Gwiazdy

Gwiazdy to nic innego jak kuliste obiekty powstałe w wyniku zagęszczenia materii spowodowanego grawitacją. Nie każdy obiekt we wszechświecie jest jednak gwiazdą. Dopiero wystarczająco masywne obiekty są w stanie wytworzyć w swoim wnętrzu ciśnienie wystarczające do zainicjowania syntezy jądrowej wodoru w hel a później w cięższe pierwiastki.

W zależności od masy, temperatury, jasności można wyróżnić wiele typów gwiazd. Dobrze obrazuje to diagram H-R.

Ciąg główny

Po powstaniu gwiazda ma różne rozmiary w zależności od materii z której powstała. Większość z nich jednak spełnia warunki klasyfikujące je do ciągu głównego. Okres przebywania gwiazdy w ciągu głównym, to najspokojniejszy etap jej istnienia, stanowi on około 70-90% czasu jej życia. W jego trakcie gwiazda spala wodór, przekształcając go w hel na drodze zachodzących w jądrze reakcji termonuklearnych. Gwiazdy, w których zachodzi ten proces, nazywa się karłami. Określenie to jest częściowo historyczne i może wprowadzać w błąd. Chłodniejsze gwiazdy, takie jak czerwone, pomarańczowe czy żółte karły, faktycznie mają dużo mniejsze rozmiary oraz jasności niż gwiazdy innych kolorów. Gorętsze niebieskie oraz białe gwiazdy są jednak tak duże, że różnica w tych parametrach pomiędzy nimi a tak zwanymi "gigantami" nie jest już aż tak duża.

Zmiany rozmiarów gwiazd i barw ich fotosfer wraz z typem widmowym dla gwiazd ciągu głównego.

Począwszy od momentu wejścia gwiazdy na ciąg główny odsetek zawartego w jej jądrze helu systematycznie się zwiększa. W konsekwencji temperatura oraz jasność gwiazdy stale rosną, aby utrzymać niezbędne tempo fuzji atomów – szacuje się na przykład, że Słońce, odkąd weszło na ciąg główny 4,6 miliarda lat temu, przybrało na jasności około 40%.
Czas, którą gwiazda spędzi na ciągu głównym, zależy w przeważającym stopniu od ilości paliwa, jaką dysponuje, oraz tempa przebiegu procesu jego spalania, to znaczy od masy początkowej oraz jasności gwiazdy. Szacuje się, że w wypadku Słońca ten etap życia potrwa 10 miliardów lat.

W ciągu głównym ze względu na barwę, temperaturę i masę można wyróżnić kilka typów widmowych:

Klasa	Temperatura (K)	Kolor	Masa	Jasność (L☉)
O	28 000-50 000	niebieski	16-150	do 1 400 000
B	9 600-28 000	biało-niebieski	3,1-16	20 000
A	7 100-9 600	biały	1,7-3,1	80
F	5 700-7 100	biało-żółty	1,2-1,7	6
G	4 600-5 700	żółty	0,9-1,2	1,2
K	3 200-4 600	pomarańczowy	0,4-0,8	0,4
M	1 700-3 200	czerwony	0,08-0,4	0,04

Czerwone karły

W czasie życia czerwone karły przetwarzają znajdujący się w nich wodór na hel w procesie syntezy jądrowej, w cyklu protonowym. W odróżnieniu od większych gwiazd, które wypalają tylko wodór zawarty w ich jądrze, czerwone karły o małej masie „spalają” cały składający się na nie wodór. Ocenia się, że w przypadku karła o masie mniejszej niż 0,4 masy Słońca

Rozmiar czerwonego karła w porównaniu do Słońca.

strefa konwektywna obejmuje całe wnętrze gwiazdy, bez wydzielonego jądra. Dzięki prądom konwekcyjnym materia gwiazdy podlega mieszaniu, hel jest usuwany z najgorętszego obszaru centralnego, a wodór jest tam dostarczany, przez co czerwone karły zużywają „paliwo” wydajniej i mogą świecić znacznie dłużej niż większe gwiazdy. Powolna ewolucja jest przyczyną tego, że jeszcze żaden czerwony karzeł od czasu Wielkiego Wybuchu nie zdążył opuścić ciągu głównego na diagramie H-R. Czerwone karły występują przeważnie samotnie, zaledwie 25% czerwonych karłów występuje w układach podwójnych lub wielokrotnych. Najbliższa Słońcu gwiazda, Proxima Centauri jest czerwonym karłem, podobnie jak 2/3 najbliższych gwiazd. Należą do nich także m.in. Gwiazda Barnarda, trzecia gwiazda najbliższa Słońcu i Lacaille 8760, najjaśniejszy czerwony karzeł widoczny na ziemskim niebie (obserwowana wielkość gwiazdowa 6,67m, niewidoczny gołym okiem). Proxima Centauri i inne bliskie czerwone karły: Gwiazda Luytena, Wolf 1061, Gliese 674 i Gliese 876 posiadają planety.