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Dependendo do tipo, as estrelas têm vidas úteis que variam de centenas de milhões a dezenas de bilhões de anos. Geralmente, quanto maior uma estrela, mais rápido ele consome seu suprimento de combustível nuclear, de modo que as estrelas de vida mais longa estão entre as menores. As estrelas com vida útil mais longa são anãs vermelhas; alguns podem ser quase tão antigos quanto o próprio universo.
Estrelas anãs vermelhas
Os astrônomos definem uma anã vermelha como uma estrela com entre 0,08 e 0,5 vezes a massa do sol e formada principalmente por gás hidrogênio. Seus tamanhos e massas são muito pequenos em comparação com outros tipos de estrelas; embora anãs brancas, estrelas de nêutrons e outros tipos possam ser ainda menores, elas têm massas muito maiores. Durante sua vida normal, a temperatura da superfície de uma anã vermelha é de aproximadamente 2.700 graus Celsius (4.900 graus Fahrenheit), quente o suficiente para brilhar com uma cor vermelha. Devido ao seu pequeno tamanho, eles queimam seu suprimento de hidrogênio muito lentamente e teoricamente vivem de 20 bilhões a mais de 100 bilhões de anos.
Luminosidade e vida útil
O tempo de vida de uma estrela está relacionado à sua luminosidade ou produção de energia por segundo. A produção total de energia da vida útil de uma estrela é sua luminosidade multiplicada pela sua vida útil. Embora estrelas maiores iniciem a vida com mais massa, sua luminosidade também é muito maior. Por exemplo, o sol, que tem uma temperatura de superfície de 5.600 graus centígrados (10.000 graus Fahrenheit), tem uma cor amarela. Sua temperatura mais alta e maior área de superfície significa que irradia mais energia por segundo do que uma anã vermelha; sua vida útil também é mais curta. Os astrônomos acreditam que o sol, que brilha constantemente há cerca de 5 bilhões de anos, tem vários bilhões restantes.
Fusão nuclear
A razão pela qual as estrelas brilham entre milhões e bilhões de anos está em um processo chamado fusão nuclear. Dentro de uma estrela, enormes forças gravitacionais comprimem os átomos de luz no núcleo até se fundirem para formar elementos mais pesados. A maioria das estrelas funde átomos de hidrogênio, formando hélio; quando uma estrela fica sem hidrogênio, ela funciona com outras reações que produzem os elementos até o ferro. As reações de fusão liberam grandes quantidades de energia - até 10 milhões de vezes mais do que a produzida pela combustão química. As reações de fusão acontecem com pouca frequência, no entanto, portanto, o combustível de uma estrela dura muito tempo.
Ciclo de vida das estrelas
A vida da maioria das estrelas segue um padrão previsível; eles se formam inicialmente a partir de bolsas de hidrogênio e outros elementos no espaço interestelar. Se houver gás suficiente, as forças gravitacionais puxam o material para uma forma aproximadamente esférica e o interior se torna mais denso devido à pressão das camadas externas. Com pressão suficiente, o hidrogênio se funde e a estrela brilha. Milhões a bilhões de anos depois, a estrela fica sem hidrogênio e funde o hélio, seguida por outros elementos. Eventualmente, o combustível da estrela se esgota e entra em colapso, levando a uma explosão chamada nova ou supernova. Os restos da estrela podem se tornar uma anã branca, uma estrela de nêutrons ou um buraco negro, dependendo do tamanho original da estrela. Com o tempo, as anãs brancas e as estrelas de nêutrons esfriam, tornando-se objetos escuros.