Jak powstają gwiazdy?

Jak powstają gwiazdy? Ich ewolucja jest sekwencją zmian, które przechodzą one w trakcie całego swojego istnienia. Jest to długotrwały proces, w którego czasie gwiazda emituje promieniowanie. Zwykle trwa on miliony, miliardy, a nawet biliony lat. Zmiany te nie są obserwowane bezpośrednio, ponieważ ich zdecydowania większość odbywa się w bardzo wolnym tempie. Istnieją jedynie nieliczne wyjątki od tej reguły. Na podstawie obserwacji wielu gwiazd i efektów zjawisk w nich zachodzących tworzone są modele ich ewolucji. Zawarte w nich przewidywania są potem porównywane z obserwacjami i w ten sposób weryfikuje się kolejne modele.

Jak powstają gwiazdy?

Z obłoku międzygwiazdowego, który składa się z gazu i pyłu, wyłania się gwiazda. Przestrzeń międzygwiazdowa wewnątrz galaktyki jest złożona z wodoru w postaci atomowej. Jedną czwartą tej masy stanowi hel, a pozostały pył i atomy stanowią mniej niż jeden procent tej masy. Atomy wodoru łączą się w molekuły H2 w obszarach zagęszczenia, na skutek czego powstaje obłok molekularny. Jego typowa gęstość to kilka milionów cząstek w cm3. Jego masa wynosi od stu tysięcy do dziesięciu milionów mas Słońca, a rozmiary takiego obłoku sięgają wartości rzędu od 50 do 300 lat świetlnych.

Obłoki pyłowo-gazowe, które wypełniają galaktyki, mogą zagęszczać się za przyczyną lokalnej fluktuacji gęstości. Częściej dochodzi jednak do zagęszczenia w wyniku zderzenia dwóch obłoków. Przyczyną zagęszczania się materii obłoku może być potężne promieniowanie elektromagnetyczne, będące wynikiem wybuchu innej gwiazdy. Przyczynia się ono do ruchu cząsteczek obłoku od jednej strony i tworzenia liniowego wzrostu zagęszczenia. Stopniowo obłok ten zaczyna się zapadać na skutek grawitacji, czemu przeciwdziała jego ciśnienie, będące skutkiem temperatury gazu.

Obłok, który się zapada, ulega fragmentacji na jeszcze mniejsze obłoki. Obłoki o masie około 50 mas Słońca mogą budować pojedynczą gwiazdę. Gaz w nich zawarty rozgrzewa się korzystając z energii potencjalnej, a sam obłok przeistacza się w obracającą się protogwiazdę. Na początku rozwoju jest ona ukryta wewnątrz gęstego obłoku pyłu i gazu. Niekiedy na tle silnie emitującego gazu widoczna jest jednak sylwetka tego typu „kokonu”. Ze względy na zapadanie się grawitacyjne obłoku rośnie jego gęstość oraz temperatura. W sytuacji, gdy osiągnie odpowiednią temperaturą i jest on dostatecznie masywny, w jego wnętrzu zachodzą procesy syntezy jądrowej. W ich wyniku wyłania się nowa gwiazda. Masa niektórych protogwiazd jest na tyle niewielka, że nie mogą one rozpocząć wspomnianych procesów. W takiej sytuacji mamy do czynienia z brązowym karłem, który powoli „umiera” ochładzając się przez setki milionów lat.