恒星的真面目

□ 刘江凯 闻新

太阳的一生

科学家们推测，太阳迄今大约有46亿岁了。太阳诞生于慢慢旋转的尘埃和气体组成的巨大云团中，当云团中的一部分比它们周围的云团更浓密时，由于它自身的吸引力，云团会逐渐缩小成一个球，旋转的速度会越来越快，并开始发热，温度变得非常高。当中心的温度升到足够高、密度变得足够大时，核聚变开始发生，一颗恒星就形成了。

云核中有一个形成恒星的种子

恒星的组成

太阳和其他的大多数恒星都是由高温气体和等离子体组成的巨大的球状物。恒星主要由氢元素组成，剩下的大部分是氦元素。此外，在恒星中还有少量的其他元素。

太阳核心里的氢大约能维持50多亿年的辐射能量。一旦氢消失，太阳将在一段时间内变得更大更明亮。在这个阶段，它被称为红巨星。最终，太阳的外层将漂移到太空中，而剩下的核心，即白矮星，会慢慢褪变为低温的、不再发光发热的黑矮星。

由红巨星诱导的超新星爆炸

恒星的分类

天文学家通过多种特征给恒星分类。这些特征包括大小和质量（通常以太阳为标杆，来进行比较）。

这些表格表现了分类恒星的其他方法：颜色和表面温度，还有光度，或者说亮度。第一个表格是根据恒星的表面温度进行的光谱（颜色）分类，它用字母来区分等级。从O、B、A、F、G、K、M和L分别代表温度从最高到最低的八个等级。每个等级里又细分出10个级别，分别用数字0到9来表示，温度最高的恒星被标记为0，温度最低的就是9了。

另外，恒星可以根据亮度从最亮到最不亮分类，分别标记为：Ia、Ib、iII、III、IV和V。

通过这些标记，我们可以方便地比较恒星。例如，太阳属于等级G2V，这意味着它是黄色光谱（G）中的一颗温度相对较高（2）的矮星（V代表主序星或矮星）。恒星半人马阿尔法星（Alpha Centauri）也属于等级G2V。因此，尽管这两颗恒星有着明显的差异，但是它们仍属于一个等级。

恒星的分类

什么是超新星？

超新星是一颗正在爆炸的恒星。它最终会变成一颗大质量恒星。大质量恒星温度高而且是蓝色的。在它死去后，恒星的温度会缓慢上升，并膨胀成一颗明亮的、红色的超巨星。在那之后，它会突然坍塌，然后猛烈爆炸成一颗超新星。

爆炸后的恒星在淡出视野之前，能变得比太阳亮几十亿倍。超新星爆炸会将大量的气体和尘埃云抛入宇宙中，新的恒星可能就会从这里开始形成。

天文学家将超新星分成两种类型，I型超新星可能由一对恒星形成，II型超新星是由一颗大质量恒星形成的。

超新星

什么是中子星？

中子星是一个小型的、密集的物体，由大恒星爆炸后剩下的部分形成。中子星的质量是太阳的3倍，这么大的质量都被挤进了一个半径只有19千米的球内。

中子星是大质量恒星爆炸形成超新星后留下的旋转核心部分，本质上是质子和电子互相融化形成中子星。中子星是如此之小，以至于它的可见光很难发现，但它会发出无线电波。能够放射出周期脉冲的中子星被称为脉冲星。

科学家在1938就预言了中子星的存在，然而，直到1967年，科学家才用可以检测出无线电波的望远镜发现了中子星。

中子星

什么是双星系统？

双星系统是距离很近且不能逃脱的一对恒星。大多数双星的距离是如此之近，以至于他们看起来像是一颗单独的恒星。还有一些恒星似乎在围绕着一个不可见的同伴旋转，那个不可见的同伴也许是个黑洞。

当双星系统中两颗恒星的引力不相等时，会发生多种形式的质量传输。大约75%的恒星都处于双星系统中。离地球最近的双星系统由半人马座阿尔法A星和半人马座阿尔法B星组成，离地球4.4光年。

艺术家想象的双星系统（左图）和双星系统进行能量传递（右图）

白矮星和黑矮星

白矮星和黑矮星是像太阳那样的中等质量恒星所需经历的生命历程中的最后两个阶段。这两个阶段在红巨星阶段之后发生。

白矮星是一颗用尽自己所有燃料的恒星。这样的恒星主要由留在核心处的碳元素和氧元素组成，它的外层将漂散太空中。实际上，白矮星并不是白色的。它的颜色是由它的温度决定的，介于紫色和深红色之间。白矮星因为太暗肉眼无法看见，必须借助望远镜。

在几十亿年之后，白矮星会停止发光而变成黑矮星。

白矮星

什么是红巨星？

红巨星是一类中等质量的恒星，它发出明亮的红色光芒。当这类中等质量恒星核心处的氢原子全部融合成氦原子时，恒星内部就会迅速发生变化，体积剧烈膨胀，外层温度降低，颜色变红。因为这类恒星的表面区域膨胀得十分剧烈，又会变亮，最后这类恒星就成为了一颗红巨星。

事实上，恒星走向生命尽头所要经历的第一个阶段就是红巨星阶段，这个阶段会持续几亿年至几十亿年。

红巨星

下期预告：通过前面几期的介绍，您已经知道距地球最近的恒星的特性，但对于太阳之外的恒星活动和结构却介绍的甚少，下期名为“恒星探索”，将继续从更深层的角度介绍其它恒星的特性、运动、类型和碎裂等问题。