夜幕深垂，天穹上繁星 點點，亙古如斯。宇宙的 深遠無盡，引人遐思無限。然而那一顆顆閃爍的 星 星 ，果真永恒不滅嗎？科學的 答案是否定的 ，宇宙中形形色色的 各種天體，包括和太陽一樣發光發熱的 恒星 ，也都有它自己的 “生命”歷程。
一．恒星 搖籃
銀河系 是由上千億顆恒星 組成的 龐大天體集團，整個星 系 象一個扁平的 盤子，稱為星 系 盤，盤中則纏繞著幾條光亮的 “臂”，稱為旋臂。(圖：銀河系 之外一個遙遠而美麗的 星 系 M100，與我們所在的 銀河系 十分相似)
科學分析表明，旋臂和旋臂之間的 暗區域大多是熾熱而高度電離的 氣體，其中氣體壓力很大，可以抵制氣體在引力作用下的 收縮傾向，所以不易形成恒星 。而在旋臂中，離子、原子和塵埃顆粒之間的 碰撞相當頻繁，能有效地使氣體“冷卻”，并產生氫分子構成的 氣體云團――分子云。分子云的 溫度通常低至絕對溫度10度左右，質量大約相當于太陽的 數千倍。這些分子云進一步碎裂和坍縮導致一群群原始恒星 的 誕生。這些分子云又稱星 云，就是恒星 的 誕生地。(圖：M16星 云中的 恒星 形成區)
二．星 胎初生
星 際氣體云團十分稀薄而且溫度極低，云團中與引力相抗衡的 氣體壓力很弱，云團在引力的 作用下緩慢地坍縮。超新星 爆炸產生的 沖擊波或云團周圍一些亮星 向外噴射的 高熱氣流（“星 風”）都會使云團中出現不均勻的 密度分布，多個密度中心分別吸引周圍的 氣體向內坍縮，形成一個個小云團。坍縮過程中，小云團中心溫度升高，旋轉加快，密度越來越大，演變成中心有核，周圍由盤狀物質包圍的 形狀，云團的 表面溫度一般為絕對溫度2000－3000度，只發出紅外輻射，不發射可見光，因此還只是恒星 的 胚胎――“星 胎”。(圖：獵戶座中的 一個恒星 形成區，圖的 左上角是三顆新生恒星 的 放大像，這些恒星 周圍均可看到有星 云盤包圍著。)
不同大小的 云團演化快慢大不一樣，像太陽這樣典型大小的 恒星 ，其處于星 胎的 狀態可維持100多萬年，在復雜的 坍縮過程中，中心溫度持續升高，直到在700萬度以上的 極高溫度下出現由氫原子核變成氦原子核的 核聚變反應，這是恒星 的 根本特征。星 球只有到了能由核聚變反應而釋放能量，才真正進入了“成年恒星 ”的 階段，變得光華燦爛，耀眼奪目。此時恒星 中心的 密度和溫度都很高，巨大的 氣體壓力足以阻止引力坍縮，恒星 的 性質變得十分穩定，就像我們的 太陽一樣。恒星 一生中90％以上的 時間都處于這一階段。
三．成年，壯年與暮年
恒星 發光發熱的 源泉來自內部的 核聚變反應，維持穩定熱核反應的 階段就是恒星 的 壯年期，天文學上稱為主序星 階段。質量不同的 恒星 維持核反應的 時間大不一樣，雖然質量大的 恒星 內部有更多的 燃料，但是溫度和壓力也相應更高，這使核反應消耗氫的 速度比小質量恒星 快得多，導致質量大的 恒星 壽命反而要短得多，比如象10個太陽質量那樣大的 恒星 只能維持一千萬年左右的 生命，而我們五十億歲的 太陽剛好度過了一生中一半的 歲月，它的 核燃料消耗速度還足夠維持剩下五十億年的 平靜日子。
太陽這樣大小的 恒星 是宇宙中最為典型的 ，它們生命中80％－90％的 時間都處在穩定的 主序階段，而當中心的 氫逐漸燃燒完后，一顆恒星 的 生命就接近尾聲了。此時恒星 的 中心將形成一個氦核并且迅速坍縮，坍縮時產生的 熱又使氦核外尚未燃燒的 氫達到核反應所需的 溫度。于是恒星 在其氦核的 周圍形成了一個氫燃燒的 “殼”，它推動著外層急劇膨脹，星 體的 體積大大增加，比如太陽這樣的 恒星 會膨脹數百倍，其結果是恒星 表面溫度下降，顏色變紅，成為一顆典型的 紅巨星 。雖然恒星 表面溫度下降，但由于發光表面積同時劇增，其總能量輸出和光亮度仍大幅增加。當我們的 太陽處在這一階段時，它的 能量輸出將增強一千倍，而它膨脹的 外殼將越過水星 軌道，將水星 汽化。(圖：變成紅巨星 后的 太陽與主序星 階段的 太陽比較)
相對而言，紅巨星 階段是很短暫的 ，此后由于核心的 收縮導致溫度進一步升高而引發氦原子核聚變為碳原子核的 反應以及此后一系 列更為復雜的 核聚變反應，恒星 快速地走向死亡。
【小資料】赫羅圖：是天文學家赫茨普龍和羅素共同提出，用以描述恒星 溫度（顏色）與光度之間關系 的 圖，也是用來研究天體演化的 重要指示圖。其橫軸為溫度，縱軸為絕對星 等（等價于恒星 的 光度）。熾熱明亮的 藍巨星 位于左上方，而比較冷且暗的 紅矮星 分布在圖的 右下角。大多數恒星 ，包括太陽都在從左上至右下的 一條對角線上，這條對角線被稱為主星 序，主星 序上的 恒星 稱為主序星 ，它們都處于一生中的 穩定氫燃燒階段。 (圖：赫羅圖)
四．走向衰亡
恒星 走向死亡的 途徑因其質量的 不同而有很大的 不同，象太陽這種中等質量的 星 體其死亡是比較“溫和”的 ，在紅巨星 階段之后，恒星 的 外殼一直向外膨脹，核心則持續坍縮，發出紫外光或X射線，高能射線激發外層氣體發出熒光，形成美麗的 行星 狀星 云。外殼氣體逐漸消散在星 際空間，成為下一代恒星 的 原料，而中心部分在坍縮到一定程度后，停止了一切核反應過程，變成一顆冷卻了的 、密度卻極大的 “白矮星 ”，其中1個方糖大小的 物質，重量可與一輛卡車相當。
質量較大的 恒星 走向死亡的 過程往往十分壯烈，通常質量大于太陽8倍以上的 恒星 ，不會平靜地演化為白矮星 ，而是引發一場震天動地的 大爆炸，這就是所謂的 “超新星 爆發”。超新星 爆發對恒星 來說是一場真正的 災變，恒星 變得面目全非，其光度會增強千萬倍甚至上億倍，即使遠至幾十億光年以外，地球上用望遠鏡也能觀測到。超新星 爆發后，原來的 恒星 體粉身碎骨，其殘留核心質量如果和太陽差不多，遺留下來的 天體將變成“中子星 ”，半徑僅有10千米左右，其密度更比白矮星 高得多。如果殘留的 核心質量仍較大，則會形成密度更為驚人的 “黑洞”，任何物質甚至連光線都無法逃脫它強大的 引力場，我們無法直接看到它，這也正是其名為“黑”的 由來。(圖：船帆座超新星 遺跡，由一顆超新星 的 遺跡擴散形成。)
質量小于0.08倍太陽質量的 原恒星 ，坍縮時核心的 溫度達不到點燃氫燃燒核反應所需要的 700萬度，因此不能成為主序星 ，而變成一顆褐矮星 ，只能發出微弱的 紅外光，慢慢冷卻并走向死亡。
(圖：1987年在大麥哲倫云（一個位于銀河系 附近的 小星 系 ）中爆發的 一顆超新星 （箭頭所指）。)
【小資料]】脈沖星
1967年，英國劍橋大學的 研究生貝爾用射電望遠鏡發現了一種特別的 星 體，它以一種周期非常穩定的 脈沖形式發出射電波，周期在1秒左右。后來證明，這種能發射脈沖波的 脈沖星 就是具有超強磁場、自轉極快的 中子星 。超強磁場使中子星 發出的 射電波只能沿兩個磁極方向射出，中子星 的 自轉軸與磁軸有一定交角，結果使得中子星 發射出的 射電波像燈塔的 光束一樣，只有掃過我們地球的 時候才能被我們接收到。脈沖的 周期，也就是中子星 的 自轉周期。（圖：脈沖星 示意圖。)
【思考與討論】
是什么決定了一顆恒星 的 壽命？如果一顆恒星 的 質量是太陽的 2倍，它的 壽命比太陽長還是短 ？
五．生死循環
正如動植物的 死亡將成為下一代生命的 養料一樣，恒星 的 死亡也都有一個共同的 特征，即將其本體中的 大量物質拋射到星 際空間中，這些物質逐漸彌漫在宇宙空間中，以氣體或塵埃的 形式成為新一代恒星 的 原材料。根據 現行的 宇宙起源學說，宇宙在大爆炸之后，出現了電子、質子和中子，由這些基本粒子結合形成的 元素，主要是氫和氦，前者約占3/4，后者約占1/4。此外，還有極微量的 輕元素，如鋰、鈹、硼等。其余的 所有元素，包括更多的 氦和鋰等輕元素，都是在恒星 內部核反應過程中形成的 。這種過程，自130多億年前宇宙中第一批恒星 誕生就已經開始。(圖：恒星 的 世代循環)
正是恒星 的 存在以及它們的 演化，產生了今天宇宙中除了氫和氦等最輕的 幾種元素之外的 100多種元素，宇宙從此變得豐富多彩，生命也賴以產生和發展，使整個世界生機勃勃。
【小資料】生命與“星 塵”
特別需要指出的 是，要產生像人類這樣的 智慧生命，沒有鐵元素是不行的 。可是，太陽內部進行中的 熱核聚變反應不會制造鐵，因此，太陽和太陽系 里富含的 鐵元素，必定是在太陽形成之前就已經存在了。這也就是說，太陽不應該是銀河系 中的 第一代或第二代恒星 ，而應該至少是第三代或第四代。銀河系 中，在太陽附近，本來應該有一顆第一代或第二代的 恒星 ，在至少五十億年之前，走完了它的 生命歷程，變成一顆超新星 ，在爆發中把它所制造的 鐵拋到了銀河系 空間，混合在彌漫的 星 際介質中。這種混合了鐵和其他各種重元素的 氣體，就成了后來形成太陽和太陽系 的 原料。請想象吧，正在你身體里流動的 血液中的 鐵元素，就是這顆超新星 在那時候制造的 ！ (圖：正在你身體里流動的 血液中的 鐵元素，是在至少五十億年之前爆發的 一顆超新星 制造的 )
追根溯源，組成生命的 元素物質，包括我們人類自身，都由在恒星 內部的 核火爐中億萬載熔煉而就的 “星 塵”所組成。
