ดาวฤกษ์ คืออะไร?
ดาวฤกษ์
ดาวฤกษ์ คือวัตถุท้องฟ้าที่เป็นก้อนพลาสมาสว่างขนาดใหญ่ที่คงอยู่ได้ด้วยแรงโน้มถ่วง ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด คือ ดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักของโลก เราสามารถมองเห็นดาวฤกษ์อื่น ๆ ได้บนท้องฟ้ายามราตรี หากไม่มีแสงจากดวงอาทิตย์บดบัง ในประวัติศาสตร์ ดาวฤกษ์ที่โดดเด่นที่สุดบนทรงกลมท้องฟ้าจะถูกจัดเข้าด้วยกันเป็นกลุ่มดาว และดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดจะได้รับการตั้งชื่อโดยเฉพาะ นักดาราศาสตร์ได้จัดทำบัญชีรายชื่อดาวฤกษ์เพิ่มเติมขึ้นมากมาย เพื่อใช้เป็นมาตรฐานในการตั้งชื่อดาวฤกษ์
ดาวฤกษ์
ดาวฤกษ์เข้าสู่ระยะสุดท้ายของอายุขัยเมื่อมันเริ่มผลิตเหล็ก เนื่องจากนิวเคลียสของเหล็กมียึดเหนี่ยวระหว่างกันอย่างแน่นหนากว่านิวเคลียสที่หนักกว่าใด ๆ ถ้าหากเหล็กถูกฟิวชั่นก็จะไม่ก่อให้เกิดการปลดปล่อยพลังงานแต่อย่างใด แต่ในทางกลับกัน กระบวนการดังกล่าวต้องใช้พลังงาน เช่นเดียวกัน นับตั้งแต่เหล็กยึดเหนี่ยวอย่างแน่นหนากว่านิวเคลียสที่เบากว่าทั้งหมด พลังงานจึงไม่สามารถถูกปลดปล่อยออกมาโดยปฏิกิริยาฟิชชั่นได้ ในดาวฤกษ์ที่ค่อนข้างมีอายุและมวลมาก แกนกลางขนาดใหญ่ของดาวจะประกอบด้วยเหล็กเพิ่มมากขึ้น ธาตุที่หนักกว่าในดาวฤกษ์เหล่านี้จะยังคงถูกส่งขึ้นมายังพื้นผิว ก่อให้เกิดวัตถุวิวัฒนาการซึ่งเป็นที่รู้จักกันว่า ดาวฤกษ์วูล์ฟ-ราเยท์ ซึ่งมีลมดาวฤกษ์หนาแน่นเกิดขึ้นบริเวณบรรยากาศชั้นนอก[61] ดาวฤกษ์
เมื่อเราทราบอัตราการเคลื่อนที่ทั้งสองตัวนี้แล้ว ก็จะสามารถคำนวณความเร็วในการเคลื่อนที่อวกาศของดาวฤกษ์ดวงนั้นเปรียบเทียบกับดวงอาทิตย์หรือดาราจักรได้ ในบรรดาดาวฤกษ์ใกล้เคียงที่ตรวจวัด พบว่าดาวฤกษ์ชนิดดารากร 1 มีความเร็วต่ำกว่าดาวฤกษ์ที่มีอายุมากกว่าเช่น ดาวฤกษ์ชนิดดารากร 2 ดาวฤกษ์ในกลุ่มหลังมีระนาบโคจรที่ค่อนข้างใกล้เคียงกับระนาบดาราจักร[91] เมื่อเปรียบเทียบจลนศาสตร์ของดาวฤกษ์ที่อยู่ในบริเวณใกล้เคียงกัน ทำให้เราสามารถจัดกลุ่มของดาวฤกษ์ได้ ซึ่งมีแนวโน้มที่ดาวฤกษ์ในกลุ่มเดียวกันจะกำเนิดมาจากเมฆโมเลกุลชุดเดียวกัน[92] วิวัฒนาการของดาวฤกษ์
ดาวฤกษ์ก่อนเกิดที่มีมวลน้อยกว่า 0.08 มวลดวงอาทิตย์จะไม่สามารถทำอุณหภูมิได้สูงพอให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันของไฮโดรเจนได้ ดาวเหล่านี้จะกลายเป็นดาวแคระน้ำตาล ดาวแคระน้ำตาลที่มีมวลมากกว่า 13 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี (ประมาณ 2.5 × 10 กก.) จะสามารถทำให้ดิวเทอเรียมหลอมละลายได้ นักดาราศาสตร์จำนวนหนึ่งจะเรียกเฉพาะวัตถุทางดาราศาสตร์ที่มีคุณสมบัติดังกล่าวว่าเป็นดาวแคระน้ำตาล แต่วัตถุอื่นที่ใหญ่กว่าดาวฤกษ์แต่เล็กกว่าดาวประเภทนี้จะเรียกว่าเป็นวัตถุกึ่งดาว (sub-stellar object) แต่ไม่ว่าจะเป็นดาวประเภทใด ดิวเทอเรียมจะหลอมเหลวได้หรือไม่ ต่างก็ส่องแสงเพียงริบหรี่และค่อยๆ ตายไปอย่างช้าๆ อุณหภูมิของมันลดลงเรื่อยๆ ตลอดช่วงเวลาหลายร้อยล้านปี กระจุกดาวเปิด
ทันทีที่กระบวนการก่อตัวของดาวฤกษ์เริ่มขึ้น ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากที่สุดและร้อนที่สุด (รู้จักในชื่อดาวโอบี) จะปลดปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลตออกมาเป็นจำนวนมาก รังสีเหล่านี้ทำให้แก๊สในเมฆโมเลกุลยักษ์แตกตัวอย่างรวดเร็ว เกิดเป็นย่านที่เรียกว่า บริเวณเอช 2 ลมดาวฤกษ์จากดาวมวลมากเหล่านี้ร่วมกับแรงดันจากการแผ่รังสีจะผลักแก๊สออกไป หลังจากผ่านไปหลายล้านปีกระจุกดาวจะเริ่มประสบกับภาวะซูเปอร์โนวาเป็นครั้งแรก ซึ่งจะทำให้สูญเสียแก๊สออกไปจากระบบดาวเช่นเดียวกัน เมื่อผ่านไปอีกหลายสิบล้านปีบริเวณกระจุกดาวก็จะไม่มีแก๊สและไม่มีการก่อตัวของดาวฤกษ์ใหม่อีกต่อไป โดยทั่วไปแล้วมีแก๊สในบริเวณกระจุกดาวเพียง 10% เท่านั้นที่จะกลายสภาพมาเป็นดาวฤกษ์ ส่วนที่เหลือถูกไล่กระจายหายไปหมด วิวัฒนาการของดาวฤกษ์
วิวัฒนาการของดาวฤกษ์ เป็นกระบวนการที่ดาวฤกษ์เปลี่ยนแปลงองค์ประกอบภายในตามลำดับไปในช่วงอายุของมัน ซึ่งจะมีลักษณะแตกต่างกันตามขนาดของมวลของดาวฤกษ์นั้นๆ อายุของดาวฤกษ์มีตั้งแต่ไม่กี่ล้านปี (สำหรับดาวฤกษ์ที่มีมวลมากๆ) ไปจนถึงหลายล้านล้านปี (สำหรับดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อย) ซึ่งอาจจะมากกว่าอายุของเอกภพเสียอีก ดาวนักขัตฤกษ์
ในทางดาราศาสตร์ได้ยืมคำว่าดาวฤกษ์ ไปใช้เรียกดาวที่มีการผลิตพลังงานในตัวเองโดยปฏิกิริยาหลอมตัวนิวเคลียร์ ดาราจักร
ดาราจักรชนิดดาวกระจายประกอบไปด้วยฝุ่นแก๊สที่รวมกันอยู่หนาแน่น เกิดดาวฤกษ์ใหม่จำนวนมาก รวมไปถึงดาวฤกษ์มวลสูงที่ทำให้เมฆหมอกของแก๊สที่อยู่โดยรอบแตกตัวเป็นไอออนจนก่อตัวเป็นบริเวณเอช 2 (H II region) ดาวฤกษ์มวลสูงเหล่านี้ยังอาจระเบิดเป็นซูเปอร์โนวา ทำให้เกิดซากซูเปอร์โนวาที่แผ่ขยายออกไปจนทำอันตรกิริยาต่อแก๊สรอบ ๆ การก่อเกิดดาวเช่นนี้จุดชนวนทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ มีการก่อกำเนิดดาวใหม่จำนวนมากทั่วไปหมดทั้งกลุ่มแก๊ส เมื่อแก๊สถูกนำไปใช้หรือกระจายออกไปจนเกือบหมด การก่อเกิดดาวจึงยุติลง ดาวเคราะห์นอกระบบ
ดาวเคราะห์นอกระบบที่ถูกค้นพบในปัจจุบันส่วนมากจะโคจรรอบดาวฤกษ์ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับดวงอาทิตย์ของเรา คือเป็นดาวฤกษ์ในแถบกระบวนหลักซึ่งมีประเภทสเปกตรัม F, G หรือ K สาเหตุหนึ่งก็เนื่องมาจากโปรแกรมการค้นหาที่มุ่งศึกษาดาวฤกษ์ในประเภทนี้ ถึงอย่างไรก็ตามข้อมูลทางสถิติก็บ่งชี้ว่า โอกาสจะพบดาวเคราะห์ในระบบของดาวฤกษ์มวลน้อย (ดาวแคระแดง ซึ่งมีประเภทสเปกตรัม M) ก็ค่อนข้างน้อย หรือมิฉะนั้นตัวดาวเคราะห์เองก็อาจมีมวลต่ำมากทำให้ตรวจจับได้ยากขึ้น[24] การสำรวจด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์เมื่อไม่นานมานี้ได้ค้นพบว่าดาวฤกษ์ในประเภทสเปกตรัม O ซึ่งมีความร้อนกว่าดวงอาทิตย์ของเรา จะมีปรากฏการณ์ การระเหยด้วยแสง ซึ่งส่งผลในทางขัดขวางการก่อตัวของดาวเคราะห์[25] ดาวฤกษ์
พื้นผิวบางส่วนของดาวที่มีอุณหภูมิต่ำและความส่องสว่างต่ำกว่าค่าเฉลี่ยทั้งหมด จะเรียกว่า จุดมืดดาวฤกษ์ จุดมืดของดาวฤกษ์แคระหรือดาวฤกษ์ที่มีขนาดเล็กจะไม่ค่อยเป็นที่สังเกตโดดเด่น ขณะที่จุดมืดของดาวยักษ์หรือดาวฤกษ์ขนาดใหญ่จะยิ่งสังเกตเห็นได้ง่าย[115] และทำให้เกิดลักษณะการมืดคล้ำที่ขอบของดาวฤกษ์ได้มาก นั่นคือ ความสว่างของดาวทางด้านขอบ (เมื่อมองเป็นแผ่นจานกลม) จะลดลงไปเรื่อย ๆ [116] ดาวแปรแสงที่เป็นดาวแคระแดง (หรือ flare star) บางดวง เช่นดาว ยูวี ซีตัส ก็อาจมีจุดมืดดาวฤกษ์ที่โดดเด่นเช่นกัน[117] ดาราจักร
ปัจจุบันยังคงมีการก่อเกิดดาวฤกษ์ใหม่ในดาราจักรขนาดเล็กที่แก๊สเย็นยังไม่สลายไปจนหมด ดาราจักรชนิดก้นหอยเช่นทางช้างเผือก สามารถสร้างดาวฤกษ์ใหม่นานตราบเท่าที่มันยังมีเมฆโมเลกุลหนาแน่นของไฮโดรเจนระหว่างดาวอยู่ภายในแขนก้นหอย ดาราจักรรีไม่มีแก๊สเหล่านั้นจึงไม่สามารถสร้างดาวฤกษ์ใหม่ ๆ ได้อีก แหล่งกำเนิดสสารที่จำเป็นต่อการกำเนิดดาวฤกษ์นั้นมีจำกัด เมื่อดาวฤกษ์ได้แปลงไฮโดรเจนเหล่านั้นไปเป็นธาตุหนักแล้ว การกำเนิดดาวใหม่ก็เป็นอันสิ้นสุด ดาราจักร
ทันทีที่ดาราจักรก่อนเกิดเริ่มก่อตัวขึ้นและหดตัวลง ดาวกลุ่มแรก (เรียกว่า ดารากร 3) ก็เริ่มเกิดขึ้นภายใน ดาวฤกษ์เหล่านี้มีองค์ประกอบเป็นไฮโดรเจนและฮีเลียมเกือบทั้งหมด และอาจมีมวลสูงมาก ดังนั้นจึงเผาผลาญเชื้อเพลิงอย่างรวดเร็วและกลายเป็นซูเปอร์โนวา ปลดปล่อยธาตุหนักออกไปสู่สสารระหว่างดาว ดาวฤกษ์รุ่นแรกสุดนี้ทำให้เกิดประจุขึ้นอีกครั้งกับไฮโดรเจนที่เป็นกลางซึ่งอยู่ในบริเวณโดยรอบ และทำให้ฟองของอวกาศขยายตัวขึ้นขณะที่แสงก็สามารถออกเดินทางได้แล้ว วิวัฒนาการของดาวฤกษ์
วิวัฒนาการของดาวฤกษ์เริ่มต้นขึ้นตั้งแต่การพังทลายของแรงโน้มถ่วงของเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์ (GMC) เมฆโมเลกุลโดยมากจะมีขนาดกว้างประมาณ 100 ปีแสง และมีมวลประมาณ 6,000,000 มวลดวงอาทิตย์ เมื่อแรงโน้มถ่วงพังทลายลง เมฆโมเลกุลขนาดยักษ์จะแตกออกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย แก๊สจากเศษเมฆแต่ละส่วนจะปล่อยพลังงานศักย์จากแรงโน้มถ่วงออกมากลายเป็นความร้อน เมื่ออุณหภูมิและความดันเพิ่มสูงขึ้น เศษซากจะอัดแน่นมากขึ้นกลายเป็นรูปทรงกลมหมุนของแก๊สที่ร้อนจัด รู้จักกันในชื่อว่า ดาวฤกษ์ก่อนเกิด (protostar) ดาวฤกษ์
ดาว AB Doradus C ซึ่งเป็นดาวคู่ของ AB Doradus A มีมวลประมาณ 93 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี จัดว่าเป็นดาวฤกษ์ที่เล็กที่สุดเท่าที่รู้จักซึ่งยังคงมีปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นดำเนินอยู่ภายในแกนกลาง[98] ด้วยลักษณะของดาวที่มีค่าความเป็นโลหะคล้ายคลึงกับดวงอาทิตย์ ตามทฤษฎีแล้ว มวลน้อยที่สุดของดาวฤกษ์ที่ยังสามารถดำรงสภาวะนิวเคลียร์ฟิวชั่นในแกนกลางได้ คือประมาณ 75 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี[99][100] ทว่ามันจะมีค่าความเป็นโลหะต่ำมาก ผลการศึกษาดาวฤกษ์ที่จางแสงที่สุดเมื่อไม่นานมานี้ พบว่าขนาดที่เล็กที่สุดที่เป็นไปได้ของดาวฤกษ์อยู่ที่ประมาณ 8.3% ของมวลดวงอาทิตย์ หรือประมาณ 87 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี[100][101] วัตถุที่เล็กกว่านี้จะเรียกว่า ดาวแคระน้ำตาล ซึ่งเป็นดาวที่มีลักษณะเทาอันขุ่นมัว อยู่กึ่งกลางระหว่างดาวฤกษ์กับดาวแก๊สยักษ์ ดาวเคราะห์
ดาวเคราะห์ (Greek: πλανήτης; English: planet หรือ "ผู้พเนจร") คือวัตถุขนาดใหญ่ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ ก่อนคริสต์ทศวรรษ 1990 มีดาวเคราะห์ที่เรารู้จักเพียง 8 ดวง (ทั้งหมดอยู่ในระบบสุริยะ) ปัจจุบันเรารู้จักดาวเคราะห์ใหม่อีกมากกว่า 100 ดวง ซึ่งเป็นดาวเคราะห์นอกระบบ คือ โคจรรอบดาวฤกษ์ดวงอื่นที่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์ ในปี พ.ศ. 2549 สหพันธ์ดาราศาสตร์สากล (IAU) มีมติรับคำนิยามทางวิทยาศาสตร์ของดาวเคราะห์ว่า วัตถุฟากฟ้าที่โคจรรอบดาวฤกษ์จะเป็นดาวเคราะห์ได้ ต่อเมื่อ เนบิวลาดาวเคราะห์
เนบิวลาดาวเคราะห์ () คือส่วนที่เคยเป็นแก๊สและฝุ่นผงชั้นผิวนอกของดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อย เมื่อดาวฤกษ์ดวงนั้นได้เปลี่ยนสภาพเป็นดาวยักษ์แดง และเชื้อเพลิงไฮโดรเจนได้หมดลงแล้ว แกนกลางของดาวก็จะยุบลงกลายเป็นดาวแคระขาว สังเกตได้จากจุดสีขาวตรงกลางภาพ และส่วนนอกนั้นเองที่แผ่กระจายออกไปในอวกาศ เรียกว่า เนบิวลาดาวเคราะห์ ซึ่งจะกลายเป็นวัตถุดิบในการสร้างดาวฤกษ์และระบบสุริยะรุ่นถัดไป และทำให้เอกภพมีธาตุอื่น ๆ เพิ่มขึ้น นอกเหนือจากไฮโดรเจนและฮีเลียม ดาวฤกษ์
ดาวฤกษ์ที่วิวัฒนาการไปด้วยอุณหภูมิใจกลาง 100 ล้านเคลวิน และมวลระหว่าง 0.5-10 เท่าของมวงดวงอาทิตย์นั้น ฮีเลียมสามารถเปลี่ยนรูปไปเป็นคาร์บอนได้ในกระบวนการทริปเปิล-อัลฟา ซึ่งใช้ เบริลเลียม เป็นธาตุที่เป็นตัวกลาง:[135] การตั้งชื่อดาวฤกษ์
การตั้งชื่อดาวฤกษ์ (และวัตถุท้องฟ้าอื่นๆ) ดำเนินการโดยสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล ชื่อดาวฤกษ์จำนวนมากที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันนี้สืบทอดมาแต่อดีตก่อนจะมีการก่อตั้งสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล แต่ยังมีชื่ออื่นๆ โดยเฉพาะชื่อของดาวแปรแสง (รวมทั้งโนวาและซูเปอร์โนวา) ซึ่งได้รับการตั้งชื่อเพิ่มเติมอยู่ตลอดเวลา อย่างไรก็ดี ดาวฤกษ์ส่วนใหญ่แล้วไม่มีชื่อเรียก แต่จะเรียกขานกันด้วยหมายเลขรหัสแคตาล็อก บทความนี้จะกล่าวถงกระบวนการที่ใช้ในการตั้งชื่อดาวฤกษ์โดยสังเขป ดาวฤกษ์
มีข้อสมมุติฐานมานานแล้วว่าดาวฤกษ์ส่วนใหญ่จะเป็นสมาชิกอยู่ในระบบดาวหลายดวงที่มีแรงโน้มถ่วงดึงดูดระหว่างกัน ข้อสมมุติฐานนี้เป็นจริงอย่างมากกับดาวฤกษ์มวลมากประเภท O และ B ซึ่งเชื่อว่ากว่า 80% ของดาวฤกษ์ในประเภทนี้อยู่ในระบบดาวหลายดวง อย่างไรก็ดีมีการค้นพบระบบดาวเดี่ยวเพิ่มมากขึ้นโดยเฉพาะกับดาวฤกษ์ขนาดเล็ก เชื่อว่ามีเพียงประมาณ 25% ของดาวแคระแดงเท่านั้นที่มีดาวอื่นอยู่ในระบบเดียวกัน จากจำนวนดาวฤกษ์ทั้งหมดเป็นดาวแคระแดงไปถึง 85% ดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ในทางช้างเผือกก็เป็นดาวฤกษ์เดี่ยวมานับแต่ถือกำเนิด[68] ดาวฤกษ์
หมวดหมู่:ดาราศาสตร์ดาวฤกษ์ หมวดหมู่:ดาวฤกษ์ หมวดหมู่:แหล่งกำเนิดแสง ดาวฤกษ์
ดาวฤกษ์ทุกดวงจะสร้างลมดาวฤกษ์ ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคเล็ก ๆ ของแก๊สที่ไหลออกจากดาวฤกษ์ไปในห้วงอวกาศ โดยมากแล้วมวลที่สูญเสียไปจากลมดาวฤกษ์นี้ถือว่าน้อยมาก แต่ละปีดวงอาทิตย์จะสูญเสียมวลออกไปประมาณ 10-14 เท่าของมวลดวงอาทิตย์[55] หรือคิดเป็นประมาณ 0.01% ของมวลทั้งหมดของมันตลอดช่วงอายุ แต่สำหรับดาวฤกษ์มวลมากอาจจะสูญเสียมวลไปราว 10−7 ถึง 10−5 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ต่อปี ซึ่งค่อนข้างส่งผลกระทบต่อวิวัฒนาการของตัวมันเอง[56] ดาวฤกษ์ที่มีมวลเริ่มต้นมากกว่า 50 เท่าของมวลดวงอาทิตย์อาจสูญเสียมวลออกไปราวครึ่งหนึ่งของมวลทั้งหมดตลอดช่วงเวลาที่อยู่ในแถบลำดับหลัก[57] ความเป็นโลหะ (ดาราศาสตร์)
ดาวฤกษ์ชนิดดารากร 1 แบบสุดโต่งมักพบในเขตด้านในของดาราจักร ขณะที่แบบปานกลางจะอยู่ค่อนออกมาทางด้านนอก ดวงอาทิตย์ของเราเป็นดาวฤกษ์ชนิดดารากร 1 แบบปานกลาง โดยทั่วไปดาวฤกษ์ชนิดดารากร 1 จะมีวงโคจรค่อนข้างเป็นวงรีรอบศูนย์กลางของดาราจักร และมีความเร็วสัมพัทธ์ค่อนข้างต่ำ การที่ดาวฤกษ์ชนิดนี้มีความเป็นโลหะสูง ทำให้มันมีโอกาสจะให้กำเนิดระบบดาวเคราะห์เป็นดาวบริวารของตัวเองได้มากกว่าดาวฤกษ์ชนิดอื่นๆ ทั้งนี้เนื่องจากดาวเคราะห์จะเกิดขึ้นได้ก็ด้วยการพอกพูนรวมตัวกันของธาตุโลหะต่างๆ ดาวฤกษ์
โครงสร้างภายในของดาวฤกษ์ที่เสถียรจะอยู่ในสภาวะสมดุลอุทกสถิต คือแรงกระทำจากปริมาตรขนาดเล็กแต่ละชุดที่กระทำต่อกันและกันจะมีค่าเท่ากันพอดี สมดุลของแรงประกอบด้วยแรงดึงเข้าภายในที่เกิดจากแรงโน้มถ่วง และแรงผลักออกภายนอกที่เกิดจากแรงดันภายในของดาวฤกษ์ ระดับแรงดันภายในนี้เกิดขึ้นจากระดับอุณหภูมิของพลาสมาที่ค่อย ๆ ลดหลั่นกัน โดยที่ด้านนอกของดาวฤกษ์จะมีอุณหภูมิต่ำกว่าด้านใน อุณหภูมิที่ใจกลางของดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักหรือของดาวยักษ์จะมีค่าอย่างน้อย 107 K ผลของอุณหภูมิและแรงดันอันเกิดจากการเผาผลาญไฮโดรเจนที่แกนกลางดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักนี้มีเพียงพอที่จะทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน และสร้างพลังงานได้มากพอจะต้านทานการยุบตัวของดาวฤกษ์ได้[129][130] วิวัฒนาการของดาวฤกษ์
สำหรับดาวฤกษ์ก่อนเกิดที่มีมวลมากกว่า อุณหภูมิที่แกนกลางสามารถขึ้นไปได้สูงถึง 10 เมกะเคลวิน ทำให้เริ่มต้นปฏิกิริยาลูกโซ่โปรตอน-โปรตอน และทำให้ไฮโดรเจนสามารถหลอมเหลวดิวเทอเรียมและฮีเลียมได้ สำหรับดาวที่มีมวลมากกว่า 1 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ กระบวนการวงรอบ CNO จะทำให้เกิดองค์ประกอบสำคัญในการสร้างพลังงาน และทำให้ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันดำเนินไปต่อเนื่องอย่างรวดเร็วจนกระทั่งเข้าสู่สภาวะสมดุลของไฮโดรสแตติกส์ คือการที่พลังงานที่ปลดปล่อยจากแกนกลางทำให้เกิด "แรงดันการแผ่รังสี" ที่สมดุลกับมวลของดาวฤกษ์ ซึ่งจะป้องกันการยุบตัวจากแรงโน้มถ่วง ดาวฤกษ์นั้นก็จะเข้าสู่สภาวะที่เสถียร และเริ่มดำเนินไปตามแถบลำดับหลักของมันบนเส้นทางวิวัฒนาการ ดาวฤกษ์
ดาวฤกษ์กลุ่มแรก ๆ ที่ก่อตัวขึ้นหลังจากเกิดบิกแบงอาจจะมีมวลมากกว่านั้น เช่น 300 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ หรือสูงกว่า[97] ทั้งนี้เนื่องจากมันไม่มีองค์ประกอบของธาตุที่หนักกว่าลิเธียมเลย อย่างไรก็ดี ดาวฤกษ์มวลมากยิ่งยวดเหล่านี้ (หรือดาวฤกษ์ชนิด population III) ได้สูญสลายไปจนหมดแล้ว มีแต่เพียงทฤษฎีที่กล่าวถึงเท่านั้น ดาราศาสตร์
ที่ว่างระหว่างดวงดาวมีสสารระหว่างดาวบรรจุอยู่ เป็นย่านที่มีวัตถุต่าง ๆ อยู่อย่างเบาบางมาก บริเวณที่หนาแน่นที่สุดคือเมฆโมเลกุล ซึ่งประกอบด้วยโมเลกุลของไฮโดรเจนและธาตุอื่น ๆ ที่เป็นย่านกำเนิดของดาวฤกษ์ ในช่วงแรกจะมีการก่อตัวเป็นเนบิวลามืดรูปร่างประหลาดก่อน จากนั้นเมื่อมีความหนาแน่นเพิ่มขึ้นมาก ๆ ก็จะเกิดการแตกสลายแล้วก่อตัวใหม่เป็นดาวฤกษ์ก่อนเกิด[34] วิวัฒนาการของดาวฤกษ์
การศึกษาวิวัฒนาการของดาวฤกษ์มิได้ทำเพียงการเฝ้าสังเกตดาวดวงหนึ่งดวงใด ดาวฤกษ์ส่วนใหญ่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างช้ามากจนยากจะตรวจจับได้แม้เวลาจะผ่านไปหลายศตวรรษ นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ทำความเข้าใจกับวิวัฒนาการของดาวฤกษ์โดยการสังเกตการณ์ดาวจำนวนมาก โดยที่แต่ละดวงอยู่ที่ช่วงอายุแตกต่างกัน แล้วทำการจำลองโครงสร้างของดาวออกมาโดยใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ช่วย ดาวฤกษ์
การตรวจวัดความเร็วแนวเล็งทำได้โดยอาศัยการเคลื่อนดอปเปลอร์ของเส้นสเปกตรัมของดาว หน่วยที่วัดเป็นกิโลเมตรต่อวินาที การตรวจวัดการเคลื่อนที่เฉพาะของดาวฤกษ์ทำได้จากเครื่องมือตรวจวัดทางดาราศาสตร์ที่มีความแม่นยำสูง หน่วยที่วัดเป็นมิลลิพิลิปดาต่อปี เมื่ออาศัยการตรวจสอบพารัลแลกซ์ของดาวฤกษ์ เราจึงสามารถแปลงการเคลื่อนที่เฉพาะให้ไปเป็นหน่วยของความเร็วได้ ดาวฤกษ์ที่มีค่าการเคลื่อนที่เฉพาะสูงมีแนวโน้มที่จะอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าดาวดวงอื่น จึงเป็นตัวแทนที่ดีสำหรับใช้ตรวจวัดพารัลแลกซ์ของดาวได้[90] รายชื่อดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่ทราบ
ตารางข้างล่างนี้ คือรายการของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ที่สุดที่เป็นที่รู้จักกันโดยเรียงตามรัศมี หน่วยวัดที่ใช้คือจำนวนเท่าของรัศมีดวงอาทิตย์ (ประมาณ 695,500 กิโลเมตรหรือ 432,450 ไมล์)  การหมุนรอบตัวเองของดาวฤกษ์
การหมุนรอบตัวเองของดาวฤกษ์ทำให้เกิดการโป่งพองบริเวณเส้นศูนย์สูตรอันเนื่องมาจากแรงสู่ศูนย์กลาง ดาวฤกษ์นั้นไม่ใช่วัตถุแข็ง มันจึงสามารถเกิดการหมุนได้หลายแบบแตกต่างกัน ดังนั้นเส้นศูนย์สูตรของดาวฤกษ์จึงอาจหมุนด้วยความเร็วเชิงมุมที่ต่างไปจากจากความเร็วในตำแหน่งละติจูดที่สูงกว่า ความแตกต่างเรื่องอัตราการหมุนในดาวฤกษ์นี้จึงอาจมีบทบาทสำคัญในการสร้างสนามแม่เหล็กของดาวฤกษ์ด้วย ดาราศาสตร์
การศึกษาเกี่ยวกับดาวฤกษ์และวิวัฒนาการของดาวฤกษ์เป็นพื้นฐานสำคัญในการทำความเข้าใจกับเอกภพ วิทยาการฟิสิกส์ดาราศาสตร์ของดวงดาวเกิดขึ้นมาจากการสังเกตการณ์และการพยายามสร้างทฤษฎีเพื่อทำความเข้าใจ รวมถึงการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อศึกษาผลที่เกิดขึ้นภายในดวงดาว ดาวเคราะห์นอกระบบ
มาตรดาราศาสตร์: มาตรดาราศาสตร์เป็นการตรวจหาตำแหน่งที่แน่นอนของดาวบนท้องฟ้าและเฝ้าสังเกตเส้นทางการเคลื่อนที่ของดาวเมื่อผ่านช่วงเวลาหนึ่ง ถ้าดาวฤกษ์นั้นมีดาวเคราะห์ในระบบ แรงโน้มถ่วงจากดาวเคราะห์จะส่งผลต่อดวงดาวให้เคลื่อนที่เป็นวงกลมแคบ ๆ หรือเป็นวงโคจรแบบรีรอบ ๆ จุดศูนย์กลางร่วมของมวลทั้งหมด (ดูภาพประกอบทางขวามือ) ดาวฤกษ์
ความสว่างของดาวฤกษ์ที่ปรากฏวัดได้จากค่าความส่องสว่างปรากฏ ซึ่งเป็นค่าความสว่างที่ขึ้นกับค่าความส่องสว่างของดาว ระยะห่างจากโลก และการเปลี่ยนแปรของแสงดาวระหว่างที่มันผ่านชั้นบรรยากาศโลกลงมา ส่วนความสว่างที่แท้จริงหรือความส่องสว่างสัมบูรณ์คือค่าความส่องสว่างปรากฏของดาวถ้าระยะห่างระหว่างโลกกับดาวเท่ากับ 10 พาร์เซก (32.6 ปีแสง) เป็นค่าที่ขึ้นกับความส่องสว่างของดาวเท่านั้น ดาวยักษ์
ดาวยักษ์ () คือดาวฤกษ์ชนิดหนึ่งที่มีรัศมีและความส่องสว่างมากกว่าดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักที่มีอุณหภูมิพื้นผิวเท่ากัน โดยทั่วไปดาวยักษ์จะมีรัศมีระหว่าง 10 ถึง 100 เท่าของรัศมีดวงอาทิตย์ และความส่องสว่างระหว่าง 10 ถึง 1,000 เท่าของดวงอาทิตย์ ดาวฤกษ์ที่มีความสว่างยิ่งกว่าดาวยักษ์จะเรียกว่า ดาวยักษ์ใหญ่ และดาวไฮเปอร์ไจแอนท์ บางครั้งดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักที่มีความร้อนสูงและส่องสว่างมาก ๆ ก็อาจถูกเรียกว่าดาวยักษ์ได้เช่นเดียวกัน การที่ดาวยักษ์มีรัศมีและความส่องสว่างที่สูงมาก ทำให้มันอยู่เหนือแถบลำดับหลัก (ค่าความส่องสว่างระดับ V ตามการจัดประเภทดาวฤกษ์ของเยอร์เกสบนไดอะแกรมของเฮิร์ตสปรัง-รัสเซลล์ เทียบกับกับระดับความส่องสว่าง II หรือ III ดาวฤกษ์ก่อนแถบลำดับหลัก
ในขณะที่สสารที่อยู่โดยรอบยุบตัวลงไปสู่การควบแน่นศูนย์กลาง มันจะกลายมาเป็น โปรโตสตาร์ เมื่อแก๊สหรือฝุ่นที่อยู่โดยรอบกระจายไปและกระบวนการเพิ่มหยุด ดาวฤกษ์จะถูกพิจารณาว่าเป็นดาวฤกษ์ก่อนแถบลำดับหลัก ดาวฤกษ์ก่อนแถบลำดับหลักจะสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าหลังจากเส้นเกิดดาวฤกษ์ ระยะก่อนแถบลำดับหลักจะกินเวลาน้อยกว่า 1% ของชีวิตของดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์
คริสต์ทศวรรษ 1600 มีการใช้ชื่อของกลุ่มดาวไปใช้ตั้งชื่อดาวฤกษ์อื่นที่พบอยู่ในย่านฟ้าเดียวกัน นักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน โยฮัน เบเยอร์ ได้สร้างชุดแผนที่ดาวขึ้นชุดหนึ่ง เขาใช้อักษรกรีกในการตั้งรหัสดาวแต่ละดวงในกลุ่มดาว ต่อมา จอห์น เฟลมสตีด คิดค้นระบบตัวเลขประสมเข้าไปโดยอ้างอิงจากค่าไรต์แอสเซนชั่นของดาว เขาจัดทำรายชื่อดาวไว้ในหนังสือ "Historia coelestis Britannica" (ฉบับปี ค.ศ. 1712) ในเวลาต่อมาระบบตัวเลขนี้เป็นที่รู้จักในชื่อ ระบบการตั้งชื่อดาวฤกษ์ของเฟลมสตีด หรือ ระบบตัวเลขเฟลมสตีด[40][41] ดาวนักขัตฤกษ์
ฤกษ์แต่ละฤกษ์กินอาณาเขต 800 ลิปดา แบ่งออกเป็นส่วนย่อยได้สี่ส่วนเรียกว่าบาท มีขนาดเท่ากับนวางค์ของราศี คือ 200 ลิปดา ฤกษ์ใดที่บาททั้งสี่อยู่ในราศีเดียวกัน เรียกฤกษ์นั้นว่าบูรณฤกษ์ หมายถึงฤกษ์ครบถ้วน หรือฤกษ์ดีงาม ฤกษ์ใดที่มีสามบาทอยู่ราศีหนึ่ง และอีกบาทหนึ่งอยู่อีกราศี เรียกว่า ฉินทฤกษ์ แปลว่าฤกษ์แตกหัก เป็นฤกษ์ร้ายแรงมาก ส่วนฤกษ์ใดที่มีสองบาทแบ่งครึ่งสองราศี เรียกว่า พินทุฤกษ์ หรือฤกษ์เปื้อนเปรอะ เป็นฤกษ์ที่มัวหมอง ดาวนักขัตฤกษ์
หมวดฤกษ์ (ฤกษ์ล่าง) หมายถึงชื่อฤกษ์ที่บรรยายความเป็นไปของดาวนักขัตฤกษ์ (ฤกษ์บน) มีทั้งหมด 9 ฤกษ์ ดังนี้
หมวดฤกษ์ทั้ง 9 นี้ จะกำหนดให้กับดาวนักษัตรตั้งแต่ทลิทโทไปเรื่อย ๆ จนครบเก้ากลุ่มดาว แล้วก็กลับมาวนทลิทโทอีกทีหนึ่ง ซึ่งจะครบสามรอบพอดีที่เรวดี เมื่อเวลาจะให้ฤกษ์หรือพยากรณ์บุคคล โหรจะพิจารณาว่าดวงจันทร์และลัคนาในขณะเวลาฤกษ์หรือเวลาเกิดนั้นอยู่ตรงดาวนักษัตรใด และมีหมวดฤกษ์เป็นแบบใด จากนั้นจึงจะสามารถตัดสินลักษณะบุคคลโดยคร่าว ๆ หรือพิจารณาให้หรือห้ามฤกษ์ในเวลานั้น ๆ ได้ หลักการตั้งชื่อทางดาราศาสตร์
ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้กับโลกที่สุด คือดวงอาทิตย์ของเรา มักถูกเรียกขานกันโดยทั่วไปอย่างย่อว่า "ดวงอาทิตย์" (Sun หรือชื่ออื่นตามแต่ละภาษา เช่นภาษาฝรั่งเศสจะเรียกว่า "le Soleil") แต่บางครั้งก็จะเรียกด้วยชื่อภาษาละตินว่า โซล (Sol) ระบบดาวเคราะห์
ระบบดาวเคราะห์ () คือระบบที่ประกอบด้วยวัตถุหลายชนิดที่ไม่ใช่ดาวฤกษ์ โคจรไปรอบๆ ดาวฤกษ์ เช่น ดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ ดาวเคราะห์น้อย สะเก็ดดาว ดาวหาง และ ฝุ่นคอสมิก ดวงอาทิตย์กับระบบดาวเคราะห์ของมันซึ่งมีโลกเป็นดาวสมาชิกอยู่ มีชื่อเรียกเฉพาะว่า ระบบสุริยะ จลนศาสตร์ดาวฤกษ์
ในทางดาราศาสตร์ เป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวางว่าดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ถือกำเนิดขึ้นในเมฆโมเลกุล ที่รู้จักในชื่อ แหล่งอนุบาลดาวฤกษ์ (stellar nurseries) ดาวฤกษ์ที่ก่อตัวในเมฆนี้เกิดเป็นกระจุกดาวเปิดที่ประกอบด้วยดาวฤกษ์สมาชิกหลายพันดวง และจะกระจัดกระจายกันออกไปตามระยะเวลา ดาวฤกษ์ที่แยกตัวออกไปจากแกนกลางของกระจุกดาวจะเรียกชื่อรัหสว่าเป็นสมาชิกของ ชุมนุมดาว (stellar association) ถ้าส่วนที่เหลือของดาวเหล่านี้เคลื่อนที่ไปในดาราจักรด้วยความสัมพันธ์กัน ก็จะเรียกว่า กลุ่มเคลื่อนที่ (moving group)
กลุ่มเคลื่อนที่ ในทางดาราศาสตร์ เป็นลักษณะการรวมตัวของดาวฤกษ์อย่างหลวมๆ แบบหนึ่ง เป็นที่ยอมรับกันทั่วไปว่าดาวฤกษ์จำนวนหนึ่งจะมีกำเนิดมาจากเมฆโมเลกุลแห่งเดียวกัน ซึ่งดาวฤกษ์เหล่านั้นจะรวมกลุ่มกันเป็นกระจุกดาวเปิดที่มีจำนวนสมาชิกตั้งแต่หลักสิบไปจนถึงหลักพันดวง แต่การรวมตัวในลักษณะกระจุกดาวมีการเปลี่ยนแปลงไปตามเวลา เมื่อเวลาผ่านไปดาวฤกษ์ในกระจุกเริ่มแยกห่างจากกันมากขึ้นจนกลายเป็นเพียง "ชุมนุมดาว" ถ้าดาวสมาชิกที่เหลืออยู่ในชุมนุมนี้ยังคงเคลื่อนที่ไปด้วยกันในดาราจักร จะเรียกดาวฤกษ์กลุ่มนี้ว่า "กลุ่มเคลื่อนที่"  ลมดาวฤกษ์
ดาวฤกษ์ประเภท G เช่นดวงอาทิตย์ของโลกเรามีลมดาวฤกษ์ที่ขับเคลื่อนด้วยโคโรนาแม่เหล็กที่ร้อนมาก มีชื่อเรียกว่า ลมสุริยะ ลมนี้มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นอิเล็กตรอนและโปรตอนพลังงานสูง (ประมาณ 1 keV) ซึ่งมีความสามารถพอจะหนีพ้นจากแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ได้เพราะอุณหภูมิของโคโรนาที่สูงมาก ดาวฤกษ์
ระบบการจัดประเภทดาวฤกษ์อย่างที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันนี้เริ่มต้นมาแต่ช่วงต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 โดยแบ่งดาวฤกษ์ออกเป็นประเภทต่าง ๆ ตั้งแต่ A จนถึง Q ตามความเข้มของเส้นสเปกตรัมไฮโดรเจน[123] ในเวลานั้นยังไม่ทราบกันว่า อิทธิพลสำคัญของความเข้มของเส้นสเปกตรัมคือ อุณหภูมิ เส้นสเปกตรัมไฮโดรเจนจะเข้มมากที่สุดที่อุณหภูมิประมาณ 9000 เคลวิน และอ่อนลงทั้งกรณีที่อุณหภูมิสูงหรือต่ำกว่านั้น ครั้นเมื่อเปลี่ยนวิธีการจัดประเภทดาวฤกษ์มาเป็นการอิงตามระดับอุณหภูมิ จึงได้มีลักษณะคล้ายคลึงกับรูปแบบการจัดประเภทในสมัยใหม่[124] ลมดาวฤกษ์
ลมดาวฤกษ์ () คือการไหลของแก๊สทั้งแบบธรรมดาและแบบมีประจุออกจากชั้นบรรยากาศรอบนอกของดาวฤกษ์ ซึ่งถูกขับออกมาโดยคุณลักษณะของขั้วแม่เหล็กที่ไหลออกจากดาวฤกษ์อายุน้อยซึ่งยังไม่ค่อยถูกชน อย่างไรก็ดี การไหลออกของลมดาวฤกษ์ไม่ได้เป็นไปในลักษณะสมมาตรของทรงกลม และดาวฤกษ์ต่างประเภทกันก็จะให้ลมดาวฤกษ์ออกมาที่มีคุณสมบัติแตกต่างกัน ดาวฤกษ์
ในดาวฤกษ์ที่มีขนาดใหญ่กว่า ปฏิกิริยาฟิวชั่นจะยังคงดำเนินต่อไปจนกระทั่งแกนกลางเหล็กมีขนาดใหญ่ขึ้นอย่างมาก (มีมวลมากกว่า 1.4 เท่าของมวลดวงอาทิตย์) จนกระทั่งมันไม่สามารถรองรับมวลอันมหาศาลของตัวมันเองได้ แกนกลางนี้จะยุบตัวลงอย่างเฉียบพลัน เมื่ออิเล็กตรอนเข้าไปอยู่ในโปรตอน ทำให้เกิดนิวตรอนและนิวตริโนในการสลายให้อนุภาคบีตาผกผันหรือการจับยึดอิเล็กตรอน คลื่นกระแทกอันเกิดจากการยุบตัวกะทันหันนี้ได้ทำให้ส่วนที่เหลือของดาวฤกษ์ระเบิดออกเป็นซูเปอร์โนวา ซูเปอร์โนวามีความสว่างมากเสียจนแสงสว่างของมันบดบังแสงจากดาวฤกษ์ทั้งหมดในดาราจักรที่ดาวนั้นอยู่ และเมื่อซูเปอร์โนวาเกิดขึ้นในดาราจักรทางช้างเผือก ในประวัติศาสตร์ ซูเปอร์โนวาได้รับการสังเกตโดยผู้สังเกตการณ์ด้วยตาเปล่าว่าเป็น "ดาวฤกษ์ดวงใหม่" ที่ซึ่งไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน[65] ดาราศาสตร์
ดวงอาทิตย์ เป็นเป้าหมายการศึกษาทางดาราศาสตร์ยอดนิยมแห่งหนึ่ง อยู่ห่างจากโลกไปประมาณ 8 นาทีแสง เป็นดาวฤกษ์ซึ่งอยู่ในแถบลำดับหลักโดยเป็นดาวแคระประเภท G2 V มีอายุประมาณ 4.6 พันล้านปี ดวงอาทิตย์ของเรานี้ไม่นับว่าเป็นดาวแปรแสง แต่มีความเปลี่ยนแปลงในการส่องสว่างอยู่เป็นระยะอันเนื่องจากจากรอบปรากฏของจุดดับบนดวงอาทิตย์ อันเป็นบริเวณที่พื้นผิวดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิต่ำกว่าพื้นผิวอื่น ๆ อันเนื่องมาจากผลของความเข้มข้นสนามแม่เหล็ก[21] ดาวฤกษ์ชนิด ที วัว
ดาวฤกษ์ชนิด ที วัว เป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ในสภาวะก่อนเข้าสู่แถบลำดับหลัก คือดาวฤกษ์อายุน้อยที่สุดที่มองเห็นได้ ในระดับสเปกตรัมเอฟ จี เค และเอ็ม (มีมวลน้อยกว่า 2 เท่าของมวลดวงอาทิตย์) อุณหภูมิพื้นผิวมีค่าใกล้เคียงกับดาวฤกษ์บนแถบลำดับหลักที่มีมวลใกล้เคียงกัน แต่มีความส่องสว่างมากกว่าอย่างมากเพราะรัศมีของมันใหญ่กว่า อุณหภูมิในใจกลางยังค่อนข้างต่ำสำหรับฟิวชั่นของไฮโดรเจน พลังงานของมันมาจากการปลดปล่อยพลังงานแรงโน้มถ่วงเพื่อเข้าสู่แถบลำดับหลัก ซึ่งจะใช้เวลาประมาณ 100 ล้านปี โดยทั่วไปดาวฤกษ์กลุ่มนี้มักหมุนรอบตัวเองในเวลาระหว่าง 1-12 วัน ขณะที่ดวงอาทิตย์ของเราใช้เวลาหมุนรอบตัวเองราว 1 เดือน ความเป็นโลหะ (ดาราศาสตร์)
ดาวฤกษ์ชนิดดารากร 1 () หรือดาวที่มีธาตุโลหะอยู่มาก (metal-rich) เป็นดาวฤกษ์ที่มีอายุน้อยและมีส่วนประกอบความเป็นโลหะสูงที่สุด ดวงอาทิตย์ของเราจัดว่าเป็นตัวอย่างหนึ่งของดาวฤกษ์ชนิดนี้ และพบได้มากมายทั่วไปสำหรับดาวฤกษ์ที่อยู่บนแขนก้นหอยของดาราจักรทางช้างเผือก ดาวฤกษ์
ในดาวฤกษ์มวลมาก ธาตุหนักจะถูกเผาผลาญไปในแกนกลางที่อัดแน่นโดยผ่านกระบวนการเผาผลาญนีออน และกระบวนการเผาผลาญออกซิเจน สภาวะสุดท้ายในกระบวนการสังเคราะห์นิวเคลียสของดาวฤกษ์คือ กระบวนการเผาผลาญซิลิกอน ซึ่งทำให้ได้ผลลัพธ์ออกมาเป็นไอโซโทปเสถียร เหล็ก-56 กระบวนการฟิวชั่นไม่อาจดำเนินต่อไปได้อีก นอกเสียจากจะต้องผ่านกระบวนการดูดกลืนความร้อน (endothermic process) หลังจากนั้น พลังงานจะเกิดขึ้นได้จากการยุบตัวเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเท่านั้น[135] ดาวฤกษ์
เมื่อดาวฤกษ์ที่มีมวลอย่างน้อย 0.4 เท่าของมวลดวงอาทิตย์[2] หมดไฮโดรเจนในแกนกลาง พื้นผิวชั้นนอกของมันจะขยายตัวอย่างมากและดาวจะเย็นลง ซึ่งเป็นการก่อตั้งของดาวยักษ์แดง ยกตัวอย่างเช่น อีกภายใน 5 พันล้านปี เมื่อดวงอาทิตย์กลายเป็นดาวยักษ์แดง มันจะขยายตัวออกจนมีรัศมีสูงสุดราว 1 หน่วยดาราศาสตร์ (150,000,000 กม.) หรือคิดเป็นขนาด 250 เท่าของขนาดในปัจจุบัน และเมื่อดวงอาทิตย์กลายเป็นดาวยักษ์แดง มันจะสูญเสียมวลไปราว 30% ของมวลดวงอาทิตย์ในปัจจุบัน[54][60] ดาวฤกษ์
ในระหว่างการวิวัฒนาการของดาว ดาวฤกษ์บางดวงอาจผ่านช่วงเวลาที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปรเป็นห้วง ๆ ดาวแปรแสงแบบเป็นห้วงเวลาจะเปลี่ยนแปลงไปตามรัศมีและความส่องสว่าง ทั้งขยายขึ้นและหดสั้นลงในช่วงเวลาที่แตกต่างกันตั้งแต่หน่วยนาทีไปจนถึงเป็นปี ขึ้นอยู่กับขนาดของดาวฤกษ์นั้น ๆ ดาวแปรแสงประเภทนี้รวมไปถึงดาวแปรแสงชนิดเซเฟอิดและดาวที่คล้ายคลึงกับดาวเซเฟอิด รวมถึงดาวแปรแสงคาบยาวเช่น ดาวมิรา[127] ดาวฤกษ์ชนิด ที วัว
ดาวฤกษ์ชนิด ที วัว () เป็นดาวแปรแสงชนิดหนึ่ง ตั้งชื่อตามดาวต้นแบบของมันคือดาวที วัว () มักพบในบริเวณใกล้เมฆโมเลกุล สามารถระบุได้จากการเปลี่ยนแปลงของแสงและโครโมสเฟียร์ที่มีกำลังสูง ดาวเคราะห์นอกระบบ
ดาวฤกษ์ส่วนมากจะประกอบด้วยธาตุเบา อาทิ ไฮโดรเจน และ ฮีเลียม โดยอาจมีส่วนประกอบธาตุหนักอย่างเหล็กในสัดส่วนเล็กน้อย สัดส่วนนี้เป็นตัวบ่งชี้ถึงค่าความเป็นโลหะของดาว ดาวฤกษ์ที่มีค่าความเป็นโลหะสูงจะมีโอกาสที่จะมีดาวเคราะห์สูงกว่า และดาวเคราะห์ของดาวฤกษ์กลุ่มนี้มีแนวโน้มจะมีมวลมากกว่าดาวเคราะห์ของดาวฤกษ์ซึ่งมีค่าความเป็นโลหะต่ำ[4] กระจุกดาวเปิด
ยังมีอีกมุมมองหนึ่งในกระบวนการก่อตัวของดาวฤกษ์ นั่นคือมันก่อตัวขึ้นอย่างรวดเร็วจากแกนกลางเมฆโมเลกุล ครั้นเมื่อดาวฤกษ์มวลมากเริ่มมีความสามารถส่องแสงได้ มันก็ไล่แก๊สที่เหลือในรูปแก๊สประจุร้อนออกไปด้วยความเร็วเสียง เวลานับแต่แกนกลางโมเลกุลเริ่มหดตัวจนถึงการขับไล่แก๊สออกไปนี้กินเวลาโดยประมาณไม่เกิน 1-3 ล้านปี โดยที่แก๊สในแกนกลางของเมฆประมาณ 30-40% เท่านั้นที่จะก่อตัวขึ้นเป็นดาวฤกษ์ กระบวนการดูดและกระจายแก๊สจึงทำให้กระจุกดาวเสียหายค่อนข้างมาก ซึ่งทำให้มันสูญเสียดาวฤกษ์ไปมากหรือบางครั้งก็สูญเสียไปทั้งหมด กระจุกดาวทุกแห่งล้วนต้องประสบการสูญเสียมวลในวัยเยาว์ไปเป็นจำนวนมากขณะที่องค์ประกอบส่วนหนึ่งผ่านพ้นช่วงเวลาอายุน้อยเพื่อดำรงอยู่ต่อไป ดาวฤกษ์อายุน้อยบางดวงที่หลุดออกจากกระจุกดาวต้นกำเนิดของตนก็กลายไปเป็นส่วนหนึ่งของสมาชิกดาวฤกษ์ในสนามของดาราจักร การที่ดาวฤกษ์จำนวนมาก (แม้ไม่ใช่ทั้งหมด) ล้วนเป็นส่วนหนึ่งของกระจุกดาวไม่แห่งใดก็แห่งหนึ่ง ดังนั้นเราอาจมองว่ากระจุกดาวเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างพื้นฐานของดาราจักร เหตุการณ์ที่แก๊สกระจายตัวอย่างรุนแรงเพื่อกำหนดรูปร่าง (และทำลาย) กระจุกดาวจำนวนมากเมื่อยามถือกำเนิดนั้นได้ทิ้งร่องรอยเอาไว้ในโครงสร้างดาราจักรทั้งในแง่ของรูปลักษณ์และพลังงานจลน์ ดาวแปรแสง
ดาวแปรแสง () คือดาวฤกษ์ ที่มีความสว่างเปลี่ยนแปลงอย่างมาก แตกต่างจากดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ในท้องฟ้าที่มีสภาพส่องสว่างเกือบคงที่ ดวงอาทิตย์ของเรา เป็นตัวอย่างที่ดีของดาวฤกษ์ที่มีการเปลี่ยนแปลงของความสว่างน้อยมาก (โดยปกติเปลี่ยนแปลงประมาณ 0.1% ในวัฏจักรสุริยะ 11 ปี) ดาวแปรแสงมีทั้งที่เปลี่ยนแปลงความสว่างจาก "ปัจจัยภายใน" และ "ปัจจัยภายนอก" ตัวอย่างดาวฤกษ์ดวงที่เห็นได้ชัดเจนคือ "ดาวบีเทลจุส" ในกลุ่มดาวนายพราน ความเป็นโลหะ (ดาราศาสตร์)
ดาวฤกษ์ชนิดดารากร 3 () หรือดาวฤกษ์ที่ไม่มีธาตุโลหะ (metal-free) คือประชากรดาวฤกษ์ในทฤษฎีซึ่งมีมวลสูงยิ่งยวดและร้อนจัดมากจนกระทั่งไม่มีธาตุโลหะอยู่เลย ที่กล่าวว่าไม่มีธาตุโลหะนั้นหมายความว่า อาจมีธาตุโลหะจำนวนน้อยนิด (ที่เกิดขึ้นในช่วงบิกแบง เช่น ลิเทียม-7) อยู่ภายในแกนกลางของดาวและน้อยมากจนไม่สามารถสังเกตได้ เชื่อกันว่าดาวฤกษ์กลุ่มนี้น่าจะเกิดขึ้นในช่วงเริ่มต้นของเอกภพ จนถึงปัจจุบันยังไม่มีการค้นพบดาวฤกษ์ชนิดนี้ อย่างไรก็ดีมีหลักฐานในทางอ้อมส่อว่าน่าจะมีดาวฤกษ์ชนิดนี้อยู่จริง ด้วยการสังเกตการณ์ผ่านเลนส์ความโน้มถ่วงของดาราจักรที่อยู่ไกลออกไปมาก ๆ ทฤษฎีการมีอยู่ของดาวฤกษ์ชนิดนี้ช่วยสนับสนุนแนวคิดเกี่ยวกับการกำเนิดของธาตุหนักซึ่งไม่ได้เกิดขึ้นในตอนบิกแบง โดยมีการสังเกตพบสเปกตรัมการแผ่รังสีในเควซาร์ รวมถึงการค้นพบกลุ่มดาราจักรสีฟ้าจางๆ ที่ยังอธิบายไม่ได้ ความเป็นโลหะ (ดาราศาสตร์)
ดาวฤกษ์ที่อายุเก่าแก่จึงมักมีส่วนประกอบโลหะอยู่ค่อนข้างน้อย แต่ข้อเท็จจริงที่พบจากการเฝ้าสังเกตดาวฤกษ์จำนวนมากและพบส่วนประกอบของธาตุหนักอยู่ด้วย ยังเป็นปริศนาที่ไขไม่ออก คำอธิบายในปัจจุบันจึงเป็นการนำเสนอข้อมูลการมีอยู่ของดาวฤกษ์ชนิด Population III เชื่อกันว่า ถ้าไม่มีโลหะ ก็มีแต่เพียงดาวฤกษ์ที่มีมวลมากอย่างมหาศาลเท่านั้นที่จะก่อตัวขึ้นมาได้ และในช่วงปลายอายุขัยของมันก็จะมีการสร้างธาตุ 26 ชนิดแรกไปจนถึงเหล็กในตารางธาตุ ผ่านกระบวนการนิวคลีโอซินทีสิส ในเมื่อดาวฤกษ์เหล่านี้มีมวลมหาศาล แบบจำลองในปัจจุบันจึงระบุถึงการสิ้นอายุขัยของมันในลักษณะซูเปอร์โนวา ซึ่งทำให้สสารภายในของดาวแตกกระจายและแผ่ออกไปในเอกภพ ทำให้เกิดเป็นดาวฤกษ์ในรุ่นถัดมาที่มีส่วนประกอบของธาตุหนักอยู่ดังที่เราพบเห็นในปัจจุบัน ตามทฤษฎีเท่าที่มีในปี ค.ศ. 2007 การที่ดาวฤกษ์รุ่นแรกมีมวลมหาศาล จึงเป็นคำอธิบายว่าทำไมเราจึงไม่พบเห็นดาวฤกษ์เหล่านั้นในปัจจุบันอีกแล้ว เพราะมันได้ทำลายตัวเองลงไปในปรากฏการณ์ซูเปอร์โนวานับแต่ยุคแรกเริ่มของเอกภพ เราอาจพบดาวฤกษ์ชนิดดารากร 3 อยู่บ้างในดาราจักรที่ห่างไกลออกไปมากๆ ที่ส่งแสงออกมานับแต่ยุคแรกเริ่มของประวัติศาสตร์ของเอกภพ การค้นหาดาวฤกษ์กลุ่มนี้ ตลอดจนถึงการพิสูจน์ว่ามันไม่มีอยู่จริง (ซึ่งเป็นการล้มล้างทฤษฎีที่มีอยู่) เป็นงานวิจัยที่ยังดำเนินอยู่ในวงการดาราศาสตร์ปัจจุบัน กระจุกดาวทรงกลม
เมื่อนำดาวฤกษ์ใกล้ดวงอาทิตย์มาพล็อตตำแหน่งลงบนไดอะแกรม จะแสดงให้เห็นการกระจายตัวของดาวฤกษ์ที่มีมวลขนาดต่าง ๆ กัน รวมถึงอายุ และองค์ประกอบที่ต่างกัน ดาวฤกษ์ส่วนใหญ่จะอยู่ในบริเวณเส้นลาดชันของกราฟ ยิ่งมีความร้อนสูงขึ้นก็จะมีค่าความส่องสว่างปรากฏเพิ่มมากขึ้น ดาวฤกษ์ที่อยู่บนเส้นลาดชันของกราฟเช่นนี้เรียกว่า ดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลัก อย่างไรก็ดี แผนภาพยังแสดงรวมถึงดาวฤกษ์ที่อยู่ภาวะหลังวิวัฒนาการและเคลื่อนตัวออกไปพ้นจากแถบลำดับหลักด้วยเช่นกัน สนามแม่เหล็กของดาวฤกษ์
สนามแม่เหล็กของดาวฤกษ์ () คือสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของพลาสมาที่นำกระแสไฟฟ้าภายในดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักซึ่งเผาไหม้ด้วยออกซิเจน การเคลื่อนที่นี้เกิดขึ้นจากการพาความร้อน อันเป็นรูปแบบการถ่ายเทพลังงานอย่างหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ทางกายภาพของสสาร สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นในบริเวณนั้นส่งผลต่อพลาสมา ทำให้ยิ่งเพิ่มความดันขึ้นโดยไม่สมดุลกับความหนาแน่น ทำให้เกิดย่านแม่เหล็กเพิ่มสูงขึ้นเมื่อเทียบกับพลาสมาที่เหลือ จนกระทั่งถึงขอบเขตโฟโตสเฟียร์ของดาวฤกษ์ ซึ่งทำให้เกิดจุดบนดาวฤกษ์บนพื้นผิวดาว และเกิดปรากฏการณ์ coronal loop ตามมาด้วย ธารดาวฤกษ์
ธารดาวฤกษ์ เป็นกลุ่มการรวมตัวของดาวฤกษ์แบบหนึ่งที่โคจรอยู่ในดาราจักร ครั้งหนึ่งดาวเหล่านี้เคยเป็นกระจุกดาวทรงกลมหรือดาราจักรแคระ ต่อมาถูกปัจจัยบางอย่างแยกออกจากกัน แต่ดาวฤกษ์ยังคงมีการเคลื่อนตัวไปในอวกาศด้วยกันเป็นลักษณะยาวคล้ายสายธารเนื่องจากยังมีผลจากแรงน้ำขึ้นน้ำลงอยู่ ดาวฤกษ์
สำหรับดวงอาทิตย์ซึ่งมีอุณหภูมิใจกลางประมาณ 10 ล้านเคลวิน ไฮโดรเจนจะหลอมละลายกลายเป็นฮีเลียมในห่วงโซ่ปฏิกิริยาโปรตอน-โปรตอน:[135][136] ดาวฤกษ์
ในดาวยักษ์แดงที่มีมวลมากถึง 2.25 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ปฏิกิริยาฟิวชั่นไฮโดรเจนจะยังคงดำเนินต่อไปในพื้นผิวเปลือกรอบแกนกลาง[61] ในที่สุด แกนกลางจะบีบอัดจนกระทั่งเริ่มปฏิกิริยาฟิวชั่นฮีเลียม และดาวฤกษ์จะมีรัศมีหดตัวลงอย่างต่อเนื่องและมีอุณหภูมิพื้นผิวสูงขึ้น ในดาวฤกษ์ที่มีขนาดใหญ่กว่านี้ พื้นที่แกนกลางจะเปลี่ยนจากการฟิวชั่นไฮโดรเจนไปเป็นการฟิวชั่นฮีเลียมโดยตรง[62] ดาวฤกษ์
จุดกำเนิดของดาวฤกษ์เกิดขึ้นจากแรงโน้มถ่วงที่ไม่เสถียรภายในเมฆโมเลกุล โดยมากมักเกิดจากคลื่นกระแทกจากซูเปอร์โนวา (การระเบิดขนาดใหญ่ของดาวฤกษ์) หรือจากการแตกสลายของดาราจักรสองแห่งที่ปะทะกัน (เช่นในดาราจักรชนิดดาวกระจาย) เมื่อย่านเมฆนั้นมีความหนาแน่นเพียงพอจนถึงขอบเขตความไม่เสถียรของฌ็อง มันจึงยุบตัวลงด้วยแรงโน้มถ่วงภายในของมันเอง[48] ดาวฤกษ์
ตลอดอายุขัยส่วนใหญ่ของดาวฤกษ์ มันจะเปล่งแสงได้เนื่องจากปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชั่นที่แกนของดาว ซึ่งจะปลดปล่อยพลังงานจากภายในของดาว จากนั้นจึงแผ่รังสีออกไปสู่อวกาศ ธาตุเคมีเกือบทั้งหมดซึ่งเกิดขึ้นโดยธรรมชาติและหนักกว่าฮีเลียมมีกำเนิดมาจากดาวฤกษ์ทั้งสิ้น โดยอาจเกิดจากการสังเคราะห์นิวเคลียสของดาวฤกษ์ระหว่างที่ดาวยังมีชีวิตอยู่ หรือเกิดจากการสังเคราะห์นิวเคลียสของซูเปอร์โนวาหลังจากที่ดาวฤกษ์เกิดการระเบิดหลังสิ้นอายุขัย นักดาราศาสตร์สามารถระบุขนาดของมวล อายุ ส่วนประกอบทางเคมี และคุณสมบัติของดาวฤกษ์อีกหลายประการได้จากการสังเกตสเปกตรัม ความสว่าง และการเคลื่อนที่ในอวกาศ มวลรวมของดาวฤกษ์เป็นตัวกำหนดหลักในลำดับวิวัฒนาการและชะตากรรมในบั้นปลายของดาว ส่วนคุณสมบัติอื่นของดาวฤกษ์ เช่น เส้นผ่านศูนย์กลาง การหมุน การเคลื่อนที่ และอุณหภูมิ ถูกกำหนดจากประวัติวิวัฒนาการของมัน แผนภาพคู่ลำดับระหว่างอุณหภูมิกับความสว่างของดาวฤกษ์จำนวนมาก ที่รู้จักกันในชื่อ ไดอะแกรมของแฮร์ทสชปรุง-รัสเซลล์ (H-R ไดอะแกรม) ช่วยทำให้สามารถระบุอายุและรูปแบบวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ได้ ดาวฤกษ์
จากสเปกตรัมของดาวฤกษ์นี้ นักดาราศาสตร์จะสามารถบอกค่าอุณหภูมิพื้นผิวของดาว แรงโน้มถ่วงพื้นผิว ค่าความเป็นโลหะ และความเร็วในการหมุนรอบตัวเองของดาว หากเราทราบระยะห่างของดาวฤกษ์นั้นด้วย เช่นทราบจากการตรวจวัดพารัลแลกซ์ เราก็จะสามารถคำนวณความส่องสว่างของดาวฤกษ์นั้นได้ จากนั้นจึงใช้แบบจำลองของดาวฤกษ์ในการประมาณการค่ามวล รัศมี แรงโน้มถ่วงพื้นผิว และอัตราการหมุนรอบตัวเอง (ดาวฤกษ์ในระบบดาวคู่จะสามารถตรวจวัดมวลได้โดยตรง สำหรับมวลของดาวฤกษ์เดี่ยวจะประเมินได้จากเทคนิคไมโครเลนส์ของแรงโน้มถ่วง[112]) จากตัวแปรต่าง ๆ เหล่านี้จึงทำให้นักดาราศาสตร์สามารถประเมินอายุของดาวฤกษ์ได้[113] ดาวฤกษ์ก่อนเกิด
ดาวฤกษ์ก่อนเกิด () คือวัตถุขนาดใหญ่ที่ก่อตัวขึ้นจากการรวมกลุ่มกันของแก๊สในเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์ซึ่งอยู่ในสสารระหว่างดาว ช่วงการก่อตัวนี้เป็นขั้นตอนเริ่มต้นของกระบวนการก่อตัวของดาวฤกษ์ สำหรับดาวฤกษ์ที่มีมวลขนาดดวงอาทิตย์ ช่วงเวลาในการก่อตัวนี้ใช้เวลาประมาณ 100,000 ปี โดยค่อยๆ เพิ่มความหนาแน่นที่แกนกลางภายในเมฆโมเลกุล แล้วจึงก่อตัวเป็นดาวฤกษ์แบบ ที วัว จากนั้นจึงจะวิวัฒนาการไปสู่ดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลัก ดาวฤกษ์
นับถึงปี ค.ศ. 2006 ดาวฤกษ์ที่มีค่าความส่องสว่างสัมบูรณ์มากที่สุดเท่าที่รู้จัก คือ LBV 1806-20 ที่ค่าแม็กนิจูด -14.2 ดาวฤกษ์ดวงนี้มีความส่องสว่างสูงกว่าดวงอาทิตย์อย่างน้อย 5,000,000 เท่า[120] ดาวฤกษ์ที่มีความส่องสว่างต่ำที่สุดเท่าที่รู้จักตั้งอยู่ในกระจุกดาว NGC 6397 ดาวแคระแดงอันหรี่จางในกระจุกดาวนี้มีค่าแม็กนิจูด 26 ส่วนอีกดวงหนึ่งเป็นดาวแคระขาวมีค่าแม็กนิจูด 28 ดาวเหล่านี้จางแสงมากเทียบได้กับแสงจากเทียนวันเกิดที่จุดไว้บนดวงจันทร์และมองจากบนโลก[121] ดาวฤกษ์
ดาวแปรแสงแบบระเบิด (Cataclysmic หรือ Explosive variables) คือดาวที่มีการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติภายใน ดาวจำพวกนี้รวมไปถึงโนวาและซูเปอร์โนวา ระบบดาวคู่ที่มีดาวแคระขาวอยู่ใกล้ ๆ ก็อาจทำให้เกิดการระเบิดของดาวฤกษ์ในลักษณะนี้ รวมถึงโนวา และซูเปอร์โนวาประเภท 1a[4] การระเบิดเกิดขึ้นเมื่อดาวแคระขาวดึงไฮโดรเจนจากดาวคู่ของมันและพอกพูนมวลมากขึ้นจนกระทั่งไฮโดรเจนมีมากเกินกว่ากระบวนการฟิวชั่น[128] โนวาบางชนิดยังเกิดซ้ำแล้วซ้ำอีก ทำให้เกิดคาบการระเบิดเป็นช่วง ๆ [127] ระบบดาว
ระบบดาวหลายดวง เป็นระบบที่มีดาวฤกษ์อยู่มากกว่า 2 ดวง ในกรณีที่มีดาวฤกษ์สมาชิก 3 ดวง จะเรียกว่า "triple", "trinary" หรือ "ternary" ถ้ามี 4 ดวงจะเรียกว่า "quadruple" หรือ "quaternary" ถ้ามี 5 ดวงจะเรียกว่า "quintuple" ถ้ามี 6 ดวงจะเรียกว่า "sextuple" ถ้ามี 7 ดวงจะเรียกว่า "septuple" เป็นเช่นนี้เรียงขึ้นไปเรื่อย ๆ ระบบดาวแบบนี้มีขนาดเล็กกว่ากระจุกดาวเปิด ซึ่งจะมีความสัมพันธ์แบบพลศาสตร์มากกว่าและมักมีดาวฤกษ์ระหว่าง 100 ถึง 1,000 ดวง  บัญชีรายชื่อดาวฤกษ์
บัญชีรายชื่อดาวฤกษ์ คือชุดรายชื่อทางดาราศาสตร์ที่รวบรวมชื่อดาวฤกษ์ต่างๆ ในทางดาราศาสตร์แล้ว มีดาวฤกษ์หลายดวงที่ถูกอ้างถึงด้วยชื่อจากบัญชีรายชื่อที่แตกต่างกัน มีบัญชีรายชื่อมากมายที่อาจมีความแตกต่างกันอย่างมากเนื่องจากถูกสร้างขึ้นในช่วงเวลาต่างๆ กันด้วยวัตถุประสงค์ที่ต่างกัน บทความนี้จะแสดงเฉพาะบัญชีรายชื่อที่มีการอ้างอิงถึงบ่อยๆ บัญชีรายชื่อดาวฤกษ์เคยมีการรวบรวมขึ้นโดยชนชาติโบราณมากมาย เช่น ชาวบาบิโลน ชาวกรีก ชาวจีน ชาวเปอร์เซีย และอาหรับ ปัจจุบันนี้มีบัญชีรายชื่อดาวรุ่นใหม่ที่ทันสมัย อยู่ในรูปแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถดาวน์โหลดได้จากศูนย์ข้อมูลดาราศาสตร์ขององค์การนาซา พฤกษ์
พฤกษ์, ซึก, มะรุมป่า หรือ จามจุรีทอง (พจนานุกรม ฉบับราชบัณฑิตยสถาน เรียกว่า จามจุรี; ) เป็นพืชวงศ์ถั่ว เป็นไม้ยืนต้น เปลือกสีเทาเข้มหรือสีน้ำตาล แตกเป็นร่อง ใบประกอบ ดอกออกเป็นช่อกระจุก เกสรตัวผู้เป็นพู่จำนวนมาก ผลเป็นฝัก ผิวเกลี้ยงเป็นมัน ภายในมีเมล็ดแบน ๆ จำนวนมาก การก่อตัวของดาวฤกษ์
ในดาราจักรชนิดก้นหอยเหมือนอย่างทางช้างเผือกนี้มีดาวฤกษ์ ซากดาวฤกษ์ สสารระหว่างดาว และฝุ่นมากมาย แก๊สส่วนที่เหลืออยู่โดยมากเป็นฮีเลียม ซึ่งในบรรดาสสารนี้มีองค์ประกอบเคมีล้วนไปด้วยธาตุหนัก ซึ่งถูกสร้างขึ้นจากดวงดาวหลังจากที่มันผ่านพ้นจุดจบในแถบลำดับหลัก ส่วนที่มีความหนาแน่นสูงกว่าส่วนอื่นๆ ในสสารระหว่างดาว จะรวมตัวกันเป็นกลุ่มเมฆ หรือ เนบิวลา อันเป็นบริเวณที่ดาวฤกษ์ก่อตัวขึ้น ส่วนดาราจักรชนิดรีจะสูญเสียส่วนประกอบที่เย็นภายในสสารระหว่างดาวไปเป็นเวลานานนับพันล้านปีแล้ว ทำให้ดาราจักรเหล่านั้นไม่อาจมีกลุ่มเมฆเนบิวลาได้นอกจากจะไปรวมตัวเข้ากับดาราจักรอื่น ดาวฤกษ์
แกนกลางจะหดตัวลงต่อไปจนกระทั่งมีอุณหภูมิและความดันเพียงพอที่จะฟิวชั่นคาร์บอน กระบวนการดังกล่าวดำเนินต่อไป ต่อด้วยกระบวนการใช้นีออนเป็นเชื้อเพลิง ตามด้วยออกซิเจนและซิลิคอน เมื่ออายุขัยของดาวฤกษ์ใกล้จะสิ้นสุด ฟิวชั่นจะสามารถเกิดขึ้นไปพร้อม ๆ กับชั้นเปลือกหัวหอมจำนวนมากภายในดาวฤกษ์ เปลือกเหล่านี้จะฟิวชั่นธาตุที่แตกต่างกัน โดยเปลือกชั้นนอกสุดจะฟิวชั่นไฮโดรเจน ชั้นต่อไปฟิวชั่นฮีเลียม เป็นเช่นนี้ไปเรื่อย ๆ [63] เส้นสเปกตรัม
นักดาราศาสตร์ศึกษาองค์ประกอบดาวฤกษ์จากสเปกตรัมโดยแบ่งสเปกตรัมของดาวฤกษ์ออกเป็น7 ประเภท ได้แก่ ดาวประเภท O, B, A, F, G, K, M มีวิธีการท่องจำง่ายเป็นประโยคภาษาอังกฤษมีความหมายว่าเป็นเด็กดีแล้วจูบฉัน Oh Be A Fine Girl Kiss Me ตามลำดับ ระบบสุริยะ
ดวงอาทิตย์จัดว่าเป็นดาวแคระเหลืองขนาดใหญ่ปานกลาง ทว่าเมื่อเปรียบเทียบกับดาวฤกษ์อื่น ๆ ที่อยู่ในดาราจักรของเรา ถือได้ว่าดวงอาทิตย์มีขนาดใหญ่และสว่างมาก การจัดประเภทของดาวฤกษ์นี้เป็นไปตามไดอะแกรมของเฮิร์ตสปรัง-รัสเซลล์ ซึ่งเป็นแผนภูมิของกราฟระหว่างความสว่างของดาวฤกษ์เทียบกับอุณหภูมิพื้นผิว โดยทั่วไปดาวฤกษ์ที่มีอุณหภูมิสูงกว่ามักจะสว่างกว่า ซึ่งดาวฤกษ์ใด ๆ ที่มีคุณสมบัติเป็นไปดังที่ว่ามานี้ก็จะเรียกว่าเป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ในแถบลำดับหลัก ดวงอาทิตย์ของเราก็อยู่บนแถบลำดับหลักโดยอยู่ในช่วงกึ่งกลางทางด้านขวา แต่มีดาวฤกษ์จำนวนไม่มากนักที่จะสว่างกว่าและมีอุณหภูมิสูงกว่าดวงอาทิตย์ของเรา ส่วนมากจะอ่อนแสงกว่าและมีอุณหภูมิต่ำกว่าทั้งนั้น[36] ดาวฤกษ์
ตัวอย่างข้างล่างนี้ แสดงระยะเวลาที่ดาวฤกษ์ขนาด 20 เท่าของมวลดวงอาทิตย์จำเป็นต้องใช้ในการเผาผลาญพลังงานนิวเคลียร์ภายในตัวจนหมด ดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักประเภท O จะมีรัศมี 8 เท่าของรัศมีดวงอาทิตย์ และมีความส่องสว่าง 62,000 เท่าของความส่องสว่างของดวงอาทิตย์[138] ดาวฤกษ์
การอธิบายถึงคุณสมบัติต่าง ๆ ของดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ล้วนอ้างอิงถึงมวลเริ่มต้นของดาว แม้กระทั่งคุณลักษณะอันละเอียดอ่อนเช่น การส่องสว่าง และขนาด ตลอดจนถึงวิวัฒนาการของดาว ช่วงอายุ และสภาพหลังจากการแตกดับ ดาวแก๊สยักษ์
ดาวแก๊สยักษ์ () หรือบางครั้งเรียกกันว่า ดาวเคราะห์โจเวียน (; เรียกตามชื่อดาวพฤหัสบดี หรือดาวจูปิเตอร์ ซึ่งเป็นดาวแก๊สยักษ์ที่ใหญ่ที่สุด) คือดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่มิได้มีองค์ประกอบของหินหรือสสารแข็ง ในระบบสุริยะมีดาวแก๊สยักษ์ 4 ดวงคือ ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน ยังมีดาวแก๊สยักษ์อื่น ๆ ที่ค้นพบว่าโคจรรอบดาวฤกษ์ดวงอื่น ๆ อีก ดาวฤกษ์
Δ m = m f − m b {\displaystyle \Delta {m}=m_{\mathrm {f} }-m_{\mathrm {b} }} 2.512 Δ m = Δ L {\displaystyle 2.512^{\Delta {m}}=\Delta {L}} จานดาวเคราะห์ก่อนเกิด
โดยทั่วไป ดาวฤกษ์ก่อนเกิดจะก่อตัวในเมฆโมเลกุลซึ่งมีโมเลกุลไฮโดรเจนดั้งเดิมอยู่เป็นจำนวนมาก เมื่อบางส่วนของเมฆโมเลกุลดำเนินไปถึงจุดวิกฤตของขนาด มวล หรือความหนาแน่น มันจะแตกสลายลงด้วยแรงโน้มถ่วงภายในของมันเอง เมฆที่แตกสลายลงนี้เรียกว่า เนบิวลาสุริยะ ซึ่งเป็นกลุ่มเมฆที่มีความหนาแน่นมากยิ่งขึ้น แก๊สที่เคยเคลื่อนที่แบบสะเปะสะปะจะเริ่มเคลื่อนไปตามทิศทางของโมเมนตัมเชิงมุมของเนบิวลานั้น การพยายามรักษาโมเมนตัมเชิงมุมไว้ทำให้มีการหมุนวนเพิ่มมากขึ้น และเนบิวลามีขนาดเล็กลง แต่อัดแน่นมากขึ้น กลายเป็นกลุ่มเมฆที่แบนลงคล้ายกับแผ่นพิซซา แล้วจึงกลายเป็นแผ่นจาน การแตกสลายครั้งแรกกินเวลาราว 100,000 ปี หลังจากนั้นอุณหภูมิพื้นผิวของดาวฤกษ์จึงเพิ่มขึ้นจนถึงระดับของดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลัก เรียกดาวฤกษ์ในระดับนี้ว่า ดาวฤกษ์ T Tauri แก๊สจะพอกพูนไปบนดาวฤกษ์มากขึ้นเรื่อยๆ ไปตลอด 10 ล้านปีถัดไป ก่อนที่แผ่นจานจะสลายตัวหายไปหมด ซึ่งอาจเป็นผลจากแรงดันของลมสุริยะขับไล่มันไป แผ่นจานดาวเคราะห์ก่อนเกิดที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่ค้นพบมีอายุ 25 ล้านปี ดาวฤกษ์
อุณหภูมิของดาวฤกษ์เป็นตัวบ่งบอกถึงอัตราการแผ่พลังงานหรือการแผ่ประจุของธาตุที่แตกต่างกัน ซึ่งส่งผลถึงคุณสมบัติการดูดกลืนเส้นสเปกตรัมที่แตกต่างกันด้วย เมื่อเราทราบค่าอุณหภูมิพื้นผิวของดาวฤกษ์ ค่าความส่องสว่างปรากฏ ความส่องสว่างสัมบูรณ์ และคุณสมบัติการดูดกลืนแสง เราจึงสามารถจัดประเภทของดาวฤกษ์ได้ (ดูในหัวข้อการจัดประเภทดาวฤกษ์ด้านล่าง) [32] ดาวฤกษ์
ระยะเวลาที่ดาวฤกษ์จะอยู่บนแถบลำดับหลักขึ้นอยู่กับมวลเชื้อเพลิงตั้งต้นกับอัตราเผาผลาญเชื้อเพลิงของดาวฤกษ์นั้น ๆ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือมวลตั้งต้นและความส่องสว่างของดาวฤกษ์นั่นเอง สำหรับดวงอาทิตย์ ประมาณว่าจะอยู่บนแถบลำดับหลักประมาณ 1010 ปี ดาวฤกษ์ขนาดใหญ่จะเผาผลาญเชื้อเพลิงในอัตราเร็วมากและมีอายุสั้น ขณะที่ดาวฤกษ์ขนาดเล็ก (คือดาวแคระ) จะเผาผลาญเชื้อเพลิงในอัตราที่ช้ากว่าและสามารถอยู่บนแถบลำดับหลักได้นานหลายหมื่นหรือหลายแสนล้านปี ซึ่งในบั้นปลายของอายุ มันจะค่อย ๆ หรี่จางลงเรื่อย ๆ [2] อย่างไรก็ดี อายุของเอกภพที่ประมาณการไว้ในปัจจุบันอยู่ที่ 13,700 ล้านปี ดังนั้นจึงไม่อาจค้นพบดาวฤกษ์ดังที่กล่าวมานี้ได้ ดาวฤกษ์
นอกจากดาวนาเม็กที่อยู่อย่างโดดเดี่ยว ระบบดาวหลายดวงมักประกอบด้วยดาวฤกษ์ตั้งแต่ 2 ดวงขึ้นไปที่เกี่ยวพันกันอยู่ด้วยแรงโน้มถ่วงดึงดูดระหว่างกัน ทำให้ต่างโคจรไปรอบกันและกัน ระบบดาวหลายดวงที่พบมากที่สุดคือ ระบบดาวคู่ แต่ก็มีระบบดาว 3 ดวงหรือมากกว่านั้นให้พบเห็นด้วยเช่นกัน ตามหลักการเสถียรภาพของวงโคจร ในระบบดาวหลายดวงมักแบ่งสัดส่วนการโคจรออกเป็นระดับชั้นซึ่งแต่ละชั้นมีลักษณะคล้ายกับระบบดาวคู่[67] นอกจากนี้ยังมีระบบดาวที่ใหญ่ขึ้นไปอีกเรียกว่า กระจุกดาว ซึ่งประกอบด้วยกลุ่มของดาวฤกษ์ที่อยู่ด้วยกันอย่างหลวม ๆ อาจมีดาวเพียงไม่กี่ดวง ไปจนถึงกระจุกดาวทรงกลมที่มีดาวฤกษ์สมาชิกนับหลายร้อยหลายพันดวง ดาว (โหราศาสตร์)
ดาว หรือ ดวงดาว หรือ พระเคราะห์ ในทางโหราศาสตร์ หมายถึงตำแหน่งของดาวฤกษ์ อาทิตย์ และดาวเคราะห์ จันทร์ พุธ ศุกร์ พฤหัส เสาร์ ยูเรนัส เนปจูน พูลโต เป็นต้น รวมถึงตำแหน่งสมมุติบนท้องฟ้าบางตำแหน่งที่ใช้ในการพยากรณ์ เช่น ราหู เกตุ ยม ในโหราศาสตร์ไทย เป็นต้น ดาวฤกษ์
สีของดาวฤกษ์ซึ่งระบุได้จากความถี่สูงสุดของแสงที่ตามองเห็น ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของชั้นผิวรอบนอกของดาวฤกษ์และโฟโตสเฟียร์ของดาว[111] นอกจากแสงที่ตามองเห็นแล้ว ดาวฤกษ์ยังแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ารูปแบบอื่น ๆ ออกมาอีกที่ตาของมนุษย์มองไม่เห็น ว่าที่จริงแล้วรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่ออกมาจากดาวฤกษ์นั้นแผ่ครอบคลุมย่านสเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมด ตั้งแต่ช่วงคลื่นยาวที่สุดเช่นคลื่นวิทยุหรืออินฟราเรด ไปจนถึงช่วงคลื่นสั้นที่สุดเช่นอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ และรังสีแกมมา องค์ประกอบการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของดาวฤกษ์ทั้งส่วนที่ตามองเห็นและมองไม่เห็นล้วนมีความสำคัญเหมือน ๆ กัน ดาวเคราะห์นอกระบบ
“ วัตถุที่มีมวลแท้จริงต่ำกว่าขีดจำกัดมวลอันทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นของดิวเทอเรียม (ในปัจจุบันคำนวณได้ประมาณ 13 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดีสำหรับวัตถุที่ประกอบด้วยโลหะ) ที่โคจรรอบดาวฤกษ์หรือซากของดาวฤกษ์ ถือว่าเป็น "ดาวเคราะห์" (ไม่ว่าจะเกิดขึ้นจากอะไร) สำหรับขนาดหรือมวลต่ำสุดสำหรับวัตถุนอกระบบสุริยะในการพิจารณาถึงการเป็นดาวเคราะห์ให้ใช้หลักการเช่นเดียวกับที่ใช้ในระบบสุริยะ วัตถุท้องฟ้าส่วนย่อยที่มีมวลแท้จริงมากกว่าขีดจำกัดมวลอันทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นของดิวเทอเรียม จะถูกเรียกว่า "ดาวแคระน้ำตาล" (brown dwarf) ไม่ว่าจะเกิดขึ้นอย่างไร หรือ อยู่ ณ ตำแหน่งใด วัตถุล่องลอยอิสระในกระจุกดาวเกิดใหม่ซึ่งมีมวลต่ำกว่าขีดจำกัดมวลอันทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นของดิวเทอเรียม จะไม่ถือว่าเป็นดาวเคราะห์ แต่ถือเป็น "ดาวแคระน้ำตาลเล็ก" (sub-brown dwarf; หรือชื่ออื่นตามที่เหมาะสม)” ดาวฤกษ์
สนามแม่เหล็กของดาวฤกษ์เกิดขึ้นจากบริเวณภายในของดาวที่ซึ่งเกิดการไหลเวียนของการพาความร้อน การเคลื่อนที่นี้ทำให้ประจุในพลาสมาทำตัวเสมือนเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบไดนาโม ซึ่งทำให้เกิดสนามแม่เหล็กแผ่ขยายออกมาภายนอกดวงดาว กำลังของสนามแม่เหล็กนี้แปรตามขนาดของมวลและองค์ประกอบของดาว ส่วนขนาดของกิจกรรมพื้นผิวสนามแม่เหล็กก็ขึ้นกับอัตราการหมุนรอบตัวเองของดาวฤกษ์นั้น กิจกรรมที่พื้นผิวสนามแม่เหล็กนี้ทำให้เกิดจุดบนดาวฤกษ์ อันเป็นบริเวณที่มีสนามแม่เหล็กเข้มกว่าปกติและมีอุณหภูมิเฉลี่ยต่ำกว่าปกติ วงโคโรนาคือแนวสนามแม่เหล็กโค้งที่แผ่เข้าไปในโคโรนา ส่วนเปลวดาวฤกษ์คือการระเบิดของอนุภาคพลังงานสูงที่แผ่ออกมาเนื่องจากกิจกรรมพื้นผิวสนามแม่เหล็ก[93] ดาวเคราะห์
ดาวเคราะห์เป็นวัตถุฟากฟ้าที่ศึกษากันมาแต่โบราณ ทั้งในทางวิทยาศาสตร์ และโหราศาสตร์ นักดาราศาสตร์กรีกชื่อ ปโตเลมี เชื่อว่า ดาวเคราะห์ทั้งหลายล้วนโคจรรอบโลกในการเคลื่อนที่แบบรอบอภิวัฏ (Epicycle) ดาวฤกษ์
นอกเหนือไปจากกลุ่มดาวและดวงอาทิตย์แล้ว บรรดาดวงดาวทั้งหมดก็มีตำนานเป็นของตัวเองด้วย[39] ตามความเชื่อของชาวกรีกโบราณ ดวงดาวบางดวง หรือที่แท้คือ ดาวเคราะห์ (ภาษากรีกโบราณว่า πλανήτης (planētēs) หมายถึง "ผู้พเนจร") เป็นตัวแทนของเทพเจ้าองค์สำคัญหลายองค์ ซึ่งชื่อของเทพเจ้าเหล่านั้นก็เป็นที่มาของชื่อดาวด้วย เช่น ดาวพุธ (เมอร์คิวรี) ดาวศุกร์ (วีนัส) ดาวอังคาร (มาร์ส) ดาวพฤหัสบดี (จูปิเตอร์) และดาวเสาร์ (แซทเทิร์น) [39] สำหรับดาวยูเรนัสและเนปจูนก็เป็นชื่อของตำนานเทพเจ้ากรีกและตำนานเทพเจ้าโรมันเช่นเดียวกัน แม้ในอดีตดาวทั้งสองนี้ยังไม่เป็นที่รู้จัก เพราะมันมีความสว่างต่ำมาก แต่นักดาราศาสตร์ในยุคหลังก็ตั้งชื่อดาวทั้งสองตามชื่อของเทพเจ้าด้วยเช่นกัน ดาวฤกษ์
มีการใช้รหัสตัวอักษรเดี่ยวที่แตกต่างกันเพื่อแสดงถึงประเภทของดาวฤกษ์แบบต่าง ๆ ที่แยกแยะตามสเปกตรัม ตั้งแต่ประเภท O อันเป็นดาวฤกษ์ที่ร้อนมาก ไปจนถึง M อันเป็นดาวฤกษ์ที่เย็นจนโมเลกุลอาจก่อตัวในชั้นบรรยากาศ ประเภทของดาวฤกษ์เรียงตามลำดับอุณหภูมิพื้นผิวจากสูงไปต่ำ ได้แก่ O, B, A, F, G, K และ M สำหรับประเภทสเปกตรัมบางอย่างที่พบได้ค่อนข้างน้อย จะจัดเป็นประเภทพิเศษ ที่พบมากที่สุดในจำนวนนี้คือประเภท L และ T ซึ่งเป็นดาวฤกษ์มวลน้อยที่เย็นที่สุด กับดาวแคระน้ำตาล ตัวอักษรแต่ละตัวจะมีประเภทย่อยอีก 10 ประเภท แสดงด้วยตัวเลขตั้งแต่ 0 ถึง 9 เรียงตามลำดับอุณหภูมิจากสูงไปต่ำ อย่างไรก็ดี ระบบการจัดประเภทแบบนี้จะใช้ไม่ได้เมื่ออุณหภูมิมีค่าสูงมาก ๆ กล่าวคือดาวฤกษ์ประเภท O0 และ O1 จะไม่มีอยู่จริง[125] ดาวฤกษ์
โดยที่ e+ คือ โพสิตรอน, γ คือโฟตอนของรังสีแกมมา, νe คือ นิวตริโน, และ H กับ He คือไอโซโทปของไฮโดรเจนและฮีเลียมตามลำดับ พลังงานที่ปลดปล่อยออกจากปฏิกิริยานี้มีขนาดหลายล้านอิเล็กตรอนโวลต์ ซึ่งอันที่จริงเป็นเพียงส่วนเสี้ยวเล็กน้อยของพลังงานเท่านั้น อย่างไรก็ดี มีปฏิกิริยาเหล่านี้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องเป็นจำนวนมหาศาล ทำให้สามารถกำเนิดพลังงานขึ้นเพียงพอที่จะทำให้เกิดการแผ่รังสีของดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์
เมื่อถึงขั้นนี้ ดาวฤกษ์มวลปานกลางซึ่งวิวัฒนาการแล้วจะสลัดพื้นผิวชั้นนอกออกมาเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ หากสิ่งที่เหลือจากบรรยากาศชั้นนอกที่ลอยกระจายออกไปมีมวลน้อยกว่า 1.4 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ มันจะยุบตัวลงจนกลายเป็นวัตถุขนาดค่อนข้างเล็ก (มีขนาดเท่ากับขนาดของโลก) ซึ่งไม่มีมวลมากพอที่จะมีแรงกดดันเกิดขึ้นไปมากกว่านี้อีก หรือที่รู้จักกันว่า ดาวแคระขาว[64] สสารเสื่อมอิเล็กตรอนภายในดาวแคระขาวจะไม่ใช่พลาสม่าอีกต่อไป ถึงแม้ว่าดาวฤกษ์จะหมายความถึงทรงกลมซึ่งประกอบไปด้วยพลาสม่าก็ตาม ในที่สุด ดาวแคระขาวก็จะจางลงจนกลายเป็นดาวแคระดำ หลังจากเวลาผ่านไป ดาวฤกษ์
กระบวนการฟิวชั่นของไฮโดรเจนเกิดขึ้นตามระดับของอุณหภูมิ ดังนั้นการที่อุณหภูมิใจกลางดาวเพิ่มขึ้นจะส่งผลต่ออัตราการเกิดฟิวชั่นอย่างมาก ผลที่ได้คือ อุณหภูมิใจกลางดาวของดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักจะมีค่าแปรเปลี่ยนอยู่ระหว่าง 4 ล้านเคลวิน สำหรับดาวฤกษ์เล็กประเภท M ไปจนถึง 40 ล้านเคลวิน สำหรับดาวฤกษ์มวลมากในประเภท O[108] ดาวฤกษ์
ศาสตร์การศึกษาสเปกโทรสโกปีของดาวฤกษ์เริ่มบุกเบิกโดย โจเซฟ ฟอน ฟรอนโฮเฟอร์ และแองเจโล เซคคี โดยการเปรียบเทียบสเปกตรัมของดาวฤกษ์เช่น เปรียบดาวซิริอุสกับดวงอาทิตย์ พวกเขาพบว่ากำลังและจำนวนของเส้นดูดกลืนสเปกตรัมของดาวมีความแตกต่างกัน คือส่วนของแถบมืดในสเปกตรัมดาวฤกษ์ที่เกิดจากการดูดกลืนคลื่นความถี่เฉพาะอันเป็นผลจากบรรยากาศ ปี ค.ศ. 1865 เซคคีเริ่มต้นจัดประเภทของดาวฤกษ์ตามลักษณะสเปกตรัมของมัน[29] อย่างไรก็ดี รูปแบบการจัดประเภทดาวฤกษ์ดังที่ใช้กันอยู่ในยุคปัจจุบันได้พัฒนาขึ้นโดย แอนนี เจ. แคนนอน ในระหว่างคริสต์ทศวรรษ 1900 ดาวฤกษ์
วิลเลียม เฮอร์เชล เป็นนักดาราศาสตร์คนแรกที่พยายามตรวจหาการกระจายตัวของดาวฤกษ์บนท้องฟ้า ระหว่างคริสต์ทศวรรษ 1780 เขาได้ทำการตรวจวัดดวงดาวในทิศทางต่าง ๆ มากกว่า 600 แบบ และนับจำนวนดาวฤกษ์ที่มองเห็นในแต่ละทิศทางนั้น ด้วยวิธีนี้เขาพบว่า จำนวนของดาวฤกษ์เพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอไปทางด้านหนึ่งของท้องฟ้า คือในทิศทางที่มุ่งเข้าสู่ใจกลางของทางช้างเผือก จอห์น เฮอร์เชล บุตรชายของเขาได้ทำการศึกษาซ้ำเช่นนี้อีกครั้งในเขตซีกโลกใต้ และพบผลลัพธ์ที่เป็นไปในทิศทางเดียวกัน[28] นอกเหนือจากผลสำเร็จด้านอื่น ๆ แล้ว วิลเลียม เฮอร์เชลได้รับยกย่องจากผลสังเกตของเขาครั้งนี้ว่า มีดาวฤกษ์บางดวงไม่ได้อยู่บนแนวเส้นสังเกตอันเดียวกัน แต่มีดาวอื่นใกล้เคียงซึ่งเป็นระบบดาวคู่ ดาวฤกษ์
เมื่อดาวฤกษ์ในบริเวณห่างไกลจากใจกลางดาราจักรอยู่ห่างกันขนาดนี้ จึงเชื่อว่าโอกาสที่ดาวฤกษ์จะปะทะกันมีค่อนข้างน้อย ขณะที่ในย่านซึ่งมีดาวฤกษ์อยู่อย่างหนาแน่นเช่นในกระจุกดาวทรงกลมหรือใจกลางดาราจักร การที่ดาวฤกษ์ปะทะกันถึงเป็นเรื่องสามัญที่เกิดขึ้นทั่วไป[74] การปะทะของดาวฤกษ์นี้จะทำให้เกิดดาวฤกษ์ประหลาดชนิดใหม่ที่เรียกว่า ดาวแปลกพวกสีน้ำเงิน ซึ่งมีค่าอุณหภูมิพื้นผิวสูงกว่าดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักโดยทั่วไปในกระจุกดาวเดียวกันทั้งที่มีความส่องสว่างเท่ากัน[75] ดาวฤกษ์
นอกเหนือจากมวล องค์ประกอบของธาตุหนักที่หนักกว่าฮีเลียมก็มีบทบาทสำคัญต่อวิวัฒนาการของดาวฤกษ์เช่นกัน ในทางดาราศาสตร์ ธาตุที่หนักกว่าฮีเลียมจะเรียกว่าเป็น "โลหะ" และความเข้มข้นทางเคมีของธาตุเหล่านี้จะเรียกว่า ค่าความเป็นโลหะ ค่านี้มีอิทธิพลต่อช่วงเวลาที่ดาวฤกษ์เผาผลาญเชื้อเพลิง รวมถึงควบคุมการกำเนิดสนามแม่เหล็กของดาวฤกษ์[58] และมีผลต่อความเข้มของลมดาวฤกษ์ด้วย[59] ดาวฤกษ์ชนิดดารากร 2 ซึ่งมีอายุเก่าแก่กว่าจะมีค่าความเป็นโลหะน้อยกว่าดาวฤกษ์รุ่นใหม่ หรือดาวฤกษ์แบบดารากร 3 เนื่องมาจากองค์ประกอบที่มีอยู่ในเมฆโมเลกุลอันดาวฤกษ์ถือกำเนิดขึ้นมานั่นเอง ยิ่งเวลาผ่านไป เมฆเหล่านี้จะมีส่วนประกอบของธาตุหนักเข้มข้นขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อดาวฤกษ์เก่าแก่สิ้นอายุขัยและส่งคืนสารประกอบภายในชั้นบรรยากาศของมันกลับไปในอวกาศ จลนศาสตร์ดาวฤกษ์
นักดาราศาสตร์สามารถบอกได้ว่าดาวฤกษ์ดวงหนึ่งเป็นสมาชิกของกลุ่มเคลื่อนที่หรือชุมนุมดาว ก็โดยการที่ดาวฤกษ์นั้นมีลักษณะร่วมกัน เช่น มีอายุเท่ากัน ค่าความเป็นโลหะคล้ายกัน และมีค่าทางจลน์เหมือนกัน (คือความเร็วแนวเล็งและการเคลื่อนที่เฉพาะ) เพราะดาวสมาชิกในกลุ่มเคลื่อนที่เกิดขึ้นจากเมฆโมเลกุลกลุ่มเดียวกันในเวลาใกล้เคียงกัน แม้มันจะแยกห่างออกจากกันในภายหลังด้วยแรงน้ำขึ้นน้ำลง แต่ก็ยังมีคุณลักษณะต่างๆ เหมือนกันอยู่ ดาวฤกษ์
ขณะที่เมฆโมเลกุลยุบตัวลง ฝุ่นและแก๊สหนาแน่นก็เข้ามาเกาะกลุ่มอยู่ด้วยกัน เรียกว่า กลุ่มเมฆบอก ยิ่งกลุ่มเมฆยุบตัวลง ความหนาแน่นภายในก็เพิ่มสูงขึ้นเรื่อย ๆ พลังงานจากแรงโน้มถ่วงถูกแปลงไปกลายเป็นความร้อนซึ่งทำให้อุณหภูมิสูงยิ่งขึ้น เมื่อเมฆดาวฤกษ์ก่อนเกิดนี้ดำเนินไปจนกระทั่งถึงสภาวะสมดุลของอุทกสถิต จึงเริ่มมีดาวฤกษ์ก่อนเกิดก่อตัวขึ้นที่ใจกลาง[49] ดาวฤกษ์ก่อนแถบลำดับหลักมักจะมีแผ่นจานดาวเคราะห์ก่อนเกิดล้อมรอบอยู่ ช่วงเวลาของการแตกสลายด้วยแรงโน้มถ่วงนี้กินเวลาประมาณ 10-15 ล้านปี ดาวฤกษ์
เมื่อนิวเคลียสอะตอมถูกหลอมเหลวที่ในใจกลางดาว มันจะแผ่พลังงานออกมาในรูปของรังสีแกมมา โฟตอนเหล่านี้ทำปฏิกิริยากับพลาสมาที่อยู่รอบ ๆ และเพิ่มพูนพลังงานความร้อนให้กับแกนกลางมากยิ่งขึ้น ดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักที่กำลังแปลงไฮโดรเจนไปเป็นฮีเลียม จะค่อย ๆ เพิ่มปริมาณฮีเลียมในแกนกลางขึ้นอย่างช้า ๆ ในอัตราเร็วค่อนข้างคงที่ ครั้นเมื่อปริมาณฮีเลียมมีเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนการสร้างพลังงานที่แกนกลางหยุดชะงักไป ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่า 0.4 เท่าของมวลดวงอาทิตย์จะมีพื้นผิวรอบนอกขยายตัวใหญ่ขึ้นห่อหุ้มฮีเลียมในแกนกลางเอาไว้[131] ระบบดาว
ระบบดาว () คือดาวฤกษ์กลุ่มเล็ก ๆ จำนวนหนึ่งที่โคจรอยู่รอบกันและกัน โดยมีแรงดึงดูดระหว่างกันทำให้จับกลุ่มกันไว้ สำหรับดาวฤกษ์จำนวนมากที่มีแรงดึงดูดระหว่างกันมักเรียกว่าเป็น กระจุกดาวหรือดาราจักร แม้ในหลักการแล้ว ทั้งกระจุกดาวและดาราจักรก็ถือเป็นระบบดาวเช่นเดียวกัน นอกจากนี้ยังมีปรากฏเรียกใช้คำว่า ระบบดาว กับระบบที่มีดาวฤกษ์หนึ่งดวง กับดาวเคราะห์บริวารที่โคจรรอบ ๆ ด้วย