Зміст
Залежно від типу, зірки мають тривалість життя, що тривають від сотень мільйонів до десятків мільярдів років. Взагалі, чим більша зірка, тим швидше вона витрачає запас ядерного палива, тому зірки з найдовшим життям є одними з найменших. Зірки з найдовшим терміном життя - червоні карлики; деякі можуть бути майже такими ж старими, як і сама Всесвіт.
Червоні карликові зірки
Астрономи визначають червоного карлика як зірку, яка має приблизно 0,08 - 0,5 рази більше маси сонця і утворюється головним чином з водню. Їх розміри та маса дуже малі порівняно з іншими типами зірок; хоча білі карлики, нейтронні зірки та інші види можуть бути навіть меншими, вони мають значно більшу масу. Температура поверхні червоного карліка протягом нормального життя становить приблизно 2700 градусів Цельсія (4 900 градусів за Фаренгейтом), достатньо гарячої, щоб світитися червоним кольором. Через їх малі розміри вони запалюють запас водню дуже повільно і теоретично проживають від 20 мільярдів до вище 100 мільярдів років.
Світлості та термін експлуатації
Тривалість життя зірки пов'язана з її світністю, або енергією, що виходить в секунду. Загальний вихід енергії зірки - це її світність, помножена на час її життя. Хоча більші зірки починають життя з більшою масою, їх світність також значно більша. Наприклад, сонце, у якого температура поверхні 5600 градусів Цельсія (10 000 градусів за Фаренгейтом), має жовте забарвлення. Його більш висока температура та більша площа поверхні означає, що вона випромінює більше енергії в секунду, ніж червоний карлик; термін його експлуатації також коротший. Астрономи вважають, що на сонце, яке стабільно світить вже близько 5 мільярдів років, залишається кілька мільярдів.
Ядерний синтез
Причина, чому зірки світять мільйони до мільярдів років, криється в процесі, який називається ядерним синтезом. Усередині зірки величезні гравітаційні сили стискають світлові атоми в ядрі, поки вони не зливаються разом, щоб зробити важчі елементи. Більшість зірок сплавляють атоми водню, утворюючи гелій; коли зірці не вистачає водню, вона працює на інші реакції, які виробляють елементи до заліза. Реакції синтезу виділяють велику кількість енергії - до 10 мільйонів разів більше, ніж та, яка утворюється при хімічному спалюванні. Однак реакції синтезу трапляються нечасто, тому паливо зірки триває дуже довго.
Життєвий цикл зірок
Життя більшості зірок слідує передбачуваній схемі; вони утворюються спочатку з кишень водню та інших елементів у міжзоряному просторі. Якщо присутня достатня кількість газу, гравітаційні сили витягують матеріал у грубо сферичну форму, а внутрішня частина стає щільнішою через тиск із зовнішніх шарів. При достатньому тиску водень плавиться, і зірка світить. Мільйони-мільярди років пізніше у зірки закінчується водень і плавиться гелій, за яким слідують інші елементи. Врешті-решт паливо зірки вичерпується і воно руйнується, що призводить до вибуху під назвою нова або супернова. Залишки зірки можуть стати білим карликом, нейтронною зіркою або чорною дірою, залежно від початкового розміру зірки. З часом білі карлики та нейтронні зірки охолоджуються, стаючи темними об’єктами.