恒星演化
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恒星演化是恒星随着时间的推移而变化的过程。根据恒星的质量,它的寿命可以从质量最大恒星的几百万年到质量最小恒星的万亿年,这是比宇宙年龄还要长许多的时间。这张表格显示恒星寿命与其质量的关联性[1]。 所有的恒星都诞生于气体和尘埃云,也就是通常所说的星云或分子云。纤维状结构遍布在分子云中,致密纤维状结构会碎裂成星前云核,也就是恒星的前身。纤维状结构的具体碎裂模式与其对周围气体的吸积、几何弯曲和磁场相关。在超临界的纤维状结构中已经发现了,致密云核的准周期链状结构,典型的云核投影间距接近纤维状结构的宽度,云核处于自引力束缚状态,有的云核已经孕育出了原恒星[2]。在数百万年的时间里,这些原恒星达到稳定的状态,成为所谓的主序带中的恒星。
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恒星生命的绝大部分都是由核聚变提供能量。最初,能量是由主序星恒星核心的氢融合产生。然后,随着核心变成氦占有优势时,像太阳这样的恒星开始沿着核心周围的球壳进行氢燃烧。这个过程会使恒星的大小逐渐增大,经过次巨星阶段,直到达到红巨星阶段。质量至少为太阳一半的恒星可以通过核心的氦融合产生能量,而质量较高的恒星可以沿着一系列同心的壳层融合更重的元素。像太阳这样的恒星一但耗尽了核燃料,它的核心就会坍缩成为致密的白矮星,而外层会被排出成为行星状星云。质量大约在太阳10倍或更多的恒星,当它们演化出无活性的铁核,就会造成核心急遽坍缩形成密度极高的中子星或黑洞,并产生超新星爆炸。尽管宇宙还不够老到可以让任何质量最低的红矮星到达它们生命的终点,但恒星模型(英语:Stellar model)表明,在氢燃料耗尽成为低质量的白矮星之前,它们会慢慢的变得更亮与更热[3]。
因为恒星的变化在大多数的阶段都发生得非常缓慢,即使在许多世纪里也无法探测,所以恒星演化不是通过观察单一恒星的生命来研究。取而代之的是天文物理学家通过观察在生命过程中不同时间点的许多恒星,并使用电脑模拟类比恒星结构,来了解恒星是如何演化。