四天王有五個是常識，恆星亦如是
大家可能都知道白矮星，中子星和黑洞這三種恆星死亡後留下的「墓碑」。它們分別對應著從小質量到大質量天體的結局，那麼事實果真僅僅如此嗎？在動漫界有這麼一句話：四天王有五位不是常識麼？確實，我們人類總希望能從自然界找出一些簡單深刻的規律，以一勞永逸地解決所有問題。就像古時的哲學家希望用「五元素說」來解釋世間萬物一樣，誰也不可能想到這個五彩繽紛的人間竟然是由近100種元素組成的。
壽命極長的「未滿恆星」和「迷你恆星」
所以用常識判斷，星星們果然不可能死得那麼單純，今天我們就來說一說天空的明星們，它們有哪些不為人知的「大結局」。
上面這張圖是傳統意義上大家理解的恆星生命線，恆星根據質量大小被簡單地分為「大質量恆星和「普通恆星」，其實在這裡就已經省略了一個細分，那就是不足0.08個太陽質量而「恆星未滿」的褐矮星，它們因為個頭不夠而沒法全面「點燃」自己，引發氫核聚變，只有一些氫的同位素發生了一點弱小的聚變，所以溫度很低，顯現微弱的褐色光芒，幾乎沒法被看到。它們是介於「巨行星」和「小恆星」之間的尷尬存在。
在恆星中有一條鐵律，就是質量越大命越短。這一點很好理解，因為個頭越大，引力就越大，引力越大其核心的壓力就會越高，壓力越高發生核聚變的速度越快。所以那些小於一半太陽質量的恆星往往擁有長得驚人的壽命，目前宇宙的推算年齡大概137億年，而我們觀測到有一些小恆星可能在宇宙誕生之初就已經存在了，卻至今還活得好好的，它們被稱為「紅矮星」。所謂矮星就是個頭不大的意思。它們或許被稱為「與天地同壽」也不過分。
在宇宙中，藍色比紅色溫度高
我們的太陽也是矮星，不過顏色稍微發生了一點變化：黃矮星。這是為什麼呢？因為太陽的溫度高呀，紅矮星的表面溫度一般2500℃以上，最高不會超過5000℃，而太陽的表面溫度高達5770℃。可見光中紅光是能量最弱的，而紫色是能量最強的，所以當一顆恆星溫度低時，它就無法發出藍紫色的光，因而顯現出紅色；而當溫度比較高時，足量的藍光和紅光按一定比例混合，就會呈現出白色的光芒，這也就是我們的太陽所在的分類了。
由此我們自然可以推理出來，如果一顆恆星的溫度極高，那麼它發出藍紫色的光將會佔據主流，這樣一顆恆星就會顯示出特殊的藍色，那麼它存在麼？還真存在，那就是傳說中的「藍巨星」。
現在回到我們的太陽，它是一顆非常完美的恆星，不是太大也不是太小，發出的能量和光熱比較穩定且壽命也挺長的，紅矮星的壽命雖長卻非常不穩定，喜歡發射極劇烈的「太陽風」。而那些大恆星就全都是短命鬼，要知道太陽在壽命大概有100億年，而那些大質量恆星只有幾百萬到幾十萬年的壽命，短得不像話。
太陽之死
所有的恆星其實都是兩個力平衡的結果：引力和膨脹力。引力讓物質向內收縮，而核心聚變產生的光能和熱能則將物質向外吹，這樣核心就不會因為物質太多壓力太大溫度太高而失控爆炸。太陽的核心溫度只有區區1500萬℃，為什麼要用區區呢？因為太陽系最高的溫度其實就誕生在我們地球上，「沙皇炸彈」的中心點瞬時溫度接近3.5億℃。
因為太陽不是太大，所以它的死亡也不會那麼華麗，當太陽中的氫元素耗盡的時候，因為核心的膨脹力不足而會出現收縮。但是一收縮就會出現一個問題，壓力和溫度反而會越來越高？對，這種「反其道而行之」的現象會把原來一直被核心輻射吹得掉不下來的外層氫點燃，釋放出更多的能量和溫度，把年邁的太陽再次吹脹起來！這就是我們很多人都知道的「紅巨星」，那時的太陽直徑會膨脹200倍，相當於一個足球變成了一幢14層高的樓。
理論上所有鐵之前的元素都可以參與聚變，但是這些元素編號越往後，「點燃」它們所需要的溫度和壓力就越高，所以太陽在漫長的歲月裡就只以氫作為燃料，氦只是大量累積的「燃燒渣滓」而已。而最終的「紅巨星」階段能讓太陽的核心達到1億度，這就會將氦給點燃，氦的聚變遠不像氫那樣溫和，會釋放強烈的氦閃，把原本已經膨脹的外層物質吹飛，最終核心的氦也會變成碳和氧組成的密度極高緻密小球，一個指甲蓋大小的物質就有一千噸，這就是「白矮星」。
重點！你所不知道的超新星爆炸
要說什麼天文現象最網紅那必須是超新星爆炸，大部分人以為的超新星爆炸很單純，一句話就可以概括：「大於8倍太陽質量的恆星會發生超新星爆炸，其中小於30倍太陽質量的會變成中子星，而更大的會變成黑洞」。
真的是這樣嗎？錯！不僅僅是恆星的質量，還有一項重要指標也在影響著恆星的命運，是時候給你們介紹一下真正的超新星爆炸了！
上面這張圖庫有兩個坐標，橫坐標當然就是以太陽質量為參照的數值了，三個數值分別是10倍，100倍和1000倍。縱坐標就是我們一直都不知道的隱藏參數，其名為「金屬度」。什麼意思呢，就是恆星中除了氫和氦之外的元素含量，因為元素周期表的大體方向是序數越大金屬性越強，所以就這樣命名了，雖然其實恆星聚變的大部分產物都不是金屬。縱坐標的數值依然是以太陽為對照，向上最大到1000倍，向下最少到完全不含氫氦之外的元素。
現在讓我們來解讀一下加入了「金屬度」後的表有什麼特別之外。灰色的是白矮星，可以看到只要低於8倍太陽質量並不會受到金屬度的影響，一定會變成白矮星。但是就過了8倍就是一個完全不同的世界了，現在你們可能有一些問題。
1、為什麼有那麼多種顏色？因為人們根據超新星爆發種類和劇烈程度不同，對它們分了類。2、為什麼還有黑色？因為……有一些恆星不會經歷超新星爆發，而是直接坍縮成了黑洞。3、為什麼粉色後面寫了個「炸散」？正如字面上的意思，它會發生超新星爆發，而且威力極大直接炸到沒有留下天體。4、那兩根紅線是什麼？有一些恆星在末年會被特別強烈的超星風把氫的外層吹飛，成為一種相當極端的天體：沃爾夫-拉葉星。
好現在讓我來一個一個詳細解說。以上四個問題為此我們需要把這個圖配合另一個表來看，就是下面這張。
1、為什麼超新星爆發有那麼多分類？其重要的原因就是爆發的能量等級不同，而能量等級是由恆星的金屬度決定的，金屬度比較高的恆星溫度會非常高，這就導致它們在爆發的時候也會更加猛烈。比如兩個「金屬度非常高」的選項，25-40倍和大於40倍的，按照我們之前的理解這個質量大小一定會化為黑洞，但是它們並沒有。極高的溫度和極猛烈的爆炸把絕大多數物質都吹飛到的宇宙中，而且遠到不會落回來，所以它們的結局是中子星。
2、、為什麼有直接坍縮的黑洞？這是天文學家觀察發現的，在距我們2200萬光年有一顆名為N6946-BH1的恆星，在2019年的時候它的光開始減弱，但是到了2015年的時候，它就突然從望遠鏡裡消失了，沒有任何超新星爆發的跡象。這也是人類頭一次意識到，從恆星到黑洞的路上，超新星並不是一個必選項。從表上我們可以看到這樣的恆星金屬度很低，也就是說它在收縮的時候本應該爆炸的，但是因為氫的聚變沒法在收縮到成為黑洞之前就把恆星炸開，所以它就無聲無息地坍縮成一枚黑洞了。
3、為什麼會存在炸散？因為這些超新星已經不是傳統認識中的超新星了，一般的超新星爆發前的恆星是一層一層進行著聚變的，越向核心而去其溫度越高，參與聚變元素的序數就越大，這被稱為「洋蔥結構」，而這種超新星爆發被稱為「鐵核崩潰」型超新星爆發。 但是當恆星的質量介於140-250個太陽質量且金屬度較低的時候，其內部就會出現一種名為「不穩定對」的現象，簡單來說就是還沒等內部開始更高序數的元素聚變，就先炸了。
前面說到所有的恆星都是由引力和膨脹力平衡維持的，所謂的膨脹力其實就是光壓，也就是光子對物質衝擊產生的壓力，溫度越高其核心產生的光子能量就越大。而當溫度高到一定程度的時候，這些光子就會發生一種奇異的反應：能量產生物質。
我們知道質能方程E=mc揭示了以質量換能量的原理，原子彈就是這個原理應用的典型。但是你們不知道的是，其實能量也是可以變質量的，也就是當光子的能量高到一定水平時，兩枚光子相撞會產生一枚正電子（反物質）和一枚電子。這樣一來恆星內核就會出現一個問題，光壓下降。而光壓下降自然引發膨脹力下降，物質在引力的作用下落向核心，這樣核心的壓力和溫度會繼續上升，而更高的溫度又會放出更大的光子，更大的光子又更容易撞在一起…………
這就是一個相互刺激的正反饋，正反饋就只有一個結果：失控。所以當達到這樣一個臨界點之後，只要一瞬間，這枚恆星就會在內部引爆炸出全宇宙最燦爛的煙火，放出的光熱是一般超新星的10倍以上。而因為在爆炸的時候內部尚未形成重元素的核，所以什麼也不會留下。
4、為什麼恆星的外層氫會被吹飛？因為有一些按部就班的大恆星按「洋蔥結構」進行聚變到了後期裡，氫已經所剩無幾了，主要的聚變材料變成了碳、氦和氧。而些「燃料」非常暴躁，釋放的能量和溫度極高，強烈的向外輻射被稱為「超星風」，這樣的風輕鬆就把氫的外層吹飛了，露出的裡面的星核，說它是一枚裸奔的將死之星是比較恰當的，這就是沃爾夫-拉葉星。
沒想到吧，恆星之死竟然如此複雜，現在回頭再看看當初認識的「三大結局」，是不是有一種被蒙蔽的感覺？
這就是全部了嗎？不，遠不止如此。
我們人類對於宇宙的認識每一天都在增長著，這些可能不過是廣袤天空上極端天體知識的皮毛，或許今天這篇文章裡的知識，在明天就會被一個全新的天文觀測所推翻。但是沒關係，永遠有東西可以探索正是天文學的魅力之一，仰望星空是一種特殊的幸福。
劉慈欣的科幻小說中有這樣一個片段：讓人類製造了一臺極大的粒子加速器之後，外星人出現並告誡人類不要這麼做。人類很好奇並向他們詢問，你們是如何知道我們製作了這麼一臺加速器？外星人說我們負責監視宇宙的所有智慧生命，包括你們。人類又好奇的發問，那你們是從什麼時候開始監視我們的呢？外星人是這樣回答的：在幾十萬年前，有幾隻人猿仰望星空的時間超過了預警閾值。我們就知道你們必然會進化為智慧生命，那一刻就像一個孩子低頭看見了一粒閃亮的寶石，彎腰將寶石拾起來只是時間的問題而已。