不同質(zhì)量的恒星會(huì)有不同的歸宿
恒星之所以能夠在長(zhǎng)久的時(shí)間里，保持基本穩(wěn)定狀態(tài)，是因?yàn)楹阈莾?nèi)部的核聚變反應(yīng)。核反應(yīng)將大氣中的氫轉(zhuǎn)變?yōu)楹?，轉(zhuǎn)變過(guò)程的同時(shí)釋放出大量的能量。這些強(qiáng)大的能量由內(nèi)向外進(jìn)行傳遞，為恒星提供一股向外的輻射壓力。而這股壓力，能幫助恒星不斷抵御自身的引力，如果沒(méi)有這種自內(nèi)向外的壓力，那恒星將在引力的作用下不停向中心收縮。
銀河系存在古老恒星 追溯宇宙137億年演變
然而，無(wú)論哪種巨大的反應(yīng)，恒星內(nèi)部的核反應(yīng)燃料最終會(huì)有耗盡的一天。所以，一旦恒星中央氫變氦反應(yīng)停止，那些與引力對(duì)抗的能量消失，恒星就會(huì)迅速收縮。恒星中央的氦核在迅速收縮過(guò)程中，可以釋放出巨大的能量，而這種能量會(huì)將恒星表面的氫點(diǎn)燃，使恒星表面迅速膨脹，轉(zhuǎn)化為一顆巨星；另一方面，這種能量向內(nèi)則會(huì)將氦核點(diǎn)燃加熱，當(dāng)氦核的溫度急劇升高時(shí)，就能夠再次產(chǎn)生氦核聚變，而這次聚變后則會(huì)產(chǎn)生碳和氧的核反應(yīng)。氦使用完以后是碳和氧以及硅等元素，最后形成致密的鐵核。
不過(guò)并不是所有的恒星都可以演化到最后產(chǎn)生鐵核的階段。以太陽(yáng)為例，太陽(yáng)是質(zhì)量相對(duì)比較小的恒星，當(dāng)太陽(yáng)內(nèi)部氦耗盡后，由于自身物質(zhì)的總量不夠，那些碳和氧坍縮所釋放的引力能量將無(wú)法再次將核心加熱，所以碳氧坍縮會(huì)一直進(jìn)行，直到密度達(dá)到一定程度時(shí)才會(huì)逐漸停下來(lái)。太陽(yáng)外層物質(zhì)則繼續(xù)向外不斷地膨脹，逐漸彌漫成行星狀的星云。隨著時(shí)間的流逝，恒星慢慢冷卻，溫度和光亮不斷降低，最后將不再發(fā)光發(fā)熱，人類也就無(wú)法再觀測(cè)到它。
小麥哲倫星云中的嬰兒期恒星
這是質(zhì)量較小的恒星的歸宿，對(duì)于那些質(zhì)量較大的恒星，當(dāng)它們到了生成鐵核的階段時(shí)，由于質(zhì)量不同，最后的結(jié)局也會(huì)不同。那些質(zhì)量比太陽(yáng)大4倍到8倍的恒星，它們所殘留下來(lái)的內(nèi)核質(zhì)量會(huì)超過(guò)太陽(yáng)質(zhì)量的1.44倍，這個(gè)時(shí)候恒星將會(huì)繼續(xù)進(jìn)行坍縮過(guò)程，并且該過(guò)程會(huì)進(jìn)行得很快，從而釋放出新能量，新能量會(huì)再次以猛烈爆炸的形式爆發(fā)，將內(nèi)核之外的所有殘余物質(zhì)全部拋向太空，從而形成一次新的超級(jí)爆炸。
如果恒星質(zhì)量再大一點(diǎn)，恒星的內(nèi)核會(huì)不停的坍縮，直至形成一個(gè)黑洞，恒星表面的物質(zhì)則會(huì)在猛烈的新星爆炸中，被散布到廣闊的星際中去。
無(wú)論哪種恒星，它的質(zhì)量決定了自身具有多大的引力，而自身所具備的引力，則是主導(dǎo)恒星演化的首要物理因素，該因素則掌控著不同質(zhì)量的恒星最終走向何種命運(yùn)和歸宿。
恒星世界的“侏儒”和“巨人”
在恒星世界里，存在巨大的差別，大恒星和小恒星之間的差距遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了我們的想象，不同恒星之間的體積差距甚至可以達(dá)上億倍。
宇宙中最大的恒星 比太陽(yáng)大1500倍
太陽(yáng)的直徑為140萬(wàn)千米，太陽(yáng)的體積可以容納130萬(wàn)個(gè)地球，這似乎已經(jīng)很大了。但是在恒星的世界里，還有很多恒星比太陽(yáng)更大。例如，仙王座VV星的直徑是太陽(yáng)的1600倍，體積是太陽(yáng)的40億倍。此外，還有一些比太陽(yáng)小的恒星，恒星遺骸中子星的直徑只有十幾千米，可謂是恒星世界中超級(jí)迷你侏儒了。
恒星不僅體積相差很多，物體的密度也是各不相同。太陽(yáng)的平均密度僅為地球密度的四分之一，這在恒星世界中算是中等的。科學(xué)家所熟知的天蝎座α星，它的半徑是太陽(yáng)半徑的600倍，體積是太陽(yáng)體積的2億多倍，但密度卻為太陽(yáng)的幾百萬(wàn)分之一。又比如，天狼星的伴星，它的半徑雖然是太陽(yáng)半徑的一百四十分之一，但其質(zhì)量卻和太陽(yáng)質(zhì)量相當(dāng)?？茖W(xué)家在20世紀(jì)60年代，曾發(fā)現(xiàn)了自轉(zhuǎn)速度很快的中子星，它們的直徑雖然只有幾十千米，但其密度卻能夠達(dá)到數(shù)億噸每立方厘米。
相比之下，恒星質(zhì)量的差別就沒(méi)有如此巨大了。太陽(yáng)質(zhì)量是地球的33萬(wàn)倍，在恒星世界中算作中等，其它質(zhì)量最大的恒星是太陽(yáng)質(zhì)量的120倍，最小的恒星質(zhì)量是太陽(yáng)的十分之一。恒星的質(zhì)量能夠直接決定引力收縮時(shí)能達(dá)到的溫度，這種溫度又會(huì)直接影響到恒星內(nèi)部的核反應(yīng)。由此可見(jiàn)，恒星的質(zhì)量雖然差別不大，但卻可以左右著恒星的命運(yùn)，將彼此之間真正的區(qū)分開(kāi)來(lái)。
作者：楊冀魯
審校：李志洪
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