากกว่าแรงโน้มถ่วงจึงผลักดันให้ขยายตัวใหญ่กว่าปกติมากเรียกว่า Red giant ส่วนดาวฤกษ์ขนาดเล็กมากจะเป็นช่วงที่ต่อจากการขยายตัวจนแกนกลางหยุดผลักดัน  ดาวจึงยุบตัวอย่างรวดเร็วด้วยแรงโน้มถ่วง  ทำให้มวลสารอัดแน่นจนเหลือขนาดเล็กมากเรียกว่า White dwarf  หรือดาวแคระขาว  เป็นต้น
     การจำแนกดาวฤกษ์ตามชนิดสเปกตรัม จะแบ่งเป็น 7ชนิด โดยมี 2 วิธีที่ใช้ประกอบกันคือ Harvard classification และ Yerkes classification  แบบฮาร์วาร์ด แบ่งสเปกตรัมของดาวฤกษ์เป็น 7 ชนิดหลักๆ คือ O, B, A, F, G, K, M  การจำแนกสเปกตรัมมีวิธีการประเมินลักษณะทางกายภาพของดวงดาวโดยการเปรียบเทียบคุณสมบัติของสเปกตรัมซึ่งมีเส้นสเปกตรัมที่แตกต่างกันตามอุณหภูมิและก๊าซที่มีในดาวฤกษ์  ความแตกต่างของสเปกตรัมสะท้อนความแตกต่างของอุณหภูมิของบรรยากาศเป็นหลัก และการจำแนกสเปกตรัมเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพมากสำหรับความเข้าใจฟิสิกส์ของดาวฤกษ์
         ชนิด O เป็นดาวฤกษ์สีน้ำเงินที่มีกำลังส่องสว่างและอุณหภูมิสูงมากประมาณ 30,000-60,000 องศาเคลวิน แผ่รังสีในช่วงอัลตร้าไวโอเลต ดูดกลืนความยาวคลื่นของก๊าซฮีเลียมได้ดี แต่มีเส้นไฮโดรเจนที่อ่อนมากเพราะมีแกนกลางร้อนมากจึงเผาไหม้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนผ่านได้อย่างรวดเร็วและเป็นดาวแรกที่ออกจากกระบวนหลัก จำนวน1 ใน 3,000,000 ของดาวในกระบวนหลัก

         ชนิด B เป็นดาวฤกษ์สีฟ้าที่มีก๊าซไฮโดรเจนห่อหุ้มรอบๆดาว  อุณหภูมิประมาณ 10,000-30,000 องศาเคลวิน  ดูดกลืนไฮโดรเจนระดับปานกลาง เส้นโลหะบริสุทธิ์ Mg IIและ Si II อายุสั้นมาก  จำนวน 1 ใน 800 ของดาวในกระบวนหลัก

         ชนิด A เป็นดาวฤกษ์สีขาวปนฟ้า อุณหภูมิประมาณ 7,500-10,000 องศาเคลวิน  มีเส้นไฮโดรเจนเข้มที่สุดและเส้นโลหะ Fe II, Mg II, Si II  จำนวน 1 ใน 160 ของดาวในกระบวนหลัก

         ชนิด F เป็นดาวฤกษ์สีขาว อุณหภูมิประมาณ 6,000-7,500 องศาเคลวิน  เส้นไฮโดรเจนเริ่มอ่อนลง เริ่มเห็นเส้นของ Fe I, Cr I, K และ Ca IIเข้มมากขึ้นจำนวน 1 ใน 33 ของดาวในกระบวนหลัก

         ชนิด G เป็นดาวฤกษ์สีเหลืองอุณหภูมิประมาณ 5,000-6,000 องศาเคลวิน มีเส้นสเปกตรัมไฮโดรเจนอ่อนกว่า F เริ่มมีโมเลกุล CH และเส้นโลหะไอออไนซ์มากขึ้น

         ชนิด K เป็นดาวฤกษ์สีส้ม อุณหภูมิประมาณ 3,500-5,000 องศาเคลวิน ส่วนใหญ่มีเส้นโลหะ Mn I, Fe I, Si I, K และเริ่มมีโมเลกุลของไทเทเนียมออกไซด์ จำนวน1 ใน 8 ของดาวในแถบกระบวนหลักเหมาะสำหรับสิ่งมีชีวิต

         ชนิด M เป็นดาวฤกษ์สีแดง อุณหภูมิน้อยกว่า 3,500 องศาเคลวิน เส้นโลหะและโมเลกุลของไทเทเนียมออกไซด์เข้มขึ้น เริ่มมีโมเลกุลวาเนเดียมออกไซด์ จำนวน 1 ใน 3 ของดาวในแถบกระบวนหลัก

  แบบ Yerkes จำแนกตามอุณหภูมิและความสว่าง  ดังนั้น การจำแนกจะขึ้นอยู่กับชนิดสเปกตรัมและแมกนิจูดสัมบูรณ์  ซึ่งบอกขนาดและมวลของดาวฤกษ์ได้  แบ่งดาวฤกษ์เป็น 8 ประเภท คือ

Type                  Name                           Absolute Magnitude

0                          Hypergiants                                 -7 ถึง -10

I                           Supergiants                                 -5 ถึง -7

II                        Bright giants                                 -3 ถึง -5

III                     Normal giants                                  0 ถึง -5

IV                         Subgiant                                    +3 ถึง 0

V                     Main sequence                              +20 ถึง -4

VI                       Subdwarfs                                  +10 ถึง +5

VII                    White dwarfs                               +15 ถึง +10

ตัวอย่าง สเปกตรัมของดวงอาทิตย์ คือ G2V หมายความว่า ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์สีเหลืองมีสเปกตรัมชนิด G ลำดับที่ 2 อยู่ในแถบกระบวนหลัก

เมื่อนำการจำแนกทั้ง 2 แบบมาประกอบกันจะได้ขอบเขตมวลของดาวฤกษ์เพื่อนำไปอธิบายช่วงสุดท้ายของวิวัฒนาการได้

มวลของดาวฤกษ์  0.8-11  เท่าของมวลดวงอาทิตย์ เป็นชนิด B, A, F, G

11-50  เท่าของมวลดวงอาทิตย์ เป็นชนิด O, B

50   เท่าของมวลดวงอาทิตย์ขึ้นไป เป็นชนิด O

เนบิวลา

เนบิวลา เป็นกลุ่มเมฆหมอกของฝุ่น แก๊ส และพลาสมาในอวกาศ เดิมคำว่า "เนบิวลา" เป็นชื่อสามัญ ใช้เรียกวัตถุทางดาราศาสตร์ที่เป็นปื้นบนท้องฟ้าซึ่งรวมถึงดาราจักรที่อยู่ห่างไกลออกไปจากทางช้างเผือก 

ประเภทของเนบิวลา

เราอาจจำแนกเนบิวลาได้ตามลักษณะของการส่องสว่าง ดังนี้

- เนบิวลาสว่าง

เนบิวลาสว่าง (Diffuse nebula) เป็นเนบิวลาที่มีลักษณะฟุ้ง มีแสงสว่างในตัวเอง แบ่งเป็น

-เนบิวลาเปล่งแสง

เนบิวลาเรื่องแสง ( Emission nebula) เนบิวลาเรืองแสงเป็นเนบิวลาที่มีแสงสว่างในตัวเอง เกิดจากการเรืองแสงของอะตอมของไฮโดรเจนที่อยู่ในสถานะไอออน ในบริเวณ H II region เนื่องจากได้รับความร้อนจากดาวฤกษ์ภายในเนบิวลา ซึ่งโดยทั่วไปแล้วก็คือดาวฤกษ์เกิดใหม่ที่เนบิวลานั้นสร้างขึ้นนั่นเอง การเรืองแสงนั้น เกิดขึ้นเนื่องจากอิเล็กตรอนอิสระกลับเข้าไปจับกับไอออนของไฮโดรเจน และคายพลังงานออกมาในช่วงคลื่นที่ต่างๆ โดยค่าความยาวคลื่น เป็นไปตามสมการ E=hc/λ เมื่อ E เป็นพลังงานที่อะตอมของไฮโดรเจนคายออกมา h เป็นค่าคงตัวของพลังค์ c เป็นความเร็วแสง และ λ เป็นความยาวคลื่น

เนื่องจากเนบิวลาเปล่งแสง จะเปล่งแสงในช่วงคลื่นที่เฉพาะตัวตามธาตุองค์ประกอบของเนบิวลา ทำให้มีสีต่างๆกัน และการวิเคราะห์สเปกตรัมของเนบิวลาชนิดนี้ จะพบว่าสเปกตรัมเป็นชนิดเส้นเปล่งแสง (Emission Lines) และสามารถวิเคราะห์ธาตุองค์ประกอบ หรือโมเลกุลที่เป็นส่วนประกอบของเนบิวลาได้อีกด้วย เนบิวลาชนิดนี้ ส่วนใหญ่จะมีสีแดงจากไฮโดรเจน และสีเขียวจากออกซิเจน บางครั้งอาจมีสีอื่นซึ่งเกิดจากอะตอม หรือโมเลกุลอื่นๆ ก็เป็นได้ ตัวอย่างเนบิวลาเปล่งแสงได้แก่ เนบิวลาสว่างใหญ่ในกลุ่มดาวนายพราน (M42 Orion Nebula) เนบิวลาอเมริกาเหนือในกลุ่มดาวหงส์ (NGC7000 North America Nebula) เนบิวลาทะเลสาบในกลุ่มดาวคนยิงธนู (M8 Lagoon Nebula) เนบิวลากระดูกงูเรือ (Eta-Carinae Nebula) เป็นต้น

- เนบิวลาสะท้อนแสง

เนบิวลาสะท้อนแสง (Reflection nebula) เนบิวลาสะท้อนแสงเป็นเนบิวลาที่มีแสงสว่างเช่นเดียวกับเนบิวลาเปล่งแสง แต่แสงจากเนบิวลาชนิดนี้นั้น เกิดจากการกระเจิงแสงจากดาวฤกษ์ใกล้เคียงที่ไม่ร้อนมากพอที่จะทำให้เนบิวลานั้นเปล่งแสง กระบวนการดังกล่าวทำให้เนบิวลาชนิดนี้มีสีฟ้า องค์ประกอบหลักของเนบิวลาชนิดนี้ที่ทำหน้าที่กระเจิงแสงจากดาวฤกษ์คือฝุ่นระหว่างดาว (Interstellar dust) การกระเจิงแสงของฝุ่นระหว่างดาวเป็นกระบวนการเดียวกับการกระเจิงแสงของฝุ่นในบรรยากาศซึ่งทำให้ท้องฟ้ามีสีฟ้า ตัวอย่างเนบิวลาสะท้อนแสง เช่น เนบิวลาในกระจุกดาวลูกไก่บริเวณดาวเมโรเป เนบิวลาหัวแม่มด (Witch Head Nebula) เนบิวลา M78 ในกลุ่มดาวนายพราน เป็นต้น เนบิวลาชนิดนี้บางครั้งก็พบอยู่เป็นส่วนหนึ่งของเนบิวลาเปล่งแสง เช่น เนบิวลาสามแฉก (Trifid Nebula) ที่มีทั้งสีแดงจากไฮโดรเจน สีเขียวจากออกซิเจน และสีฟ้าจากการสะท้อนแสง เป็นต้น

- เนบิวลาดาวเคราะห์

เนบิวลาดาวเคราะห์ (Planetary nebula) เนบิวลาดาวเคราะห์เป็นส่วนหนึ่งของวิวัฒนาการในช่วงสุดท้ายของดาวฤกษ์มวลน้อย และดาวฤกษ์มวลปานกลาง เมื่อมันเข้าสู่ช่วงสุดท้ายของชีวิต ไฮโดรเจนในแกนกลางหมดลง ส่งผลให้ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ภายในแกนกลางยุติลงด้วย ทำให้ดาวฤกษ์เสียสมดุลระหว่างแรงดันออกจากความร้อนกับแรงโน้มถ่วง ทำให้แกนกลางของดาวยุบตัวลงเข้าหาศูนย์กลางเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของตัวมันเอง จนกระทั่งหยุดเนื่องจากแรงดันดีเจนเนอเรซีของอิเล็กตรอน กลายเป็นดาวแคระขาว เปลือกภายนอกและเนื้อสารของดาวจะหลุดออก และขยายตัวไปในอวกาศ เป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ซึ่งไม่มีพลังงานอยู่ แต่มันสว่างขึ้นได้เนื่องจากได้รับพลังงานจากดาวแคระขาวที่อยู่ภายใน เมื่อเวลาผ่านไปดาวแคระขาวก็จะเย็นตัวลง และเนบิวลาดาวเคราะห์ก็จะขยายตัวไปเรื่อยๆ จนกระทั่งจางหายไปในอวกาศ

เนบิวลาดาวเคราะห์ไม่ได้มีส่วนเกี่ยวข้องใดกับดาวเคราะห์ ชื่อนี้ได้มาจากลักษณะที่เป็นวงกลมขนาดเล็กคล้ายดาวเคราะห์เมื่อสังเกตจากกล้องโทรทรรศน์นั่นเอง ตัวอย่างของเนบิวลาชนิดนี้ได้แก่ เนบิวลาวงแหวน ในกลุ่มดาวพิณ (M57 Ring Nebula) เนบิวลาดัมเบลล์ (M27 Dumbbell Nebula) เนบิวลาตาแมว (Cat’s eye Nebula) เนบิวลาเกลียว (Helix Nebula) เป็นต้น

- ซากซูเปอร์โนวา

ซากซูเปอร์โนวา (Supernova remnant) สำหรับดาวฤกษ์มวลมากนั้น จุดจบของดาวจะรุนแรงกว่าดาวฤกษ์มวลน้อยและมวลปานกลางเป็นอย่างมาก ดาวจะสามารถจุดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันของธาตุที่หนักกว่าไฮโดรเจนและฮีเลียมได้ จนกระทั่งเกิดขี้เถ้าเหล็กขึ้นในในกลางของแกนดาว เหล็กเป็นธาตุที่มีความพิเศษ เนื่องจากไม่ว่าอุณหภูมิจะสูงเท่าใด ก็จะไม่สามารถฟิวชันเหล็กให้เป็นธาตุอื่นได้อีก เมื่อความดันที่แกนสูงขึ้นเกินกว่าแรงดันดีเจนเนอเรซีของอิเล็กตรอนจะต้านไหว อิเล็กตรอนทั้งหมดจะถูกอัดรวมกับโปรตอนกลายเป็นนิวตรอน และอนุภาคนิวตริโน ทำให้อิเล็กตรอนในแกนกลางหายไปจนเกือบหมด แรงดันดีเจนเนอเรซีของอิเล็กตรอนที่ทำให้แกนกลางคงสภาพอยู่ได้นั้นก็หายไปด้วย ทำให้แรงโน้มถ่วงอัดแกนกลางลงเป็นดาวนิวตรอนในทันที เกิดคลื่นกระแทกพลังงานสูงมาก กระจายออกมาในทุกทิศทาง ปลดปล่อยพลังงานออกมามากกว่าดาราจักรทั้งดาราจักร สาดผิวดาวและเนื้อสารออกไปในอวกาศด้วยความเร็วสูงมาก แรงดันที่สูงมากนี้ทำให้เกิดธาตุหนักเช่นทองคำขึ้นได้ เรียกการระเบิดครั้งสุดท้ายของดาวนี้ว่า ซูเปอร์โนวา

ซากที่เหลืออยู่ของแกนกลางจะประกอบไปด้วยนิวตรอนทั้งดวง เรียกว่า ดาวนิวตรอน ซึ่งมีความหนาแน่นสูงมาก ดาวนิวตรอนทั่วไปมีขนาดราว 10-20 กิโลเมตร แต่มีมวลเท่ากับดวงอาทิตย์ทั้งดวง เนื้อสารของดาวนิวตรอน 1 ช้อนชา มีมวลถึง 120 ล้านตัน แกนกลางนี้เข้าสู่สมดุลใหม่ จากแรงดันดีเจนเนอเรซีของนิวตรอน แต่ในบางกรณีที่ดาวฤกษ์มีมวลสูงมาก คือมากกว่า 18 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ เศษซากจากซูเปอร์โนวาจะตกกลับลงไปบนดาวนิวตรอน จนดาวนิวตรอนมีมวลเกินกว่า 3 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ซึ่งเกินขีดจำกัดของดาวนิวตรอน ทำให้ดาวนิวตรอนยุบตัวลงกลายเป็น หลุมดำ

สำหรับซากของผิวดาวและเนื้อสารของดาวฤกษ์ที่ถูกสาดออกมาเนื่องจากซูเปอร์โนวานั้น จะเหลือเป็นซากซูเปอร์โนวา ซึ่งเปรียบเสมือนอนุสาวรีย์ของดาวฤกษ์มวลมาก ตัวอย่างซากซูเปอร์โนวาที่สำคัญ ได้แก่ เนบิวลาปู (M1 Crab Nebula) ในกลุ่มดาววัว ซึ่งเป็นซากของซูเปอร์โนวาที่เกิดขึ้นหลายพันปีก่อน และถูกบันทึกไว้ในบันทึกของชาวจีน เนบิวลาผ้าคลุมไหล่ (Veil Nebula) ในกลุ่มดาวหงส์ ซากของซูเปอร์โนวาทีโค (SN1572 Tycho’s nova) ซากของซูเปอร์โนวาเคปเลอร์ (SN1640 Kepler’s nova) ซากของซูเปอร์โนวา SN1987A เป็นต้น

การศึกษาซากซูเปอร์โนวานั้น จะช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถคำนวณย้อนกลับเพื่อหาอายุของซากได้ ทำให้สามารถรู้เวลาที่เกิดซูเปอร์โนวาในอดีต จากการคำนวณความเร็วของคลื่นกระแทกได้อีกด้วย

- เนบิวลามืด

เนบิวลามืด (Dark nebula) เนบิวลามืดมีองค์ประกอบหลักเป็นฝุ่นหนาเช่นเดียวกับเนบิวลาสะท้อนแสง แต่เนบิวลามืดนี้ไม่มีแหล่งกำเนิดแสงอยู่ภายในหรือโดยรอบ ทำให้ไม่มีแสงสว่าง เราจะสามารถสังเกตเห็นเนบิวลามืดได้เมื่อมีเนบิวลาสว่าง หรือดาวฤกษ์จำนวนมากเป็นฉากหลัง จะปรากฏเนบิวลามืดขึ้นเป็นเงามืดด้านหน้าดาวฤกษ์หรือเนบิวลาสว่างเหล่านั้น ตัวอย่างเนบิวลามืดที่มีฉากหลังเป็นเนบิวลาสว่าง เช่น เนบิวนารูปหัวม้าอันโด่งดังในกลุ่มดาวนายพราน (Horse Head Nebula) เป็นต้น และตัวอย่างของเนบิวลามืดที่มีฉากหลังเป็นดาวฤกษ์จำนวนมาก เช่น เนบิวลางู (B72 Snake Nebula) เป็นต้น

วิวัฒนาการของดาวฤกษ์

วิวัฒนาการของดาวฤกษ์ เป็นกระบวนการที่ดาวฤกษ์เปลี่ยนแปลงองค์ประกอบภายในตามลำดับไปในช่วงอายุของมัน ซึ่งจะมีลักษณะแตกต่างกันตามขนาดของมวลของดาวฤกษ์นั้น ๆ อายุของดาวฤกษ์มีตั้งแต่ไม่กี่ล้านปี (สำหรับดาวฤกษ์ที่มีมวลมาก ๆ) ไปจนถึงหลายล้านล้านปี (สำหรับดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อย) ซึ่งอาจจะมากกว่าอายุของเอกภพเสียอีก

วิวัฒนาการของดาวฤกษ์เริ่มต้นขึ้นตั้งแต่การพังทลายของแรงโน้มถ่วงของเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์ (GMC) เมฆโมเลกุลโดยมากจะมีขนาดกว้างประมาณ 100 ปีแสง และมีมวลประมาณ 6,000,000 มวลดวงอาทิตย์ เมื่อแรงโน้มถ่วงพังทลายลง เมฆโมเลกุลขนาดยักษ์จะแตกออกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย แก๊สจากเศษเมฆแต่ละส่วนจะปล่อยพลังงานศักย์จากแรงโน้มถ่วงออกมากลายเป็นความร้อน เมื่ออุณหภูมิและความดันเพิ่มสูงขึ้น เศษซากจะอัดแน่นมากขึ้นกลายเป็นรูปทรงกลมหมุนของแก๊สที่ร้อนจัด รู้จักกันในชื่อว่า ดาวฤกษ์ก่อนเกิด (protostar)

ดาวฤกษ์ก่อนเกิดที่มีมวลน้อยกว่า 0.08 มวลดวงอาทิตย์จะไม่สามารถทำอุณหภูมิได้สูงพอให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันของไฮโดรเจนได้ ดาวเหล่านี้จะกลายเป็นดาวแคระน้ำตาล ดาวแคระน้ำตาลที่มีมวลมากกว่า 13 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี (ประมาณ 2.5 × 1028 กก.) จะสามารถทำให้ดิวเทอเรียมหลอมละลายได้ นักดาราศาสตร์จำนวนหนึ่งจะเรียกเฉพาะวัตถุทางดาราศาสตร์ที่มีคุณสมบัติดังกล่าวว่าเป็นดาวแคระน้ำตาล แต่วัตถุอื่นที่ใหญ่กว่าดาวฤกษ์แต่เล็กกว่าดาวประเภทนี้จะเรียกว่าเป็นวัตถุกึ่งดาว (sub-stellar object) แต่ไม่ว่าจะเป็นดาวประเภทใด ดิวเทอเรียมจะหลอมเหลวได้หรือไม่ ต่างก็ส่องแสงเพียงริบหรี่และค่อย ๆ ตายไปอย่างช้า ๆ อุณหภูมิของมันลดลงเรื่อย ๆ ตลอดช่วงเวลาหลายร้อยล้านปี

สำหรับดาวฤกษ์ก่อนเกิดที่มีมวลมากกว่า อุณหภูมิที่แกนกลางสามารถขึ้นไปได้สูงถึง 10 เมกะเคลวิน ทำให้เริ่มต้นปฏิกิริยาลูกโซ่โปรตอน-โปรตอน และทำให้ไฮโดรเจนสามารถหลอมเหลวดิวเทอเรียมและฮีเลียมได้ สำหรับดาวที่มีมวลมากกว่า 1 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ กระบวนการวงรอบ CNO จะทำให้เกิดองค์ประกอบสำคัญในการสร้างพลังงาน และทำให้ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันดำเนินไปต่อเนื่องอย่างรวดเร็วจนกระทั่งเข้าสู่สภาวะสมดุลของไฮโดรสแตติกส์ คือการที่พลังงานที่ปลดปล่อยจากแกนกลางทำให้เกิด "แรงดันการแผ่รังสี" ที่สมดุลกับมวลของดาวฤกษ์ ซึ่งจะป้องกันการยุบตัวจากแรงโน้มถ่วง ดาวฤกษ์นั้นก็จะเข้าสู่สภาวะที่เสถียร และเริ่มดำเนินไปตามแถบลำดับหลักของมันบนเส้นทางวิวัฒนาการ

ดาวฤกษ์เกิดใหม่จะเข้ามาอยู่ในช่วงหนึ่งช่วงใดบนแถบลำดับหลักตามไดอะแกรมของเฮิร์ตสปรัง-รัสเซลล์ โดยที่ประเภทสเปกตรัมของแถบลำดับหลักขึ้นอยู่กับมวลของดาวฤกษ์ดวงนั้น ดาวแคระแดงมวลน้อยที่มีขนาดเล็กและอุณหภูมิค่อนข้างต่ำจะเผาผลาญไฮโดรเจนอย่างช้า ๆ และอยู่บนแถบลำดับหลักได้นานเป็นเวลาหลายแสนล้านปี ขณะที่ดาวยักษ์อุณหภูมิสูงและมีมวลมากจะออกจากแถบลำดับหลักไปในเวลาเพียงไม่กี่ล้านปีเท่านั้น ดาวฤกษ์ขนาดกลางเช่นดวงอาทิตย์ของเราจะอยู่บนแถบลำดับหลักได้ประมาณ 1 หมื่นล้านปี เชื่อว่าปัจจุบันดวงอาทิตย์อยู่ในช่วงกึ่งกลางของอายุของมันแล้ว แต่อย่างไรก็ยังคงอยู่บนแถบลำดับหลักอยู่