Životní cyklus hvězd

23.2.2020

Je to proces, při němž každá hvězda po dobu své existence prochází mnoha změnami. Astrofyzikové porozuměli evoluci hvězd, když pozorovali různé hvězdy v různých etapách jejich vývoje a pomocí následných simulací těchto projevů. Vývoj i trvání hvězdy závisí na její hmotnosti a chemickém složení.
Sluneční soustava

Hvězdy hlavní posloupnosti

Hlavní posloupnost je linie, v níž se nachází většina hvězd. Naše Slunce (žlutý trpaslík) je hvězdnou hlavní posloupnosti již 4,5 miliardy let a je v polovině svého životního cyklu. To znamená, že po uplynutí dalších 4,5 miliard let Slunce zanikne a s ním i život v naší sluneční soustavě.
Tyto hvězdy se chovají všechny naprosto stejně: ve svém jádru přetvářejí vodík na helium (termojaderná reakce) a vzniklý vnitřní tlak je udržuje v rovnováze s jejich gravitací. Tento proces však netrvá navěky. Když je vodík v jádru hvězdy vyčerpán, poruší se rovnováha, jádro se mírně smrští, znovu zahřeje a reakce pokračuje. Tentokrát se slučují jádra helia na uhlík, čímž se uvolní energie, která začne zvedat vyšší vrstvy hvězdy. Ta se několikanásobně zvětší a změní se na podobra. Po čase hvězdě opět začne docházet jaderné palivo a celý předešlý proces se opakuje. Tentokrát se však vnější vrstvy vzedmou na tolik, že vznikne červený či rudý obr – změna barvy je způsobena mírným ochlazením vnějších vrstev hvězdy; hvězdy s velkou hmotností se dokonce změní na veleobra. Poslední etapa života hvězdy závisí opět na její hmotnosti – podle ní skončí jako bílý trpaslík, neutronová hvězda nebo černá díra.
Spirálová galaxie
U velkých hvězd je tako vývojová fáze kratší – vysoká gravitace zvyšuje tlak v jádru a vodík se spaluje rychleji. Naopak malé hvězdy, zvané červení trpaslíci, spalují svou zásobu vodíku pomaleji, mají tudíž delší životnost.
Obrovské modré hvězdy spotřebují své jaderné palivo velmi rychle – jejich gigantická hmotnost způsobuje tak veliký tlak na centrální část, že jsou nuceny usilovně zpracovávat své palivo, a to aby vyprodukovaly dostatečně silný vnitřní tlak – oba tlaky se tak vyrovnají a nedojde ke gravitačnímu zhroucení. Vodík spálí modrá hvězda asi tak za milion let, pak se začne rozpínat, stane se z ní rudý veleobr a nakonec exploduje jako supernova. A potom – podle velikosti hmotného zbytku – se stane buď černou dírou, anebo neutronovou hvězdou.