一般情況下,恒星的壽命和恒星的原始質量呈反相關,也就是恒星質量越小壽命越長,對于M型恒星來說,其主序星壽命最長的超過2000億年,比我們宇宙的年齡還長很多倍。
我們宇宙被數不清的恒星照耀著,星系之所以發光,也是數以億計恒星的貢獻,比如我們銀河系內就有近2000億顆恒星,我們太陽只是其中毫不起眼的一顆。
根據恒星形成與演化理論,恒星最初由星際氣體和星際塵埃坍縮而來,天體的質量越大,其內部的溫度越高,當天體的質量達到大約75倍木星質量(約0.08倍太陽質量)時,內部溫度將達到800萬度,此時氫的核聚變反應將會點燃,于是一顆恒星誕生了。
隨著恒星質量的增加,恒星內部的溫度將會急劇升高,內部的核聚變反應也將變得更加劇烈,于是恒星氫元素的消耗速度變快,其主序星壽命變短。恒星可以根據它發出的光譜進行分類,恒星光譜反應了恒星表面溫度的高低,我們太陽屬于中等質量的黃矮星,光譜類型是G,表面溫度高達6000℃,其主序星壽命長達110億年,目前燃燒了近46億年。
對于小質量的恒星,主序星的壽命更長,比如最小的紅矮星,光譜類型為M,表面溫度小于3500K,其主序星壽命甚至達到了2000億年。我們宇宙誕生于138億年前的一次暴漲,根據理論模型計算,小于0.9倍太陽質量的恒星,其主序星壽命都超過了宇宙年齡。
所以存在一種可能,宇宙第一批恒星中的小質量恒星,有可能一直燃燒到現在,這些恒星的特點就是擁有極低的金屬含量,目前天文學已經發現了數顆貧金屬恒星。
對于大質量的恒星,由于內部的核聚變反應非常劇烈,所以主序星壽命變短,比如對于藍超巨星來說,表面溫度超過20000K,主序星壽命只有大約1000萬年,相對于我們太陽的110億年來說,確實短了很多。
中小質量恒星在主序星階段結束后,會經歷短暫的紅巨星時期,然后在核聚變燃料消耗殆盡后,將會坍縮為一顆白矮星,白矮星經過數百億年甚至上千億年的冷卻,最終會成為一顆冰冷的黑矮星,我們宇宙的年齡只有138億年,根據理論模型計算,目前宇宙中還沒有黑矮星形成。
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