Какво е звезда?

Звездите представляват огромни светещи топки от горещи газове, основно водород и хелий. Температурата в ядрото им е толкова висока, че настъпва ядрен синтез, който произвежда енергия. Натискът навън на газовете, загрети от синтеза, се балансира от притегателната сила на гравитацията, което оставя звездата в хидростатично равновесие. Този баланс на силите продължава през по-голямата част от живоата на звездата и поддържа постоянна тенпература. Радиацията и конвекцията изнасят енергията от ядрото към атмосферата на звездата. Когато енергията в атмосферата стане толкова висока, че областта над нея стане прозрачна, тя се освобождава в пространството като светлина с различни дължини на вълните и като звезден вятър. Въпреки, че звездите изглеждат статични, те се въртят и варират по осветеност. Само в галактиката Млечен път съществуват стотици милиарди звезди. Сред тях е и нашето Слънце, най-близката до Земята звезда.

Всяка звезда се образува в голям облак газове и прах. С времето гравитацията сгъстява облака, привличайки газовете все по-близо. Колкото повече газове се натрупват в центъра, толкова по-плътни стават и налягането им нараства. Това ги загрява и те започват да светят. Гравитацията продължава да придърпва газовете и прахта, увеличавайки тяхната маса, а от там - налягането и температурата. В крайна сметка центърът достига температура от милиони градуси Целзий — достатъчно горещо за сливането на водородните ядра и генериране на интензивна енергия. Топлината, генерирана от ядрения синтез, разширява газовете в центъра на звездата, упражнявайки натиск навън. Звездата е родена, когато достигне хидростатично равновесие. Ядреният синтез поддържа звездата, докато горивото и свърши и тя умре. Повечето звезди се образуват в плътно опаковани групи, наречени звездни купове, от които в крайна сметка са изхрърлени повечето звезди;

Въпреки, че, гледани от Земята, звездите изглеждат като подобни точки светлина, в действителност те се различават по много неща. Звездите се различават по маса, размер, температура, блясък и възраст. Различават се по разстоянието от Земята, а някои обикалят около една или повече звезди. Освен това те се променят в хода на живота си. Масата на една звезда определя нейната температура и блясък и това как ще живее и как ще умре. Колкото по-масивна е звездата, толкова по-висока е температурата и на изгаряне, изразходва по-бързо своето гориво и животът и е по-кратък. Най-горещите и масивни звезди са сини и ярки, докато най-студените и с най-малка маса звезди са червени и неясни.

Без звездите изобщо нямаше да ни има. В началото на Вселената са съществували само елементите водород, малко хелий и следи от литий. Всички други елементи са се образували по време на живота и смъртта на звездите. В края на живота на една звезда голяма част от нейната материя се изхвърля в космоса, където дава газове и прах за образуването на нови звезди, планети и всичко върху тях, включително нашите тела. Близо до дома, когато е родено нашето Слънце, неговата гравитация задържа в орбита газове и прах, от които се е образувала и Земята. Сега Слънцето задържа планетите в техните орбити, загрява повърхността на Земята, поддържа динамичния земен климат и захранва фотосинтезата.

Можем да видим звездите с невъоръжено око. Но за да ги наблюдаваме в детайли, зависим от технически средства на Земята и в космоса. Наземните телескопи дават на учените възможност да наблюдават видима светлина, радио вълни и донякъде инфрачервената светлина. Сателитите в орбита около Земята, около Слънцето или пътуващи през космоса позволяват на учените да наблюдават светлина във всички дължини на вълните, елиминирайки ефекта на размазване и засенчване от земната атмосфера и им осигурява проби от слънчевия вятър. В лабораторни условия учените провеждат експрименти, за да установят атомните и молукулни характеристики на звездите и да изследват процесите на ядрен синтез. Накрая учените използват теоретично моделиране и компютърни симулации, за да изчислят как се променят характеристиките на звездите (като плътност, скорост или състав).