Geboorte: uit een gaswolk
In het heelal drijven enorme wolken van vooral waterstof en helium — moleculaire wolken. Wanneer zo'n wolk lokaal te dicht wordt (door een externe schok of door eigen zwaartekracht), begint ze ineen te storten. De temperatuur in het centrum loopt op tot miljoenen graden. Bij 10 miljoen kelvin start de fusie van waterstof tot helium — er is een ster geboren.
Hoofdreeks: het stabiele leven
De ster brengt het grootste deel van haar leven door op de "hoofdreeks" van het Hertzsprung–Russell-diagram. Zoals bij onze Zon: de stralingsdruk vanuit de kern duwt naar buiten, de zwaartekracht trekt naar binnen, en het evenwicht houdt de ster stabiel. Hoe zwaarder de ster, hoe sneller ze haar brandstof verbruikt:
| Massa | Levensduur |
|---|---|
| 0,1 M☉ | ~ 10 biljoen jaar |
| 1 M☉ (zoals onze Zon) | ~ 10 miljard jaar |
| 10 M☉ | ~ 20 miljoen jaar |
| 25 M☉ | ~ 7 miljoen jaar |
Latere stadia
Wanneer het waterstof in de kern op raakt, krimpt de kern en zwelt de buitenkant op. De ster wordt een rode reus (lichte sterren) of een rode superreus (zware sterren). In deze fase smelten zwaardere elementen samen: helium → koolstof → zuurstof, en bij zwaardere sterren door tot ijzer.
Drie mogelijke eindstadia
- Witte dwerg (lichte sterren, < 8 M☉) — De ster werpt haar buitenste lagen af als planetaire nevel. Wat overblijft is een hete, dichte kern ter grootte van de Aarde, die miljarden jaren afkoelt. Onze Zon eindigt zo over ~5 miljard jaar.
- Neutronenster (8–20 M☉) — De ster explodeert als supernova. De kern wordt zo sterk samengeperst dat protonen en elektronen versmelten tot neutronen. Een neutronenster van ~20 km doorsnede kan meer massa bevatten dan de Zon.
- Zwart gat (> 20 M☉) — Ook hier eerst een supernova, maar de kern stort verder in tot een zwart gat — een gebied waar zelfs licht niet meer uit kan ontsnappen.
Supernova en sterrenstof
Een supernova is een van de helderste verschijnselen in het heelal — gedurende enkele weken kan één enkele ster meer licht uitstralen dan een heel sterrenstelsel. In de explosie worden elementen zwaarder dan ijzer (goud, uranium) gesmeed. Bijna alle atomen in ons lichaam zwaarder dan helium komen ooit uit een supernova. We zijn letterlijk sterrenstof.