De geboorte van een ster

Sterren hebben niet het eeuwige leven. De sterrenhemel van vandaag ziet er weliswaar hetzelfde uit als die van tweeduizend jaar geleden, maar wie wat meer geduld heeft, ziet nieuwe sterren geboren worden en oude van het toneel verdwijnen. Een ster zoals de zon heeft een totale levensduur van ongeveer tien miljard (tienduizend miljoen) jaar, dus het hoeft geen verwondering te wekken dat je in tweeduizend jaar tijd – een oogwenk naar sterrenkundige begrippen – niets aan de sterrenhemel ziet veranderen.

stervorming

Ook het geboorteproces van een ster is een langdurige aangelegenheid. Sterren ontstaan uit samentrekkende wolken van gas en stof. Het duurt wel een paar honderdduizend jaar voordat zo’n koele, donkere wolk licht en warmte begint uit te stralen. Het is dan ook onmogelijk om het geboorteproces van een ster van a to z te volgen; daarvoor leeft de mens te kort.

Toch hebben sterrenkundigen een goed beeld van het geboorteproces van een ster, ook al biedt het heelal ons niet meer dan een momentopname. Het voordeel is dat er overal in het Melkwegstelsel stervorming optreedt, en dat we getuige zijn van alle verschillende fasen van het geboorteproces. Het is alsof een buitenaards wezen een tiende seconde mag rondkijken op de kraamkliniek van een groot ziekenhuis. Nergens krijgt hij een volledig beeld van de geboorte van een baby, maar omdat er meerdere bevallingen plaatsvinden, die elk in een ander stadium verkeren, is het toch niet zo moelijk om erachter te komen hoe een mens ter wereld komt.

Op verschillende plaatsen in het heelal zijn kolossale stervormingsgebieden te zien, die je gerust de kraamkamers van de kosmos kunt noemen. Er komen kolossale donkere wolken voor, die het licht van verder weg gelegen sterren tegenhouden, en waarin de zwaartekracht vrij spel heeft. Op sommige plaatsen heeft dat al geleid tot de vorming van een aantal hete, heldere sterren: vaak is in het centrum van zo’n stervormingsgebied een compacte, jonge open sterrenhoop te zien.

Wanneer de eerste sterren eenmaal zijn ontstaan (doordat een deel van de wolk onder zijn eigen gewicht ineenstort), volgen andere vanzelf. De jonge, hete sterren zenden veel ultraviolette straling uit, waardoor het gas in de wolk wordt verhit, en de stofdeeltjes beginnen te verdampen. Krachtige sterrenwinden veroorzaken schokgolven en verdichtingen in de wolk, en op tal van andere plaatsen begint nu ook een samentrekkingsproces. Zo ontstaat er een geboortegolf van nieuwe sterren, die zich uitbreidt als een snel om zich heen slaande bosbrand.

Als een deel van de oorspronkelijke gas- en stofwolk ineenstort onder zijn eigen gewicht, wordt de kern steeds heter, en begint hij bovendien steeds sneller rond te draaien. Uiteindelijk is er een zogeheten protoster ontstaan: in het binnenste van de ster-in-wording zijn nog geen kernfusiereacties op gang gekomen, maar de samengeperste gasbol zendt wel al veel warmtestraling uit. Rondom die protoster draait een afgeplatte schijf van koelere materie: de protoplanetaire schijf, waaruit ooit een planetenstelsel kan ontstaan.

Het koele gas dat nog steeds met hoge snelheid op de ster valt, wordt op den duur door de straling van de jonge protoster weer teruggeblazen: er is een soort evenwicht ontstaan tussen zwaartekracht en stralingsdruk. Dat wegblazen lukt niet in alle richtingen even makkelijk. In het evenaarvlak van de ster bevindt zich immers de dikke, uitgestrekte protoplanetaire schijf. Langs de draaiingsas van de ster, loodrecht op de schijf, kan het gas veel gemakkelijker ontsnappen. Op die manier ontstaan twee bundels van heet gas, die in tegenovergestelde richtingen het heelal in blazen. Zulke jets (‘straalstromen’) zijn in veel stervormingsgebieden ontdekt.

Waar de jets in botsing komen met verdichtingen in de omringende wolk, ontstaan schokgolven, die tot een sterke verhitting van het gas leiden. Zulke schokgolven zijn vaak beter zichtbaar dan de protoster waardoor ze uiteindelijk veroorzaakt zijn. De reden is dat de protoster zich in veel gevallen schuil houdt in het binnenste van een donkere wolk, waardoor er met een gewone telescoop niets van te zien is. De hete schokgolven ontstaan op grote afstand van de ster, en zijn in veel gevallen wél te zien. Ze worden naar hun ontdekkers Herbig-Haro-objecten genoemd.

Met een gewone telescoop is meestal niet veel te zien van de geboorte van een ster, omdat het proces zich meestal in het binnenste van donkere, absorberende wolken van gas en stof afspeelt. De prille warmtestraling van een protoster kan echter vrij ongehinderd door zo’n wolk heendringen, en daarom is een infraroodtelescoop het instrument bij uitstek om de vorming van sterren te bestuderen.

Leave a Reply