Inhoud
Afhankelijk van het type hebben sterren een levensduur die loopt van honderden miljoenen tot tientallen miljarden jaren. Over het algemeen geldt dat hoe groter een ster is, hoe sneller hij zijn voorraad nucleaire brandstof verbruikt, dus de langstlevende sterren behoren tot de kleinste. De sterren met de langste levensduur zijn rode dwergen; sommige zijn bijna net zo oud als het universum zelf.
Rode dwergsterren
Astronomen definiëren een rode dwerg als een ster met tussen ongeveer 0,08 en 0,5 keer de massa van de zon en voornamelijk gevormd uit waterstofgas. Hun afmetingen en massa's zijn erg klein in vergelijking met andere soorten sterren; hoewel witte dwergen, neutronensterren en andere soorten misschien nog kleiner zijn, hebben ze veel grotere massa's. Tijdens zijn normale levensduur is de oppervlaktetemperatuur van een rode dwerg ongeveer 2.700 graden Celsius (4.900 graden Fahrenheit), heet genoeg om te gloeien met een rode kleur. Vanwege hun kleine omvang verbranden ze hun toevoer van waterstof zeer langzaam en worden ze theoretisch beschouwd om te leven van 20 miljard tot meer dan 100 miljard jaar.
Helderheid en levensduur
De levensduur van een ster is gerelateerd aan zijn helderheid of energie-output per seconde. De totale levenslange energieoutput van een ster is zijn helderheid vermenigvuldigd met zijn levensduur. Hoewel grotere sterren het leven beginnen met meer massa, is hun helderheid ook veel groter. Bijvoorbeeld, de zon, met een oppervlaktetemperatuur van 5.600 graden Celsius (10.000 graden Fahrenheit), heeft een gele kleur. Door de hogere temperatuur en het grotere oppervlak straalt het meer energie per seconde uit dan een rode dwerg; zijn levensduur is ook korter. Astronomen geloven dat de zon, die al ongeveer 5 miljard jaar gestaag schijnt, nog enkele miljard te gaan heeft.
Nucleaire fusie
De reden waarom sterren miljoenen tot miljarden jaren schijnen ligt in een proces dat kernfusie wordt genoemd. In een ster drukken enorme zwaartekrachten de lichtatomen in de kern samen totdat ze samensmelten tot zwaardere elementen. De meeste sterren fuseren waterstofatomen en vormen helium; wanneer een ster geen waterstof meer heeft, reageert het op andere reacties die de elementen tot ijzer produceren. Fusiereacties geven grote hoeveelheden energie vrij - tot 10 miljoen keer meer dan die geproduceerd door chemische verbranding. De fusiereacties komen echter niet vaak voor, dus de brandstof van een ster gaat heel lang mee.
Levenscyclus van sterren
Het leven van de meeste sterren volgt een voorspelbaar patroon; ze vormen aanvankelijk uit zakken waterstof en andere elementen in de interstellaire ruimte. Als er voldoende gas aanwezig is, trekken zwaartekrachten het materiaal in een ruwweg sferische vorm en wordt het inwendige dichter door druk van de buitenlagen. Bij voldoende druk smelt de waterstof samen en schijnt de ster. Miljoenen tot miljarden jaren later raakt de ster zonder waterstof en smelt helium, gevolgd door andere elementen. Uiteindelijk is de brandstof van de ster uitgeput en stort hij in, wat leidt tot een explosie die nova of supernova wordt genoemd. De overblijfselen van de ster kunnen een witte dwerg, neutronenster of zwart gat worden, afhankelijk van de oorspronkelijke grootte van de ster. Na verloop van tijd koelen witte dwergen en neutronensterren af en worden donkere objecten.