Frontiers for Young Minds

sterren, zoals onze eigen zon, zijn er niet altijd geweest. Sterren worden geboren en sterven in miljoenen of zelfs miljarden jaren. Sterren vormen zich als gebieden van stof en gas in het melkwegstelsel instorten als gevolg van de zwaartekracht., Zonder dit stof en gas zouden er geen sterren ontstaan.

de stoffige Nuseries van sterren

een melkwegstelsel bevat niet alleen miljarden sterren, maar ook grote hoeveelheden gas en stof. Deze gebieden van gas en stof in het melkwegstelsel liggen in de ruimte tussen de sterren. Als de Melkweg een straat was, zouden de huizen sterren zijn en de gebieden van gas en stof zouden de tuinen tussen de huizen zijn. De ruimte tussen de sterren in een melkwegstelsel wordt het interstellair medium genoemd, omdat het het medium of de substantie is die de ruimte tussen stellaire objecten vormt.,

de gebieden van gas en stof worden moleculaire wolken genoemd, vanwege hun inhoud. Moleculaire wolken zijn gemaakt van een mix van atomen, moleculen en stof. Atomen zijn de kleine bouwstenen van alles om ons heen. Moleculen bestaan uit twee of meer atomen samengevoegd. De moleculen die aanwezig zijn in moleculaire wolken zijn meestal moleculaire waterstof, H2 , maar kunnen ook complexere moleculen zijn, zoals methanol, dat uit zes atomen bestaat, of water, dat uit drie atomen bestaat., Stofkorrels zijn nog grotere klontjes materie en ze kunnen tot een paar millimeter groot zijn, wat enorm is in vergelijking met atomen of moleculen.

moleculaire wolken in het interstellaire medium zijn groot. Eén moleculaire wolk kan zelfs honderdduizenden keren zwaarder zijn dan de zon. Hun volumes variëren ook: een moleculaire wolk kan even groot zijn als, of vele malen groter dan, ons hele zonnestelsel. Deze enorme moleculaire wolken ondergaan turbulente bewegingen. Dit betekent dat het gas en stof in de wolken niet op dezelfde plaats blijven als de tijd verstrijkt., Deze stoffen bewegen zich in alle richtingen, als kinderen die rondrennen op een schoolplein. Deze turbulente beweging van het gas en stof verdeelt de atomen en moleculen ongelijk, zodat sommige gebieden van de moleculaire wolk meer materie in zich hebben dan andere gebieden figuur 1A. als het gas en stof zich op een zeer hoog niveau opstapelen in een bepaald gebied, begint dat gebied in te storten als gevolg van de aantrekking van zijn eigen zwaartekracht. Het gebied is kleiner dan de moleculaire wolk en leeft in de moleculaire wolk., Het gebied is “slechts” een paar honderd astronomische eenheden (AUs), dat is een paar honderd keer de afstand van de aarde tot de zon.

de ineenstortende moleculaire wolk

een moleculaire wolk is zeer koud, slechts enkele graden boven het absolute nulpunt, de laagst mogelijke temperatuur (ook wel 0°K genoemd). Maar wanneer gas en stof beginnen in te storten in een gebied binnen de moleculaire wolk, warmt het langzaam op. Dit is een gevolg van een wet van de fysica, die ons vertelt dat, wanneer materie wordt samengeperst, de dichtheid van de materie zal toenemen en de materie zal beginnen op te warmen., De buitenrand van een instortend gebied zal een temperatuur hebben van ongeveer 10° boven het absolute nulpunt (ook wel 10°K genoemd), en het binnenste gebied zal langzaam opwarmen tot ongeveer 300°K, wat rond kamertemperatuur ligt.

wanneer het instortende gebied een grootte van bijna 10.000 ae heeft bereikt, wordt het een pre-stellaire kern (figuur 1B) genoemd en is het officieel een ster in wording. Stellair betekent ster, dus pre-stellair betekent, voordat je een ster wordt.”Het woord kern verwijst naar het gas en stof, die nu zo dicht zijn dat de term kern nauwkeuriger is dan regio of wolk., Ook zal deze pre-stellaire kern later de binnenste kern van de ster worden.

in de komende 50.000 jaar of zo, de pre-stellaire kern contracten. Dit klinkt misschien als een lange tijd, maar op een astronomische tijdschaal wordt het beschouwd als een vrij snel proces vergeleken, bijvoorbeeld, met de leeftijd van het heelal, die bijna 14 miljard jaar is. De kerncontracten tot ongeveer 1.000 AU (figuur 1C). Het is nog steeds samengesteld uit hetzelfde gas en stof, dus dit betekent dat de dichtheid van die materie toeneemt als de diameter krimpt tot 1/10e van de oorspronkelijke grootte van het instortende gebied.,

na 50.000 jaar zal het systeem een schijf rond de centrale kern hebben gevormd, en overtollig materiaal zal van de polen van de ster naar buiten worden uitgeworpen. Een pool op een ster is als die op de aarde, namelijk gedefinieerd als de as waar de ster omheen draait. In Figuur 1C zie je twee fontein-achtige structuren waar dit overtollige materiaal wordt uitgeworpen. Deze structuren worden jets genoemd, en ze gehoorzamen aan de wetten van de fysica., De willekeurige beweging van het gas en stof die we eerder beschreven, gecombineerd met de samentrekking van het systeem als de pre-stellaire kern vormen, zal ervoor zorgen dat het hele systeem om te draaien. Dit proces veroorzaakt een platte schijf om rond de pre-stellaire kern te vormen. Dit is vergelijkbaar met de manier waarop een jurk vormt een platte schijf rond een draaiende schaatser. Als de schaatser niet roteerde, zou de jurk geen platte schijf om haar heen zijn, maar in plaats daarvan langs haar zijkanten hangen. De stralen op de Polen ontstaan om het systeem in balans te houden., Het systeem wordt nu een proto-ster genoemd, wat betekent dat het in de allereerste fase van het worden van een echte ster staat.

van Pre-Sterkern tot ster

De schijf is cruciaal voor de proto-ster om uit te groeien tot een ster met de juiste grootte. De schijf is hoofdzakelijk samengesteld uit gas, dat met de schijf roteert en langzaam het oppervlak van de proto-ster nadert. Als het gas dicht genoeg bij de ster komt, valt het op het oppervlak van de ster door de zwaartekracht, en de ster groeit. Dit groeiproces wordt een accretieproces genoemd en van de ster wordt gezegd dat hij materie uit de schijf accrete (accumuleert).,

gedurende de volgende 1000 jaar wordt de materie van de schijf ofwel geaccreteerd door de ster of van de schijf verwijderd (figuur 1D). De ster is zo groot en dicht dat het centrale gebied een kernreactie op gang kan brengen, waardoor de ster net als de zon schijnt. Op dit punt wordt de ster een T-tauri-ster genoemd, en dit is de eerste keer dat de ster visueel kan worden waargenomen.

De Ster stopt uiteindelijk met het accreteren van materie uit de schijf, maar het resterende materiaal rond de ster is nog steeds in een schijfachtige vorm (figuur 1E)., De schijf dient niet langer om de ster te voeden met materie om de ster te laten groeien. In plaats daarvan is de schijf nu slechts een cirkelvormig bewegend vlak van materiaal, dat langzaam begint samen te klonteren en rond de ster draait. Deze kleine klontjes, gemaakt van het restmateriaal van de schepping van de ster, zullen nieuwe planeten vormen. Dit betekent dat de planeten in ons zonnestelsel zijn gemaakt van het overgebleven materiaal van de geboorte van de zon! Dit is ook de reden waarom alle planeten in het zonnestelsel worden gevonden in hetzelfde vlak!,

het uiteindelijke zonnestelsel (figuur 1F) is voltooid wanneer de schijf volledig is uitgeput en alle planeten zijn gevormd. In de komende 10 miljard jaar zal de ster nucleaire brandstof in het centrum verbranden en energie uitstralen zoals we zonlicht noemen.

waargenomen moleculaire wolken

moleculaire wolken die pasgeboren sterren hosten en vormen, zijn donkere gebieden aan de nachtelijke hemel. Het is niet mogelijk voor een mens om een moleculaire wolk te zien—zelfs niet met een telescoop., De reden dat we geen moleculaire wolk kunnen zien is dat stofdeeltjes over de hele wolk verspreid zijn, en ze absorberen het licht van omringende sterren. Dit voorkomt dat sterrenlicht door de ruimte reist en ons hier op aarde bereikt.daarom lijkt een moleculaire wolk op een donker gebied aan de hemel. Gelukkig voor astronomen is de moleculaire wolk transparant voor radiogolven. Dit betekent dat radiogolven niet worden geabsorbeerd door de stofdeeltjes in de wolk en dat de radiogolven dus vrij naar ons op aarde kunnen reizen., Radiogolven zijn niet zichtbaar voor het oog, maar met behulp van grote radiotelescopen is het mogelijk om signalen te krijgen van deze anders donkere moleculaire wolken.

deze radiogolven bevatten informatie over de inhoud van de donkere moleculaire wolk. Als een ster wordt geboren, zal de wolk andere radiogolven uitzenden dan als er geen ster in wordt geboren. Het gebruik van radiogolven stelt astronomen in staat om te zien wanneer sterren worden geboren, ook al is de moleculaire wolk donker., En hoewel astronomen vandaag de dag veel weten over hoe sterren zoals de zon worden gevormd, is er eigenlijk nog steeds een groot mysterie op te lossen.

conclusie

Het grote mysterie ontstaat wanneer zeer grote sterren ontstaan. Astronomen weten dat sterren tot ongeveer zes keer de massa van onze zon worden geboren op de manier die we in dit artikel hebben beschreven. Sterren met een grotere massa vereisen een ander proces, omdat de druk van de straling van de sterren de schijf wegduwt, waardoor sterren niet groter worden dan ongeveer zes keer de grootte van onze Zon.,

astronomen hebben deze grote sterren gezien, dus ze weten dat er grote sterren bestaan en dat ze op de een of andere manier geboren moeten worden. Maar hoe ze geboren worden is nog steeds een grote vraag voor astronomen over de hele wereld.

verklarende woordenlijst

interstellair Medium (ISM): de volledige ruimte in sterrenstelsels waar geen sterren zijn, maar veel gas en stof.

moleculaire wolk: een grote ruimtewolk gevuld met gas en stof. Moleculaire wolken worden gevonden in het interstellaire medium.

AE: 1 astronomische eenheid, de afstand van de aarde tot de zon.,

absoluut nulpunt: de laagst mogelijke temperatuur, die ook wel 0°K.

accretie: het proces waarbij een object de massa ophoopt van een ander object.

belangenconflict verklaring

de auteur verklaart dat het onderzoek werd uitgevoerd zonder commerciële of financiële relaties die als een potentieel belangenconflict kunnen worden opgevat.