La nascita delle stelle è un processo che avviene nell'universo da oltre 13 miliardi di anni. Le prime stelle si sono formate da gigantesche nuvole di idrogeno e sono cresciute fino a diventare stelle supermassicce. Alla fine sono esplose come supernove e hanno seminato l'universo con nuovi elementi per nuove stelle. Ma, prima che ogni stella potesse affrontare il suo destino finale, doveva passare attraverso un lungo processo di formazione che includeva un po 'di tempo come protostella.
Gli astronomi sanno molto sul processo di formazione stellare, anche se c'è sicuramente sempre qualcosa da imparare. Ecco perché studiano il maggior numero possibile di regioni di nascita delle stelle utilizzando strumenti come il telescopio spaziale Hubble, il telescopio spaziale Spitzer e osservatori terrestri dotati di strumenti astronomici sensibili agli infrarossi. Usano anche radiotelescopi per studiare i giovani oggetti stellari mentre si stanno formando. Gli astronomi sono riusciti a tracciare quasi ogni bit del processo dal momento in cui nuvole di gas e polvere iniziano lungo il percorso verso la celebrità.
Da Gas Cloud a Protostar
La nascita delle stelle inizia quando una nuvola di gas e polvere inizia a contrarsi. Forse una supernova vicina è esplosa e ha inviato un'onda d'urto attraverso la nuvola, facendola iniziare a muoversi. O forse una stella vagò e il suo effetto gravitazionale iniziò i lenti movimenti della nuvola. Qualunque cosa sia accaduta, alla fine parti della nuvola iniziano a diventare più dense e più calde man mano che più materiale viene "risucchiato" dalla crescente attrazione gravitazionale. La regione centrale in continua crescita è chiamata nucleo denso. Alcune nuvole sono piuttosto grandi e possono avere più di un nucleo denso, il che porta alla nascita di stelle in lotti.
Nel nucleo, quando c'è abbastanza materiale per avere auto-gravità e abbastanza pressione verso l'esterno per mantenere stabile l'area, le cose continuano per un bel po '. Più materiale cade, le temperature aumentano e i campi magnetici si fanno strada attraverso il materiale. Il nucleo denso non è ancora una stella, solo un oggetto che si riscalda lentamente.
Man mano che sempre più materiale viene trascinato nel nucleo, inizia a collassare. Alla fine, diventa abbastanza caldo da iniziare a brillare alla luce infrarossa. Non è ancora una stella, ma diventa una proto-stella di piccola massa. Questo periodo dura circa un milione di anni circa per una stella che finirà per avere le dimensioni del Sole quando nascerà.
Ad un certo punto, un disco di materiale si forma attorno alla protostella. Si chiama disco circumstellare e di solito contiene gas e polvere e particelle di grani di roccia e ghiaccio. Potrebbe benissimo incanalare materiale nella stella, ma è anche il luogo di nascita di eventuali pianeti.
Le protostelle esistono da circa un milione di anni, raccogliendo materiale e crescendo in dimensioni, densità e temperatura. Alla fine, le temperature e le pressioni crescono così tanto che la fusione nucleare viene innescata nel nucleo. È allora che una protostella diventa una stella e si lascia dietro un'infanzia stellare. Gli astronomi chiamano anche le protostelle "pre-sequenza principale" perché non hanno ancora iniziato a fondere l'idrogeno nei loro nuclei. Una volta che iniziano quel processo, la stella neonata diventa un bambino vivace, ventoso e attivo di una stella, ed è sulla buona strada per una vita lunga e produttiva.
Dove gli astronomi trovano le protostelle
Ci sono molti posti in cui stanno nascendo nuove stelle nella nostra galassia. Quelle regioni sono dove gli astronomi vanno a caccia delle protostelle selvagge. Il vivaio stellare della Nebulosa di Orione è un buon posto per cercarli. È una gigantesca nuvola molecolare a circa 1,500 anni luce dalla Terra e ha già un certo numero di stelle appena nate incorporate al suo interno. Tuttavia, ha anche offuscato piccole regioni a forma di uovo chiamate "dischi protoplanetari" che probabilmente ospitano protostelle al loro interno. In poche migliaia di anni, quelle protostelle prenderanno vita come stelle, divoreranno le nuvole di gas e polvere che le circondano e risplenderanno negli anni luce.
Gli astronomi trovano anche regioni di nascita stellare in altre galassie. Senza dubbio anche quelle regioni, come l'area di nascita della stella R136 nella Nebulosa Tarantola nella Grande Nube di Magellano (una galassia compagna della Via Lattea e sorella della Piccola Nube di Magellano), sono costellate di protostelle. Ancora più lontano, gli astronomi hanno individuato asili nido stellari nella galassia di Andromeda. Ovunque gli astronomi guardino, trovano questo essenziale processo di costruzione delle stelle in corso nella maggior parte delle galassie, a perdita d'occhio. Finché c'è una nuvola di idrogeno gassoso (e forse un po 'di polvere), ci sono molte opportunità e materiale per costruire nuove stelle, dai nuclei densi alle protostelle fino ai soli ardenti come il nostro.
Questa comprensione di come si formano le stelle offre agli astronomi molte informazioni su come si è formata la nostra stella, circa 4.5 miliardi di anni fa. Come tutti gli altri, iniziò come una nuvola di gas e polvere che si coalizzò, si contrasse fino a diventare una protostella e poi alla fine iniziò la fusione nucleare. Il resto, come si suol dire, è la storia del sistema solare!