Wat is de levenscyclus van een ster?

Een ster begint als een wolk van interstellair gas, meestal gemaakt van waterstof. Uiteindelijk beginnen kleine dichtheidsverschillen de wolk te beginnen met het creëren van zwaartekrachtputten, waardoor andere deeltjes dichterbij worden getrokken en worden gecondenseerd. Na verloop van tijd creëert dit verdichtingsproces een sferisch gevormde centrale wolk, in een baan rond het gas aan de randen, waardoor een zogenaamde accretieschijf wordt gemaakt.

De cruciale stap in de geboorte van een ster is het creëren van dichtheidsniveaus die voldoende zijn om waterstoffusie te initiëren. Fusie brengt atoomkernen samen die lichter zijn dan die van ijzer en geven daarbij energie vrij. De eerste atomen die samensmelten in een condenserende sterrenwolk zijn waarschijnlijk deutriumatomen, een isotoop van waterstof met één neutron. Ondanks hun schaarste ten opzichte van conventionele waterstof, hebben ze een lagere temperatuur en druk nodig om te fuseren en zullen daarom waarschijnlijk als eerste aan de slag gaan. Het fuseren van atoomkernen is moeilijk te bereiken vanwege de elektrostatische afstoting veroorzaakt door de elektronenschillen van beide atomen.

Nadat het deutrium in de sterrenwolk ontsteekt en enorme hoeveelheden energie begint af te geven, is het slechts een kwestie van tijd totdat de omringende waterstof begint te fuseren en het hemellichaam een ​​echte ster wordt. Met een kern van een paar dozijn miljoen graden of meer zijn babysterren vaak de meest energieke lichamen voor lichtjaren.

De overgrote meerderheid van atomen waaruit ons lichaam is gemaakt, werd gesynthetiseerd door de fusie van atoomkernen in een proces dat stellaire nucleosynthese wordt genoemd. De meeste atomen naast waterstof worden op deze manier gevormd.

De verdere toekomst en levensduur van een ster hangt af van zijn massa. De meeste sterren brengen het grootste deel van hun leven door aan wat de Hoofdreeks wordt genoemd, waarbij lichtgewicht kernen worden samengevoegd in energetische reacties. Terwijl ze al hun waterstof beginnen samen te smelten, verliezen de sterren energie. Voor sterren ongeveer 0,4 keer de massa van onze zon of lager, veroorzaakt dit de zwaartekracht. De ster verandert in een homogene rode dwerg en zal nooit meer elementen versmelten.

Voor sterren 0,4 keer de massa van onze zon tot ongeveer tien keer, begint helium zich te verzamelen in de kern van de ster terwijl het fusieproces doorgaat. Helium fuseert niet gemakkelijk, dus het hangt gewoon rond. De grotere dichtheid zorgt ervoor dat waterstof zeer sterk in elkaar wordt geduwd in de lagen erboven, waardoor de fusie van de resterende waterstof wordt versneld en de ster 1000 tot 10.000 keer helderder wordt. Dit produceert een rode reus, met een straal vergelijkbaar met de afstand waarop de aarde rond de zon draait. Nadat de rode reus zijn brandstof heeft verbruikt, stort hij gewelddadig in. De afschuifkracht van de materie die tegen elkaar wrijft, geeft een enorme hoeveelheid energie vrij, wat een supernova-explosie veroorzaakt. Supernova's zijn enkele van de meest energieke fenomenen in het universum, een passend einde aan het majestueuze leven van een ster.