Det kosmiska kretsloppet

Materian används och återvinns flera gånger om under Universums livstid. Materian i t ex vårt solsystem har troligtvis funns i ett eller två tidigare stjärnor och där anrikats på tyngre grundämnen med tanke på att Solsystemet är 4,6 miljarder år och Universum 13,7 miljarder år. Om skaparens avsikt med världsaltet är att odla fram intelligent liv som kan befolka galaxerna är detta perfekt. Både stora och små stjärnor bildas där de stora snabbt processar fram tyngre grundämnen som de mindre stjärnorna kan utnyttja för att odla fram högintelligent liv - en process som kan ta miljarder år även under lämpliga förhållanden.

Stjärnorna bildas ur nebulosor när de störs av tryckvågor i det interstellära mediet. På relativt kort tid så bildas flera stjärnor i grupper. Multipelstjärnor är inte ovanliga. När stjärnorna tänds och börjar inträda på huvudserien så blåses det överblivna materialet från nebulosan bort av stjärnvindarna och stabila förhållanden inträder som normalt kommer att råda i tio miljardtals år. Den bortblåsta materien i nebulosan kan senare samlas ihop till nya nebulosor som kan bilda stjärnor på andra ställen i galaxen och blandas snart samman med materia utkastad från supernovor som har orsakats av de största stjärnorna i nebulosan. Det blivande stjärnmaterialet för nästa generations stjärnor har därmed anrikats och ökat chansen att bilda liv. Allt eftersom så kastar även de mindre stjärnorna av sig materia, dels genom stjärnvindarna men framförallt när stjärnorna går in i jättestadiet och sväller flera gånger om. Materien från dessa är dock inte lika intressant för att bilda liv.

Stjärnor bildas i grupper i nebulosor, som är stoftmoln bestående av bl a gammalt stjärnmaterial, som av olika anledningar börjar dra ihop sig.

Byggmaterialet som ska komma att bilda stjärnorna i galaxerna finns samlat i nebulosor. Dessa nebulosor är stora (flera ljusår i diameter) men otroligt utspridda ansamlingar av materia där densiteten inte är högre än vad som kan åstadkommas i de bästa vakuumkamrarna på Jorden.

Nebulosorna har bildats av tidigare generationers stjärnor som kastat ut materia i stjärnvindar och jättelika explosioner kallade supernovor. Det nya materialet är anrikat på tyngre grundämnen eftersom materia slås samman till tyngre ämnen genom fusion i stjärnorna. Endast väte och helium har bildats på andra ställen än i stjärnorna, nämligen i "Big Bang", den stora ursmällen. Denna process där nya stjärnor bildas ur materian ifrån gamla stjärnor för att i sin tur avge sin materia till nya nebulosor kallas det kosmiska kretsloppet.

Nebulosorna befinner sig i de enorma avstånden mellan stjärnorna och förändras normalt sett inte märkbart eftersom gravitationen inte påverkar stoftmolnen när materian är så pass utbredd. Det är inte förrän en yttre kraft påverkar molnen som balansen rubbas och gravitationen kan ta överhand över det utåtriktade gastrycket och får molnet att börja kontrahera. Detta kan t ex ske när två stoftmoln krockar med varandra, när en stjärna exploderar i en supernova eller när chockvågor går igenom en galax. Chockvågor är tryckvågor som har större hastighet än ljudhastigheten i mediumet och därför orsakar en ljudbang av samma typ som ett snabbt flygplan orsakar när det färdas fram.

Det inre trycket i ett moln bestäms av dess temperatur och densitet, medan gravitationskrafternas storlek avgörs av radien och den totala massan hos molnet. För en viss densitet och temperatur så måste massan vara större än ett visst värde för att molnet skall kunna börja kontrahera; massan måste vara större än den s k jeansmassan som upptäcktes av den engelska astronomen James Jeans (1877-1946). Vanligtvis ligger Jeansmassan på flera tusen solmassor på grund av att densiteten är så pass låg och temperaturen så förhållandevis hög för att vara i det interstellära mediet (normalt sett är temperaturen bara ett par grader över den absoluta nollpunkten).

 

Tillbaka till Kosmologikas hemsida Nästa sida