Звезды — сгустки газа, источником их энергии являются происходящие в их недрах реакции термоядерного синтеза.
Если масса звезды меньше 0,08 солнечной массы, то реакции ядерного синтеза в ней протекать не могут или же они происходят лишь время от времени: такие звезды называются «коричневыми карликами», и первая из них, diese 224 В, была открыта в 1995 г. Звезды образуются в результате гравитационного сжатия облака газа и пыли; центральное ядро возникает быстро,а затем окружающая пыль падает на его поверхность, образуя звезду . Гравитационное сжатие продолжается до тех пор, пока температура и плотность вещества в ядре не становятся достаточными для начала термоядерной реакции слияния ядер водорода с образованием гелия. Выделяющаяся колоссальная энергия препятствует гравитационному сжатию, и звезда достигает состояния равновесия,которое в случае звезды размером с Солнце может продолжаться до 10 млрд лет, но для очень массивной звезды только около миллиона лет. Со временем запасы водорода будут израсходованы,термоядерная реакция прекратится, и ядро опять начнет сжиматься. При этом высвободится гравитационная энергия, следствием чего станут термоядерные реакции синтеза в водородной «оболочке», окружающей ядро. Эта оболочка расширяется и охлаждается, поэтому ее излучение станет красным, и звезда превратится в «красный гигант».
БЕЛЫЕ КАРЛИКИ
Для звезд размером с Солнце сжатие ядра продолжается до тех пор, пока электронные оболочки, окружающие ядра атомов, не будут уничтожены, и плотность вещества в ядре звезды достигнет значения, в 100 000 раз превосходящего плотность Земли. Такие звезды могут иметь размер, не превышающий размер Земли, при массе, равной массе Солнца. Они называются белыми карликами и могут светить в течение нескольких млрд лет за счет энергии, запасенной в сколлапсировавшем ядре. Однако со временем они полностью остывают.
НЕЙТРОННЫЕ ЗВЕЗДЫ И ПУЛЬСАРЫ
Для звезд массой в пределах от 8 до 50 солнечных масс сжатие ядра ведет к его нагреванию до 1000 млн °С. Это приводит к синтезу из содержащегося в ядре гелия сначала углерода, а затем и других элементов вплоть до железа. Внешняя оболочка также притягивается к ядру, что ведет к образованию очень тяжелых элементов. Высвобождаемая в результате этих процессов энергия столь велика, что внешние слои сбрасываются в космическое пространство, и это сопровождается таким сильным излучением, что расширяющаяся сфера, называемая «сверхновой звездой», может на некоторое время по яркости превзойти целую галактику. Ядро при этом взрыве быстро сжимается — коллапсирует — до окончательного диаметра всего 10—30 км. Поскольку его масса от одной до трех масс Солнца,его плотность в 10" раз превышает плотность Земли, т. к. при коллапсе электроны падают на атомные ядра, и в результате реакции протонов с электронами образуются нейтроны, поэтому такие звезды называются нейтронными. Некоторые нейтронные звезды быстро вращаются: это определяется по колебаниям блеска, вызванным взаимодействием излучения и магнитного поля звезды. Такие звезды называются пульсарами: первый пульсар был открыт в 1967 г.