Jeg spekulerer på, hvorfor stjerner tager virkelig lang tid at blive stjerner? Er det fordi det skal få masse? Eller varme op? Noget i den stil? Og kunne det overhovedet fremskyndes?
Svar
Tiden til " producere " en stjerne afhænger faktisk af stjernens masse. Lad os starte med en soltype stjerne.
For en typisk soltype stjerne er dannelsestiden ca. 10 millioner år (du kan se dette billede på Wikimedia, der giver et overblik over stjernedannelsesprocessen, tilpasset Philippe Andrés figur i Observationer af protostjerner og protostjernestadier i Det kolde univers, 1994). Du kan skelne mellem forskellige epoker i stjernedannelsesprocessen, der er signaturen for forskellige dominerende fysiske processer. Den allerførste fase af stjernedannelse er et tyngdekraftkollaps, der fører til dannelsen af selve protostjernen. Tidsskalaen for dette sammenbrud er den såkaldte frit faldstid , som kun afhænger af objektets tæthed. Når du får et centralt objekt i en hydrostatisk ligevægt, bliver tingene mere subtile: kernen kontraherer adiabatisk (uden varmeoverførsel), og når en temperatur på ca. 2000 K nås, dissocierer dihydrogen (hvilket er en meget endoterm reaktion), hvilket fører til en anden fase af kollaps, der fører til dannelsen af selve protostjernen. Det tager cirka 1000 år at komme til dette trin fra den hydrostatiske kerne.
Det næste trin, den protostellare fase, er for det meste en tilvænningsfase. Det betyder, at tidsskalaen for denne epoke er givet ved en tilvækststid , der varierer med den akkreterede masse (som er ret lav for en soltype stjerne). Det tager cirka 200 000 år at akkrettere 90% af den endelige masse af stjernen.
Da stjernen stadig kontraherer, stiger temperaturen i centrum; når en temperatur på 1 million Kelvin nås, begynder protostjernen at brænde sit deuterium. På dette stadium tillader Kelvin-Helmholtz-mekanismen protostjernen at trække sig sammen og udstråle dens tyngdekraft. Den meningsfulde tidsskala er derefter Kelvin-Helmholtz-tiden (som varierer som kvadratet af massen og omvendt af radius og lysstyrken), det er meget længere end de foregående tidsplaner. Temperaturen fortsætter med at stige op til 10 millioner Kelvin, når brint til sidst begynder at brænde, hvilket er fødselsattesten for en stjerne. Det tager cirka 10 millioner år at komme til dette punkt.
Men som sagt afhænger dette scenarie af stjernens masse. Det er gyldigt for sollignende stjerner, men ikke helt for massive stjerner. Det er meget hurtigere for massive stjerner, og stjernedannelsesprocessen er en helt anden. Især tilvækstraten er meget højere, protostjernens strålingstryk er sindssygt højere, og deres samspil forstås ikke fuldstændigt. Der er dog nogle teoretiske værker, der giver et skøn på omkring 100 000 år for at danne en massiv stjerne (se f.eks. værker fra McKee og Tan ).