Tähtien syntymä on prosessi, jota on tapahtunut maailmankaikkeudessa yli 13 miljardia vuotta. Ensimmäiset tähdet muodostuivat jättiläisistä vetypilvistä ja niistä tuli supermassiivisia tähtiä. Ne lopulta räjähti supernoovina ja siemenivät maailmankaikkeuteen uusia elementtejä uusille tähtiille. Mutta ennen kuin jokainen tähti kohtasi lopullisen kohtalonsa, sen piti käydä läpi pitkä muodostumisprosessi, joka sisälsi jonkin aikaa protostarina.
Tähtitieteilijät tietävät paljon tähtiä muodostuvasta prosessista, vaikka opittavaa on aina enemmän. Siksi he tutkivat niin monta eri tähtien syntymäaluetta kuin mahdollista Hubble-avaruuskaukoputki, Spitzerin avaruusteleskooppi, ja varustetut maanpäälliset observatoriat infrapunaherkät tähtitieteen instrumentit. He myös Käytä radioteleskooppeja nuorten tähtiesineiden tutkimiseen kun he muodostavat. Tähtitieteilijät ovat onnistuneet kartoittamaan melkein jokaisen prosessin osan siitä hetkestä, kun kaasu- ja pölypilvet alkavat tieltä tähtiin.
Kaasupilvestä Protostariin
Tähtien syntymä alkaa, kun kaasu- ja pölypilvi alkaa kutistua. Ehkä lähellä oleva supernova on räjähtänyt ja lähettänyt iskuaallon pilven läpi, aiheuttaen sen alkavan liikkua. Tai ehkä tähti vaelsi ja sen painovoimavaikutus aloitti pilven hitaat liikkeet. Mitä tapahtui, lopulta pilven osat alkavat tiivistyä ja kuumentua, kun lisääntynyttä painovoimaa vetämällä enemmän materiaalia "imetään sisään". Yhä kasvavaa keskialuetta kutsutaan tiheäksi ytimeksi. Jotkut pilvet ovat melko suuria ja niissä voi olla useampi kuin yksi tiheä ydin, mikä johtaa tähtien syntymiseen erissä.
Ytimessä, kun siellä on tarpeeksi materiaalia omapainovoimaan ja tarpeeksi ulkoista painetta alueen pitämiseksi vakaana, asiat kypsennetään pitkään. Lisää materiaalia putoaa, lämpötilat nousevat ja magneettikentät kulkevat läpi materiaalin. Tiheä ydin ei ole vielä tähti, vain hitaasti lämmittävä esine.
Kun yhä enemmän materiaalia pyyhkäisee ytimeen, se alkaa romahtaa. Lopulta se kuumenee tarpeeksi, jotta se alkaa hehkua infrapunavalossa. Se ei vieläkään ole tähti - mutta siitä tulee vähämassinen päätähti. Tämä ajanjakso kestää noin miljoona vuotta tai niin tähdellä, joka lopulta on noin aurinkoisen kokoinen syntyessään.
Jossain vaiheessa protostarin ympärille muodostuu materiaalilevy. Sitä kutsutaan ympyrämäiseksi levyksi, ja se sisältää yleensä kaasua ja pölyä sekä kivi- ja jääjyvien hiukkasia. Se voi hyvinkin olla materiaalin kanavoiminen tähtiin, mutta se on myös mahdollisten planeettojen syntypaikka.
Protostaarit ovat olemassa noin miljoona vuotta, kerääntyen materiaaliin ja kasvavat koon, tiheyden ja lämpötilan mukaan. Lopulta lämpötilat ja paineet kasvavat niin paljon, että ydinfuusio syttyy ytimessä. Silloin protostarista tulee tähti - ja hän jättää tähtikuvaisuuden. Tähtitieteilijät kutsuvat prototähtiä myös "pääpääsekvenssin edeltäviksi" tähteiksi, koska he eivät ole vielä alkaneet sulattaa vetyä ytimeensä. Heti, kun he alkavat prosessin, tähtikuvasta tulee tähtien punastuva, tuulinen, aktiivinen taaperoikäinen ja on matkalla pitkälle, tuottavaan elämään.
Mistä tähtitieteilijät löytävät näyttelijöitä
Galaksissamme on monia paikkoja, joissa uusia tähtiä syntyy. Näillä alueilla tähtitieteilijät menevät metsästämään villiä suihkulähteitä. Orion Nebula tähtitarjonta on hyvä paikka etsiä heitä. Se on jättiläinen molekyylipilvi, joka on noin 1500 valovuoden päässä maasta, ja siihen on upotettu jo useita vastasyntyneitä tähtiä. Sillä on kuitenkin myös pilvisiä pieniä munanmuotoisia alueita, nimeltään "protoplanetaarisia levyjä", jotka todennäköisesti kantavat protostareja niissä. Muutaman tuhannen vuoden kuluttua nuo prostattaarit purskahtivat elämään tähtiä, syövät pois niitä ympäröivät kaasu- ja pölypilvet ja loistavat valoaikojen yli.
Tähtitieteilijät löytävät tähtien syntymäalueita myös muista galakseista. Epäilemättä nämä alueet, kuten R136-tähtien syntymäalue Tarantulan köysillä Suuri Magellanic Cloud (Linnunradan seura galaksi ja sisaruksen sisar) Pieni Magellanic Cloud), myös täynnä protostareja. Vielä kauemmas, tähtitieteilijät ovat huomanneet tähdet syntymäkorit Andromedan galaksissa. Mistä tahansa tähtitieteilijät katsovat, he löytävät tämän välttämättömän tähdenmuodostusprosessin tapahtuvan useimpien galaksien sisällä niin pitkälle kuin silmä voi nähdä. Niin kauan kuin siellä on pilveä vetykaasua (ja ehkä hiukan pölyä), on paljon mahdollisuuksia ja materiaalia uusien tähtien rakentamiseen, tiheistä ytimistä protostaarien läpi aina palavaan aurinkoon kuin meidän oma.
Tämä ymmärrys tähtijen muodosta antaa tähtitieteilijöille paljon käsitystä oman tähtemme muodostumisesta, noin 4,5 miljardia vuotta sitten. Kuten kaikki muutkin, se alkoi yhdentyvänä kaasu- ja pölypilvena, siitä tuli protostaria ja lopulta alkoi ydinfuusio. Loppuosa, kuten he sanovat, on aurinkokunnan historia!