sterre gebore word? Wat is die brandstof wat sterre miljoene jare so egalig laat skitter?
Iewers in die heelal, duisende ligjare ver, dryf ’n onsigbare, kolossale gaswolk. In die koue duisternis hang die slierte van die ontsaglike, yl wolk wat oor miljoene kilometers strek. Daar is baie sulke gaswolke in ons Melkweg en ook tussen die tallose galaksies in die oneindige ruimtes van die heelal.
Die gaswolk is onbeskryflik groot. Sy gesamentlike massa is genoeg om honderde sterre voort te bring. Nogtans is dit baie, baie yl – só yl dat net hier en daar ’n atoom rondswerf, waarskynlik nie meer as vyf of tien atome per kubieke sentimeter nie. Dít is uiters min; minder as in die beste lugleegte wat op aarde gemaak kan word.
Vergelyk dit met die getal atome in ons asem, wat sowat 30 000 000 000 000 000 000 per kubieke sentimeter bevat.
Die atome in die gaswolk is hoofsaaklik waterstof, verreweg die volopste gas in die heelal, en hier en daar ’n heliumatoom, ná waterstof die volopste. In die gaswolk is sowat sestien waterstofatome vir elke heliumatoom.
Die gaswolk is pikdonker, soos die vakuum wat dit omring. Dit is ook ondenkbaar koud: 100 Kelvin (-173 grade Celsius). In die hemelse baarmoeder is dit stil, donker, bitter koud, oneindig uitgestrek, leeg, onsigbaar en verlate.
Dit is al duisende miljoene jare so. Onveranderlik. Nog nooit het hier iets gebeur nie. Dit lyk ook nie of hier ooit iets kán gebeur nie, wat nog te sê gebore word. Gebore word? En dít vlammende, skitterende sterre?
Soos ’n baarmoeder bevrug moet word voordat dit geboorte kan gee, so moet die deurskynende newel ook eers “bevrug” word. Dít gebeur as ’n spiraalgalaksie met sy ontsaglike mallemeule-arms daar verbybeweeg.
Die spiraalsterrewiel van ons Melkweg het geweldige arms, miljoene kilometers lank, wat stadig soos die speke van ’n reuse-wiel saam met die galaksie in die rondte draai. Soos wat die arms deur die hemelruim swaai, veroorsaak dit skokgolwe wat die atome in ’n yl tussengalaktiese newel laat saambondel, byna soos room wat in ’n karring dik word voor dit botterklonte vorm.
Dit verdig die deursigtige gaswolk tot dit sigbaar word. Dit word ’n donker newel, ’n swart mantel wat voor die sterre getrek word en dit versluier. Geen ster skyn in die voue van sy slierte nie. Die sterre moet nog gebore word.
Soos aardse miswolke is ruimtenewels ook nie oral ewe dig nie. Hier en daar is meer atome as op ander plekke. Omdat alle materie swaartekrag het, is die aantrekkingskrag op die digter plekke sterker. Dit trek nóg meer atome saam.
Die newel word “krummelrig” en “klonterig”, hoewel dit steeds net yl gaswolke is. Die “klonte” is net digter as die omliggende gas. Dit lyk soos donker vlekke teen die agterdoek van die see van duisende sterre.
Elkeen van hierdie klonte kan duisende miljoene kilometers groot wees en die massa van duisende sonne hê. Die klonte is egter onstabiel. Soos wat die massa toeneem en die swaartekrag al sterker word, krimp elke klont en die atome word stywer saamgedruk.
Newelklonte wat saamgepers word, word warm soos ’n fietswiel wat opgepomp word. Die gas word warm en wil uitsit, maar die swaartekrag knel dit onverbiddelik vaster tot die gas in die hart van die klont van die hitte gloei.
Die hittegolwe worstel deur die digte, swaar sop van die warm newel buitentoe. Die newelwolk is nie meer donker nie, maar gloei met ’n rooi skynsel en gee ’n bloedige, vlammende skyn aan die omliggende wolk. ’n Lig is aangesteek. ’n Protoster word gebore. Ster is dit nog nie.
’n Splinternuwe sterretjie
Die protoster word geteister deur die kragtige en steeds toenemende knyptang van gravitasie. Die gasbol kan nie die geweldige massa teenhou wat hom van buite vasdruk nie. Daar is nie genoeg energie in sy hart om die geweldige druk van buite te trotseer nie. Die protoster word ineengepers. Dit krimp en word kleiner en kleiner en warmer en warmer. Steeds neem die druk van buite genadeloos toe.
Diep in die hart van die protoster bereik die hittegraad eindelik ’n ongelooflike 10 miljoen grade Celsius. ’n Siedende orkaan van hitte en druk ontstaan. Dit lyk of ’n onbeheerde, ontsaglike natuurramp die protoster getref het, of ’n hele brok van die heelal op homself instort.
’n Nuwe, gewelddadiger reaksie word ontketen: waterstof-“verbranding” word aangesteek. ’n Miljoen waterstofbomme ontplof in die hart van die protoster. Die donker wolk is in pynlike kraam. ’n Ster is besig om gebore te word. Soos Esegiël sy wolk in ’n ander verband beskryf: “van binne uit, uit die vuur uit, blink dit soos gloeiende wit metaal”.
’n Splinternuwe sterretjie blink dof in die wolk. In die proses word waterstof in helium omskep. Waterstofkerne wat deur fusie saamsmelt, vorm heliumkerne. Die heliumkern se massa is ’n titseltjie minder as die waterstofkerne waaruit dit gebore is.
Die orige massa of materie is omgesit in energie in die vorm van hitte en lig. Die energie beur uit die hart van die ster buitentoe, teen die geweldige swaartekrag wat binnetoe druk. Die pasgebore ster se gravitasiemassa van buite en sy uitdyende energie van binne kom in ewewig en hy krimp nie verder nie.
Die meeste van die sterre aan die hemel is sulke jong sterre wat waterstof “brand” en dit in helium verander. Die energie wat in ’n ster se kern ontketen word, het ’n miljoen jaar nodig om deur die ster se kokende buitenste lae te worstel voordat dit die oppervlak bereik. Dít is wat die ster laat skyn.
As ’n foton in ’n reguit lyn van die middel van die son na die oppervlak kon vlieg, sou dit net 2,5 sekondes duur. Maar in werklikheid duur dit gemiddeld tien miljoen jaar vir ’n foton om die son se oppervlak te bereik, al het dit die hele tyd teen ligsnelheid getrek. Die foton se slingerpad is dus tien miljoen ligjare lank. Volgens John Gribbin (1997. Companion to the Cosmos. Londen: Butler & Tanner, bl. 464) sou dit, as die pad reguit gemaak kon word, vyf keer verder gestrek het as die afstand tussen die aarde en die Andromeda-galaksie. “Anders gestel: As ons vandag kyk wat op die son se oppervlak gebeur, sien ons die gevolge van wat tien miljoen jaar gelede in die sonkern aangegaan het.
“Kyk ons na die son se oppervlak, kan ons nie seker wees nie dat die kern-interaksies reeds tien miljoen jaar gelede afgeskakel het (of stadiger verloop het) in die een of ander tyd in die afgelope miljoene jare.”
Eintlik is daar van “verbranding” geen sprake nie. Die proses is ’n termo-kernreaksie waarin ligte in swaarder elemente omskep word. Dít is alleen moontlik in die ondenkbare toestande van geweldige hitte en druk wat in die harte van sterre bestaan.
In die “vuur” van sterre is dit waterstof wat “brand”. Die “as” wat oorbly, is helium. Hierdie proses kan miljoene jare duur. Die ster is stabiel en straal energie egalig in die vorm van hitte en lig uit.
Ons eie ster, die son, is nou in hierdie fase van volwasse, bestendige, middeljarige uitstraling. Elke sekonde word 400 miljoen ton waterstof in helium omskep. Elke uur word die son dus 1 440 000 miljoen ton ligter! Dit is egter geen rede tot kommer nie. Die son is sowat 5 000 miljoen jaar oud en het nog 5 000 miljoen jaar om te lewe voordat sy waterstof sal begin opraak en hy sy einde sal nader.
Soos mense het sterre ook ’n lewensiklus van geboorte, jeugdige ontwikkeling, volwassenheid, veroudering en dood. Soos alles wat lewe is ook óns son tydelik, hoewel dit teen die tydskaal van die menslike bestaan na ’n ewigheid lyk.
Lord Kelvin, die Skotse fisikus en elektriese ingenieur wat ’n groot bydrae gelewer het tot die begrip van termodinamika en elektromagnetiese straling, het lank gelede bereken dat as die son se vuur met steenkool gebrand het sodat dit net so helder geskyn en net soveel hitte afgegee het, dit net ’n paar duisend jaar sou geleef het.
Dit is interessant om die tydskaal van ons son en die aarde met die tydskaal van die menslike geskiedenis te vergelyk. As die son se huidige ouderdom, rofweg bereken, aan agt dae gelykgestel sou word:
• Sou die aarde ’n week oud wees.
• Sou dinosourusse vyf of ses uur gelede gelewe het.
• Het ape drie uur gelede in die takke begin swaai.
• Het die Ystydperk ’n anderhalwe sekonde gelede opgehou.