Przepis na gwiazdę

Narodziny nowych gwiazd to chyba najbardziej tajemniczy i fascynujący proces we Wszechświecie. Już sam fakt, że do tej pory powstają coraz to kolejne, jest niesamowity. Co więcej, dzięki najnowocześniejszym teleskopom (Hubble'a i Spitzera) możemy obserwować gwiezdne "mateczniki" i badać poszczególne procesy ewolucji. Oczywiście zaobserwowanie powstania gwiazdy od A do Z w ciągu jednego ludzkiego życia jest niemożliwe. Proces ten trwa miliony lat i pierwszej, "dziewiczej" reakcji termojądrowej doczekają ewolucyjni następcy człowieka (może będą mieli, jak to się gdzieś tam słyszy, ogromne głowy i cztery palce u rąk, ale to nie temat na tego bloga :).
Żeby nowe gwiazdy miały szansę powstać, potrzebujemy ciemnej mgławicy, czyli gigantycznego obłoku molekularnego o masie 100 000 - 10 000 000 mas Słońca i rozmiarów około 300 lat świetlnych oraz czegoś, co sprawi, że ten obłok zacznie się zapadać. Tym czymś może być promieniowanie pobliskiego gwiezdnego nadolbrzyma lub... drugi podobny obłok.

koński łeb
Mgławica Koński Łeb w gwiazdozbiorze Oriona. Jeden z obszarów, w których cały czas powstają gwiazdy. Piękna prawda? Źródło

Przeciętna gęstość materii w przestrzeni międzygwiezdnej wynosi od 0,1 do 1 cząstki w cm3. W ciemnej mgławicy mamy kilka milionów cząstek w cm3. Obłok gazu i pyłu jest zimny. Jego temperatura wynosi od 7 do 15K, czyli grubo poniżej -200 st. C. Brrr, lodowato! Dla obserwatora z Ziemi obłok przesłania znajdujące się za nim gwiazdy, co sprawia, że widzimy go na niebie jako czarną plamę, miejsce ogołocone z gwiazd. Obłok taki sobie istnieje i długo nie dzieje się zupełnie nic. Bywa jednak, że potężna gwiazda sprawi swoim promieniowaniem, że część cząstek zacznie się przemieszczać i zderzać z innymi. Stopniowo powstają coraz gęstsze i większe skupiska, które zaczynają się zapadać pod wpływem grawitacji. Skupisko o masie 50 mas Słońca może utworzyć jedną, potężną gwiazdę, a może też kilka mniejszych. Dlaczego raz dzieje się tak, a raz inaczej - nie wiadomo. Część ciemnego i zimnego obłoku zaczyna się więc zapadać, co sprawia, że stopniowo jego temperatura rośnie. Powstaje promieniująca już (w podczerwieni) protogwiazda ciągle ukryta w kokonie, mającym często 1 rok świetlny średnicy.

bok
Jedna z Globul Boka (Biegnący Kurczak w gwiazdozbiorze Centaura), czyli gwiezdnych kokonów o masie 10-50 mas Słońca i rozmiarach około 1 roku świetlnego, zawierających protogwiazdy w swoim wnętrzu. W Globulach Boka tworzą się układy podwójne i wielokrotne gwiazd. Źródło

Temperatura w protogwieździe jest już dość wysoka, ale ciągle zbyt niska, aby mogła zaistnieć reakcja termojądrowa. Trzeba zapadać się dalej. Zapada się więc i zapada, temperatura i ciśnienie rosną, aż w końcu osiągają w centrum 15 mln K i... tadam! Witamy pierwszą syntezę wodoru w hel! Przez ten czas protogwiazda zdąży zmniejszyć swoje rozmiary do typowo "gwiazdowych". Reakcje termojądrowe, czyli promieniowanie, zaczynają równoważyć proces kolapsu grawitacyjnego. Gwiazda "statkuje się". Młoda gwiazda najczęściej otoczona jest protoplanetarnym dyskiem, z którego przy odrobinie szczęścia mogą wykształcić się planety. Mogą, ale nie muszą. Jak długo mamy "podgrzewać" obłok, żeby powstała nam gwiazda? Wszystko zależy od jego masy. Obłok o masie 10 mas Słońca, by oficjalnie zyskać status gwiazdy, potrzebuje 10 mln lat. Jeśli masa wynosi 15 mas Słońca, będziemy czekać już tylko 100 000 lat. Długo? No cóż, kosmiczny tygiel to nie kuchenka mikrofalowa. Tutaj gotuje się powoli, dokładnie i z wyczuciem.
Bywa, że proces kolapsu grawitacyjnego może zainicjować zderzenie się dwóch obłoków ciemnej materii. Gdyby zderzały się nieco szybciej, widok byłby pewnie niezwykle malowniczy, ale, jak to zwykle w kosmosie bywa, i w tym przypadku proces przebiega niezmiernie wolno.
Warto podkreślić, że proces powstawania gwiazd pozostaje zjawiskiem bardzo tajemniczym i jeszcze bardzo wiele mamy do zbadania. Możliwe jest też, że w toku badań naukowych okaże się, że to, co do tej pory uznajemy za bardzo prawdopodobne, okaże się wierutną bzdurą. W każdym razie mamy co badać, bo i w naszej Drodze Mlecznej i w pobliskim Wielkim Obłoku Magellena są obszary gwiazdotwórcze, na których możemy zaczepić oko uzbrojone w teleskop.

kil
Obłok molekularny w gwiazdozbiorze Kila. Czerwone świecące kropki to młodziutkie gwiazdy. Źródło.

0 komentarze :

Prześlij komentarz