Як настає смерть зірки?
Народження зірки відбувається при стисканні газопилової хмари, за досить високого ступеня стиснення, коли розігрів у центрі зірки достатній для "підпалювання" термоядерних реакцій. Смерть зірки настає, коли зірка перестає перебувати у стійкому стані за нормальних параметрів (густини, розмірів, хоч якось порівнянних із сонячними). У цьому сенсі смерть зірки настає по-різному, залежно від її початкової маси.
Смерть зірки з масою М < 0,5 сонячної проходить за наступним сценарієм. Зірка не в змозі перетворювати гелій навіть після того, як в ядрі припиняться реакції за участю водню — їх маса надто мала для того, щоб забезпечити нову фазу гравітаційного стиску до того ступеня, що ініціює "загоряння" гелію. До таких зірок відносяться червоні карлики, такі як Проксима Центавра, термін перебування яких на головній послідовності становить від десятків мільярдів до десятків трильйонів років. Після припинення в їх ядрі термоядерних реакцій, вони, поступово остигаючи, продовжуватимуть слабо випромінювати в інфрачервоному та мікрохвильовому діапазонах електромагнітного спектра.
При 0,5 < M < 1,4 маси Сонця настає смерть зірки та перетворення її на білий карлик, при 1,4 < M < 3,3 смерть зірки відповідає народженню нейтронної зірки як залишку вибуху наднової. У нейтронних зірках тиск вироджених електронів не може зупинити подальше стиснення ядра, і електрони починають "вдавлюватися" в атомні ядра, що призводить до перетворення протонів на нейтрони, між якими не існує сил електростатичного відштовхування. Така нейтронізація речовини призводить до того, що розмір зірки, яка, фактично, представляє тепер одне величезне атомне ядро, вимірюється кількома кілометрами, а густина у 100 млн разів перевищує густину води. Період їхнього обертання стає надзвичайно малий у міру зменшення розміру зірки. Деякі нейтронні зірки роблять 600 обертів на секунду.
При M > 3,3 смерть зірки знаменує появу чорної діри. Наприклад, після того, як зірка з масою більшою, ніж п'ять сонячних, входить до стадії червоного надгіганта, її ядро під дією сил гравітації починає стискатися. У міру стиснення збільшуються температура зірки та її густина і розпочинається нова послідовність термоядерних реакцій. У таких реакціях синтезуються все більш важкі елементи: гелій, вуглець, кисень, кремній та залізо, що тимчасово стримує колапс ядра. Зрештою, у міру утворення все більш важких елементів періодичної системи, із кремнію синтезується залізо-56. На цьому етапі подальший термоядерний синтез стає неможливим, оскільки ядро заліза-56 має максимальний дефект маси і утворення більш важких ядер з виділенням енергії неможливо. Тому коли залізне ядро зірки досягає певного розміру, то тиск у ньому вже не в змозі протистояти тяжкості зовнішніх шарів зірки, і відбувається негайний колапс ядра, поки радіус зірки не стане меншим за Шварцшильдовський. Після цього зірка стає чорною дірою.
Всі випадки смертей зірок можна спостерігати, і всі вони є результатом виснаження ядерного палива. Нейтронні зірки і чорні діри проявляють себе за специфічним видом спектра випромінювання та характером впливу на звичайні зірки-супутники.
