Türüne bağlı olarak, yıldızların yüz milyonlarca yıldan on milyarlarca yıla kadar değişen yaşam süreleri vardır. Genel olarak, bir yıldız ne kadar büyükse, nükleer yakıt tedarikini o kadar hızlı tüketir, bu nedenle en uzun ömürlü yıldızlar en küçükler arasındadır. En uzun ömürlü yıldızlar kırmızı cücelerdir; bazıları neredeyse evrenin kendisi kadar eski olabilir.
Kızıl Cüce Yıldızları
Gökbilimciler kırmızı cüceyi güneşin kütlesinin yaklaşık 0,08 ila 0,5 katı arasında olan ve esas olarak hidrojen gazından oluşan bir yıldız olarak tanımlarlar. Boyutları ve kütleleri diğer yıldız türlerine göre çok küçüktür; beyaz cüceler, nötron yıldızları ve diğer türler daha da küçük olsalar da, çok daha büyük kütlelere sahiptirler. Normal ömrü boyunca, bir kırmızı cücenin yüzey sıcaklığı kabaca 2.700 santigrat derecedir (4.900 derece Fahrenheit), bu da kırmızı bir renkle parlayacak kadar sıcaktır. Küçük boyutları nedeniyle, hidrojen kaynaklarını çok yavaş yakarlar ve 20 milyar yıldan 100 milyar yıla kadar yaşayacakları varsayılır.
Parlaklık ve Ömür
Bir yıldızın ömrü, parlaklığı veya saniyedeki enerji çıkışı ile ilgilidir. Bir yıldızın toplam yaşam boyu enerji çıkışı, parlaklığının ömrü ile çarpımıdır. Daha büyük yıldızlar hayata daha fazla kütle ile başlasalar da, parlaklıkları da çok daha fazladır. Örneğin, yüzey sıcaklığı 5.600 derece Santigrat (10.000 derece Fahrenheit) olan güneş sarı bir renge sahiptir. Daha yüksek sıcaklığı ve daha büyük yüzey alanı, saniyede bir kırmızı cüceden daha fazla enerji yaydığı anlamına gelir; ömrü de daha kısadır. Gökbilimciler, yaklaşık 5 milyar yıldır durmadan parlayan güneşin birkaç milyarı daha geride bıraktığına inanıyorlar.
Nükleer füzyon
Yıldızların milyonlarca ila milyarlarca yıl boyunca parlamalarının nedeni nükleer füzyon adı verilen bir süreçte yatmaktadır. Bir yıldızın içinde, muazzam yerçekimi kuvvetleri, daha ağır elementler oluşturmak üzere bir araya gelene kadar çekirdekteki hafif atomları sıkıştırır. Çoğu yıldız hidrojen atomlarını kaynaştırarak helyum oluşturur; bir yıldızın hidrojeni bittiğinde, elementleri demire kadar üreten diğer reaksiyonlarda çalışır. Füzyon reaksiyonları, kimyasal yanmanın ürettiğinden 10 milyon kata kadar daha fazla enerji açığa çıkarır. Ancak füzyon reaksiyonları nadiren gerçekleşir, bu nedenle bir yıldızın yakıtı çok uzun süre dayanır.
Yıldızların Yaşam Döngüsü
Çoğu yıldızın ömrü tahmin edilebilir bir model izler; başlangıçta yıldızlararası uzayda hidrojen ve diğer elementlerin ceplerinden oluşurlar. Yeterli gaz varsa, yerçekimi kuvvetleri malzemeyi kabaca küresel bir şekle çeker ve dış katmanlardan gelen basınç nedeniyle iç kısım daha yoğun hale gelir. Yeterli basınçla hidrojen sigortalanır ve yıldız parlar. Milyonlarca ila milyarlarca yıl sonra, yıldızın hidrojeni biter ve helyumu ve ardından diğer elementleri kaynaştırır. Sonunda, yıldızın yakıtı tükenir ve çökerek nova veya süpernova adı verilen bir patlamaya yol açar. Yıldızın kalıntıları, yıldızın orijinal boyutuna bağlı olarak beyaz cüce, nötron yıldızı veya kara delik olabilir. Zamanla beyaz cüceler ve nötron yıldızları soğuyarak karanlık nesneler haline gelir.