恒星的演化

现代科学认为，恒星是由飘浮在宇宙各处的稀薄气体和尘埃物质演化而成的。这些气态的物质像云团一样，所以称为星云。它们中有的反射星光，成为美丽的散光星云。有的因为极大、极厚，挡住了后面的星光，看起来是黑的而称为暗星云。根据理论推算，当星云密度超过一定限度时就会在引力作用下收缩。据观测暗星云中央，有许多比周围更厚、密度更大的云团。它们在引力作用下进一步聚集成团，体积变小而内部温度逐渐升高。星际云的主要成分是氢，收缩之初为氢原子云。温度升高后电离为氢离子云并趋于球状。这时的直径可能有太阳的几十万倍，而质量和太阳相近，还不是星体。只当温度升高到几百度开始向外界发出红外线辐射时，星云才完成向红外星体的过渡阶段。这个过程大约有几千万年的时间。
红外星的继续收缩引起内部压力增大而使收缩减慢。当温度达到3000℃左右时，开始发射可见光使星体呈红色。当内部温度升高到摄氏700万度左右时，开始发生氢聚变为氦的热核反应，恒星进入相对稳定的主序星阶段。由于恒星的质量不同、热核反应的激烈程度不同，恒星的氢聚变能维持几百万年到几百亿年。例如太阳可维持100亿年；比太阳大10倍的恒星，在主序阶段只停留几千万年；质量为太阳几分之一的恒星，主序阶段可停留上万亿年。总之，恒星质量越大，演化越烈，寿命反而越短。
氢聚变为氦的热核反应，主要在恒星的中心部分进行。当生成的氢超过40%时，中心区向外辐射的压力减弱而造成恒星的再次收缩。由于中心区的氢聚变反应和引力收缩的双重作用，中心区温度可升到1—2亿度而引起氦原子聚变为碳原子核的热核反应，并引起温度急剧升高。这样继续一定程度就会使恒星外壳急剧膨胀，星体变得很大、表面温度下降成为一颗红巨星。但红巨星内部的温度还会升高，达到30亿度时会发生碳聚变的热核反应。温度再高还会发生其它的热核反应。这样越演越烈，由氢、氦等轻元素聚变成的重元素越来越多，当温度升高到60亿度左右时，红巨星会在极短时间内发生大爆发。发生大爆发的恒星，大量向外界抛射物质，光度突然成万倍甚至成亿倍的增加。这就是突然出现的新星和超新星。抛射到空间去的物质，弥散成稀薄的气体和尘埃云，开始新的发展史。
恒星大爆发以后，剩下的中心部分在引力作用下剧烈坍缩，以致形成体积较小而密度极高的白矮星、中子星、黑洞。

恒星演化流程示意图