Starbirth

• Április 26, 2024

Az emberek egyszer azt hitték, hogy a csillagok örökkévalók. De most tudjuk, hogy a születés és a halál életciklusa van. Ez a történet arról, hogyan született egy napszerű csillag.

Kezdje egy hatalmas molekuláris felhővel
Noha a Napról mint lángoló óriásgömbről gondolhatunk, a központja sokkal sűrűbb, mint az acél. Mégis csillagokat készítenek be ködök annyira ritka, hogy átlagosan csak 100 részecske van egy köbcentiméterben - egy köbcentiméternyi levegőnkben, amelyet belélegzünk, körülbelül százszázadója van, mint sokan.

Hihetetlennek tűnik, hogy valami oly lényeges, mint egy csillag, olyasmi lenne, mint egy köd. A hatalmas felhők azonban több tíz fényév távolságban oszlanak meg. Tehát, bár vékonyak, teljes tömegük meghaladhatja a Naprendszer tömegének egymilliószorosát. Rengeteg anyag áll rendelkezésre, de mi formálja azt?

Gravitáció, a szobrász
A gravitáció az az erő, amely egy ködöt elég sűrűvé bont le egy csillag létrehozásához. Egy hatalmas molekuláris felhő jó hely a csillagok kialakulásához. Nemcsak bőséges anyaggal rendelkezik, hanem elég hideg is, hogy az atomok molekulákat képezzenek össze, és egyes helyeken az anyag összekezdett.

A gravitáció erőssége a tömegtől függ, tehát egy nagyobb sűrűségű terület több anyagot képes behúzni bele, növelve annak tömegét és ennélfogva gravitációs vonzerejét. Néhány millió év alatt a köd összeomolhat. De valószínű, hogy az összeomlásnak lesz némi segítsége. A csillagképződésnek számos lehetséges kiváltója van, például a szupernóva sokkhullámai, amelyek az anyagot egymáshoz szorítják, hogy sűrűbb régiókat képezzenek.

A köd nem összeomlik egyszerre. A sűrűbb régiók növekednek és a felhő szétesik. Ezért formálódnak csillagok csoportokban. Minden egyes fragmentum külön-külön összeomlik, és egy potenciális csillag, amelynek tömeg kirajzolja az életét. A fejléces képen látható Plejádok csillagfürt egy példa egy csillagcsoportra, amely ugyanabból az óriási felhőből alakult ki. Az egyes csillagok tömege határozza meg, mennyire fényes lesz, meddig fog élni és hogyan fog meghalni. Néhány töredéknek nem lesz elegendő tömege a csillagok kialakításához, de ezek válhatnak barna törpék, sikertelen csillagok. [Fotó: Greg Hogan, EarthSky]

A töredékek
A fragmensek felmelegednek, forognak, és továbbra is összeomlanak.

A központi térségen kívüli ügynek van gravitációs potenciális energia, mint egy víz, amelyet egy gát visszatart. Amikor a központba esik, a potenciális energia megváltozik kinetikus (mozgás) energiát és a hő felszabadul.

Perdület az objektum forgásának a mértéke, figyelembe véve annak sugarat és sebességét. Az óriás köd nagyon lassan forog. De a szög lendület van konzervált - ez azt jelenti, hogy a felhő egy kisebb sugarajú része gyorsabban forog. Kedvenc földi példája a korcsolyázó, aki forog. Kihúzott karokkal kezdődik. Ha behúzza a karját a testébe, akkor a centrifugál sugara kevesebb, így gyorsabban forog, extra erőfeszítés nélkül.

Ezért, amikor a fragmentum összeomlik, forgása felgyorsul. Az eredeti töredék szabálytalan alakja helyett a fonás gömbölyűbb formává teszi.

A protostár
A fragmentum egy sűrű középső régiót tartalmaz, amely a Protostar majd egy csillag. A por és a gáz maradt. Amint forog, a laza por és gáz egy tárcsába kerül a protostár egyenlõje körül. Nem csak egy csillag formálódhat a protostárból, hanem ebből bolygórendszer is kialakulhat protoplanetáris lemez.

A protostár növekszik azzal, hogy vonzza a lemezt. A tömeg növekedésével továbbra is csökken. A gravitációs összehúzódás sok hőt bocsát ki. A magban lévő forró gáz kifelé nyomódik, szemben a gravitációval. Ezért bár az eredeti összeomlás viszonylag gyorsan történt, ez lelassul, amint a protostar melegebb lesz. Körülbelül egy millió évig tart, amíg a hőmérséklet meg nem éri egymillió fokot, és ez nem elég meleg ahhoz, hogy csillagossá váljon.

A csillagok többsége, amelyeket megfigyeltünk fő sorrend csillagok. Melegük és fényük a magjában lévő hidrogén atomfúziójából származik. Annak érdekében, hogy a magfúzió elinduljon, a maghőmérsékletnek legalább 10 millió ° C-nak (18 millió ° F) kell lennie.

Csillag születik
Amikor a hidrogénfúzió elindul, a protostár megfelelő babacsillag. De még van néhány felnőtté válása, mielőtt csatlakozik a fő szekvenciához.

Egy fő sorozatcsillagban egyensúly van a magban lévő magfúzióból származó hő külső nyomása és a belső gravitációs erő között. Ezt úgy hívják hidrosztatikus egyensúly. Beletelik egy kis időbe, amíg a csillag befejeződik, és ez az egyensúly létrejön.

A csillag tömege nem növekszik, ha fennmarad a nukleáris fúzió, mivel egy erős csillagszél fújja el a korong anyagát. Valójában néhány millió éven belül teljesen megtisztítja a poros lemezt.

A csillag fő élettartamának hossza a tömegétől függ. A Napszerű csillagok körülbelül 10 milliárd évet élnek, tehát a Napunk félúton van életében.A vörös törpe, amelynek a Nap tömegének felével él, legalább 80 milliárd évig élhet, ami sokkal hosszabb, mint az univerzum jelenlegi kora. De a hatalmas csillagok élettartama rövid. A Nap tömegének tízszeres csillaga mindössze 20 millió évig tart. A csillagok a fő sorozaton maradnak, amíg a hidrogén-üzemanyaguk kimerülnek.