Csillagok
Csillagok
Ma már megfigyelésekkel alátámasztott tény, hogy a csillagok a csillagközi gázfelhők összetömörülése útján jönnek létre. A gázfelhőben sűrűsödés alakul ki. megfelelő fizikai körülmények között a létrejött sűrűsödés egyre több anyagot képes magába szívni, így tovább sűrűsödik. A folyamat egészen addig tart, amíg a gázfelhő belsejében a sűrűsödés következtében egyre emelkedő hőmérséklet elér egy kritikus értéket (néhány millió kelvin fok). Ekkor beindulnak a csillagok energiatermelését biztosító atommag-folyamatok: a hidrogénmagok (protonok) héliumatom-magokká egyesülnek. A felszabaduló energia sugárzás formájában kifelé terjed. Ennek sugárnyomása már ellenáll a gravitáció összehúzó hatásának, így a kialakult gáztömb stabilizálódik, megszületett a csillag.
Az így létrejött csillag évmilliárdokon keresztül változatlanütemben termeli az energiát. Élettartama elsősorban tömegétől függ, méghozzá meglepő módon minél nagyobb tömegű egy csillag, annál rövidebb ideig képes ily módon energiát termelni. Ennek oka az, hogy a nagy tömegű csillagok belsejében a hőmérséklet magasabb értéken stabilizálódik, ennek következtében viszont hatékonyabbak a magreakciók, így a rendelkezésre álló viszonylag nagyobb tömeget rövidebb idő alatt éli fel a csillag. Az „egy naptömegű” (a Napnak megfelelő tömegű) csillagok élettartama mintegy 10-12 milliárd év, ebből a Nap esetében kb. 4,6 milliárd év telt el. ugyanakkor a 3 naptömegű csillagok csak 600 millió évig élnek, a 0,8 naptömegűek viszont 24 milliárd évig.
Amikor a csillag belsejében már nem elegendő a hidrogén mennyisége az energiatermelés fenntartásához, a csillagban rövid időre más atommagfolyamatok is végbemennek. Ezek energiatermelése azonban sokkal nagyobb a protonok egyesülésénél, így a nagyobb sugárnyomás következtében a csillag felfúvódik, eredeti méretének akár néhány százszorosára is, ún. vörös óriássá válik. Az újabb energiaforrások kimerülése után a csillag élete tömegétől függően háromféleképpen alakulhat.
A mintegy 1,5 naptömegnél kisebb csillagokban az energiatermelés megszűnése után a sugárzás nem tart tovább egyensúlyt a gravitáció hatásával, a csillag összehúzódik, egészen addig, amíg a további összehúzódásnak kvantummechanikai hatások útját nem állják. Fehér törpe csillag alakul ki, amely azután fokozatosan elhalványodik. A fehér törpék anyaga roppant sűrű, egy naptömegű csillag átmérője csak kb. akkora, mint a Földé.
A nagyobb tömegű csillagokban az energiatermelés megszűnte után bekövetkező összeomlás robbanásszerű hevességgel megy végbe. Az ún. szupernovarobbanás során a csillag anyagának nagyobb része óriási sebességgel a csillag középpontjába zuhan. A felszabaduló gravitációs energia egyrészt létrehozza a vasnál nehezebb kémiai elemeket, másrészt ezeket szétszórja a csillagközi térbe. Ezek az elemek bekerülnek az anyag kozmikus körforgásába; a később születő csillagok már nehéz elemekben gazdagabbak lesznek. A Földön megtalálható, héliumnál nehezebb elemeket pl. tejes egészében a Tejútrendszer történetének első 5 milliárd évében felrobbant szupernovák állították elő.
A nagy tömegű csillagoknál a szupernovarobbanás eredményeképpen ún. neutroncsillag keletkezik, ennek anyaga még a fehér törpékénél is mintegy egymilliószor sűrűbb, egy naptömegű neutroncsillag átmérője mindössze 10 km körüli. Még nagyobb tömegű csillagok esetében a gravitációs összeomlás eredményeképpen fekete lyuk jöhet létre.
