L’evoluzione stellare descrive il processo in cui le stelle si formano, bruciano per un lungo periodo di tempo e infine muoiono. Lungo la strada, la stella lotta con la gravità e il consumo di carburante nel tentativo di mantenere l’equilibrio. Gran parte dell’evoluzione stellare è teoria, poiché gli esseri umani non sono stati in giro abbastanza a lungo per osservare l’intero ciclo di vita di una singola stella, ma grazie all’ampio numero di stelle in vari stadi sparse nell’universo, è stato possibile rendere istruiti ipotesi intelligenti su come le stelle si evolvono nel tempo e il processo sembra essere relativamente prevedibile.
Il processo di evoluzione stellare inizia con la formazione di una stella. Le stelle si formano in quelle che sono conosciute come “nubi molecolari giganti”, masse vorticose di gas e particelle. Nel tempo, queste nubi subiscono un collasso gravitazionale, generando protostelle, corpi celesti che hanno il potenziale per diventare stelle. Il tipo di stella in cui evolverà una protostella dipende dalla sua composizione chimica. Man mano che la stella si avvicina gradualmente, iniziano a verificarsi una serie di reazioni nucleari, che fanno aumentare la luminosità della stella.
Alla fine, una stella consumerà il suo carburante, tipicamente collassando e innescando un’altra reazione a catena di eventi che fa bruciare la stella in modo estremamente caldo e luminoso. A seconda del tipo di stella, può trasformarsi in una nana bianca, una stella di neutroni o un buco nero quando muore, spesso precedendo questo evento con una fantastica supernova, causata da una reazione a catena fuori controllo. L’evoluzione stellare si verifica costantemente in tutto l’universo mentre le stelle vanno e vengono.
Ogni fase della vita di una stella può essere tracciata su un grafico come il diagramma di Hertzsprung-Russel. Il grafico confronta il colore, le dimensioni, la luminosità e la temperatura della stella. Le stelle di una certa classe tendono a raggrupparsi su tali diagrammi, dimostrando chiare relazioni tra tipi specifici di stelle che possono essere utilizzate per saperne di più sulle stelle in generale. Utilizzando tale grafico, gli scienziati possono prendere osservazioni su varie stelle e convertirle in distanza dalla Terra e altri dati utili sull’evoluzione stellare.
Molte stelle rientrano in una classificazione nota come sequenza principale, riferendosi a un ammasso di stelle caratteristico che può essere visto su molti grafici usati per tracciare le stelle per caratteristica. Il Sole è un esempio di stella di sequenza principale e rimarrà stabile per almeno altri cinque miliardi di anni, secondo la maggior parte delle stime. Alla fine del periodo della sequenza principale, il sole si convertirà in una gigante rossa, espandendosi considerevolmente man mano che esaurisce il suo carburante e inghiottendo diversi pianeti, inclusa la Terra, lungo la strada.