Stjernefødsel er en proces, der har fundet sted i universet i mere end 13 milliarder år. De første stjerner dannet af kæmpe brintskyer og voksede til at blive supermassive stjerner. De eksploderede til sidst som supernovaer og frøede universet med nye elementer til nye stjerner. Men inden hver stjerne kunne møde sin ultimative skæbne, måtte den gennemgå en lang formationsproces, der omfattede nogen tid som en protostar.
Astronomer ved meget om processen med stjernedannelse, selvom der helt sikkert altid er mere at lære. Derfor studerer de så mange forskellige stjernefødselsregioner som muligt ved hjælp af sådanne instrumenter som Hubble-rumteleskop, det Spitzer-rumteleskop, og jordbaserede observatorier udstyret med infrarøde følsomme astronomiinstrumenter. De også Brug radioteleskoper til at studere de unge stjernestykke objekter som de dannes. Astronomer har formået at kortlægge næsten enhver smule af processen fra det tidspunkt skyer af gas og støv starter ned ad stien.
Fra gassky til Protostar
Stjernefødsel begynder, når en sky af gas og støv begynder at trække sig sammen. Måske har en nærliggende supernova eksploderet og sendt en chokbølge gennem skyen, der får den til at begynde at bevæge sig. Eller måske en stjerne vandret forbi, og dens tyngdekraftvirkning begyndte skyens langsomme bevægelser. Uanset hvad der skete, begynder dele af skyen til sidst at blive tættere og varmere, efterhånden som mere materiale bliver "suget ind" af det stigende tyngdekrafttræk. Den stadigt voksende centralregion kaldes en tæt kerne. Nogle skyer er ret store og kan have mere end en tæt kerne, hvilket fører til, at stjerner fødes i partier.
I kernen, når der er nok materiale til at have selvtyngdekraft, og nok udvendigt pres til at holde området stabilt, kager tingene sammen i et stykke tid. Mere materiale falder ind, temperaturerne stiger, og magnetiske felter trænger sig gennem materialet. Den tætte kerne er endnu ikke en stjerne, bare et langsomt opvarmende objekt.
Efterhånden som mere og mere materiale bliver fejet ind i kernen, begynder det at kollapse. Til sidst bliver det varmt nok til at begynde at lyse i infrarødt lys. Det er stadig ikke en stjerne endnu - men det bliver en lavmasse proto-stjerne. Denne periode varer cirka en million år for en stjerne, der ender med at være på størrelse med Solen, når den er født.
På et tidspunkt dannes en disk med materiale omkring protostaren. Det kaldes en rundtgående disk og indeholder normalt gas og støv og partikler af sten og iskerner. Det kan godt være at tragtmateriale ind i stjernen, men det er også fødestedet for eventuelle planeter.
Protostarer eksisterer i en million år eller derover, der samles i materiale og vokser i størrelse, densitet og temperatur. Til sidst vokser temperaturerne og trykket så meget, at nuklear fusion antændes i kernen. Det er når en protostar bliver en stjerne - og efterlader stjernernes spædbarn. Astronomer kalder også protostarer "pre-main-sekvens" -stjerner, fordi de endnu ikke er begyndt at smelte brint i deres kerner. Når de først starter denne proces, bliver spædbørnestjernen en blusterig, blæsende, aktiv småbørn af en stjerne og er godt på vej til et langt produktivt liv.
Hvor astronomer finder protostarer
Der er mange steder, hvor nye stjerner fødes i vores galakse. Disse regioner er hvor astronomer jager de vilde protostarer. Det Orion Nebula stjerneskole er et godt sted at søge efter dem. Det er en kæmpe molekylær sky omkring 1.500 lysår fra Jorden og har allerede et antal nyfødte stjerner indlejret i sig. Imidlertid har det også overskyet små ægformede regioner kaldet "protoplanetære diske", som sandsynligvis har protostarer inde i dem. Om nogle få tusinder af år vil disse protostarer briste i livet som stjerner, spise væk skyerne af gas og støv, der omgiver dem, og skinne ud over lysårene.
Astronomer finder også stjernefødselsregioner i andre galakser. Uden tvivl er disse regioner, såsom R136-stjernefødselsområdet i Tarantula-tågen i Stor magellansk sky (en ledsager galakse til Mælkevejen og søskende til Lille magellansk sky), er også besat med protostarer. Længere væk har astronomer opdaget stjerne-fødselshjem i Andromeda Galaxy. Uanset hvor astronomer ser, finder de, at denne essentielle stjernebygningsproces foregår inden for de fleste galakser, så vidt øjet kan se. Så længe der er en sky af brintgas (og måske noget støv), er der masser af muligheder og materiale til at opbygge nye stjerner, fra tætte kerner gennem protostarer hele vejen til brændende soler som vores egen.
Denne forståelse af, hvordan stjerner danner, giver astronomer en masse indsigt i, hvordan vores egen stjerne dannede sig for omkring 4,5 milliarder år siden. Som alle de andre begyndte det som en sammenvoksende sky af gas og støv, trådte sammen for at blive en protostar, og derefter til sidst begyndte kernefusion. Resten, som de siger, er solsystemets historie!