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恒星的一生

1. 诞生---星云
星云是原始恒星形成的地方。星际空间普遍存在着极其稀薄的物质,主要由气体和尘埃构成。星际物质在空间的分布并不是均匀的,通常是成块地出现,形成弥漫的星
云。星云里3/4质量的物质是氢,处于电中性或电离态,其余是氦以及极少数比氦更重的元素。
星云的质量达到一定程度,就会在自身的引力作用下开始崩塌和收缩。引力产生的势能转化为热能,这就导致它的内部产生高温,温度达到2000开时,星云进一步坍缩成一个球体,这就是原始的恒星。从宇宙中漂浮的气体和尘埃变成一颗恒星,需要200万年的漫长过程。

2. 成年---主序星
恒星以内部氢核聚变为主要能源的发展阶段就是恒星的主序阶段,称为主序星。主序阶段是恒星的青壮年期,恒星在这一阶段停留的时间占整个寿命的90%以上。这是一个相对稳定的阶段,向外膨胀和向内收缩的两种力大致平衡,恒星基本上不收缩也不膨胀。恒星停留在主序
阶段的时间随着质量的不同而相差很多。质量越大,光度越大,能量消耗也越快,停留在主序阶段的时间就越短。
目前的太阳也是一颗主序星。太阳现在的年龄为46亿多年,它的主序阶段已过去了约一半的时间,还要50亿年才会转到另一个演化阶段。与其他恒星相比,太阳的质量、温度和光度都大概居中,是一颗相当典型的主序星。

3. 中年---红巨星
在形成几百万到几千亿年之后,恒星会消耗完核心中的氢。大质量的恒星会比小质量的恒星更快消耗完核心的氢。在消耗完核心中的氢之后,核心部分的核反应会停止,而留下一个氦核。中心氦核球温度升高后使紧贴它的那一层氢氦混合
气体受热达到引发氢聚变的温度,热核反应重新开始。如此氦球逐渐增大,氢燃烧层也跟着向外扩展,使星体外层物质受热膨胀起来向红巨星或红超巨星转化。

4. 老年---白矮星、中子星、黑洞
大质量恒星经过一系列核反应后,形成重元素在内、轻元素在外的洋葱状结构,其核心主要由铁核构成。此后的核反应无法提供恒星的能源,铁核开始向内坍塌,而外层星体则被炸裂向外抛射。爆发时光度可能突增到太阳光度的上百亿倍,甚至达到整个银河系的总光度,这种爆发叫做超新星爆发。超新星爆发后,恒星的外层解体为向外膨胀的星云,中心遗留一颗高密天体。
恒星核心质量小于太阳1.44倍的恒星将会演化为白矮星 。恒星核心质量大于1.44倍太阳质量而小于3.2倍太阳质量,整体为太阳8-15倍质量将演化为中子星。恒星核心超过3.2倍太阳质量,将演化为黑洞。预计太阳最终会演化为一颗白矮星。


