Зірки складаються переважно з газів водню та гелію. Вони різко різняться за розмірами, світимості та температурі і живуть мільярди років, переходячи через кілька стадій. Наше власне сонце - типова зірка, одна із сотень мільярдів, що смітять Чумацький Шлях.
Життєвий цикл зірки складається з ряду чітко визначених етапів.
Народження
Зірки народжуються у великих галактичних «розплідниках», які називаються туманностями, - латинське слово, що означає хмара. Туманності - це щільні хмари пилу та газу, які можуть породити сотні зірок. У деяких регіонах туманності газ і пил збиратимуться у вигляді скупчень.
Нова зірка виникає, коли одна з цих згустків накопичує стільки маси, що вона руйнується під дією власної сили тяжіння. Підвищена щільність конденсуючої хмари призводить до значного підвищення її температури. Згодом температура стає настільки високою, що відбувається ядерний синтез, утворюючи «дитячу» зірку, яку називають протозіркою.
Зірки головної послідовності
Як тільки протозірка зібрала достатньо маси з навколишніх газових та пилових хмар, вона стає зіркою основної послідовності. Зірки основної послідовності зливають атоми водню, утворюючи гелій у процесі, відомому як ядерний синтез. Зірки можуть існувати на цій стадії мільярди років. Наше сонце зараз перебуває у своїй головній стадії послідовності.
Світність зірки сильно залежить від її маси. Чим масивніша зірка основної послідовності, тим більшу яскравість вона буде проявляти. Колір зірки основної послідовності є показником температури зірки. Гарячіші зірки будуть виглядати синіми або білими, а прохолодніші - червоними або оранжевими. Маса зірки також впливатиме на тривалість її життя. Чим більше маса зірки, тим коротшим буде її життя.
Червоні велетні
Після горіння протягом мільярдів років зірка основної послідовності з часом вичерпає запас палива, оскільки більша частина водню перетворюється в гелій за допомогою ядерного синтезу. У цей момент життєвого циклу зірки надлишок гелію призводить до підвищення температури зірки. Коли це станеться, зірка розшириться і стане червоним гігантом.
Червоні гіганти яскраво-червоного кольору. Вони також більші і набагато світліші за зірки основної послідовності. Оскільки ядро червоного гіганта продовжує руйнуватися під дією сили тяжіння, воно стане досить щільним, щоб перетворити залишок гелію у вуглець. Це відбувається приблизно протягом 100 мільйонів років, поки не настає час, щоб зірка померла. Подібно до того, як маса буде диктувати світність зірки, вона також визначатиме спосіб смерті зірки.
Білі карлики
Зірки основної послідовності, які мають нижчі маси, зрештою стають білими карликами. Як тільки червоний гігант згорить запас гелію, зірка втратить масу. Залишок ядра вуглецю продовжуватиме охолоджуватися і зменшувати сяючість протягом мільярдів років, поки він не стане білим карликом.
Згодом біла карликова зірка перестане взагалі виробляти енергію і темніє, перетворюючись на чорного карлика. Білі карликові зірки менші, щільніші та менш світяться, ніж червоні гігантські зірки. Щільність білих карликових зірок настільки велика, що одна ложка матеріалу білого карлика важила б кілька тонн.
Наднові
Зіркам основної послідовності, які мають вищі маси, судилося загинути в результаті драматичних і сильних вибухів, які називаються надновими. Як тільки ці зірки згоряють через запас гелію, залишкове вуглецеве ядро з часом перетворюється на залізо. Потім це залізне ядро руйнується під власною вагою, поки не досягне точки, коли речовина починає відскакувати від своєї поверхні.
Коли це трапляється, відбувається масивний вибух, який генерує блискучий спалах світла, який іноді може дорівнювати світінню цілої галактики зірок. Під час деяких вибухів наднової протони та електрони з’єднуються, утворюючи нейтрони. Це в свою чергу призводить до утворення надзвичайно щільних зірок, які називаються нейтронними зірками.