恒星

恒星

• 恒星的定义：本身能够发生热核反应，能够发光发热，最终演化为致密残骸的星体。
  恒星的质量必须大，至少8%的太阳质量，否则星体无法产生足够的压力和温度，也就无法发生热核反应。恒星之间的距离通常比较远。

• 恒星的组成： 炽热的气体，主要成分是氢元素，占总质量的70%左右，其次是氮元素，占总质量的20%。

• 恒星的一生：生于星云，死于星云，分为星胚、主序星、红巨星和致密星四个阶段。星胚是恒星的诞生阶段，主序星是恒星的青壮年阶段，红巨星是恒星的衰败阶段，致密星是恒星的死亡阶段。质量大的恒星寿命短，因为反应剧烈。质量小的恒星寿命长，内部反应相对缓慢。

  诞生：宇宙中有许多星际灰尘和气体，通常十分稀薄。当这些气体和尘埃达到一定的密度，就会形成星际气体云。当星云的质量达到一定程度时，就会在自身引力的作用下开始崩塌和收缩。其中的物质被挤压，温度也会上升的很高。初始，由于星云内部密度不均匀，密度大的地方加快吸收和收缩，因此，星云会分裂。接下来，星云持续分裂成中型星云和小型星云。小型星云此时的密度很高，吸引更多，于是质量越大。引力变大，于是开始向内收缩，引力势能转化为热能，导致内部产生高温。星云并塌缩成一个球体。此过程大概需要200万年。另分子云团也会向内收缩成恒星。

  星胚阶段：原始恒星初步形成后，会在引力的作用下进一步收缩。气体在收缩时会释放热量，自身的温度升高，压力变大，反应生成更多的热能。使得恒星的内核更加炽热。

  主序星：恒星的引力势能使内部的温度持续增加，当温度达到1500万开时，热核反应开始，此时恒星开始发光。当恒星内部核聚变释放巨大的能量，向外膨胀爆发形成膨胀压力，与自身向内收缩的向心引力达到平衡，收缩过程停止。因此，内部能够产生核反应的星胚才能形成主序星。

  内部核反应层级：第一层级核反应：氢反应成为氦，四个氢聚变为氦。第二层级核反应：当氢所剩不多时，氦聚变为碳，三个氦聚变为碳。以此是氧、氖、钠、镁、硅，最终是铁。太阳最多发生两级核反应并会燃烧完燃料。

  按质量划分级别：8%太阳质量的星体无法点燃氢，无法形成恒星。8%_{35%太阳质量的恒星能点燃氢。35%}400%太阳质量的能点燃氦。400%~1000%能点燃？大于1000%的恒星最后会生成铁。

  红巨星阶段：当恒星内部发生反应到达第二层级后，释放的能量更多，于是恒星开始膨胀，进入红巨星阶段。此时恒星会膨胀变大，红巨星内部反应持续，当核聚变反应停止了下来，膨胀的红巨星几乎燃烧了燃料，膨胀压无法与收缩压平衡。于是在引力的作用下，红巨星开始坍缩。表面的气体核与中心核发生反弹和爆发。由于中心高温高压，中心核被压成了一个致密的星核，恒星进入 致密星阶段。恒星临终前的爆发称为新星爆发或超新星爆发。

  恒星爆炸有两种宿命，一种是成为气体和尘埃。另一种外壳变为星云，内核变为致密星。

  致密星阶段：

  超新星，就是恒星在爆炸时产生强烈的光，看起来向产生了新的恒星。新星和超新星爆炸是不同的，新星是在恒星表面爆炸，超新星是在恒星内部爆炸。超新星的爆炸会产生许多新的元素。

  白矮星，白矮星是恒星的生命接近终点时的产物。当恒星内部反应到原子都无法存在时候，原子周围的电子将变为自由电子，因此原子核被自由电子包围，此时称为简并态。白矮星就在简并态与自身的引力下达到平衡，当简并态无法于引力抗衡时，白矮星继续收缩，进而形成密度更高的中子星，甚至形成黑洞。

  中子星，质量大的恒星反应更加剧烈，变成了中子星。电子被巨大的压力压入了原子核，形成了中子。

  黑洞，质量更大的恒星反应到终极态时，恒星内部出现较多的铁元素。恒星无法释放出能量与引力平衡，此时开始坍缩。形成黑洞。黑洞的强大引力会将它周围的物质都吸进去，光也无法逃脱。