O nascimento em estrela é um processo que ocorre no universo há mais de 13 bilhões de anos. As primeiras estrelas se formaram a partir de nuvens gigantes de hidrogênio e cresceram e se tornaram estrelas supermassivas. Eles finalmente explodiram como supernovas e semearam o universo com novos elementos para novas estrelas. Mas, antes que cada estrela pudesse enfrentar seu destino final, ela teve que passar por um longo processo de formação que incluiu algum tempo como protoestrela.
Os astrônomos sabem muito sobre o processo de formação de estrelas, embora certamente haja sempre mais para aprender. É por isso que eles estudam o maior número possível de regiões de nascimento estelar, usando instrumentos como o telescópio espacial Hubble, a Telescópio Espacial Spitzer, e observatórios terrestres equipados com instrumentos de astronomia sensíveis ao infravermelho. Eles também use radiotelescópios para estudar os objetos estelares jovens como eles estão se formando. Os astrônomos conseguiram traçar quase todo o processo desde o momento em que nuvens de gás e poeira começam a chegar ao estrelato.
Da nuvem de gás à Protostar
O nascimento estelar começa quando uma nuvem de gás e poeira começa a se contrair. Talvez uma supernova próxima tenha explodido e tenha enviado uma onda de choque através da nuvem, fazendo com que ela comece a se mover. Ou talvez uma estrela tenha passado por ali e seu efeito gravitacional tenha iniciado os movimentos lentos da nuvem. O que quer que tenha acontecido, eventualmente partes da nuvem começam a ficar mais densas e quentes à medida que mais material é "sugado" pela crescente atração gravitacional. A crescente região central é chamada de núcleo denso. Algumas nuvens são muito grandes e podem ter mais de um núcleo denso, o que leva as estrelas a nascer em lotes.
No núcleo, quando há material suficiente para ter auto-gravidade e pressão externa suficiente para manter a área estável, as coisas cozinham por um bom tempo. Mais material cai, as temperaturas aumentam e os campos magnéticos passam pelo material. O núcleo denso ainda não é uma estrela, apenas um objeto que se aquece lentamente.
À medida que mais e mais material é arrastado para o núcleo, ele começa a entrar em colapso. Eventualmente, fica quente o suficiente para começar a brilhar na luz infravermelha. Ainda não é uma estrela - mas se torna uma proto-estrela de baixa massa. Esse período dura cerca de um milhão de anos ou mais para uma estrela que acabará sendo do tamanho do Sol quando nascer.
Em algum momento, um disco de material se forma ao redor da protostar. É chamado de disco circunstancial e geralmente contém gás, poeira e partículas de rochas e grãos de gelo. Pode muito bem estar canalizando material para a estrela, mas também é o berço de eventuais planetas.
Os protoestrelas existem há um milhão de anos, reunindo material e crescendo em tamanho, densidade e temperatura. Eventualmente, as temperaturas e pressões crescem tanto que a fusão nuclear é inflamada no núcleo. É quando um protoestrela se torna uma estrela - e deixa a infância estelar para trás. Os astrônomos também chamam protoestrelas de estrelas "pré-sequência-principal" porque ainda não começaram a fundir hidrogênio em seus núcleos. Quando eles iniciam esse processo, a estrela infantil torna-se uma criança ventosa e ventosa e ativa de uma estrela, e está a caminho de uma vida longa e produtiva.
Onde os astrônomos encontram protoestrelas
Há muitos lugares onde novas estrelas estão nascendo em nossa galáxia. É nessas regiões que os astrônomos vão caçar os protoestrelas selvagens. o Berçário estelar da Nebulosa de Órion é um bom lugar para procurá-los. É uma nuvem molecular gigante a cerca de 1.500 anos-luz da Terra e já possui várias estrelas recém-nascidas inseridas nela. No entanto, também nublou pequenas regiões em forma de ovo chamadas "discos protoplanetários" que provavelmente abrigam protoestrelas dentro deles. Em alguns milhares de anos, esses protoestrelas ressurgirão como estrelas, devoram as nuvens de gás e poeira ao seu redor e brilham nos anos-luz.
Os astrônomos também encontram regiões de nascimento estelar em outras galáxias. Sem dúvida, essas regiões, como a área de nascimento de estrelas R136 na Nebulosa da Tarântula no Grande nuvem de Magalhães (uma galáxia companheira da Via Láctea e irmão do Pequena nuvem de Magalhães), também são cravejados com protoestrelas. Ainda mais longe, os astrônomos descobriram creches de estrelas na galáxia de Andrômeda. Para onde quer que os astrônomos olhem, eles encontram esse processo essencial de construção de estrelas na maioria das galáxias, até onde os olhos podem ver. Enquanto houver uma nuvem de gás hidrogênio (e talvez um pouco de poeira), haverá muitas oportunidades e material para construir novas estrelas, de núcleos densos a protoestrelas, até sóis ardentes como o nosso próprio.
Esse entendimento de como as estrelas se formam dá aos astrônomos uma grande quantidade de informações sobre como nossa própria estrela se formou, cerca de 4,5 bilhões de anos atrás. Como todos os outros, começou como uma nuvem coalescente de gás e poeira, contraída para se tornar uma protoestrela e, finalmente, começou a fusão nuclear. O resto, como se costuma dizer, é história do sistema solar!