Полный жизненный цикл звезды

Звезды состоят в основном из газов водорода и гелия. Они сильно различаются по размеру, яркости и температуре и живут миллиарды лет, проходя несколько стадий. Наше собственное Солнце - типичная звезда, одна из сотен миллиардов, засоряющих Млечный Путь.

Жизненный цикл звезды состоит из ряда четко определенных этапов.

Звезды рождаются в великих галактических «яслях», называемых туманностями, латинское слово, означающее облако. Туманности - это плотные облака пыли и газа, из которых могут образовываться сотни звезд. В некоторых областях туманности газ и пыль собираются вместе в сгустки.

Новая звезда возникает, когда одно из этих сгустков накапливает столько массы, что коллапсирует под действием собственной гравитации. Повышенная плотность сгущающегося облака приводит к значительному повышению его температуры. В конце концов температура становится настолько высокой, что происходит ядерный синтез, образуя «младенческую» звезду, называемую протозвездой.

Как только протозвезда набирает достаточно массы из окружающих облаков газа и пыли, она становится звездой главной последовательности. Звезды главной последовательности соединяют атомы водорода вместе, чтобы создать гелий в процессе, известном как ядерный синтез. Звезды могут существовать на этой стадии миллиарды лет. Наше солнце в настоящее время находится в стадии главной последовательности.

Светимость звезды сильно зависит от ее массы. Чем массивнее звезда главной последовательности, тем большую яркость она будет демонстрировать. Цвет звезды главной последовательности указывает на температуру звезды. Более горячие звезды будут синими или белыми, а более холодные - красными или оранжевыми. Масса звезды также влияет на продолжительность ее жизни. Чем больше масса у звезды, тем короче будет ее продолжительность жизни.

После миллиардов лет горения звезда главной последовательности в конечном итоге исчерпает запас топлива, поскольку большая часть ее водорода превращается в гелий в результате ядерного синтеза. На этом этапе жизненного цикла звезды избыток гелия вызывает повышение температуры звезды. Когда это произойдет, звезда расширится и станет красным гигантом.

Красные гиганты ярко-красного цвета. Они также больше и намного ярче, чем звезды главной последовательности. Поскольку ядро ​​красного гиганта продолжает разрушаться под действием силы тяжести, оно станет достаточно плотным, чтобы преобразовать оставшийся запас гелия в углерод. Это происходит примерно в течение 100 миллионов лет, пока звезде не наступит время умирать. Так же, как масса определяет светимость звезды, она также определяет способ ее смерти.

Звезды главной последовательности с меньшей массой в конечном итоге становятся белыми карликами. Как только красный гигант сожжет запас гелия, звезда потеряет массу. Его оставшееся углеродное ядро ​​будет продолжать охлаждаться и уменьшаться в яркости в течение миллиардов лет, пока не станет белым карликом.

В конце концов, белый карлик перестанет вообще вырабатывать энергию и потемнеет, превратившись в черный карлик. Белые карлики меньше, плотнее и менее ярки, чем звезды красных гигантов. Плотность белых карликов настолько велика, что простая ложка материала белых карликов могла бы весить несколько тонн.

Звезды главной последовательности, имеющие большую массу, обречены на смерть в драматических и сильных взрывах, называемых сверхновыми. Как только эти звезды сгорят из-за своего запаса гелия, оставшееся углеродное ядро ​​в конечном итоге превращается в железо. Это железное ядро ​​затем схлопнется под собственным весом, пока не достигнет точки, где материя начнет отскакивать от его поверхности.

Когда это происходит, происходит мощный взрыв, который генерирует яркую вспышку света, иногда равную яркости целой галактики звезд. Во время некоторых взрывов сверхновых протоны и электроны объединяются, образуя нейтроны. Это, в свою очередь, приводит к образованию чрезвычайно плотных звезд, называемых нейтронными звездами.