Η μαγικη διαδικασια της αστρογεννησης

[ΠΑΠΑΣΩΤΗΡΙΟΥ ΛΕΩΝ]

Τα αστερια δημιουργουνται σε μεγαλα νεφη απο σκονη και αερια. Τα νεφη αυτα δεν ειναι διαπερατα στο ορατο φως. Ετσι χαρη στο διαστημικο τηλεσκοπιο Herschel που παρατηρουσε στο υπερυθρο μαθαμε λεπτομεριες για αυτη την διαδικασια. Δηλαδη πως απο ενα τμημα του νεφελωματος δημιουργειται ενα αστερι με εξι ταξεις μεγεθους πιο μεγαλη θερμοκρασια, 21 ταξεις μεγεθους πιο πυκνο σε εφτα ταξεις μεγεθους μικροτερο χωρο. Το κρυο μορικο νεφος των 10 β. κελβιν με 100 μορια το τετρ. εκατοστο (10 στη-21 γραμ.) με εκταση πανω απο 1 παρσεκ (3χ10στη13 χιλιομ.) γινεται ενα αστερι με 10 εκ. βαθμους στον πηρηνα, 1 γραμμαριο στο τετρ. εκατοστο και διαμετρο 1,4 εκ. χιλιομετρα.

Βλεπουμε οτι αρχικα δημιουργουνται δομες πυκνοτητας στο νεφος χωρις αυτο να διασπαται. Κυριο ρολο παιζουν σε αυτη τη φαση οι στροβιλισμοι και οχι η βαρυτητα. Αυτοι δημιουργουνται απο κοντινους αστρικους ανεμους η εκρηξεις σ. νοβα. Οταν κυριαρχισει η βαρυτητα αρχιζει η καταρρευση των πυκνοτερων τμηματων. Δεν καταρρεουν ολες οι δομες, μονο οι πιο πυκνες με μεγαλη μαζα. Παρ ολη την αυξηση της θερμοκρασιας, το κεντρο μιας τετοιας περιοχης παραμενει κρυο (προφυλασσεται απο τη σκονη). Ετσι η κινητικη του δεν ειναι τοση ωστε να εμποδισει την καταρρευση του. Η διαδικασια αυτη χρειαζεται απο μερικα εκατ. ετη για αστρα σαν τον ηλιο μας ως μερικες δεκαδες χιλιαδες για αστρα 50 ηλιακων μαζων.

Ετσι δεν μπορουμε να παρατηρησουμε την διαδικασια αμεσα, αλλα βλεπουμε διαφορετικα στιγμιοτυπα σε πολλα τετοια νεφη. Αν το νεφος εχει μικρη μαζα και μεγαλης ισχυς μαγνητικο πεδιο δεν μπορει να καταρρευσει.

Οταν εχει πυκνωσει αρκετα η περιοχη, ωστε να δημιουργηθει ενας πρωτοαστερας (που λαμπει, αλλα δεν μεταστοιχειωνει ακομα το υδρογονο του) τοτε εχουμε εναν δισκο προσαυξησης γυρω του, πλατους μερικων 100αδων αστρονομικων μοναδων. Αυτο δημιουργειται λογο της διατηρησης της στροφορμης. Το ελαφρως ιονισμενο υλικο του νεφελωματος πεφτει τελικα στον πρωτοαστερα, ακολουθωντας τις μαγνητικες γραμμες. Το εκει μαγνητικο πεδιο ειναι ενα διπολο που πηγαζει απο τους πολους του πρωτοαστερα. Δημιουργουνται επισης πιδακες υλικου που εκσφενδονιζεται απο τον δισκο και ετσι διατηρειται η στροφορμη. Αν ολο το υλικο επεφτε αμεσα στον πρωτοαστερα, αυτος θα περιστρεφοταν τοσο γρηγορα ωστε να διαλυθει. Ετσι η στροφορμη μοιραζεται σε ολον τον δισκο και αργοτερα στους πλανητες. Ενα απο τα πολλα ερωτηματα που παραμενουν ειναι αν κανιβαλιζουν οι περιοχες αυτες που καταρρεουν, δηλαδη αν οι μεγαλης μαζας δομες τραβουν υλικο απο γειτονικες περιοχες καταρρευσης και τις εμποδιζουν να σχηματισουν αστερια.

Ενα δικο μου σχολιο ειναι οτι τελικα οχι μονο βλεπουμε πλανητες σε πολλα αστερια, αλλα η υπαρξη τους ειναι πολυ σημαντικη για αυτα, επειδη βοηθανε (αυτοι η η υλη τους πριν σχηματιστουν) στη διατηρηση της στροφορμης και δεν αφηνουν να διαλυθει ο πρωτοαστερας.

 

[ΠΑΠΑΣΩΤΗΡΙΟΥ ΛΕΩΝ]

Σε συνεχεια των παραπανω, οι δισκοι προσαυξησης των πρωτων τεραστιων αστερων δεν ειχαν καθολου βαρυτερα στοιχεια (μεταλλα). Ετσι ειναι δυσκολο να φανταστουμε οτι ειχαν πλανητες, αφου ακομα και οι αεριωδης γιγαντες εχουν πηρηνα απο μεταλλα. Ισως και να μπορουσαν να δημιουργηθουν πλανητες μονο απο υδρογονο και ηλιο. Η να μην χρειαζοταν η παρουσια τους για να αποτρεψουν την διαλυση του πρωτοαστερα απο την αυξηση της στροφορμης του, λογο της πολυ μεγαλης μαζας του.

Παντως, αν υπηρχαν ηλιακα συστηματα εκεινη την εποχη, θα ηταν πολυ παραξενα, ενα τεραστιο αστερι με πλανητες απο σκετο αεριο, χωρις μικρους βραχωδης πλανητες,αστεροειδης και κομητες.

[Vensius]

Αν η διαδικασία απώλειας κινητικής ενέργειας των ατόμων υδρογόνου συνοψίζεται στο εξής σχήμα : Άτομο υδρογόνου συγκρούεται με κόκκο σκόνης και χάνει κινητική ενέργεια, κόκκος σκόνης θερμαίνεται και εκπέμπει στο υπέρυθρο οπότε το σύστημα χάνει ενέργεια και καταρρέι προς το κέντρο.

 

Όταν δεν υπήρχαν κόκκοι σκόνης στην πρώτη γενιά άστρων, πώς τα νέφη υδρογόνου και ηλίου κατέρρεαν;

[ΠΑΠΑΣΩΤΗΡΙΟΥ ΛΕΩΝ]

Επειδη δεν υπηρχε σκονη, κατερρεαν μονο τεραστιες περιοχες, με θερμοκρασια περιπου 200 Κελβιν.

Λογο απουσιας σκονης η θερμοκρασια δεν επεφτε αλλο. Ολα τα πρωτα αστερια ηταν 100 και πλεον ηλιακων μαζων, με πολυ μικρη διαρκεια ζωης.

Στα σημερινα μεγαλα αστερια η συντηξη γινεται κυριως με τον κυκλο ανθρακα-αζωτο-οξυγονο.

Σε αυτα ομως τα πρωτα αστερια στην αρχη πρεπει να γινοταν με την αργη σχετικα διαδικασια της αλυσιδας πρωτονιου-πρωτονιου, οπως γινεται στα μικρα,σαν τον ηλιο μας αστερια,αφου δεν ειχαμε καθολου βαρυτερα στοιχεια. Ισως μετα απο λιγο χρονικο διαστημα να δημιουργηθηκαν στον πηρηνα τα 3 στοιχεια του κυκλου, και να επιταχυνθηκε η πυρηνικη συντηξη.

Κατι αλλο πολυ ενδιαφερον ειναι οτι ο σιδηρος που παρηγαγαν αυτα τα αστερια ...χαθηκε στις μαυρες τρυπες που ακολουθησαν τις εκρηξεις σ.νοβα ΙΙ (καταρρευση πηρηνα)! Ετσι στα φασματα των αμεσως επομενων αστρων εχουμε τα στοιχεια μεχρι τον σιδηρο,αλλα ελαχιστο σιδηρο. Ο σιδηρος ουσιαστηκα απελευθερωθηκε αργοτερα με τις εκρηξεις σ.νοβα Ι απο τους λευκους νανους.