Склад і щільність галактичної середовища
Щодо земних умов міжзоряний простір – це глибокий вакуум. Але в галактичних масштабах подібна надзвичайно розріджена середовище з характерною щільністю близько 1 атома на кубічний сантиметр – це газ і пил, причому співвідношення їх у складі міжзоряного середовища – 99 до 1.
Де народжуються зірки
Газ і пил в просторі галактик розподілені досить неоднорідно. Міжзоряний водень, залежно від умов, у яких він знаходиться, може мати різну температуру і щільність: від сильно розрідженої плазми з температурою близько десятків тисяч кельвін (так звані зони HII) до ультрахолодного – всього кілька кельвін – молекулярного стану.Області, де концентрація частинок речовини в силу яких-небудь причин підвищена, називаються міжзоряними хмарами. Найбільш щільні хмари, в кубічному сантиметрі яких може міститися до мільйони частинок, утворені холодним молекулярним газом. У них багато пилу, що поглинає світло, тому їх ще іменують темними туманностями. Саме до таких «космічним холодильників» приурочені місця виникнення зірок. З цим явищем пов'язані також HII області, але безпосередньо в них зірки не формуються.
Локалізація і типи «зоряних колисок»
У спіральних галактиках, в тому числі і в нашому Чумацькому Шляху, молекулярні хмари розташовуються не безладно, а головним чином в межах площини диска – в спіральних рукавах на деякому видаленні від галактичного центру. В іррегулярних галактиках локалізація подібних зон носить випадковий характер. Що стосується еліптичних галактик, газопилові структури та молоді зірки у них не спостерігаються, і прийнято вважати, що даний процес там практично не йде. Хмари можуть являти собою як гігантські – в десятки і сотні світлових років – молекулярні комплекси зі складною структурою і великими перепадами щільності (наприклад, знамените Хмара Оріона всього в 1300 світлових роках від нас), так і ізольовані компактні утворення, звані глобулами Боки.Умови утворення зірки
Народження нового світила вимагає неодмінного розвитку в газопиловому хмарі гравітаційної нестійкості. В силу різних динамічних процесів внутрішнього і зовнішнього походження (наприклад, різних швидкостей обертання у різних областях хмари неправильної форми або проходження ударної хвилі при вибуху наднової по сусідству) щільність розподілу речовини в хмарі коливається. Але далеко не кожна виникає флуктуація густини веде до подальшого стиснення газу і появи зірки. Протидіють цьому магнітні поля в хмарі і турбулентність.
Колапс і фрагментація ділянки хмари
При стисненні газу виділяється енергія. На ранніх фазах процесу істотно те, що уплотняющееся ядро в хмарі може ефективно остигати за рахунок випромінювання в інфрачервоному діапазоні, яке здійснюється в основному за рахунок молекул і пилових частинок. Тому на цьому етапі ущільнення йде швидко і стає незворотнім: фрагмент хмари колапсує.У такому сжимающемся і одночасно охлаждающемся ділянці, якщо він досить великий, можуть виникати нові ядра конденсації речовини, так як з підвищенням щільності критична джинсовская маса зменшується, якщо не зростає температура. Це явище називається фрагментацією; завдяки йому утворення зірок найчастіше відбувається не поодинці, а в групах – асоціаціях. Тривалість стадії інтенсивного стиснення, згідно сучасним уявленням, невелика – близько 100 тисяч років.
Розігрів фрагмента хмари і формування протозірки
На деякому етапі щільність колапсуючої області стає занадто високою, і вона втрачає прозорість, внаслідок чого газ починає нагріватися. Величина маси Джинса зростає, подальша фрагментація стає неможливою, і стиснення під дією власної гравітації відчувають тільки вже сформовані до цього часу фрагменти. На відміну від попередньої стадії, через неухильного зростання температури і, відповідно, тиску газу даний етап займає набагато більше часу – близько 50 мільйонів років. Об'єкт, що утворюється в ході цього процесу, називають протозвездой. Її відрізняє активна взаємодія з залишковим газопиловим речовиною батьківського хмари.
Особливості протозірок
Народжується зірка прагне скинути енергію гравітаційного стиснення назовні. Всередині неї розвивається конвекційний процес, а зовнішні шари інтенсивно випромінюють в інфрачервоному, а потім і в оптичному діапазоні, розігріваючи навколишній газ, що сприяє його розрідження. Якщо відбувається формування зірки великої маси, з високою температурою, вона здатна практично повністю «розчистити» простір навколо себе. Її випромінювання буде іонізувати залишковий газ – так утворюються HII області.Спочатку батьківський фрагмент хмари, безумовно, так чи інакше, обертався, а при його стисканні в силу закону збереження моменту імпульсу відбувається прискорення обертання. Якщо народжується зірка, порівнянна з Сонцем, навколишній газ і пил будуть продовжувати падати на неї у відповідності з моментом імпульсу, і в екваторіальній площині утворюється протопланетный аккреційний диск. З-за високої швидкості обертання гарячий, частково іонізований газ з внутрішньої області диска викидається протозвездой у вигляді полярних струменевих течій зі швидкістю в сотні кілометрів у секунду. Ці струмені, стикаючись з міжзоряним газом, формують ударні хвилі, видимі в оптичній частині спектра. На сьогоднішній день таких феноменів об'єктів Хербига–Аро – відкрито вже кілька сотень.
