Stjernefødsel er en prosess som har skjedd i universet i mer enn 13 milliarder år. De første stjernene dannet seg fra gigantiske skyer av hydrogen og vokste til å bli supermassive stjerner. De eksploderte etter hvert som supernovaer, og frøet universet med nye elementer for nye stjerner. Men før hver stjerne kunne møte sin endelige skjebne, måtte den gjennom en lang formasjonsprosess som inkluderte litt tid som en protostar.
Astronomer vet mye om prosessen med stjernedannelse, selv om det absolutt alltid er mer å lære. Derfor studerer de så mange forskjellige stjernefødselsregioner som mulig ved bruk av slike instrumenter som Hubble romteleskop, de Spitzer romteleskop, og bakkebaserte observatorier utstyrt med infrarøde følsomme astronomiinstrumenter. De også bruk radioteleskoper for å studere de unge stjernene objektene som de dannes. Astronomer har klart å kartlegge nesten hver eneste bit av prosessen fra det tidspunktet skyer av gass og støv starter nedover stien.
Fra Gas Cloud til Protostar
Stjernefødsel begynner når en sky av gass og støv begynner å trekke seg sammen. Kanskje har en supernova i nærheten eksplodert og sendt en sjokkbølge gjennom skyen, ført til at den begynte å bevege seg. Eller kanskje en stjerne vandret forbi og dens gravitasjonseffekt begynte skyens langsomme bevegelser. Uansett hva som skjedde, til slutt begynner deler av skyen å bli tettere og varmere etter hvert som mer materiale blir "sugd inn" av det økende gravitasjonstrekket. Den stadig voksende sentrale regionen kalles en tett kjerne. Noen skyer er ganske store og kan ha mer enn en tett kjerne, noe som fører til at stjerner blir født i partier.
I kjernen, når det er nok materiale til å ha selvtyngdekraft, og nok press utover til å holde området stabilt, koker tingene sammen ganske lenge. Mer materiale faller inn, temperaturene stiger, og magnetiske felt leder seg gjennom materialet. Den tette kjernen er ikke en stjerne ennå, bare et sakte oppvarmende objekt.
Etter hvert som mer og mer materiale blir feid inn i kjernen, begynner det å kollapse. Etter hvert blir det varmt nok til å begynne å gløde i infrarødt lys. Det er fortsatt ikke en stjerne ennå - men det blir en lavmasse proto-stjerne. Denne perioden varer omtrent en million år for en stjerne som ender opp med å være på størrelse med Solen når den er født.
På et tidspunkt dannes det en plate med materiale rundt protostaren. Det kalles en omfartskjold, og inneholder vanligvis gass og støv og partikler av stein og iskorn. Det kan godt være at det traffes materiale inn i stjernen, men det er også fødestedet til eventuelle planeter.
Protostarer eksisterer i en million år eller så, samlet i materiale og vokser i størrelse, tetthet og temperatur. Etter hvert vokser temperaturene og trykket så mye at kjernefusjon smeltes opp i kjernen. Det er da en protostar blir en stjerne - og etterlater stjernens spedbarn. Astronomer kaller også protostarer "pre-main-sekvens" -stjerner fordi de ennå ikke har begynt å smelte sammen hydrogen i kjernene. Når de har startet prosessen, blir spedbarnsstjernen en glødende, vindfull, aktiv pjokk av en stjerne, og er på god vei til et langt, produktivt liv.
Hvor astronomer finner protestanter
Det er mange steder hvor nye stjerner blir født i galaksen vår. Disse regionene er der astronomer jakter de ville protostarene. De Orion Nebula stjernebarnehage er et bra sted å søke etter dem. Det er en gigantisk molekylær sky omtrent 1500 lysår fra Jorden og har allerede en rekke nyfødte stjerner innebygd i seg. Imidlertid har det også overskyet små eggformede regioner som kalles "protoplanetære disker" som sannsynligvis har protostarer i dem. Om noen få tusen år vil disse protostarene sprekke ut i livet som stjerner, spise vekk skyene av gass og støv som omgir dem og skinne utover lysårene.
Astronomer finner også fødselsregioner i andre galakser. Ingen tvil om at regionene, som for eksempel fødselsområdet R136 i Tarantula-tåken i Stor magellansk sky (en ledsagergalakse til Melkeveien og søsken til Liten magellansk sky), er også pyntet med protostarer. Enda lengre borte har astronomer oppdaget stjernefødselsbuer i Andromeda Galaxy. Uansett hvor astronomer ser, finner de denne essensielle stjernebyggingsprosessen som foregår i de fleste galakser, så langt øyet kan se. Så lenge det er en sky av hydrogengass (og kanskje litt støv), er det rikelig med muligheter og materiale for å bygge nye stjerner, fra tette kjerner gjennom protostjerner helt til brennende soler som våre egen.
Denne forståelsen av hvordan stjerner danner gir astronomer mye innsikt i hvordan vår egen stjerne dannet, for rundt 4,5 milliarder år siden. Som alle de andre begynte det som en sammenvoksende sky av gass og støv, trekte seg sammen for å bli en protostar, og begynte etter hvert kjernefysisk fusjon. Resten, som de sier, er solsystemets historie!