恒星能永恒吗
夜空中的星星年复一年地在那里闪烁,似乎永恒不变。恒星果真是永恒不变的吗?其实不然,恒星不仅在宇宙中以极快的速度运动,它还会像我们人类一样,从诞生、成长到衰老,直至死亡。我们在天空中看见的星星,有的刚刚诞生,有的还很年轻,有的正当壮年,有的却已苟延喘息、濒临死亡。只是恒星从诞生到衰亡要经历几百万年甚至上万亿年,人类文明史对于恒星的一生只是短暂的一瞬,所以,在我们的感觉上恒星似乎是永恒不变的。
最初,形成恒星的是一种叫“氢分子云”的星际气体云。氢分子云内部密度并不均匀,一旦受到外部的扰动,密度高的地方就会在自身引力作用下收缩。随着收缩不断地进行,云块内部密度与温度也不断地增高,由原来的氢分子云一步步变成氢原子云、离子云、红外星。此时,一颗新的恒星就算是诞生了,这时的恒星称为原恒星。
原恒星继续慢慢地收缩,当内部温度达到700万摄氏度时,氢聚变为氦的热核反应被点燃了,它持续不断地产生巨大的能量,使得恒星内部压力增高到足以与恒星的引力相抗衡,使恒星不再收缩。恒星刚形成之际,它们还埋在残余的云物质之中,我们只能用红外望远镜或射电望远镜探测到它们。刚诞生的恒星会不断地向外抛出物质流,产生强大的星风,速度达到每秒几百、几千千米。星风把恒星周围残余云物质驱之后,我们肉眼便见到了闪烁的星星。这时的恒星已经“长大成人”,很少变化,我们称它为主序星。主序星阶段是恒星一生中精力最旺盛的时期。我们的太阳就是一颗主序星。
![]() |
恒星在主序星阶段停留的时间取决于氢核燃料的消耗速度,质量越大的恒星消耗越快,这一阶段越短。太阳属于中等质量的恒星,它在这一阶段约可停留100亿年,现在太阳的年龄大约为50亿“岁”。比太阳质量大10倍的恒星,主序星阶段只有几千万年。质量只有太阳几分之一的恒星,主序星阶段则可长达万亿年以上。
当恒星中心部分的氢核燃料耗完以后,恒星就开始走下坡路了。这时,恒星内部开始了氦聚变为碳的热核反应,而氢热核反应转移到恒星的外层,使外层温度逐渐升高,体积不断膨胀,最后,恒星的体积会增大到原来的千倍以上,成为一颗又大又红的红巨星。冬夜星空中明亮的“参宿四”就是一颗著名的红巨星。太阳将来成为红巨星时,大约还可以停留10亿年。
经过了红巨星阶段之后,恒星便进入了老年行列。老年恒星的主要特点就是不稳定,它们的大小、亮度都呈不稳定的变化,著名的造父变星和绝大多数变星都处在这一阶段。
恒星的老年期比较短,这时,恒星内部氦、碳、氧先后参与了热核反应,最后全部变成铁,能源耗竭致使热核反应停止。原先热核反应产生的大量能量由于被中微子和辐射带走,恒星内部压力大大降低,引力再次战胜了辐射压力,于是恒星再次收缩甚至快速坍缩,恒星便面临着死亡。类似太阳一类的恒星,经过平静的收缩变成了白矮星,明亮的天狼星的伴星就是一颗典型的白矮星。质量大的恒星会产生剧烈的坍缩并引发超新星的爆发,抛出大量的物质后,它的内核坍缩成一颗中子星或黑洞。
恒星就这样结束了它壮丽的一生。
关键词:恒星 原恒星 主序星 红巨星 白矮星 中子星 黑洞