La combustione dell’idrogeno è un processo che avviene in ogni stella, per cui i nuclei di idrogeno vengono fusi in elio ad alte temperature e pressioni. È il tipo più comune di processo noto come nucleosintesi stellare. Dopo il Big Bang, l’universo consisteva di circa il 75% di idrogeno e il 25% di elio. Oggi le proporzioni non sono poi così diverse, ma ci sono nuovi elementi: l’universo è composto da circa il 74% di idrogeno, il 24% di elio e il 2% di altri elementi. Questi altri elementi, i più comuni sono ossigeno (1%), carbonio (.4%), neon (.1%), ferro (.1%) e azoto (.1%) sono tutti prodotti della nucleosintesi stellare – la sintesi di elementi più pesanti nei nuclei stellari. Gli elementi più pesanti del ferro vengono creati nelle supernove.
La formazione stellare avviene in dense nubi di gas nello spazio interstellare. Queste sono chiamate regioni H II o vivai stellari. Alla fine, un’alta concentrazione di massa appare in un’area grande quanto il nostro sistema solare. Questo è chiamato un globulo di Bok. Quando la temperatura e la pressione al suo centro raggiungono un certo livello (circa 10 milioni di gradi Kelvin), si verifica l’accensione dell’idrogeno e vengono prodotte grandi quantità di calore e luce. Questa è la nascita di una stella.
Quando una stella è impegnata nella combustione dell’idrogeno, si dice che si trovi sulla sequenza principale ed è chiamata stella nana. Il nostro Sole è una nana gialla. Le stelle della sequenza principale sono le stelle più comuni nell’universo, principalmente a causa del tempo impiegato dalla combustione dell’idrogeno. Solo una piccola percentuale dei nuclei nel nucleo stellare viene fusa in elio all’anno. Se l’idrogeno bruciasse rapidamente, la maggior parte dell’idrogeno nell’universo sarebbe già stato consumato dalle reazioni nucleari e convertito in elementi più pesanti, rendendo difficile se non impossibile la formazione dell’acqua (H2O) – e quindi la vita.
Il modo in cui una stella si evolve dopo la sua formazione dipende dalla sua massa. Più la stella è massiccia, più velocemente brucia il suo carburante. Nelle stelle più massicce, la combustione dell’idrogeno è per lo più completata dopo solo pochi milioni di anni e inizia il passaggio successivo: la combustione dell’elio. Nelle stelle come il nostro Sole, la fase di combustione dell’idrogeno dovrebbe durare nove miliardi di anni. Nelle stelle con un decimo della massa del Sole, la combustione dell’idrogeno può durare fino a un trilione di anni! Tali stelle sono significativamente più fredde del nostro Sole.