Zastanawiam się, dlaczego gwiazdy tak długo stają się gwiazdami? Czy to dlatego, że musi nabrać masy? Albo się rozgrzać? Coś w tym stylu? I czy można to w ogóle przyspieszyć?
Odpowiedź
Czas do " wyprodukuj " gwiazda w rzeczywistości zależy od masy gwiazdy. Zacznijmy od gwiazdy typu słonecznego.
W przypadku typowej gwiazdy typu słonecznego czas formowania się wynosi około 10 milionów lat (możesz zobaczyć to zdjęcie na Wikimedia, która zawiera przegląd procesu formowania się gwiazd, na podstawie rysunku Philippea André w Obserwacje protogwiazd i stadiów protogwiazdowych w The cold Universe, 1994). W procesie formowania się gwiazd można wyróżnić różne epoki, które są sygnaturą różnych dominujących procesów fizycznych. Pierwszym etapem powstawania gwiazd jest zapadanie się grawitacyjne, które prowadzi do powstania samej protogwiazdy. Skala czasowa tego załamania to tak zwany czas swobodnego spadania , który zależy tylko od gęstości obiektu. Kiedy dostaniesz centralny obiekt w równowadze hydrostatycznej, rzeczy stają się bardziej subtelne: rdzeń skurczy się adiabatycznie (bez wymiany ciepła), a po osiągnięciu temperatury około 2000 K dysocjuje diwodor (co jest reakcją wysoce endotermiczną), co prowadzi do druga faza zapaści prowadząca do powstania samej protogwiazdy. Dojście do tego etapu z jądra hydrostatycznego zajmuje około 1000 lat.
Następny etap, faza protogwiazdowa, to głównie faza akrecji. Oznacza to, że skala czasu dla tej epoki jest podana przez czas narastania , który zmienia się wraz z narastającą masą (która jest dość mała dla gwiazdy typu słonecznego). Akumulacja 90% końcowej masy gwiazdy zajmuje około 200 000 lat.
Następnie, ponieważ gwiazda wciąż się kurczy, temperatura w jej środku rośnie; kiedy temperatura osiągnie 1 milion kelwinów, protogwiazda zaczyna spalać swój deuter. Na tym etapie mechanizm Kelvina-Helmholtza umożliwia protogwiazdy skurczenie się i wypromieniowanie energii grawitacyjnej. Znacząca skala czasu to czas Kelvina-Helmholtza (który zmienia się w zależności od kwadratu masy i odwrotności promienia oraz jasność), czyli znacznie dłużej niż poprzednie skale czasowe. Temperatura nadal rośnie, do 10 milionów kelwinów, kiedy wodór w końcu zaczyna się palić, co jest świadectwem urodzenia gwiazdy. Dojście do tego punktu zajmuje około 10 milionów lat.
Ale, jak powiedziałem, ten scenariusz zależy od masy gwiazdy. Dotyczy gwiazd podobnych do Słońca, ale nie całkiem masywnych. Jest znacznie szybszy w przypadku masywnych gwiazd, a proces formowania się gwiazd jest zupełnie inny. W szczególności szybkość akrecji jest znacznie wyższa, ciśnienie promieniowania protogwiazdy jest szalenie wyższe, a ich wzajemne oddziaływanie nie jest do końca zrozumiałe. Istnieją jednak prace teoretyczne, które szacują około 100 000 lat na utworzenie masywnych gwiazd (patrz na przykład prace McKee i Tan ).