तारों का निर्माण और विकास: तारकीय जीवन चक्र की विज्ञान

रात के आसमान में अब दिखने वाला हर तारा इसी तरह शुरू हुआ: एक आणविक बादल के अंदर बहती ठंडी गैस के रूप में। नासा विज्ञान के अनुसार, ये बादल ज्यादातर हाइड्रोजन और धूल से बने होते हैं, गैस को एक साथ जमा होने के लिए काफी ठंडे होते हैं, और घने पॉकेट देते हैं जहां अशांति गुरुत्वाकर्षणीय रूप से अस्थिर गांठें बनाती है।

आणविक बादल में जन्म

जब एक आणविक बादल के अंदर एक घनी गांठ काफी विशाल हो जाती है, तो यह अपनी गुरुत्वाकर्षण के तहत ढह जाती है। यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी की शिक्षा पोर्टल नेबुलाई का वर्णन करती है — गैलेक्टिक सर्पिल भुजाओं में पाए जाने वाले गैस के विशाल बादल — इस प्रक्रिया के लिए कच्चा माल, यह नोट करते हुए कि एक नेबुला बाहरी ट्रिगर जैसे पास के सुपरनोवा विस्फोट या बादलों के बीच टकराव से ढह सकता है।

लास कम्ब्रेस वेधशाला समूह एक मॉडलिंग आणविक बादल के साथ पैमाने को चित्रित करता है जो लगभग 1.2 प्रकाश-वर्ष में फैला हुआ है और लगभग 10 केल्विन (-263 डिग्री सेल्सियस) है — निरपेक्ष शून्य के करीब। जैसे ही एक बादल ढहता है, यह घूमने लगता है, एक डिस्क में चपटा हो जाता है जिसके केंद्र में एक घना, गर्मजोशी से भरा कोर होता है।

प्रोटोस्टार से सच्चे तारे तक

वह गर्मजोशी से भरा कोर एक प्रोटोस्टार कहलाता है। लास कम्ब्रेस वेधशाला के अनुसार, एक प्रोटोस्टार केवल अपनी गुरुत्वाकर्षणीय संकुचन की गर्मी से चमकता है — यह संलयन के संदर्भ में अभी तक एक तारा नहीं है। ESA की शिक्षा सामग्री बताती है कि आसपास की प्रोटोस्टेलर डिस्क अभिवृद्धि के माध्यम से कोर में द्रव्यमान को खिलाती रहती है, जबकि युवा वस्तु का घूर्णन करने वाला चुंबकीय क्षेत्र बहिर्गमन वायु और जेट चलाता है जो धीरे-धीरे बची हुई गैस और धूल को साफ करते हैं।

प्रोटोस्टार सिकुड़ता और गर्म होता रहता है जब तक इसका कोर तापमान लगभग 10 मिलियन केल्विन से आगे नहीं बढ़ता। उस बिंदु पर, हाइड्रोजन नाभिक हीलियम में संलयित हो सकते हैं, ऊर्जा मुक्त करते हैं और आगे संकुचन को रोकते हैं। नासा विज्ञान और ESA दोनों इस क्षण की पहचान करते हैं — टिकाऊ हाइड्रोजन संलयन का प्रज्वलन — एक प्रोटोस्टार मुख्य क्रम तारे बन जाता है। लास कम्ब्रेस वेधशाला के अनुसार, इस प्री-मेन सीक्वेंस संकुचन चरण की लंबाई द्रव्यमान पर तीव्रता से निर्भर करती है: एक उच्च द्रव्यमान प्रोटोस्टार लगभग एक मिलियन वर्षों में तारे में सिकुड़ सकता है, सूर्य जैसा प्रोटोस्टार लगभग 50 मिलियन वर्ष लेता है, और कम द्रव्यमान वाले प्रोटोस्टार 100 मिलियन वर्षों से अधिक ले सकते हैं।

मुख्य क्रम: एक लंबा, द्रव्यमान-निर्भर मध्य आयु

एक बार संलयन शुरू होने के बाद, एक तारा मुख्य क्रम में प्रवेश करता है, वह स्थिर चरण जिसमें वह अपने जीवन का अधिकांश समय अपने कोर में हाइड्रोजन को हीलियम में परिवर्तित करता है। नासा विज्ञान कहता है कि सभी तारे इसी तरह अपना अधिकांश अस्तित्व बिताते हैं, लेकिन यह चरण कितने समय तक रहता है यह लगभग पूरी तरह द्रव्यमान पर निर्भर करता है: अधिक विशाल तारे अपने हाइड्रोजन को छोटे लोगों की तुलना में बहुत तेजी से जलाते हैं, हालांकि वे बड़े ईंधन भंडार के साथ शुरू करते हैं।

ये आंकड़े, ESA की तारकीय-विकास शिक्षा सामग्री से लिए गए, दिखाते हैं कि सबसे विशाल, सबसे गर्म तारे भी सबसे अल्पकालिक क्यों हैं: एक O-type तारा लगभग 40 सौर द्रव्यमान का लगभग एक मिलियन वर्षों में जल जाता है, जबकि सूर्य के द्रव्यमान के आधे के साथ एक लाल बौना सैद्धांतिक रूप से दसियों अरब वर्षों तक हाइड्रोजन को संलयित कर सकता है, ब्रह्मांड से भी अधिक उम्र के।

मृत्यु: तीन अलग-अलग अंत

नासा विज्ञान और ESA सहमत हैं कि एक तारे का द्रव्यमान यह भी निर्धारित करता है कि यह कैसे मर जाता है। सूर्य जैसे और कम द्रव्यमान वाले तारे लाल विशाल में सूज जाते हैं जैसे-जैसे कोर में हाइड्रोजन कम हो जाता है, फिर अपनी बाहरी परतों को गैस के एक चमक���े खोल के रूप में बहा देते हैं — एक ग्रहीय नेबुला — एक गर्म, अत्यंत घना कोर छोड़ जाता है जिसे सफेद बौना कहा जाता है। ESA सफेद बौनों को 1,000 किलोग्राम प्रति घन सेंटीमीटर से ऊपर के घनत्व तक पहुंचते हुए वर्णित करता है, जो फिर विशाल समयावधि में धीरे-धीरे ठंडा हो जाता है।

लगभग आठ या उससे अधिक सौर द्रव्यमान वाले तारे बहुत अधिक हिंसक अंत तक मिलते हैं। ESA की सामग्री मध्यम द्रव्यमान वाले तारों (लगभग 8 से 20 सौर द्रव्यमान) को कार्बन, ऑक्सीजन, नियॉन, सिलिकॉन और लोहे के क्रमिक संलयन चरणों के माध्यम से जाते हुए वर्णित करती है, फिर Type II सुपरनोवा में आपस में ढह जाते हैं, एक न्यूट्रॉन तारे को पीछे छोड़ जाते हैं। नासा विज्ञान इसी तरह नोट करता है कि सूर्य की तुलना में बहुत अधिक विशाल तारे सुपरनोवा विस्फोटों में समाप्त होते हैं जो उनके अंदर बनाए गए तत्वों को वापस अंतरिक्ष में बिखेरते हैं।

सबसे विशाल तारों के लिए, ESA कहता है कि यदि ढहता हुआ अवशिष्ट कोर लगभग तीन सौर द्रव्यमान से अधिक हो तो न्यूट्रॉन तारे को समर्थन देने वाला चरम दबाव भी इसे ऊपर नहीं रख सकता है, और यह एक ब्लैक होल में आगे ढह जाता है — एक ऐसी वस्तु जिसे नासा विज्ञान गुरुत्वाकर्षण के रूप में वर्णित करता है ''इतना तीव्र है कि प्रकाश भी बच नहीं सकता।''

नए तारों में पुनर्चक्रित

एक मरते हुए तारे द्वारा जारी की गई सामग्री गायब नहीं होती है। नासा विज्ञान नोट करता है कि एक सुपरनोवा में निष्कासित पदार्थ या एक सूर्य जैसे तारे द्वारा बहाया गया पदार्थ अंतरतारकीय माध्यम में वापस आता है, इसे संलयन द्वारा बनाए गए तत्वों से समृद्ध करता है और नए तारों — और संभावित रूप से नई ग्रहीय प्रणालियों — को अवशेषों से बनने देता है। संकुचन, संलयन और फैलाव के इस चक्र को खगोलविद सामूहिक रूप से तारकीय जीवन चक्र कहते हैं।