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). Ekkor beindulnak a csillagok energiatermelését biztosító atommagfolyamatok: 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 változatlan ütemben termeli az energiát. Élettartama elsősorban tömegétől függ, méghozzá meglepő módon minél nagyobb tömegű a 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. szupernóva-robbanás 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. teljes egészében a Tejútrendszer történetének első 5 milliárd évében felrobbant szupernóvák állították elő.
A nagy tömegű csillagoknál a szupernóva-robbanás 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.
