Sự hình thành sao
Các ngôi sao được hình thành khi những phần đặc nhất, lạnh nhất của các đám mây phân tử liên sao không thể tự duy trì chống lại trọng lực và sụp đổ, tạo thành các tiền sao tích tụ vật chất từ các đĩa và cuối cùng đốt cháy phản ứng tổng hợp hạt nhân.
Definition
Sự hình thành sao là quá trình các khối khí liên sao đặc, lạnh sụp đổ dưới tác dụng của trọng lực và bồi tụ vật chất để tạo thành các ngôi sao mới, cùng với các đĩa và dòng chảy đi kèm.
Scope
Lĩnh vực này bao gồm các điều kiện và vật lý của sự ra đời của sao: cấu trúc và sự ổn định hấp dẫn của các đám mây phân tử, sự sụp đổ của các lõi đặc, sự hình thành và phát triển của các tiền sao thông qua bồi tụ, các đĩa quanh sao và dòng chảy lưỡng cực đi kèm, và sự phân bố khối lượng sao được xác định bởi hàm khối lượng ban đầu.
Sub-topics
Core questions
- Những điều kiện nào cho phép khí liên sao sụp đổ thành sao?
- Một tiền sao phát triển và đạt đến chuỗi chính như thế nào?
- Các đĩa và dòng chảy đóng vai trò gì trong sự ra đời của sao?
- Điều gì xác định sự phân bố khối lượng của các ngôi sao mới sinh?
Key concepts
- đám mây phân tử
- khối lượng Jeans
- lõi đặc
- tiền sao
- đĩa bồi tụ
- dòng chảy lưỡng cực
- hàm khối lượng ban đầu
Key theories
- Sự sụp đổ hấp dẫn và tiêu chí Jeans
- Một đám mây sụp đổ khi trọng lực của nó vượt qua sự hỗ trợ từ áp suất nhiệt, nhiễu loạn và từ trường; tiêu chí Jeans xác định khối lượng và kích thước mà tại đó sự sụp đổ diễn ra nhanh chóng, và các lõi đặc trong các đám mây phân tử là nơi trực tiếp hình thành sao.
- Sự sụp đổ từ trong ra ngoài và bồi tụ đĩa
- Một lõi ổn định biên sụp đổ từ trong ra ngoài, lắng đọng vật chất lên một tiền sao trung tâm thông qua một đĩa được hỗ trợ bởi sự quay trong khi các dòng chảy lưỡng cực loại bỏ mômen động lượng, một bức tranh được phát triển trong mô hình tiêu chuẩn về sự hình thành sao khối lượng thấp.
Mechanisms
Trong các đám mây phân tử lạnh, các vùng mà trọng lực vượt quá sự hỗ trợ tổng hợp của áp suất, nhiễu loạn và từ trường bắt đầu sụp đổ; sự bảo toàn mômen động lượng làm cho khí đang rơi dẹt lại thành một đĩa nuôi dưỡng một tiền sao đang phát triển, trong khi các dòng chảy từ hóa loại bỏ mômen động lượng và phân tán vật chất xung quanh cho đến khi ngôi sao mới được hình thành.
Clinical relevance
Sự hình thành sao chi phối sự tiến hóa của các thiên hà, sự tái chế khí liên sao, và sự sản xuất các ngôi sao và hệ hành tinh mới; hàm khối lượng ban đầu mà nó thiết lập là một yếu tố đầu vào quan trọng cho các mô hình tiến hóa hóa học và độ sáng của thiên hà và để giải thích ánh sáng tổng hợp của các thiên hà xa xôi.
History
Jeans đã xây dựng tiêu chí bất ổn hấp dẫn vào đầu thế kỷ XX, mô hình sụp đổ từ trong ra ngoài tiêu chuẩn của sự hình thành sao khối lượng thấp được Shu và các cộng sự phát triển vào những năm 1970 và 1980, và lý thuyết hiện đại ngày càng nhấn mạnh vai trò của nhiễu loạn và từ trường như đã được McKee và Ostriker tổng quan.
Debates
- Vai trò của nhiễu loạn so với sự hỗ trợ từ trường
- Việc liệu sự hỗ trợ của đám mây phân tử và sự điều hòa sự hình thành sao được chi phối chủ yếu bởi nhiễu loạn siêu âm hay bởi từ trường, và cách hai yếu tố này tương tác để thiết lập hiệu quả thấp của sự hình thành sao, vẫn là một câu hỏi đang được nghiên cứu tích cực trong lĩnh vực này.
Key figures
- Frank Shu
- Christopher McKee
- Eve Ostriker
- Edwin Salpeter
Related topics
Seminal works
- shu1987
- mckee2007
Frequently asked questions
- Tại sao không phải tất cả các đám mây phân tử đều nhanh chóng biến thành sao?
- Các đám mây được hỗ trợ chống lại sự sụp đổ bởi nhiễu loạn và từ trường cũng như áp suất, và phản hồi từ các ngôi sao trẻ phân tán khí, do đó sự hình thành sao không hiệu quả và chỉ một phần nhỏ khối lượng của một đám mây trở thành sao trong suốt vòng đời của nó.
- Tại sao các ngôi sao trẻ có đĩa và luồng vật chất?
- Khí sụp đổ mang theo mômen động lượng ngăn cản nó rơi thẳng vào ngôi sao, vì vậy nó lắng đọng thành một đĩa quay; sự bồi tụ qua đĩa và các từ trường liên quan tạo ra các luồng vật chất lưỡng cực mang đi mômen động lượng và cho phép ngôi sao phát triển.