A csillagok élettartama a típustól függően több száz milliótól tízmilliárd évig tart. Általában minél nagyobb egy csillag, annál gyorsabban használja fel nukleáris üzemanyag-készletét, így a leghosszabb életű csillagok a legkisebbek közé tartoznak. A leghosszabb élettartamú csillagok vörös törpék; néhány lehet majdnem olyan régi, mint maga a világegyetem.
Vörös törpe csillagok
A csillagászok egy vörös törpét csillagként definiálnak, amelynek a nap tömege körülbelül 0,08–0,5-szerese, és elsősorban hidrogéngázból áll. Méretük és tömegük a többi csillagtípushoz képest nagyon kicsi; bár a fehér törpék, a neutroncsillagok és más fajok még kisebbek is lehetnek, sokkal nagyobb tömegűek. Normál élettartama alatt a vörös törpe felületi hőmérséklete nagyjából 2700 Celsius fok (4900 Fahrenheit fok), elég forró ahhoz, hogy vörös színnel világítson. Kis méretük miatt nagyon lassan égetik el a hidrogénkészletüket, és elméletük szerint 20 milliárd és 100 milliárd év közötti életet élnek.
Fényerő és élettartam
A csillag élettartama a fényességével vagy a másodpercenkénti energia-kibocsátással függ össze. Egy csillag teljes élettartama energia fényereje megszorozva élettartamával. Bár a nagyobb csillagok nagyobb tömeggel kezdik az életet, fényességük is sokkal nagyobb. Például a nap, amelynek felületi hőmérséklete 5600 Celsius fok (10 000 Fahrenheit fok), sárga színű. Magasabb hőmérséklete és nagyobb felülete azt jelenti, hogy másodpercenként több energiát sugároz, mint egy vörös törpe; élettartama is rövidebb. A csillagászok úgy vélik, hogy a körülbelül 5 milliárd éve folyamatosan sütő napnak több milliárdja van hátra.
Nukleáris fúzió
Az ok, amiért a csillagok millióktól milliárdokig ragyognak, egy magfúziónak nevezett folyamatban rejlik. A csillag belsejében óriási gravitációs erők összenyomják a magban lévő könnyű atomokat, amíg össze nem olvadnak, és nehezebb elemeket alkotnak. A legtöbb csillag egyesíti a hidrogénatomokat, héliumot képezve; amikor egy csillagban elfogy a hidrogén, akkor más reakciókon fut, amelyek az elemeket vasig termelik. A fúziós reakciók nagy mennyiségű energiát szabadítanak fel - akár 10 milliószor többet is, mint a vegyi égetés során. A fúziós reakciók azonban ritkán fordulnak elő, így egy csillag üzemanyaga nagyon sokáig kitart.
A csillagok életciklusa
A legtöbb csillag élete kiszámítható mintát követ; kezdetben a csillagközi térben lévő hidrogén és más elemek zsebéből keletkeznek. Ha elegendő gáz van jelen, a gravitációs erők nagyjából gömb alakúvá teszik az anyagot, és a belső tér a külső rétegek nyomása miatt sűrűbbé válik. Megfelelő nyomás mellett a hidrogén összeolvad, és a csillag ragyog. Millió-milliárd év múlva a csillagban elfogy a hidrogén, és összeolvasztja a héliumot, amelyet további elemek követnek. Végül a csillag üzemanyaga kimerül és összeesik, ami nova vagy szupernóva nevű robbanáshoz vezet. A csillag maradványai fehér törpévé, neutroncsillaggá vagy fekete lyukká válhatnak, a csillag eredeti méretétől függően. Idővel a fehér törpék és a neutroncsillagok lehűlnek, sötét tárgyakká válnak.
