恒星演化(3)

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恒星形成之后会落在赫罗图的主星序的特定点上。小而冷的红矮星会缓慢地燃烧氢,可能在此序列上停留数千亿年,而大而热的超巨星会在仅仅几百万年之后就离开主星序。像太阳这样的中等恒星会在此序列上停留一百亿年。太阳也位于主星序上,被认为是处于中年期。在恒星燃烧完核心中的氢之后,就会离开主星序。 在形成几百万到几千亿年之后,恒星会消耗完核心中的氢。大质量的恒星会比小质量的恒星更快消耗完核心的氢。在消耗完核心中的氢之后,核心部分的核反应会停止,而留下一个氦核。
失去了抵抗重力的核反应能量之后,恒星的外壳开始引力坍缩。核心的温度和压力像恒星形成过程中一样升高,但是是在一个更高的层次上。一旦核心的温度达到了1亿开氏度,核心就开始进行氦聚变,重新通过核聚变产生能量来抵抗引力。恒星质量不足以产生氦聚变的会释放热能,逐渐冷却,成为红矮星。
积热的核心会造成恒星大幅膨胀,达到在其主星序阶段的数百倍大小,成为红巨星。红巨星阶段会持续数百万年,但是大部分红巨星都是变星,不如主序星稳定。
恒星的下一步演化再一次由恒星的质量决定。
利用赫罗图可以形象地说明恒星死亡的3个主要模式: (1) 低质量的恒星(位于主星序的右下角)寿命最长,由于引力塌缩变成白矮星;(2)与太阳质量相当的恒星(位于主星序的中间位置)先变成一颗红巨星,然后变成白矮星;(3)大质量的恒星(位于主星序的左上角)在引力塌缩过程中,其中心形成铁核,最后导致超新星爆发,超新星爆发的中心区域形成中子星或黑洞。