本帖最后由 ChongHom-Hu 于 2012-10-5 14:04 编辑
恒星的生命是漫长的，它的演化也十分缓慢。恒星的一生大致可以分成四个阶段：第一阶段是恒星的出生即幼年时期；第二阶段是壮年时期，现在宇宙中绝大多数的恒星处于这一阶段，包括太阳；当恒星演变成一颗红巨星时，就进入到了第三阶段；经历第三阶段以后，恒星就步入暮年，此时恒星的温度达到了顶点，能源几乎枯竭，这一时期的恒星十分不稳定，首先会表现为脉动，然后就进入爆发阶段或者慢慢地坍缩，平静地死去。
经过多年的观测，天文学家们发现，银河系中许多美丽的由气体和尘埃组成的星云是恒星的诞生地。M42猎户座大星云就是一个很好的例子，被称为猎户座四边形的恒星群（由6颗恒星组成）是在非常近的时期里凝聚而成的。当尘埃和分子云的某一个部分密度比云的平均密度稍高的时候，新生星的形成过程便开始了。这一区域的物质的自引力作用驱使云凝聚起来形成团块，当团块继续向里收缩时，其密度、温度和内部压力均在增加，当内部压力大到与自引力平衡时，收缩过程停止，星云中出现了许多热而相对密集的稳定区域。天文学家已经在一些亮星云的背景上观测到许多小而圆的暗星云物质，被称为博克球状体（因美国天文学家B.J.博客的研究而得此名）。在太阳附近1600光年的范围内已探测到200多个球状体，它们的质量在20~200倍太阳质量之间，直径从1光年到4光年，温度为5~15K，通过近红外，以及各种特征射电辐射的探测，发现这些球状体正在以每秒500多千米的速度在其自身引力的作用下向里收缩，当球状体的外层从不断的引力收缩所得的能量辐射到周围空间去以后，外层也就落入星体中去了。到这时，一颗发光的球状体就变成一颗原恒星了。原恒星继续收缩，星体内部温度不断升高，待中心温度达到500万K以上时，原恒星变成一个表面温度为几千K的发光星球。对于一个主要由氢组成的浓密星球，当中心部分的温度高达10∧7K时，氢聚变为氦的核反应便发生了，恒星正式进入壮年时期。
当一颗星在以燃烧氢为其能量来源时，它的光度和表面温度都只与星的质量有关。这种关系会构成一个明显的序列，赫罗图就是这样诞生的，该图显示出恒星的光度和表面温度随时间而变化的情形，图的横坐标是恒星的光谱型，按照O,B,A,F,G,K,M顺序排列，是恒星的温度序列。纵坐标是绝对星等，是恒星光度的一种衡量。大多数恒星分布在图中左上方至右下方的一条狭长带内，从高温到低温的恒星形成一个明显的序列，称为主星序。少数集中在右边中部组成巨星序，一些光度特别大的超巨星分散在图的上方。与巨星相反，那些光度小的星称为矮星，在左下方也有一个比较密集的区域，这些星温度极高，但光度弱，是白矮星的集中区域。恒星停留在主星序是恒星这一生中最稳定历时最长的阶段。
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太阳质量大小的恒星有足够的氢燃料，能保证其在100亿年间不断燃烧发光。我们的太阳从诞生至今已经50亿年了，50亿年以后，核心的氢燃料耗尽时，它将会膨胀成为一颗红巨星，胀大到把水星金星乃至地球都吞没进去，同时表面温度也将从6000K下降到3000K，但是由于它巨大的体积，将比现在亮百倍。现在的宇宙中便有许多红巨星，比如金牛座最亮的毕宿五和牧夫座最亮的大角星。质量比太阳质量大的红巨星消耗能量的速度比起太阳要快得多，一个6倍太阳质量的红巨星本身的氢燃料只能供应几千万年，相反，质量比太阳小的恒星，它们会在主星序上停留更长的时间。
恒星演化到红巨星以后，便进去暮年时期了。红巨星虽然体积很大但核心部分却依然会收缩而变得越来越热，当温度达到10∧8K时氦开始聚变为碳（也称为氦闪），此后，热核聚变反应又将碳聚变为氮，氮再聚变为氧等等，慢慢转变为原子序数更大的元素，直至硅核聚变为原子序数26的铁，这时中心温度将达到2×10∧9K以上。对于原子序数比铁更大的元素，聚变反应将不再放热，所以一旦核心由铁组成以后，它便不能再维持平衡，最后就会爆炸或者坍缩。
恒星最后的结局跟它的质量有关，如果一颗恒星的质量比太阳质量大得多（12~100倍），它最终将猛烈地爆发成为一颗超新星，星际气体里布满了该恒星核反应中曾产生所有元素的混合物，成为组成下一代恒星的原料。金牛座的蟹状星云就是这种爆发残余的壮观例子。有些恒星在最后阶段也会发生不大壮观的变化和喷射，如造父变星和天琴RR型变星、蒭藁（是读chu,gao吗……）型变星，行星状星云以及新星等。造父变星和天琴RR型变星是经历赫罗图中不稳定段时产生脉动的恒星，蒭藁型变星是伴随有质量损失的不规则、长周期脉动的红巨星，行星状星云则是当恒星位于赫罗图上巨星段时从它抛出的球状气壳形成的。新星不太激烈的爆发，可能是由于在一个双星系统中两星间质量的交换所形成的。
在爆发或者损失质量后，恒星的归宿不外乎只有三种，质量不大于太阳质量1.4倍的将成为一颗白矮星，这种星具有很高的密度（10∧5~10∧7克/立方厘米），以至于电子是简并态的（被压的挤在一起），但星球的直径只有几千千米；质量在1.4至3倍太阳质量的将成为一颗中子星，星体中的质子与电子结合成为中子，密度更高（外层：10∧11~10∧14克/立方厘米；核心：10∧16克/立方厘米），中子处于简并态，典型的中子星直径只有十几千米；最后一种就是黑洞，恒星的物质收缩到一个极致的密度，光线都无法逃逸出来。在大于3倍太阳质量的恒星中，简并压力不足以支持星体对于引力的抗衡，所以，更大质量的恒星在爆发过程中不能喷洒出它大部分的质量的话，最终必将成为黑洞。
白矮星温度没有下降太多时，和其他亮星一样可以用望远镜观测到，比如天狼星，但由于它的能量不断向空间散发，最后将会成为一颗看不见的黑矮星的残骸。自转极快的中子星，可以通过他们旋转的磁层（脉冲星）所发出的脉冲式光波，X射线，γ射线被探测到。至于黑洞，我的知识就暂时不能解释了，留给各位同好们自己思考吧。 |
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