A csillagok szülőhelye

A csillagok, melyeknek egyik jeles képviselője a mi Napunk is, meglepően hasonlóan keleteznek, sőt azt is mondhatnám, hogy minden csillag ugyanúgy kezdte az életét. De mégis hol és milyen körülmények között?

Legegyszerűbben úgy képzelhetjük el, hogy az Űrben vannak hatalmas (sok Naprendszernyi tömegű és méretű) por és gázfelhők. Ezekben a felhőkben bizonyos helyeken az anyag elkezd összesűrűsödni. Az összesűrűsödés folyamán az anyag felmelegszik több millió Kelvin fokra, és ekkor beindul a Hidrogén gáz fúziója. Ekkortól tekinthetjük csillagnak a csillagot. De vajon minden csillag ugyanolyan körülmények között születik? A csillagközi gáz- és porfelhők összetétele vajon megegyezik?

Sajnos ezen kérdésekre azt kell mondani, hogy nagyon nagy különbségek vannak. Először is 3 féle gáz- és porfelhőt különböztetünk meg. Vannak hideg sűrűbb, és meleg hígabb felhők és köztük úszik a forró felhőközi anyag. Meg kell persze említeni, hogy még a legsűrűbb is annyira ritka, hogy a Földön nem lehet olyan vákuumot előállítani, mint amilyen ritkák ezek a felhők.

A csillagok szülőhelye

Az Orion köd, ami egy nagy molekula felhő.

Vannak az óriás molekulafelhők, vannak a meleg felhők, és a hideg felhők. A csillagkeletkezés leginkább a hideg felhőkhöz köthető, melyeken belül vannak a sűrűbb magok, melyek, mindössze néhány Kelvin fokosak. Ezekből a szörnyen hideg magokból fognak kialakulni majd a csillagok. Most pedig nézzük meg alaposabban ezeknek a felhőknek a tulajdonságait. Kémiai összetételükre az a jellemző, hogy nagyrészt (99%-ban) gázokból állnak, és csak 1%-nyi porból. A gáz körülbelül 70%-a hidrogén, 29% Hélium és 1% egyéb elem, de ennek az összetétele nagyon változó.

Először a meleg felhőket nézzük meg. Azt lehet elmondani, hogy ezek hőmérséklete 10.000 Kelvin körül mozog, és viszonylag hígak a hideg felhőkhöz képest. Minden 10 köbcentiméteres térfogatban csak 1 db atom van átlagosan. A hideg felhők maximum csak pár száz Kelvin fokosak. Sűrűségükre az jellemző, hogy köbcentiméterenként 1 darab atom van. És végül a nemrégiben felfedezett forró nagyon híg felhőközi ionizált gázfelhők. Ezek több millió fokosak, de viszont köbdeci-méterenként csak 3 darab részecske van (1000 köbcentiméterre jut 3 atom) bennük.

Az előbb bemutatott forró, meleg és hideg felhők tovább csoportosíthatók a hidrogén összetételük alapján. Beszélünk HI (ejtsd. neutrális hidrogén) és HII (ejtsd.: egyszeresen ionizált hidrogén) és molekulafelhőkről. Azaz van olyan felhő, ami többségében csak semleges (neutrális) hidrogént tartalmaz, van olyan felhő, ami szinte csak ionizált gázt (hidrogént) tartalmaz, és vannak a molekulafelhők.

A csillagok szülőhelye

A Fiastyúk nyílthalmaz, ami nemrég született csillagok csoportja.

A HI felhők hőmérséklete 50-100 Kelvin között van, és nagyjából 50 részecske jut minden köbcentiméterre, valamint ezen felhők néhány 10 pc (ejtsd. parszek, 10 pc több mint 30 fényév, azaz több mint 300 billió km) nagyságúak. A molekulafelhőkben a hidrogén már molekulaként van jelen, mert a por ezekben a felhőkben nagyobb sűrűséggel rendelkezik és össze tudnak állni molekulákba az atomok, valamint így a felhőt kívülről érő nagyenergiás sugárzásokat le tudja árnyékolni, ami ionizálná az anyagot. A csillagkeletkezés szempontjából a legfontosabbak az óriás molekulafelhők, melyek akár több mint milliószor nagyobb tömegűek lehetnek, mint a Napunk, és itt már néhány száz, sőt akár 1000 részecske is jut egy köbcentiméteres térrészbe. Méretük 50-100 pc között helyezkedik el. Ezekben több sűrű csomó, maga található, amiből valamikor csillagok keletkeznek majd. És végül a HII felhőket is nézzük meg. Ezek olyan volt kicsi molekulafelhők, melyek nem képesek leárnyékolni a külső ionizáló sugárzásokat, így ezen sugárzások felbontják a molekulákat, és ionizálják a bennük található anyagot.

Mára a tudományos megfigyelés eljutott odáig, hogy ezekben a felhőkben nemcsak a hidrogént tudja kimutatni, hanem már bonyolult vegyületeket is, így találtak már a molekulafelhőkben nagy mennyiségű alkoholt, ammóniát, valamint szénhidrogéneket, sőt, még szerves anyagot is sejthetünk bennük.

Mint az eddigiekből kitűnik tehát, a csillagkeletkezés megértése sokkal összetettebb, mint elsőre gondolnánk, így nem is csoda, hogy a csillagászatnak manapság ez az egyik legintenzívebben kutatott területe.

2013. január