Awan Molekuler dan Keruntuhan Gravitasi

Bintang terbentuk di dalam awan gas molekuler yang luas dan dingin, di mana kantong-kantong terpadat, ketika gravitasinya mengalahkan gaya-gaya yang menahannya, runtuh untuk menumbuhkan bintang-bintang baru.

Definition

Awan molekuler adalah daerah dingin dan padat dari medium antarbintang yang sebagian besar terdiri dari hidrogen molekuler, dan keruntuhan gravitasi adalah kontraksi tak terkendali dari suatu daerah di dalamnya setelah gravitasi diri melebihi tekanan dan dukungan yang berlawanan.

Scope

Topik ini mencakup sifat fisik awan molekuler raksasa dan inti padatnya, kriteria Jeans untuk ketidakstabilan gravitasi, peran pendukung tekanan termal, turbulensi supersonik, dan medan magnet, serta permulaan dan tahap awal keruntuhan yang mendahului pembentukan protobintang.

Core questions

• Apa saja sifat-sifat awan molekuler?
• Dalam kondisi apa awan menjadi tidak stabil secara gravitasi?
• Apa yang menopang awan agar tidak runtuh?
• Bagaimana keruntuhan dimulai di dalam inti padat?

Key concepts

• awan molekuler raksasa
• massa Jeans
• inti padat
• turbulensi supersonik
• dukungan magnetik
• waktu jatuh bebas
• debu antarbintang

Key theories

Ketidakstabilan Jeans

Awan gas yang memiliki gravitasi sendiri runtuh ketika massanya melebihi massa Jeans, ambang batas di mana gravitasi mengatasi tekanan termal; kriteria ini menetapkan skala di mana daerah dingin dan padat awan molekuler menjadi tidak stabil dan mulai berkontraksi.

Dukungan turbulen dan magnetik

Awan molekuler didukung tidak hanya oleh tekanan termal tetapi juga oleh turbulensi supersonik dan medan magnet; dukungan ini menjaga sebagian besar materi awan agar tidak runtuh dan berarti hanya inti padat khusus yang mencapai kondisi untuk pembentukan bintang.

Mechanisms

Pendinginan oleh molekul dan debu menjaga awan molekuler tetap dingin, menurunkan massa Jeans sehingga gravitasi dapat bekerja; di dalam awan, turbulensi menciptakan daerah padat sementara, dan di mana massa inti melebihi massa Jeans lokal dan dukungan magnetik teratasi, inti mulai berkontraksi kira-kira pada waktu jatuh bebasnya menuju pembentukan protobintang.

Clinical relevance

Sifat dan stabilitas awan molekuler menentukan di mana, kapan, dan seberapa efisien bintang terbentuk, mengendalikan laju pembentukan bintang galaksi dan pasokan gas padat yang diamati dalam pelacak seperti karbon monoksida dan kontinum debu.

History

Jeans menurunkan kriteria ketidakstabilan yang menyandang namanya pada tahun 1902; karya selanjutnya menetapkan sifat molekuler dan struktur turbulen, termagnetisasi dari awan pembentuk bintang, dengan keseimbangan antara gravitasi, turbulensi, dan medan magnet disintesis dalam teori modern yang ditinjau oleh McKee dan Ostriker.

Key figures

• James Jeans
• Christopher McKee
• Eve Ostriker
• Leon Mestel

Seminal works

• jeans1902
• mckee2007

Frequently asked questions

Mengapa awan pembentuk bintang begitu dingin?

Hidrogen molekuler dan molekul-molekul jejak, bersama dengan butiran debu, memancarkan panas secara efisien dan melindungi bagian dalam dari cahaya bintang, menjaga awan-awan ini hanya sekitar sepuluh hingga dua puluh derajat di atas nol mutlak, yang menurunkan tekanan dan memungkinkan gravitasi untuk menang.

Apa itu massa Jeans?

Ini adalah massa kritis di atas mana suatu daerah gas pada suhu dan kepadatan tertentu tidak dapat lagi menopang dirinya sendiri terhadap gravitasi dan mulai runtuh; gas yang lebih dingin dan lebih padat memiliki massa Jeans yang lebih kecil sehingga lebih mudah runtuh.