Mă întreb, de ce stelele necesită foarte mult timp pentru a deveni stele? Este pentru că trebuie să câștige masă? Sau să se încălzească? Ceva de genul? Și ar putea fi accelerat?
Răspuns
Timpul până la " produce " o stea depinde de fapt de masa stelei. Să începem cu o stea de tip solar.
Pentru o stea tipică de tip solar, timpul de formare este de aproximativ 10 milioane de ani (puteți vedea această imagine pe Wikimedia care oferă o imagine de ansamblu asupra procesului de formare a stelelor, adaptat după figura lui Philippe André din Observațiile protostelelor și etapelor protostelare din Universul rece, 1994). Puteți distinge diferite epoci în procesul de formare a stelelor, care sunt semnătura diferitelor procese fizice dominante. Primul stadiu al formării stelelor este un colaps gravitațional care duce la formarea protostelului în sine. Scala de timp pentru acest colaps este așa-numitul timp de cădere liberă care depinde doar de densitatea obiectului. Când obțineți un obiect central într-un echilibru hidrostatic, lucrurile devin mai subtile: miezul se va contracta adiabatic (fără transfer de căldură) și când se atinge o temperatură de aproximativ 2000 K, dihidrogenul se disociază (ceea ce este o reacție extrem de endotermă) o a doua fază de colaps, care duce la formarea protostelului în sine. Este nevoie de aproximativ 1000 de ani pentru a ajunge la această etapă, din nucleul hidrostatic.
Următoarea etapă, faza protostelară, este în cea mai mare parte o fază de acreție. Înseamnă că intervalul de timp pentru această epocă este dat de un timp de acumulare , care variază în funcție de masa acumulată (care este destul de mică pentru o stea de tip solar). Este nevoie de aproximativ 200 000 de ani pentru a acumula 90% din masa finală a stelei.
Apoi, deoarece steaua se contractă încă, temperatura din centrul său crește; când se atinge o temperatură de 1 milion de Kelvin, protostelul începe să-și ardă deuteriul. În acest stadiu, mecanismul Kelvin-Helmholtz permite protostelului să se contracte și să radieze energia gravitațională. Scala de timp semnificativă este apoi timpul Kelvin-Helmholtz (care variază ca pătratul masei și inversul razei și luminozitatea), care este mult mai lungă decât intervalele de timp anterioare. Temperatura continuă să crească, până la 10 milioane de Kelvin, când hidrogenul începe să ardă, care este certificatul de naștere al unei stele. Este nevoie de aproximativ 10 milioane de ani pentru a ajunge la acest punct.
Dar, așa cum am spus, acest scenariu depinde de masa stelei. Este valabil pentru stelele asemănătoare Soarelui, dar nu chiar pentru stelele masive. Este mult mai rapid pentru stelele masive, iar procesul de formare a stelelor este destul de diferit. În special, rata de acumulare este mult mai mare, presiunea de radiație a protostelului este extrem de mare și interacțiunea lor nu este complet înțeleasă. Cu toate acestea, există unele lucrări terorice care oferă o estimare de aproximativ 100 000 de ani pentru a forma stele masive (a se vedea, de exemplu, lucrări de la McKee și Tan ).