Протозвезда — это очень молодая звезда , которая все еще набирает массу из своего родительского молекулярного облака . Это самая ранняя фаза в процессе звездной эволюции . [1] Для звезды малой массы (т.е. Солнца или меньше) он существует около 500 000 лет. [2] Фаза начинается, когда фрагмент молекулярного облака впервые схлопывается под действием силы самогравитации , и внутри коллапсирующего фрагмента образуется непрозрачное, поддерживаемое давлением ядро. Он заканчивается, когда падающий газ истощается, оставляя звезду до главной последовательности , которая сжимается, чтобы позже стать звездой главной последовательности в начале термоядерного синтеза водорода , производящего гелий.
Современная картина протозвезд, изложенная выше, впервые была предложена Чусиро Хаяси в 1966 году. [3] В первых моделях размеры протозвезд сильно переоценивались. Последующие численные расчеты [4] [5] [6] прояснили этот вопрос и показали, что протозвезды лишь немного крупнее звезд главной последовательности той же массы. Этот основной теоретический результат был подтвержден наблюдениями, которые обнаружили, что самые крупные звезды до главной последовательности также имеют скромные размеры.
Звездообразование начинается в относительно небольших молекулярных облаках, называемых плотными ядрами. [8] Каждое плотное ядро изначально находится в балансе между самогравитацией, которая имеет тенденцию сжимать объект, и давлением газа и магнитным давлением , которые имеют тенденцию раздувать его. По мере того, как плотное ядро набирает массу за счет окружающего его большего облака, самогравитация начинает подавлять давление, и начинается коллапс. Теоретическое моделирование идеализированного сферического облака, первоначально поддерживаемого только давлением газа, указывает на то, что процесс коллапса распространяется изнутри наружу. [9] Спектроскопические наблюдения плотных ядер, которые еще не содержат звезд, показывают, что сжатие действительно происходит. Однако до сих пор прогнозируемого распространения области коллапса наружу не наблюдалось. [10]
Газ, который коллапсирует к центру плотного ядра, сначала образует протозвезду малой массы, а затем протопланетный диск, вращающийся вокруг объекта. По мере продолжения коллапса все большее количество газа воздействует на диск, а не на звезду, что является следствием сохранения углового момента . Каким образом материал диска по спирали проникает внутрь протозвезды, пока не понятно, несмотря на большие теоретические усилия. Эта проблема иллюстрирует более широкую проблему теории аккреционных дисков , которая играет роль во многих областях астрофизики.
Независимо от деталей, внешняя поверхность протозвезды по крайней мере частично состоит из ударного газа, выпавшего с внутреннего края диска. Таким образом, поверхность сильно отличается от относительно спокойной фотосферы звезды до главной последовательности или главной последовательности . В глубине своей недр температура протозвезды ниже, чем у обычной звезды. В его центре водород-1 еще не сливается сам с собой. Однако теория предсказывает, что изотоп водорода дейтерий (водород-2) сливается с водородом-1, образуя гелий-3 . Тепло от этой реакции синтеза имеет тенденцию раздувать протозвезду и тем самым помогает определить размер самых молодых наблюдаемых звезд до главной последовательности. [12]
Энергия, генерируемая обычными звездами, возникает в результате ядерного синтеза, происходящего в их центрах. Протозвезды также генерируют энергию, но она исходит от излучения, высвобождающегося при ударах на ее поверхности и на поверхности окружающего ее диска. Создаваемое таким образом излучение должно пройти через межзвездную пыль в окружающем плотном ядре. Пыль поглощает все падающие фотоны и переизлучает их на более длинных волнах. Следовательно, протозвезду нельзя обнаружить на оптических длинах волн и нельзя поместить на диаграмму Герцшпрунга-Рассела , в отличие от более развитых звезд до главной последовательности .
По прогнозам, фактическое излучение, исходящее от протозвезды, будет находиться в инфракрасном и миллиметровом диапазонах. Точечные источники такого длинноволнового излучения обычно наблюдаются в регионах, скрытых молекулярными облаками . Принято считать, что источники, условно отнесенные к классам 0 или I, являются протозвездами. [13] [14] Однако до сих пор нет окончательных доказательств этой идентификации.
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
