Cum apar stelele, cum ar fi Soarele? Ce procese fundamentale sunt responsabile pentru faptul că un nori interstelari difuzați întunecați constând din gaz și praf devin un obiect luminos mult mai dens? Astronomii din Statele Unite și Observatorul European Sudic au făcut un pas important spre înțelegerea acestei probleme fundamentale a astronomiei. Ei au efectuat studii detaliate despre structura internă a unui mic mic interstelar cunoscut sub numele de Barnard 68 (B68).
Structura actuală a acestui nor este susținută de aceleași legi ale fizicii care acționează în cazul stelelor. Norul este într-o stare temporară de echilibru, când forțele interne ale gravitației contracarează presiunea gazului. Dar această situație nu poate dura mult timp.
Dacă echilibrul într-un astfel de nor este încălcat, acesta începe să se contracte și se transformă într-un așa-numit protostar. Pe măsură ce crește compresia, densitatea și temperatura din nor cresc și, împreună cu ele, crește rezistența la compresiune. Dacă masa protostarului este mică, colapsul său se poate opri într-o anumită etapă. Se formează o minge de gaz de dimensiuni mici, numită pitic maro. Un protostar masiv se dezvoltă diferit. Într-o anumită etapă de comprimare, densitatea și temperatura la centrul său cresc într-o asemenea măsură încât începe aici o reacție termonucleară.
Din acest moment, steaua poate fi considerată născută. Astfel de stele, înconjurate de resturile de gaz și de praf din care s-au format, sunt observate în multe nori densi de praf de gaz în galaxiile noastre și în alte galaxii. Dacă norul protostelat se rotește la viteză mare, resturile de gaz și de praf formează un disc în steaua tânără, de unde poate forma un sistem planetar.
O bună înțelegere a proceselor de naștere a stelelor și a sistemelor planetare este strâns legată de cunoașterea și înțelegerea detaliată a condițiilor din interiorul norii interstelari reci întunecați. Totuși, astfel de nori sunt opaci, iar structura lor fizică a rămas un mister de-a lungul timpului, așa cum a devenit cunoscut despre existența lor. Fazele ulterioare ale nașterii dintr-un astfel de nor al stelei sunt cunoscute mult mai bine.
Rezultatele obținute în timpul anchetei asupra norului B68 au schimbat această situație. Cu ajutorul unei noi tehnici observaționale, cercetătorii au reușit să analizeze cu atenție structura internă a cloud-ului. Se constată că densitatea medie crește monotonic spre centru. Acest lucru este de acord cu modelul teoretic în care, într-un nor de gaz sferic izolat cu o anumită temperatură, propriile forțe gravitaționale contrabalansează presiunea termică internă. Având o descriere fizică exactă a structurii, este posibil să se determine parametrii de bază ai norului, cum ar fi dimensiunea și raportul dintre gaz și praf, cu precizie foarte mare (aproximativ 3%).
O nouă tehnică observațională se bazează pe măsurarea radiației stelelor din spatele norului. Trecând prin nor, radiația este absorbită și împrăștiată de particule de praf. Acest efect depinde de culoarea (lungimea de undă), iar stelele devin mai roșii decât de fapt. Este, de asemenea, proporțională cu cantitatea de material de umbrire și, prin urmare, cea mai mare este pentru acele stele care sunt situate în spatele părții centrale a norului. Măsurând gradul de înroșire a stelelor observate în diferite regiuni ale norilor, se poate obține o tabelă de distribuție a prafului în nor.
Dar obținerea unei astfel de distribuții este o sarcină dificilă, deoarece chiar și norii mici sunt atât de opaci, încât puteți vedea foarte puține stele de fundal prin ele. Numai telescoapele mari și instrumentele extrem de sensibile pot detecta un număr suficient de stele pentru a obține rezultate semnificative.