Η γέννηση Star είναι μια διαδικασία που συμβαίνει στο σύμπαν για περισσότερα από 13 δισεκατομμύρια χρόνια. Τα πρώτα αστέρια σχηματίστηκαν από γιγαντιαία σύννεφα υδρογόνου και μεγάλωσαν για να γίνουν υπερμεγέθεις αστέρες. Τελικά εξερράγησαν ως υπερκαινοφανείς και έσπευσαν το σύμπαν με νέα στοιχεία για νέα αστέρια. Αλλά, πριν κάθε αστέρι μπορούσε να αντιμετωπίσει την τελική του μοίρα, έπρεπε να περάσει από μια μακρά διαδικασία σχηματισμού που περιελάμβανε κάποιο χρόνο ως πρωτόστατο.
Οι αστρονόμοι γνωρίζουν πολλά για τη διαδικασία σχηματισμού των αστεριών, παρόλο που σίγουρα υπάρχουν πάντα περισσότερα για μάθηση. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μελετούν πολλές διαφορετικές περιοχές δημιουργίας αστέρων με τη χρήση εργαλείων όπως το Διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, ο Spitzer Space Telescope, και επίγειων παρατηρητηρίων εξοπλισμένων με υπέρυθρα όργανα αστρονομίας. Αυτοί επίσης χρησιμοποιήστε ραδιοτηλεσκόπια για να μελετήσετε τα νεαρά αστρικά αντικείμενα όπως διαμορφώνουν. Οι αστρονόμοι κατάφεραν να καταγράψουν σχεδόν κάθε κομμάτι της διαδικασίας από τη στιγμή που τα σύννεφα του φυσικού αερίου και της σκόνης ξεκινούν από τη διαδρομή προς το ξιφασκία.
Από το Gas Cloud στο Protostar
Η γέννηση του αστεριού αρχίζει όταν αρχίζει να συστέλλεται ένα σύννεφο αερίου και σκόνης. Ίσως μια κοντινή σουπερνόβα να εξερράγη και να στείλει ένα κύμα κλονισμού μέσω του σύννεφου, προκαλώντας το να αρχίσει να κινείται. Ή, ίσως ένα αστέρι που περιπλανήθηκε και το βαρυτικό αποτέλεσμα του ξεκίνησαν τις αργές κινήσεις του σύννεφου. Ό, τι συνέβη, τελικά τμήματα του σύννεφου αρχίζουν να γίνονται πυκνότερα και θερμότερα, καθώς όλο και περισσότερο το υλικό «απορροφάται» από την αυξανόμενη βαρυτική έλξη. Η συνεχώς αυξανόμενη κεντρική περιοχή ονομάζεται πυκνός πυρήνας. Κάποια σύννεφα είναι αρκετά μεγάλα και μπορεί να έχουν περισσότερους από έναν πυκνό πυρήνα, που οδηγεί σε αστέρια που γεννιούνται σε παρτίδες.
Στον πυρήνα, όταν υπάρχει αρκετό υλικό για να υπάρχει αυτοσυγκέντρωση και αρκετή πίεση προς τα έξω για να διατηρηθεί η περιοχή σταθερή, τα πράγματα μαγειρεύονται για αρκετό διάστημα. Περισσότερο υλικό πέφτει, αυξάνονται οι θερμοκρασίες, και τα μαγνητικά πεδία βιδώνουν το δρόμο τους μέσα από το υλικό. Ο πυκνός πυρήνας δεν είναι ακόμα ένα αστέρι, απλώς ένα αντικείμενο που θερμαίνεται αργά.
Καθώς όλο και περισσότερο υλικό παίρνει σαρώνει στον πυρήνα, αρχίζει να καταρρέει. Τελικά, παίρνει αρκετά ζεστό για να αρχίσει να λάμπει στο υπέρυθρο φως. Δεν είναι ακόμα ένα αστέρι ακόμα - αλλά γίνεται ένα πρωτο-αστέρι χαμηλής μάζας. Αυτή η περίοδος διαρκεί περίπου ένα εκατομμύριο χρόνια περίπου για ένα αστέρι που θα καταλήξει να είναι περίπου το μέγεθος του Ήλιου όταν γεννιέται.
Σε κάποιο σημείο, σχηματίζεται ένας δίσκος υλικού γύρω από τον πρωτοστάτη. Ονομάζεται περιμετρικός δίσκος και συνήθως περιέχει αέριο και σκόνη και σωματίδια ροκ και πάγου. Μπορεί να είναι σωληνώσεις υλικό στο αστέρι, αλλά είναι επίσης η γενέτειρα των τελικών πλανητών.
Οι πρωτόσταροι υπάρχουν για ένα εκατομμύριο περίπου χρόνια, συγκεντρώνοντας σε υλικό και αυξάνοντας το μέγεθος, την πυκνότητα και τη θερμοκρασία. Τελικά, οι θερμοκρασίες και οι πιέσεις αυξάνονται τόσο πολύ ώστε η πυρηνική σύντηξη αναφλέγεται στον πυρήνα. Αυτό συμβαίνει όταν ένα πρωτοστάτη γίνεται αστέρι - και αφήνει πίσω του την αστρική νηνεμία. Οι αστρονόμοι αποκαλούν επίσης πρωτόχρους αστέρια "πριν την κύρια αλληλουχία", επειδή δεν έχουν αρχίσει ακόμη τη σύντηξη υδρογόνου στους πυρήνες τους. Μόλις ξεκινήσουν αυτή τη διαδικασία, ο βρεφικός αστέρας γίνεται θολωτός, θυελλώδης, ενεργός μικρό παιδί από ένα αστέρι και βρίσκεται σε καλό δρόμο για μια μακρά και παραγωγική ζωή.
Όπου οι αστρονόμοι βρίσκουν πρωτόσταρα
Υπάρχουν πολλά μέρη όπου γεννιούνται νέα αστέρια στον γαλαξία μας. Αυτές οι περιοχές είναι εκεί όπου οι αστρονόμοι πηγαίνουν να κυνηγούν τους άγριους πρωτοστάτες. ο Orion Nebula αστρικό νηπιαγωγείο είναι ένα καλό μέρος για να τα ψάξετε. Είναι ένα τεράστιο μοριακό σύννεφο περίπου 1.500 έτη φωτός από τη Γη και έχει ήδη ενσωματωθεί σε αυτό ένα πλήθος από νεογέννητα αστέρια. Ωστόσο, έχει επίσης θολώσει μικρές περιοχές σε σχήμα αυγού, που ονομάζονται "πρωτοπλανητικοί δίσκοι", οι οποίοι είναι πιθανό να φιλοξενούν πρωτοστάτες μέσα τους. Σε μερικά χιλιάδες χρόνια, οι πρωτόγονοι αυτοί θα πέσουν στη ζωή ως αστέρια, θα φάνε τα σύννεφα του φυσικού αερίου και της σκόνης που τους περιβάλλουν και θα λάμψουν στα έτη φωτός.
Οι αστρονόμοι βρίσκουν επίσης και περιοχές άγνωστων γόνων σε άλλους γαλαξίες. Αναμφισβήτητα αυτές οι περιοχές, όπως η περιοχή R136 γεννήσεων αστέρων στο νεφέλωμα Tarantula στο Μεγάλο Μαγγελάνικο σύννεφο (ένας γαλαξίας συνοδός στον Γαλαξία και τον αδελφό του Μικρό Magellanic Cloud), είναι επίσης γεμάτοι με πρωτοστάτες. Ακόμα πιο μακριά, οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει κηλίδες γέννησης αστέρων στον γαλαξία της Ανδρομέδας. Όπου οι αστρονόμοι φαίνονται, βρίσκουν αυτή τη βασική διαδικασία κατασκευής αστεριών να συμβαίνει μέσα στους περισσότερους γαλαξίες, όσο το βλέμμα μπορεί να δει. Όσο υπάρχει ένα σύννεφο αερίου υδρογόνου (και ίσως κάποια σκόνη), υπάρχουν πολλές ευκαιρίες και υλικό για την κατασκευή νέων αστεριών, από πυκνούς πυρήνες μέσω πρωτοστατριών σε όλη τη διαδρομή μέχρι πλανήτες ήλιους όπως μας τα δικά.
Αυτή η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο αστέρια σχηματίζει δίνει στους αστρονόμους μια μεγάλη εικόνα για το πώς σχηματίστηκε το δικό μας αστέρι, περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Όπως και όλοι οι άλλοι, ξεκίνησε σαν ένα συνωστισμένο σύννεφο αερίου και σκόνης, συμβολίστηκε για να γίνει πρωτοστάτης, και τελικά άρχισε πυρηνική σύντηξη. Τα υπόλοιπα, όπως λένε, είναι η ιστορία του ηλιακού συστήματος!