Что такое жизненный цикл звезды?

Звезда начинается как облако межзвездного газа, в основном сделанного из водорода. В конце концов, небольшие разности плотностей начинают образовывать гравитационные колодцы, притягивая другие частицы ближе и уплотняя их. Со временем этот процесс уплотнения создает центральное облако сферической формы, вращающееся вокруг газа по краям, создавая так называемый аккреционный диск.

Критическим шагом при рождении звезды является создание уровней плотности, достаточных для инициирования синтеза водорода. Fusion объединяет атомные ядра легче железа, выделяя при этом энергию. Первыми атомами, которые сливаются в конденсирующемся звездном облаке, являются, вероятно, атомы дейтерия, изотоп водорода с одним нейтроном. Несмотря на их дефицит по сравнению с обычным водородом, им требуется более низкая температура и давление для плавления и, следовательно, вероятно, они начнут сначала. Трудно достичь слияния атомных ядер из-за электростатического отталкивания, вызванного электронными оболочками обоих атомов.

После того, как дейтерий в звездном облаке воспламенится и начнет выпускать огромные количества энергии, только вопрос времени, когда окружающий водород начнет плавиться, и небесное тело станет настоящей звездой. С ядром в пару десятков миллионов градусов или больше, молодые звезды часто являются самыми энергичными телами в течение световых лет.

Подавляющее большинство атомов, из которых сделаны наши тела, были синтезированы путем слияния атомных ядер в процессе, называемом звездным нуклеосинтезом. Большинство атомов, кроме водорода, образуются таким образом.

Дальнейшее будущее и продолжительность жизни звезды зависит от ее массы. Большинство звезд проводят большую часть своей жизни на так называемой Главной последовательности, объединяя легкие ядра в энергетических реакциях. Когда они начинают соединять вместе весь свой водород, звезды начинают терять энергию. Для звезд примерно в 0,4 раза больше массы нашего Солнца или ниже, это вызывает гравитационный коллапс. Звезда превращается в однородного красного карлика и больше никогда не слит с элементами.

Для звезд, в 0,4 раза превышающих массу нашего Солнца примерно до десяти раз, гелий начинает собираться в ядре звезды по мере продолжения процесса синтеза. Гелий не легко перегорает, поэтому просто болтается. Его большая плотность заставляет водород очень сильно сдавливаться в слоях над ним, ускоряя слияние оставшегося водорода и делая звезду в 1000–10 000 раз ярче. Это производит красного гиганта, радиус которого подобен расстоянию, на котором Земля вращается вокруг Солнца. После того, как красный гигант расходует свое топливо, он сильно рушится. Усилие сдвига вещества, соприкасающегося вместе, выделяет огромное количество энергии, вызывая взрыв сверхновой. Сверхновые являются одними из самых энергичных явлений во вселенной, подходящим концом величественной жизни звезды.