什么是恒星？它那亿年“生命”的“旅途”又是怎样的？

穆一平

图解：这个艺术创造描绘了一个宇宙中的一颗褐矮星，或者说是失败的恒星，创作：NASA/JPL-Caltech

一闪一闪亮晶晶，满天都是小星星。听到这首儿歌，大家有没有思考过我们抬头所看见的星星究竟是什么？

如果我们抬头仰望夜空，会发现数百万颗如钻石般闪耀的恒星。这其实是由氢和氦构成的球形等离子体（非常炽热的气体）。恒星是由寒冷的气体云因重力塌缩而形成的。当气体被压缩时，它们会升温转化为等离子体。

恒星的内核温度取决于恒星的质量。当中心气体的温度被加热到足够高（大约为400万摄氏度）时，氢就会聚变成氦，并且产生光子。

恒星的大小与质量和光度成正比。一般来说，如果恒星的亮度比我们太阳暗，被称为矮星（dwarfs），若比太阳亮，则被称为巨星（giants）。

恒星的诞生

在小质量的等离子球体（小于太阳质量的8％）中，其核心温度不足以发生氢聚变，而成为一颗褐矮星（failed star），即失败的恒星。因为它没有足够的质量来维持聚变。

对于比褐矮星质量大的恒星，其核心的聚变会产生光和热，支撑着恒星免于进一步的塌缩。进入“主序”（main-sequence）阶段，这是恒星生命中最长的一个阶段。

主序星

主序阶段的确切长度取决于恒星的质量：恒星的质量越小，其燃烧它全部氢的时间也就越长。我们太阳的主序阶段大约为100亿年，太阳现正值中年。

在恒星的主序阶段，恒星把内核所有的氢聚变成氦。当大部分氢被燃烧后，内核开始塌缩并产生更多热量。

氢壳，在那里依然有一些氢聚变成氦，恒星开始膨胀来散发热量，这时它变的更冷更亮。这被称为红巨星阶段。巨星的亮度为太阳的亮度为太阳的十倍到几千倍之间。

超巨星甚至更亮，其亮度超过太阳亮度的1万倍（有时甚至达到数百万倍）。红超巨星的半径约为太阳的200到800倍，其质量约为太阳的10倍。

质量非常大恒星可以产生足够的热量成为蓝超巨星。它们的质量可以是太阳的10到100倍。

恒星的凋亡

一个像太阳这样的恒星，其核心最终将没有足够温度去维持它的外层，因此在它耗尽所有的氢后，外层会被抛出。之后演变成行星状星云（本质是是环绕恒星的气体云），其恒星富含碳元素的内核温度会下降变成“白矮星”。恒星达到9倍太阳质量会变成结构不同的白矮星。

比白矮星质量更大的恒星会塌缩爆发为狂暴的超新星，它们大部分的质量会散失在周围的介质中。其残余的小部分富含铁元素的核心会继续塌缩到主要由中子构成。称为中子星。

恒星质量超过25倍太阳质量在爆发后会产生黑洞。黑洞是恒星经过超新星爆发后其核心质量为3倍太阳质量形成的。

图解：资料显示: 第谷超新星遗迹X-ray: NASA/CXC/Rutgers/K.Eriksen et al.; 视觉效果: DSS

一些超新星爆发后留下的残骸还会演变为更多的恒星和行星。这就是为什么说我们是由“星尘”构成的。

猎户座

那么我们怎么在夜空中找到这些失败的恒星、巨星和超新星呢？猎户座，一个迷人的地方，在那你可以看到不同类型的恒星不同的生命阶段。

猎户座最亮的一颗星是参宿七（Rigel），它是一颗蓝超巨星，质量是太阳的20倍，半径是太阳的100倍。

第二亮的是参宿四（Betelgeuse），一颗红超巨星，10倍太阳质量，半径是太阳的1000倍！参宿四已经进入生命的末期了。

在猎户座的“剑”部分，有一片看起来很模糊的区域，那是猎户座星云。在这里新的恒星在气体和尘埃构成的分子云中诞生。这些新恒星向周围的其它发光，使星云也充满光辉。猎户座星云中一些明亮的恒星是我们肉眼可见的，它们构成了这个星座。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. phys-北落师门- Akila Jeeson

如有相关内容侵权，请于三十日以内联系作者删除

转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处