วงจรชีวิตที่สมบูรณ์ของดวงดาว

ดาวประกอบด้วยก๊าซไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นหลัก พวกมันมีขนาด ความส่องสว่าง และอุณหภูมิแตกต่างกันอย่างมาก และมีชีวิตอยู่ได้หลายพันล้านปี โดยผ่านหลายขั้นตอน ดวงอาทิตย์ของเราเป็นดาวฤกษ์ทั่วไป หนึ่งในหลายแสนล้านที่เกลื่อนทางช้างเผือก

วัฏจักรชีวิตของดาวฤกษ์ประกอบด้วยขั้นตอนที่กำหนดไว้อย่างดีจำนวนหนึ่ง

ดวงดาวถือกำเนิดขึ้นใน "สถานรับเลี้ยงเด็ก" ทางช้างเผือกที่เรียกว่าเนบิวลา ซึ่งเป็นคำภาษาละตินที่แปลว่าเมฆ เนบิวลาเป็นเมฆฝุ่นและก๊าซที่หนาแน่นซึ่งสามารถก่อให้เกิดดาวฤกษ์หลายร้อยดวง ในบางพื้นที่ของเนบิวลา ก๊าซและฝุ่นจะรวมตัวกันเป็นกอ

ดาวดวงใหม่เกิดขึ้นเมื่อหนึ่งในกระจุกเหล่านี้สะสมมวลมากจนยุบตัวลงภายใต้แรงโน้มถ่วงของมันเอง ความหนาแน่นที่เพิ่มขึ้นของเมฆที่ควบแน่นทำให้อุณหภูมิของมันสูงขึ้นอย่างมาก ในที่สุด อุณหภูมิจะสูงมากจนเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน ก่อตัวเป็นดาว "ทารก" ที่เรียกว่าโปรโตสตาร์

เมื่อดาวฤกษ์ต้นแบบได้รวบรวมมวลเพียงพอจากก๊าซและเมฆฝุ่นที่อยู่รายรอบ มันจะกลายเป็นดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลัก ดาวในแถบลำดับหลักจะหลอมรวมอะตอมของไฮโดรเจนเข้าด้วยกันเพื่อสร้างฮีเลียมในกระบวนการที่เรียกว่านิวเคลียร์ฟิวชัน ดวงดาวสามารถดำรงอยู่ในระยะนี้ได้หลายพันล้านปี ดวงอาทิตย์ของเราอยู่ในลำดับหลัก

ความส่องสว่างของดาวฤกษ์ขึ้นอยู่กับมวลของมันอย่างมาก ยิ่งดาวฤกษ์ในซีเควนซ์หลักมีมวลมากเท่าใด ก็ยิ่งมีความส่องสว่างมากขึ้นเท่านั้น สีของดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักคือตัวบ่งชี้อุณหภูมิของดาว ดาวที่ร้อนกว่าจะปรากฏเป็นสีน้ำเงินหรือสีขาว และดาวที่เย็นกว่าจะปรากฏเป็นสีแดงหรือสีส้ม มวลของดาวฤกษ์จะส่งผลต่ออายุขัยของมันด้วย ยิ่งดาวมีมวลมากเท่าใด อายุขัยก็จะสั้นลงเท่านั้น

หลังจากการเผาไหม้เป็นเวลาหลายพันล้านปี ในที่สุดดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักจะสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงในที่สุด เนื่องจากไฮโดรเจนส่วนใหญ่ของมันจะถูกแปลงเป็นฮีเลียมผ่านนิวเคลียร์ฟิวชัน ณ จุดนี้ในวงจรชีวิตของดาวฤกษ์ ฮีเลียมส่วนเกินจะทำให้อุณหภูมิของดาวเพิ่มขึ้น เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น ดาวจะขยายตัวกลายเป็นดาวยักษ์แดง

ยักษ์แดงมีสีแดงสด พวกมันยังใหญ่กว่าและส่องสว่างกว่าดาวในซีเควนซ์หลักมาก ในขณะที่แกนกลางของดาวยักษ์แดงยังคงยุบตัวภายใต้แรงโน้มถ่วง มันจะมีความหนาแน่นมากพอที่จะเปลี่ยนแหล่งฮีเลียมที่เหลืออยู่ให้เป็นคาร์บอน สิ่งนี้เกิดขึ้นในช่วงเวลาประมาณ 100 ล้านปี จนกระทั่งถึงเวลาที่ดาวจะตาย เช่นเดียวกับมวลที่กำหนดความส่องสว่างของดาวฤกษ์ มวลก็จะกำหนดลักษณะการตายของดาวด้วย

ดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักที่มีมวลน้อยกว่าจะกลายเป็นดาวแคระขาวในที่สุด เมื่อดาวยักษ์แดงเผาไหม้ผ่านแหล่งจ่ายฮีเลียมแล้ว ดาวฤกษ์จะสูญเสียมวล แกนคาร์บอนที่เหลืออยู่จะยังคงเย็นตัวลงและความสว่างลดลงเป็นเวลาหลายพันล้านปี จนกระทั่งมันกลายเป็นดาวแคระขาว

ในที่สุด ดาวแคระขาวจะหยุดผลิตพลังงานทั้งหมดและมืดลงจนกลายเป็นดาวแคระดำ ดาวแคระขาวมีขนาดเล็กกว่า หนาแน่นกว่า และส่องสว่างน้อยกว่าดาวยักษ์แดง ความหนาแน่นของดาวแคระขาวนั้นสูงมากจนวัสดุแคระขาวเพียงช้อนเดียวจะมีน้ำหนักหลายตัน

ดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักที่มีมวลสูงกว่าถูกกำหนดให้ตายในการระเบิดที่รุนแรงและรุนแรงที่เรียกว่าซุปเปอร์โนวา เมื่อดาวฤกษ์เหล่านี้เผาไหม้ผ่านการจัดหาฮีเลียม แกนคาร์บอนที่เหลือจะถูกแปลงเป็นเหล็กในที่สุด แกนเหล็กนี้จะยุบตัวลงภายใต้น้ำหนักของมันเองจนกว่าจะถึงจุดที่สสารเริ่มกระเด้งออกจากพื้นผิวของมัน

เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น จะเกิดการระเบิดครั้งใหญ่ซึ่งจะสร้างแสงวาบเจิดจ้าซึ่งบางครั้งอาจเท่ากับความส่องสว่างของดาราจักรทั้งดาราจักร ในระหว่างการระเบิดของซุปเปอร์โนวา โปรตอนและอิเล็กตรอนจะรวมตัวกันเป็นนิวตรอน ซึ่งจะนำไปสู่การก่อตัวของดาวฤกษ์ที่มีความหนาแน่นสูงมากซึ่งเรียกว่าดาวนิวตรอน