Лорд Кельвин еще в XIX веке сделал вывод, что одним из источников энергии звезд является гравитация, то есть потенциальная энергия частиц межзвездной среды, падающих в гравитационную яму звезды (аккреция газа и пыли). Длительность свечения таких звезд, равных по массе и светимости Солнцу составляет время порядка 10⁷ лет, а для звезд гигантов - 10⁸... 10⁹ лет и более в зависимости от наличия притока межзвездного вещества. Хотя релятивисты и верующие в ядерную концепцию энергетики звезд раскритиковали гипотезу Кельвина, реально, для таких звезд, как красные гиганты, этот источник является основным.

Кроме гравитационной энергии с аккреционным материалом поступает собственная кинетическая энергия частиц и энергия нейтрализации ионов. Небольшую часть энергии красные гиганты получают из эфира, однако, в связи с их низкой температурой, то есть низкой скоростью движения молекул, эта доля не может быть большой.

Начало образования звезды Кельвина, то есть реальной протозвезды, звезды первого поколения, происходит при локальном соблюдении условия вириальной устойчивости Клаузиуса, 1870, а не гипотетического условия неустойчивости Джинса, 1903.

Вириальная устойчивость в данном случае определяется порогом устойчивой целостности объема газа в пространстве, и означает, что кинетическая энергия частиц гравитирующей системы должна быть меньше половины их потенциальной энергии. Такое условие соблюдается в собирающемся газовом облаке при условии выноса достаточной части кинетической энергии излучением. В устойчивых звездах Кельвина такое условие соблюдается. В отличие от спекулятивных рассуждений Джинса, необходимо ведущих к гигантским размерам протозвезд, условие Клаузиуса может быть соблюдено для масс газа весьма скромных размеров, что реально наблюдается астрономами.

Красные гиганты и сверхгиганты, звезды шаровых скоплений, а также другие звезды "населения II", - термин Бааде, 1944 [10], называемые еще "звездами гало", заполняют весь эллиптический объем галактики. Они образуются и живут за счет падения на них первичного межгалактического вещества - в основном водорода и гелия с мизерной примесью более тяжелых элементов - бывших ядерных кластеров.

Исследованиями многих астрономов установлено, что на периферии Галактики превалируют протоны и альфа-частицы. Автором было выяснено, что наблюдаемая в гало и галактической короне "пыль" калиброванного размера 0,1 мкм на самом деле есть свободные электроны, растянутые в отсутствии внешнего электрического поля до радиуса Ридберга [29]. Таким образом, исходный межгалактический бульон состоит из практически неизмененных продуктов взрыва галактик.

Внутри галактического гало эти частицы многократно сталкиваются, теряют кинетическую энергию и переходят в состояние нейтрального атомарного водорода и нейтрального гелия. Чем ближе к центру Галактики, тем меньше первоначально ионизированных частиц. В окрестностях Солнца уже половина атомарного водорода объединена в молекулы H₂, а ближе к центру Галактики молекулярный водород уже превалирует над атомарным HI.

В красных гигантах вообще нет ядерных реакций. Их температура весьма низка, а объемы чрезвычайно велики. Известная всем Бетельгейзе имеет плотность в сто тысяч раз меньше плотности воздуха на Земле. Это значит, что такие звезды представляют чрезвычайно разреженные, буквально прозрачные газовые облака.

Реально яркость таких звезд падает к краю диска в связи с прозрачностью атмосферы звезды. Их абсолютная светимость зависит от двух основных факторов:

• плотности межзвездного газа в окружающем звезду пространстве;
• величины и формы гравитационной ямы, то есть накопленной звездой массы и объемной температуры, зависящей от величины недавней аккреции.

Рис.1. Фото Бетельгейзе (a) из [30], (b) - тот же снимок с предельно увеличенным контрастом для определения границ звезды, (c) - сквозная прозрачность звезды;
(d) - температура, как функция ее радиуса (глубины слоев газа).

Неметаллические звезды Кельвина - это первое поколение звезд, образованных из межгалактического газа. Само существование и постоянное зарождение звезд Кельвина, заполняющих эллипсоидальный объем галактики вызвано постоянным притоком водородно-гелиевой смеси из межгалактического пространства. Фактически это один из типов протозвезд, рождающихся и умирающих на наших глазах, в условиях практически стационарной в течение многих триллионов лет Галактики.

Обычно эти звезды образуются на месте гигантского водородно-гелиевого облака, в массе которого может возникнуть сразу множество таких звезд. Они растут за счет аккреции и приобретают скорость в процессе падения к центру скопления. Так образуются шаровые звездные кластеры.