La formation d’étoiles est le processus par lequel de gros nuages de gaz dans l’espace s’effondrent et forment une nouvelle étoile. La taille de l’étoile qui se forme détermine ce qui arrivera à l’étoile après sa mort. Au cours de leur vie, les étoiles dégagent constamment de la chaleur, de la lumière et de l’énergie provenant du processus de fusion nucléaire qui se produit à l’intérieur d’elles. Le soleil est un parfait exemple d’étoile clairement visible depuis la Terre. Elle est suffisamment proche pour paraître grande même si ce n’est qu’une étoile de taille moyenne, et sa chaleur et sa lumière permettent aux plantes et aux animaux de la planète de prospérer.
Pour que la formation d’étoiles se produise, la pression à l’intérieur d’un nuage de gaz doit être trop faible pour supporter le nuage. La masse de Jeans est un terme désignant la masse qu’un nuage spécifique doit atteindre avant qu’il ne s’effondre sur lui-même. Lorsque cette masse est atteinte, le nuage s’effondre alors sous son propre poids et de plus petits amas de gaz se détachent. Ces amas ont une attraction gravitationnelle et commencent à attirer plus de gaz et de particules de poussière flottant autour d’eux. Ce processus se poursuit jusqu’à ce qu’une quantité suffisante de matériau ait été aspirée, créant une protoétoile.
La protoétoile continue de croître et le processus de formation de l’étoile se poursuit jusqu’à ce qu’il atteigne le point où la fusion nucléaire commence. Les noyaux d’atomes de la protoétoile sont forcés ensemble et fusionnent, libérant de l’énergie. Le processus de formation de l’étoile est alors terminé et l’étoile a atteint la majeure partie de sa vie. La nouvelle étoile continuera à produire de la chaleur, de la lumière et de l’énergie jusqu’à ce qu’elle ne puisse plus maintenir l’équilibre entre sa propre attraction gravitationnelle vers l’intérieur et l’expansion du gaz vers l’extérieur. La taille de l’étoile, contrôlée principalement par la force de son attraction gravitationnelle et sa masse globale pendant la formation de l’étoile, détermine ce qui lui arrive à sa mort.
Une fois que l’étoile atteint la vieillesse, elle se dilate pour former une géante rouge. Cette expansion se produit lorsqu’une étoile perd la bataille pour garder son équilibre et finira par se réduire en une étoile naine blanche ou former un trou noir. Les naines blanches se refroidissent lentement, mais émettent toujours de la lumière. On pense que la formation d’un trou noir, formé par la mort d’étoiles extrêmement grandes, est causée par l’effondrement de l’étoile sur elle-même. Cependant, les trous noirs sont encore en grande partie un mystère et les scientifiques ont beaucoup à apprendre sur eux et sur leur fonctionnement.