В зависимости от типа звезды имеют время жизни от сотен миллионов до десятков миллиардов лет. Как правило, чем больше звезда, тем быстрее она расходует запасы ядерного топлива, поэтому самые долгоживущие звезды относятся к числу самых маленьких. Звезды с наибольшей продолжительностью жизни - красные карлики; некоторые могут быть почти такими же старыми, как сама Вселенная.
Красные карликовые звезды
Астрономы определяют красный карлик как звезду, имеющую от 0,08 до 0,5 массы Солнца и состоящую в основном из газообразного водорода. Их размеры и масса очень малы по сравнению с другими типами звезд; Хотя белые карлики, нейтронные звезды и другие виды могут быть еще меньше, они имеют гораздо большие массы. В течение нормальной жизни температура поверхности красного карлика составляет примерно 2700 градусов по Цельсию (4900 градусов по Фаренгейту), что достаточно для того, чтобы светиться красным цветом. Из-за своего небольшого размера они очень медленно сжигают свой запас водорода и, по предположениям, живут от 20 миллиардов до более 100 миллиардов лет.
Яркость и время жизни
Время жизни звезды связано с ее светимостью или выделением энергии в секунду. Полная энергия, выделяемая за время жизни звезды, - это ее светимость, умноженная на время ее жизни. Хотя более крупные звезды начинают жизнь с большей массой, их светимость также намного больше. Например, солнце, температура поверхности которого составляет 5600 градусов по Цельсию (10 000 градусов по Фаренгейту), имеет желтый цвет. Его более высокая температура и большая площадь поверхности означают, что он излучает больше энергии в секунду, чем красный карлик; его срок службы также короче. Астрономы считают, что Солнцу, которое постоянно светит около 5 миллиардов лет, осталось несколько миллиардов.
Термоядерная реакция
Причина, по которой звезды сияют от миллионов до миллиардов лет, кроется в процессе, называемом ядерным синтезом. Внутри звезды огромные гравитационные силы сжимают легкие атомы в ядре, пока они не сливаются вместе, образуя более тяжелые элементы. Большинство звезд соединяют атомы водорода, образуя гелий; Когда у звезды заканчивается водород, она запускает другие реакции, в результате которых образуются элементы, вплоть до железа. В реакциях термоядерного синтеза выделяется большое количество энергии - до 10 миллионов раз больше, чем при химическом сгорании. Однако термоядерные реакции происходят нечасто, поэтому звездного топлива хватает очень долго.
Жизненный цикл звезд
Жизнь большинства звезд следует предсказуемому образцу; изначально они образуются из карманов с водородом и другими элементами в межзвездном пространстве. Если присутствует достаточно газа, гравитационные силы придают материалу примерно сферическую форму, и внутренняя часть становится более плотной из-за давления со стороны внешних слоев. При достаточном давлении водород плавится, и звезда сияет. Спустя миллионы или миллиарды лет звезда исчерпывает водород и плавит гелий, а затем и другие элементы. В конце концов топливо звезды истощается, и она разрушается, что приводит к взрыву, который называется новой или сверхновой. Остатки звезды могут стать белым карликом, нейтронной звездой или черной дырой, в зависимости от первоначального размера звезды. Со временем белые карлики и нейтронные звезды остывают, становясь темными объектами.
