L’évolution stellaire décrit le processus par lequel les étoiles se forment, brûlent pendant une période prolongée et finissent par mourir. En cours de route, l’étoile lutte avec la gravité et la consommation de carburant pour tenter de maintenir l’équilibre. Une grande partie de l’évolution stellaire est théorique, puisque les humains n’existent pas depuis assez longtemps pour observer l’intégralité du cycle de vie d’une seule étoile, mais grâce au grand nombre d’étoiles à divers stades dispersées dans l’univers, il a été possible de former des des suppositions intelligentes sur la façon dont les étoiles évoluent au fil du temps, et le processus semble être relativement prévisible.
Le processus d’évolution stellaire commence par la formation d’une étoile. Les étoiles se forment dans ce que l’on appelle des nuages moléculaires géants, des masses tourbillonnantes de gaz et de particules. Au fil du temps, ces nuages subissent un effondrement gravitationnel, générant des protoétoiles, des corps célestes qui ont le potentiel de devenir des étoiles. Le type d’étoile vers lequel une protoétoile évoluera dépend de sa composition chimique. Au fur et à mesure que l’étoile se rapproche, une série de réactions nucléaires commence à se produire, ce qui fait que l’étoile gagne en luminosité.
Finalement, une étoile consommera son carburant, s’effondrant généralement et déclenchant une autre réaction en chaîne d’événements qui font que l’étoile brûle extrêmement chaude et brillante. Selon le type d’étoile, elle peut se transformer en naine blanche, en étoile à neutrons ou en trou noir lorsqu’elle meurt, précédant souvent cet événement avec une supernova fantastique, provoquée par une réaction en chaîne d’emballement. L’évolution stellaire se produit constamment dans tout l’univers au fur et à mesure que les étoiles vont et viennent.
Chaque étape de la vie d’une star peut être tracée sur un graphique tel que le diagramme de Hertzsprung-Russel. Le graphique compare la couleur, la taille, la luminosité et la température de l’étoile. Les étoiles d’une certaine classe ont tendance à se regrouper sur de tels diagrammes, démontrant des relations claires entre des types spécifiques d’étoiles qui peuvent être utilisées pour en savoir plus sur les étoiles en général. À l’aide d’un tel graphique, les scientifiques peuvent prendre des observations sur diverses étoiles et les convertir en distance de la Terre et en d’autres données utiles sur l’évolution stellaire.
De nombreuses étoiles entrent dans une classification connue sous le nom de séquence principale, faisant référence à un groupe d’étoiles signature qui peut être vu sur de nombreuses parcelles utilisées pour tracer les étoiles par caractéristique. Le Soleil est un exemple d’étoile de la séquence principale, et il restera stable pendant au moins cinq milliards d’années de plus, selon la plupart des estimations. À la fin de la période de séquence principale, le soleil se transformera en géante rouge, se développant considérablement à mesure qu’il consomme son carburant et engloutit plusieurs planètes, dont la Terre, en cours de route.