Zajímalo by mě, proč hvězdám trvá opravdu dlouho, než se z nich stanou hvězdy? Je to proto, že potřebuje nabrat hmotu? Nebo zahřát? Něco takového? A dalo by se to vůbec zrychlit?
Odpověď
Čas do " produkovat " hvězda ve skutečnosti závisí na hmotnosti hvězdy. Začněme hvězdou slunečního typu.
U typické hvězdy slunečního typu je doba vzniku asi 10 milionů let (můžete vidět tento obrázek na Wikimedia, která poskytuje přehled procesu formování hvězd, převzato z postavy Philippe André v Pozorování protohvězd a protostelárních stádií v Chladném vesmíru, 1994). Můžete rozlišovat různé epochy v procesu formování hvězd, které jsou podpisem různých dominantních fyzikálních procesů. Úplně první fáze vzniku hvězd je gravitační kolaps, který vede k tvorbě samotné protostar. Časovým harmonogramem tohoto kolapsu je takzvaný čas volného pádu , který závisí pouze na hustotě objektu. Když se dostanete do centrálního objektu v hydrostatické rovnováze, věci se stanou jemnějšími: jádro se adiabaticky kontrahuje (bez přenosu tepla) a při dosažení teploty přibližně 2 000 K se dihydrogen disociuje (což je vysoce endotermická reakce), což vede k druhá fáze kolapsu, vedoucí k tvorbě samotné protostar. Cesta do této fáze z hydrostatického jádra trvá asi 1000 let.
Další fáze, protostelární fáze, je většinou akreční fází. Znamená to, že časový rámec pro tuto epochu je dán časem narůstání , který se mění s hromaděnou hmotou (která je poměrně nízká) pro hvězdu solárního typu). Získání 90% konečné hmotnosti hvězdy trvá asi 200 000 let.
Poté, co se hvězda stále smršťuje, teplota v jejím středu stoupá; když je dosaženo teploty 1 milionu Kelvinů, začne protostar spalovat deuterium. V této fázi umožňuje Kelvin-Helmholtzův mechanismus kontrakci protostaru a vyzařování její gravitační energie. Smysluplným časovým měřítkem je potom Kelvin-Helmholtzův čas (který se mění jako čtverec hmotnosti a inverzní poloměr a svítivost), což je mnohem déle než v předchozích časových měřítcích. Teplota stále stoupá, až na 10 milionů Kelvinů, když nakonec začne hořet vodík, což je rodný list hvězdy. K tomuto bodu trvá asi 10 milionů let.
Ale jak jsem řekl, tento scénář závisí na hmotnosti hvězdy. Platí to pro hvězdy podobné Slunci, ale ne úplně pro hmotné hvězdy. U hmotných hvězd je to mnohem rychlejší a proces tvorby hvězd je zcela odlišný. Zejména je míra narůstání mnohem vyšší, radiační tlak protostaru je šíleně vyšší a jejich souhra není zcela pochopena. Existují však některá teoretická díla, která odhadují zhruba 100 000 let na vytvoření hmotných hvězd (viz například díla McKee a Tan ).