Как формируются звезды

Звезды — массивные самосветящиеся небесные тела, состоящие преимущественно из раскалённой плазмы и удерживаемые в равновесии силами собственной гравитации. От других астрономических объектов звёзды отличаются способностью длительное время поддерживать устойчивые термоядерные реакции синтеза. Именно это делает их основными источниками света во Вселенной. Звёзды не являются статичными объектами — они рождаются, эволюционируют и умирают, проходя сложные этапы развития, в ходе которых могут значительно изменять свои размеры, температуру и уровень светимости. Общественная служба новостей расскажет, как формируются звёзды.

Начальные этапы формирования звёзд

Звёзды рождаются внутри гигантских молекулярных облаков. Молекулярные облака — это огромные скопления газа и пыли в космосе, состоящие в основном из молекулярного водорода. Эти облака имеют температуру около 10–30 К и массу, превышающую солнечную в тысячи раз. Под действием собственной гравитации фрагменты облака начинают сжиматься, инициируя процесс звездообразования.

Гравитационный коллапс

Сжатие молекулярного облака происходит, когда сила гравитации преодолевает внутреннее давление газа. Этому способствуют внешние факторы: ударные волны от взрывов сверхновых, столкновения с другими облаками или влияние спиральных рукавов галактик. В процессе гравитационного коллапса облако фрагментируется на более плотные сгустки, каждый из которых может стать отдельной звездой или даже звёздной системой.

Формирование протозвезды

По мере сжатия центральная часть сгустка нагревается, образуя протозвезду — горячее плотное ядро, окружённое аккреционным диском. Вещество диска постепенно падает на протозвезду, увеличивая её массу. На этом этапе объект ещё не излучает свет, но выделяет энергию за счёт гравитационного сжатия.

Роль турбулентности и магнитных полей

Турбулентные движения внутри облака создают неоднородности, ускоряющие фрагментацию. Магнитные поля замедляют коллапс, перенаправляя движение ионизированного газа. Со временем магнитное сопротивление ослабевает, позволяя веществу свободно падать к центру.

Эволюция протозвезды

После образования плотного сгустка материи начинается длительный этап превращения протозвезды в полноценную звезду:

1. Молодые звёзды на этом этапе обладают сильными магнитными полями и активными выбросами вещества — джетами. Они испускают интенсивное инфракрасное излучение из-за нагрева пыли в аккреционном диске.

2. Протозвезда продолжает набирать массу за счёт падения материала из окружающего диска. Аккреция сопровождается выделением энергии, которая замедляет дальнейшее сжатие. Часть вещества уносится джетами вдоль оси вращения звезды, что предотвращает переизбыток углового момента.

3. Вращение протозвезды и центробежные силы формируют вокруг неё плоский диск из газа и пыли. В этом диске позднее образуются планеты, астероиды и кометы. Температура вблизи звезды испаряет лёгкие элементы, оставляя тугоплавкие частицы, тогда как на окраинах сохраняются летучие соединения.

4. Мощные выбросы газа, направленные в противоположные стороны, возникают из-за взаимодействия магнитных полей звезды с аккреционным диском. Эти потоки уносят избыток массы и углового момента, позволяя звезде стабилизироваться.

Как зажигаются звёзды

Именно в момент начала начала термоядерной реакции в недрах протозвезды, она может считаться полноценной звездой:

1. Когда температура в центре протозвезды достигает 10 миллионов К, запускаются реакции термоядерного синтеза. Водород превращается в гелий через протон-протонную цепочку или CNO-цикл, в зависимости от массы звезды. Выделяющаяся энергия останавливает гравитационное сжатие.

2. Звезда достигает баланса между силой гравитации, сжимающей вещество, и давлением излучения, расширяющим её. Это состояние сохраняется большую часть жизни звезды. Интенсивность реакций регулируется автоматически: при повышении температуры синтез ускоряется, увеличивая давление, и наоборот.

3. Финальным этапом можно считать стабилизацию термоядерных реакций внутри звезды. После этого основные параметры звезды (светимость, температура, радиус) будут определяться её массой. Например, звезда в 10 раз массивнее Солнца будет в тысячи раз ярче и значительно горячее. Звёзды с массой менее 0,08 солнечных не могут поддерживать стабильный синтез водорода. Они становятся коричневыми карликами.

Читайте также по теме:

Что такое коричневые карлики

 Что такое красный гигант

 Что такое космическая пыль

Что такое квазары

Что такое метеорный поток