Av Drew Lichtenstein • Uppdaterad 24 mars 2022
Stjärnor med massor som sträcker sig från ungefär hälften av solens massa till ungefär tio gånger så stor följer en förutsägbar evolutionär väg. Både röda jättar och vita dvärgar representerar utfall i sena stadier för dessa stjärnor, och erbjuder en tystare slutsats än de mest massiva solarnas explosiva dödsfall.
Innan en stjärna kan övergå till en röd jätte eller vit dvärg måste den tömma merparten av vätet i sin kärna. Vätefusion – som kombinerar fyra vätekärnor till en heliumkärna – driver stjärnans ljusstyrka. Ju mer massiv stjärna, desto snabbare förbrukar den väte; solen, till exempel, har redan spenderat omkring 5 miljarder av sin beräknade 10 miljarder år långa vätebrännande livstid (NASA ).
När kärnväte är utarmat antänder en stjärna heliumfusion och skapar tyngre grundämnen som kol och syre. Denna nya energikälla får det yttre höljet att svälla dramatiskt medan kärnan drar ihop sig och värms upp. De expanderade yttre lagren kyler och flyttar stjärnans färg mot den röda änden av spektrumet, vilket ger upphov till beteckningen "röd jätte". Så småningom kastas det yttre materialet ut i rymden och bildar en planetarisk nebulosa som frönar framtida generationer av stjärnor.
Efter att nebulosans hölje har försvunnit finns bara en tät kärna i jordstorlek kvar – en vit dvärg. I brist på tillräcklig massa för att antända kolfusion, blir kärnan inert, men den behåller enorm värme och avger ett ljust vitt sken. Under miljarder år kommer den att svalna och blekna och så småningom bli en svart dvärg (teoretiskt eftersom detta stadium ännu inte har observerats).
Stjärnor som överstiger cirka tio solmassor hoppar över den vita dvärgfasen. Deras kärnor fortsätter att smälta tyngre element tills järn ackumuleras, vid vilken tidpunkt fusion inte längre kan frigöra energi. Kärnan kollapsar och utlöser en supernovaexplosion som sprider tunga element i hela galaxen. Beroende på restmassan kan kärnan kollapsa ytterligare in i en neutronstjärna eller ett svart hål, det sistnämnda har gravitationen så intensiv att inte ens ljus kan fly.
