Kelahiran

• Mungkin 16, 2024

Orang pernah berfikir bahawa bintang-bintang itu kekal. Tetapi kita sekarang tahu bahawa mereka mempunyai kitaran hidup dan kematian. Berikut adalah kisah bagaimana bintang seperti matahari dilahirkan.

Mulakan dengan awan molekul gergasi
Walaupun kita mungkin memikirkan Matahari sebagai bola gergasi gas yang menyala, pusatnya lebih padat daripada keluli. Namun bintang dibuat nebulae jadi jarang sekali, secara purata, terdapat hanya 100 zarah dalam sentimeter padu - satu sentimeter padu udara yang kita nafas mempunyai kira-kira 100 quadrillion kali yang banyak.

Nampaknya sukar dipercayai bahawa sesuatu yang begitu besar sebagai bintang dibuat dari sesuatu yang tipis sebagai nebula. Bagaimanapun, awan raksasa tersebar di jarak puluhan tahun cahaya. Jadi, walaupun mereka nipis, jumlah jisimnya boleh mencapai sejuta kali jisim Sistem Suria. Ada banyak bahan yang ada, tetapi apa bentuknya?

Graviti, pengukir
Graviti adalah daya yang runtuh nebula menjadi sesuatu yang cukup padat untuk membuat bintang. Satu awan molekul gergasi adalah tempat yang baik untuk pembentukan bintang. Bukan sahaja ia mempunyai bahan yang berlimpah, ia juga cukup sejuk bahawa atom telah berkumpul untuk membentuk molekul, dan di beberapa tempat perkara telah mula bergumpal bersama.

Kekuatan graviti bergantung kepada jisim, sehingga kawasan kepadatan yang lebih tinggi dapat menarik lebih banyak masalah ke dalamnya, meningkatkan massa dan daya tarikan gravitasi. Lebih beberapa juta tahun ini adalah bagaimana nebula dapat runtuh. Tetapi kemungkinan kejatuhan itu akan mempunyai sedikit bantuan. Terdapat beberapa kemungkinan pencetus untuk pembentukan bintang, sebagai contoh, gelombang kejutan supernova mendorong perkara bersama untuk membentuk kawasan yang lebih padat.

Nebula tidak runtuh sekaligus. Kawasan yang semakin padat berkembang dan awan merosot. Ini sebabnya bintang membentuk dalam kumpulan. Setiap fragmen runtuh secara individu dan merupakan bintang berpotensi yang jisim akan menandakan kisah hidupnya. Kelompok bintang Pleiades, ditunjukkan dalam gambar kepala, adalah contoh sekelompok bintang yang terbentuk dari awan gergasi yang sama. Jisim setiap bintang individu menentukan bagaimana ia bercahaya, berapa lama ia akan hidup, dan bagaimana ia akan mati. Beberapa serpihan tidak akan mempunyai jisim yang cukup untuk membentuk bintang, tetapi mungkin menjadi kerdil coklat, bintang yang gagal. [Kredit foto: Greg Hogan, EarthSky]

Serpihan itu
Serpihan itu panas, berputar, dan terus runtuh.

Perkara di luar kawasan tengah mempunyai tenaga berpotensi graviti, seperti air yang dipegang oleh empangan. Apabila ia jatuh ke pusat, potensi tenaga menjadi kinetik (pergerakan) tenaga, dan haba dikeluarkan.

Momentum sudut adalah ukuran putaran objek, dengan mengambil kira radius dan halajunya. Nebula raksasa berputar dengan perlahan. Tetapi momentum sudut adalah dipelihara - ini bermakna bahawa serpihan awan, mempunyai jejari yang lebih kecil, akan berputar lebih cepat. Satu contoh duniawi yang menarik adalah skater ais yang melakukan putaran. Dia mula dengan tangannya terulur. Jika dia menarik tangannya ke tubuhnya, radius putaran kurang, maka dia berputar lebih cepat tanpa usaha tambahan.

Oleh itu, apabila pecahan runtuh, putarannya semakin laju. Dan bukannya bentuk serpihan asal yang tidak teratur, putaran membuatnya menjadi lebih berbentuk globular.

Protostar itu
Serpihan ini mengandungi rantau pusat padat yang menjadi a protostar dan kemudian bintang. Apa yang tersisa ialah habuk dan gas. Memandangkan ia berputar, habuk dan gas longgar ditolak ke cakera di sekitar khatulistiwa protostar. Bukan sahaja mungkin bintang satu hari bentuk dari protostar, tetapi sistem planet boleh membentuk dari ini cakera protoplanet.

Protostar tumbuh dengan menarik bahan cakera. Sebagai peningkatan massa, ia terus berkontrak. Penguncupan graviti mengeluarkan banyak haba. Gas panas di teras mendorong ke luar, bertindak terhadap graviti. Oleh itu, walaupun keruntuhan awal berlaku dengan cepat, ia melambatkan sebagai protostar semakin panas. Ia mengambil masa kira-kira sejuta tahun untuk mendapatkan suhu sehingga satu juta darjah Celsius, dan itu tidak cukup panas untuk menjadi bintang.

Kebanyakan bintang yang kita amati adalah urutan utama bintang. Panas dan cahaya mereka berasal dari gabungan hidrogen nuklear di inti mereka. Agar perpaduan nuklear bermula, suhu teras perlu sekurang-kurangnya 10 juta ° C (18 juta ° F).

Bintang dilahirkan
Apabila gabungan hidrogen bermula, protostar adalah bintang bayi yang sesuai. Tetapi ia mempunyai beberapa perkembangan yang perlu dilakukan sebelum ia menyertai urutan utama.

Dalam bintang urutan utama terdapat keseimbangan antara tekanan luar haba dari gabungan nuklear di inti dan daya graviti ke dalam. Ini dipanggil keseimbangan hidrostatik. Ia mengambil masa seketika untuk bintang itu untuk menyelesaikan kontrak dan untuk keseimbangan ini berlaku.

Jisim bintang tidak meningkat apabila gabungan nuklear dikekalkan, kerana angin bintang yang kuat meniup bahan cakera jauh. Sebenarnya, dalam masa beberapa juta tahun ia membersihkan cakera berdebu sepenuhnya.

Panjang jangka hayat utama bintang bergantung pada jisimnya. Bintang-bintang seperti matahari hidup kira-kira 10 bilion tahun, jadi Matahari kita separuh melalui kehidupannya.Kerdil merah dengan separuh jisim Matahari boleh hidup selama 80 bilion tahun atau lebih, yang jauh lebih panjang daripada zaman semasa Alam Semesta. Tetapi bintang besar mempunyai jangka hayat yang pendek. Bintang sepuluh kali jisim Matahari berlangsung hanya 20 juta tahun. Bintang kekal pada urutan utama sehingga bahan api hidrogen mereka habis.