ดาราประเภทใดอยู่ได้นานที่สุด?

ดาวฤกษ์มีอายุยืนยาวตั้งแต่หลายร้อยล้านถึงหลายหมื่นล้านปี ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภท โดยทั่วไปแล้ว ยิ่งดาวฤกษ์มีขนาดใหญ่เท่าใดก็จะยิ่งใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์หมดเร็วขึ้นเท่านั้น ดังนั้นดาวที่มีอายุยืนยาวที่สุดจึงอยู่ในกลุ่มที่เล็กที่สุด ดาวฤกษ์ที่มีอายุยืนยาวที่สุดคือดาวแคระแดง บางส่วนอาจเก่าเกือบเท่าจักรวาลเอง

นักดาราศาสตร์ให้คำจำกัดความว่าดาวแคระแดงเป็นดาวฤกษ์ที่มีมวลประมาณ 0.08 ถึง 0.5 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ และก่อตัวเป็นก๊าซไฮโดรเจนเป็นหลัก ขนาดและมวลของมันมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับดาวฤกษ์ประเภทอื่น แม้ว่าดาวแคระขาว ดาวนิวตรอน และดาวชนิดอื่นๆ อาจมีขนาดเล็กกว่านั้นด้วยซ้ำ แต่ก็มีมวลที่ใหญ่กว่ามาก ในช่วงชีวิตปกติของมัน อุณหภูมิพื้นผิวของดาวแคระแดงอยู่ที่ประมาณ 2,700 องศาเซลเซียส (4,900 องศาฟาเรนไฮต์) ซึ่งร้อนพอที่จะเรืองแสงเป็นสีแดง เนื่องจากขนาดที่เล็กของพวกมัน พวกมันจึงเผาผลาญไฮโดรเจนได้ช้ามากและถูกตั้งทฤษฎีว่ามีชีวิตอยู่ตั้งแต่ 20 พันล้านถึง 100 พันล้านปี

อายุขัยของดาวฤกษ์นั้นสัมพันธ์กับความส่องสว่างหรือพลังงานที่ส่งออกต่อวินาที พลังงานที่ส่งออกไปตลอดอายุการใช้งานของดาวฤกษ์คือความส่องสว่างคูณด้วยอายุการใช้งาน แม้ว่าดาวฤกษ์ที่ใหญ่กว่าจะเริ่มต้นชีวิตด้วยมวลที่มากกว่า แต่ความส่องสว่างของพวกมันก็ยิ่งใหญ่กว่ามากเช่นกัน ตัวอย่างเช่น ดวงอาทิตย์ซึ่งมีอุณหภูมิพื้นผิว 5,600 องศาเซลเซียส (10,000 องศาฟาเรนไฮต์) มีสีเหลือง อุณหภูมิที่สูงขึ้นและพื้นที่ผิวที่มากขึ้นหมายความว่ามันแผ่พลังงานต่อวินาทีมากกว่าดาวแคระแดง อายุการใช้งานก็สั้นลงเช่นกัน นักดาราศาสตร์เชื่อว่าดวงอาทิตย์ซึ่งส่องแสงอย่างต่อเนื่องมาเป็นเวลาประมาณ 5 พันล้านปี เหลืออีกหลายพันล้านดวงที่ต้องไป

เหตุผลที่ดาวส่องแสงเป็นเวลาหลายล้านถึงพันล้านปีอยู่ในกระบวนการที่เรียกว่านิวเคลียร์ฟิวชั่น ภายในดาวฤกษ์ แรงโน้มถ่วงขนาดมหึมาบีบอัดอะตอมของแสงในแกนกลางจนหลอมรวมกันเป็นองค์ประกอบที่หนักกว่า ดาวฤกษ์ส่วนใหญ่หลอมรวมอะตอมของไฮโดรเจนก่อตัวเป็นฮีเลียม เมื่อดาวฤกษ์หมดไฮโดรเจน มันจะวิ่งไปบนปฏิกิริยาอื่นๆ ที่สร้างองค์ประกอบให้มีธาตุเหล็ก ปฏิกิริยาฟิวชันจะปล่อยพลังงานจำนวนมาก ซึ่งมากกว่าพลังงานที่เกิดจากการเผาไหม้ทางเคมีถึง 10 ล้านเท่า ปฏิกิริยาฟิวชันเกิดขึ้นไม่บ่อยนัก ดังนั้นเชื้อเพลิงของดาวฤกษ์จึงอยู่ได้นานมาก

ชีวิตของดวงดาวส่วนใหญ่เป็นไปตามรูปแบบที่คาดเดาได้ พวกมันก่อตัวขึ้นจากกระเป๋าของไฮโดรเจนและองค์ประกอบอื่น ๆ ในอวกาศระหว่างดวงดาว หากมีก๊าซเพียงพอ แรงโน้มถ่วงจะดึงวัสดุให้เป็นทรงกลมโดยประมาณ และภายในจะหนาแน่นขึ้นเนื่องจากแรงดันจากชั้นนอก เมื่อความดันเพียงพอ ไฮโดรเจนจะหลอมรวม และดาวก็ส่องแสง หลายล้านถึงพันล้านปีต่อมา ดาวฤกษ์หมดไฮโดรเจนและหลอมฮีเลียม ตามด้วยธาตุอื่นๆ ในที่สุด เชื้อเพลิงของดาวฤกษ์ก็หมดลงและยุบตัว ทำให้เกิดการระเบิดที่เรียกว่าโนวาหรือซุปเปอร์โนวา เศษของดาวฤกษ์อาจกลายเป็นดาวแคระขาว ดาวนิวตรอน หรือหลุมดำ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับขนาดดั้งเดิมของดาว ในเวลาต่อมา ดาวแคระขาวและดาวนิวตรอนเย็นตัวลง กลายเป็นวัตถุมืด