Dependiendo del tipo, las estrellas tienen vidas que van desde cientos de millones hasta decenas de miles de millones de años. Generalmente, cuanto más grande es una estrella, más rápido consume su suministro de combustible nuclear, por lo que las estrellas de vida más larga se encuentran entre las más pequeñas. Las estrellas con mayor vida útil son las enanas rojas; algunos pueden ser casi tan antiguos como el propio universo.
Estrellas enanas rojas
Los astrónomos definen una enana roja como una estrella que tiene entre 0,08 y 0,5 veces la masa del sol y está formada principalmente por gas hidrógeno. Sus tamaños y masas son muy pequeños en comparación con otros tipos de estrellas; aunque las enanas blancas, las estrellas de neutrones y otros tipos pueden ser incluso más pequeñas, tienen masas mucho mayores. Durante su vida normal, la temperatura de la superficie de una enana roja es de aproximadamente 2.700 grados Celsius (4.900 grados Fahrenheit), lo suficientemente caliente como para brillar con un color rojo. Debido a su pequeño tamaño, queman su suministro de hidrógeno muy lentamente y se teoriza que viven desde 20 mil millones hasta más de 100 mil millones de años.
Luminosidad y vida útil
La vida útil de una estrella está relacionada con su luminosidad o producción de energía por segundo. La producción total de energía durante la vida de una estrella es su luminosidad multiplicada por su vida. Aunque las estrellas más grandes comienzan su vida con más masa, su luminosidad también es mucho mayor. Por ejemplo, el sol, que tiene una temperatura superficial de 5.600 grados centígrados (10.000 grados Fahrenheit), tiene un color amarillo. Su mayor temperatura y mayor superficie significa que irradia más energía por segundo que una enana roja; su vida útil también es más corta. Los astrónomos creen que al sol, que ha estado brillando constantemente durante unos 5 mil millones de años, le quedan varios miles de millones por desaparecer.
Fusión nuclear
La razón por la que las estrellas brillan durante millones o miles de millones de años reside en un proceso llamado fusión nuclear. Dentro de una estrella, enormes fuerzas gravitacionales comprimen los átomos ligeros en el núcleo hasta que se fusionan para formar elementos más pesados. La mayoría de las estrellas fusionan átomos de hidrógeno, formando helio; cuando una estrella se queda sin hidrógeno, tiene otras reacciones que producen los elementos hasta el hierro. Las reacciones de fusión liberan grandes cantidades de energía, hasta 10 millones de veces más que la producida por la combustión química. Sin embargo, las reacciones de fusión ocurren con poca frecuencia, por lo que el combustible de una estrella dura mucho tiempo.
Ciclo de vida de las estrellas
La vida de la mayoría de las estrellas sigue un patrón predecible; se forman inicialmente a partir de bolsas de hidrógeno y otros elementos en el espacio interestelar. Si hay suficiente gas presente, las fuerzas gravitacionales empujan el material a una forma aproximadamente esférica y el interior se vuelve más denso debido a la presión de las capas exteriores. Con suficiente presión, el hidrógeno se fusiona y la estrella brilla. Millones o miles de millones de años después, la estrella se queda sin hidrógeno y fusiona helio, seguido de otros elementos. Finalmente, el combustible de la estrella se agota y colapsa, lo que lleva a una explosión llamada nova o supernova. Los restos de la estrella pueden convertirse en una enana blanca, una estrella de neutrones o un agujero negro, según el tamaño original de la estrella. Con el tiempo, las enanas blancas y las estrellas de neutrones se enfrían y se convierten en objetos oscuros.