Fødselen af ​​de blå giganter: Intet er enklere end en stjerne. - Arthur Stanley Eddington

Sort ispedd i den røde tåge ("Horsehead") er den mest almindelige detalje i alle sådanne tåge. ”Hestehovedet” ser mørkt ud på grund af det faktum, at det er en tæt sky af støv placeret foran en lys tåge og absorberer det lys, der udsendes fra denne tåge. Ligesom skyerne på vores himmel, tog denne kosmiske sky tilfældigt en sådan en bisarr form. Som et resultat af interne bevægelser ændrer skyens udseende sig, men det vil først blive synlig efter tusinder af år

Den store Orion-tåge (M42, M43) er en enorm region med stjerne dannelse

Kiel-tågen (NGC3372, Rosette) opstod som et resultat af frigørelsen af ​​gas og støv fra den døende stjerne Eta Kiel i de sidste århundreder af hendes liv

Snegleniveauet (NGC 7293) er et meget tæt eksempel på en planetnebula, der opstår i slutningen af ​​en stjerners livssti, svarende til vores sol. Gassen, der udsættes til det omgivende rum af en stjerne, ligner en spiralkrul

I processen med at genforene to protoner bliver en af ​​dem til en neutron, og der frigøres lidt energi. Det resulterende atom fra et neutron og et proton kaldes deuterium. Deuterium sluger en proton og forvandler sig til kernen i en helium-isotop (helium-3). Desuden indgår denne isotop i en forbindelse med den samme kerne og omdannes til en helium-4-kerne, der udsender to protoner og udstråler en brøkdel af energien i proton-proton-kæden

I dag ved vi meget mere om stjerner end Comte eller Socrates. Men hvis nu endda en skoledreng i almindelighed forstår, hvad en stjerne er, så er spørgsmålet ”hvor kommer stjernerne fra” dækket af mørke. Virkelig, hvorfra? Denne artikel handler lige om, hvordan de såkaldte blå giganter fødes - massive stjerner, der er synlige på himlen med det blotte øje.

Byggemateriale

Unge stjerner, det vil sige stjerner fra en million til flere hundrede millioner år gamle, er hovedsageligt sammensat af brint. Brint er det mest populære byggemateriale i universet, en molekylær mursten, der er lagt i fundamentet for de mest forskellige genstande i stjerneverdenen: fra intergalaktisk gas til blå giganter. Så for at sikre fødslen af ​​en stjerne skal du give dig en betydelig mængde brint. Men hvordan samles man på et sted en stor masse af dette byggemateriale? Hvor kommer det fra i universets store vidder?

Fase 1 - Interstellar gas

Rummet mellem stjernerne er slet ikke et absolut vakuum, det er fyldt med atomer af calcium, natrium, ilt, kulstof, snarere komplekse molekyler, der danner støvpartikler, men for det meste brint og helium. Dette er den såkaldte interstellare gas, der fylder hele vores galakse. Den højeste koncentration af gas er nær dens plan i et meget tyndt lag med en tykkelse på 70 lysår (og Galaxy's diameter er ca. 60 tusinde lysår). Så grundlaget for stjernen blev fundet. I fremtiden vil vi tale specifikt om vores Galaxy som den nærmeste og bedst studerede region i universet.

Det andet trin er termisk ustabilitet

Hvad er mekanismen for at omdanne gas til en stjerne? Hvis Sir Maxwell var her, ville han sige, at en homogen gas ville være i en tilstand af ustabil termisk ligevægt, hvilket betyder, at både tætte regioner (kondensationer) og mere sjældne områder uundgåeligt vil optræde i den. Selvom regionen kaldes tæt, er dette navn meget vilkårligt, da gassen i den ikke er så tæt: bogstaveligt talt flere dusin atomer i en kubikcentimeter. Kondensationer i en gas kaldes gasskyer, og vi ser dem som tåger. Gasskyer bevæger sig med en gennemsnitlig hastighed på 8 km / s, og den hurtigste accelererer til 80 km / s. Og dette er ikke en skrivefejl! En enorm masse af gas med en diameter på adskillige parsec (1 stk = 3, 26 lysår eller 30 tusind milliarder kilometer) transporteres i et meget mere sjældent medium ved en hastighed, der overstiger hastigheden på vores rumfartøj. Og da der er mange af disse skyer i Galaxy, så på et fint øjeblik (i galaktisk skala varer dette øjeblik flere tusinde år) kolliderer en gassky med en anden. Stødbølgen, der opstår ved denne kollision, får gassen i de kolliderende skyer til at blive tættere, hvilket giver anledning til det næste trin i stjernefødsel.

Hvordan sover elefanter?

Tredje fase - Magnetisk felt

Gasskyer er enorme, men alligevel er deres masse ikke nok til fødslen af ​​en stjerne. Stofferne i dem er lige så meget som i vores sol, og det er nødvendigt - flere dusin, hundreder af gange mere. Hvad får interstellare skyer til at mødes? Det viser sig, at denne opgave udføres af magnetiske galaktiske felter. Vores galakse magnetfelt blev opdaget i slutningen af ​​firserne i det forrige århundrede. Årsagen til dette felt er stadig ikke nøjagtigt kendt. Som det passer til ethvert selvrespektivt felt, har det kraftlinjer, dvs. spændingslinjer. Gasskyer kan normalt kun bevæge sig langs disse linjer. For at forstå, hvordan interstellare skyer er stablet, forestil dig et magnetfelt i form af et svagt strakt ark. Her lancerer vi en lille ping-pong-kugle på dette ark (dette er vores gas- og støvsky): under kuglen bøjes arket kraftigere, et hul vises - kraftlinjerne bøjes. Andre bolde (skyer) begynder at rulle ned i pit, hvilket gør det dybere og dybere. Dette fænomen kaldes Rayleigh-Jeans-ustabilitet. Det vil sige, enhver initial heterogenitet i et magnetfelt, for eksempel en sky, der flyver ind i denne inhomogenitet, for eksempel, er nok - og det er klar: en pose med den indsamlede gas - et gasstøvkompleks - hænger højt over (eller under) galakseplanet.

Fase fire - tyngdekraft

Så brint (og endda ikke kun det) er nu i overflod. Dernæst træder de mekanismer, der er beskrevet af teorien om stjernedannelse, i kraft. Dens fundamenter blev lagt af Sir Isaac Newton, og teorien blev videreudviklet af værkerne fra den japanske astrofysiker Hayashi. Hvis vi har en homogen gas, begynder det uundgåeligt at dannes kondenser i det: steder, hvor der er mere gas end i andre. Men dette er ikke termisk ustabilitet, som det er tilfældet med interstellar gas, men tyngdekraften. Under påvirkning af tyngdekraften stormer flere og flere nye dele af gas til disse indledende klumper. Hver gruppe er en fremtidig stjerne. En stærkt forstørret bunke har formen af ​​en kugle, den mest stabile geometriske form. Gaslagene blandes og komprimeres, i midten af ​​kugletrykket begynder at stige. Kuglen opvarmes gradvist, konstant øger dens masse, modtager og modtager nyt byggemateriale. På dette tidspunkt er protostaren stadig usynlig, den skjules af de samlede rundt omkring og kraftigt kondenserede skyer. Forresten blev det muligt at fremstille sådanne genstande kun med fremkomsten af ​​teleskoper, der opererer i de infrarøde områder. Men ud over tyngdekraften begynder nu andre kræfter at vises - gastrykskræfter, der har en tendens til at trække bolden fra hinanden. Denne evige kamp af centrifugalkræfter med centripetale kræfter ledsager stjernen gennem hele dens eksistens. Hvis den første sejr til sidst eksploderer stjernen, og vi vil se et glimt af Supernova. Hvis sidstnævnte (tyngdekræfter) - kollapser stjernen ind i sig selv: et mystisk objekt som et sort hul vises.

Det femte trin - begyndelsen på den termonukleare reaktion

Hvorfor lyser stjernen? Faktum er, at en stjerne faktisk er en termonuklear reaktor, hvori den energi, der frigøres til stjernens stråling, og som forhindrer den i at omdanne sig til et sort hul fra tyngdepunktkollaps frigives.

Men for at starte en termonuklear reaktion er der brug for en meget høj temperatur - 10 millioner grader. Og først, når protostaren skifter til termonukleart brændstof, kan det kaldes en ung stjerne. Hvilke kilder man kan tage energi fra til en sådan kolossal opvarmning? Når alt kommer til alt taler vi om en gigantisk masse af gas, flere titus gange mere end massen af ​​vores Sol!

Helt i starten af ​​protostarens liv involveres hele stoffets masse i bevægelse fra centrum til overfladen og vice versa, og dens temperatur overstiger ikke yderligere fire tusinde grader. Efter flere hundrede tusind år med komprimering (nogle gange mindre) svækkes konvektionsstrømmene, fyld ikke hele indersiden af ​​protostaren, men flyder tættere på overfladen. På grund af dette begynder temperaturen i den centrale region at vokse hurtigere, og cirka en million år efter kompressionsstart når den et niveau, der er tilstrækkeligt til lette termonukleære reaktioner (omdannelse af lithiumkerner til beryllium) og derefter til hovedproton-proton-cyklus. Og dette er en rigtig ung stjerne. (I øvrigt afhænger stjernens fødselstid af dens oprindelige masse - massive protostarer går hurtigere gennem etaper).

børnehave

I en støvsky skyes naturligvis mere end en enkelt stjerne. Skyen er enorm, og de indledende fortykninger deri vises normalt flere dusin på én gang. Derfor opstår en smuk genstand på himlen fra dusinvis af tæt placerede stjerner, der skinner med lyst og ungt blåt lys. Det mest bemærkelsesværdige eksempel på en sådan stjerne klynge er Pleiaderne, en lille ø, "stjernenes børnehave" i stjernebilledet Tyren. I store teleskoper og nu omkring disse stjerner er synlige resterne af ubrugt støv. Et eksempel på et gas-støvkompleks, hvor stjerner befinder sig i det sidste fødetrin, er Orion-tågen i den ensbetegnede stjernebilled. Forresten kom de lyseste stjerner i stjernebilledet Orion fra en støvsky, men på grund af vores Galaxy's rotation begyndte de at sprede og er nu adskilt fra hinanden ved flere lysår. I Ophiuchus-tågen vises kun stjerner. De er skjult for os af enorme støvskyer, kokoner, i hvilke midten af ​​protostaren er komprimeret til en stjerne. Naturligvis forbliver mange flere spørgsmål i processerne med fødsel af stjerner, hvis svar skal gives af den næste generation af forskere. Jeg håber, at disse svar vil blive modtaget, før stjernerne, der nu skinner i nattehimmelen, går ud.

Artiklen blev offentliggjort i tidsskriftet Popular Mechanics (nr. 5, maj 2004). Kan du lide artiklen?

Den mest interessante nyhed fra videnskabens verden: friske opdagelser, fotos og utrolige fakta i din mail. OK Jeg accepterer reglerne på siden Tak. Vi har sendt en bekræftelses-e-mail til din e-mail.

Anbefalet

Hvorfor blåhvaler er blevet de største dyr på jorden: en ny teori
2019
Identificerede de mest hajfarlige steder på planeten
2019
Et killer sort hul lurer i Mælkevejen
2019