科普系列：你知道恆星的壽命與長幼嗎？
大家好，今天跟大家聊聊恆星，你知道恆星的壽命與長幼嗎？我們知道，一個人的壽命一般有70歲到80歲；一頭大象的壽命大約有70多歲；一隻烏龜最多可以活四五百歲；一隻母雞的壽命一般只有五六歲；而一隻蒼蠅的壽命卻只有幾個月甚至幾個星期。那麼，恆星的壽命有多長呢？
「短命鬼」與「老壽星」
恆星的質量決定恆星的命運，質量過大或者過小，都不能成為真正的恆星。其實恆星質量的作用還遠遠不止這些呢！恆星的質量不僅決定恆星的命運而且還決定了恆星的壽命。在神秘的恆星世界裡，有一個非常有趣的現象：質量越大的恆星偏偏是「短命鬼」，而質量小的恆星偏偏是「長命百歲」的「老壽星」。大質量的恆星壽命甚至超不過100萬年，而質量比太陽小得多的小質量的恆星壽命甚至可長達2000億年，上下相差十幾萬倍，多麼不可思議！
那麼，為什麼大質量的恆星都是「短命鬼」，而小質量的恆星偏偏是「老壽星」呢？科學家們經過長期的研究發現，之所以大質量的恆星壽命短，而小質量的恆星壽命長，主要原因是大質量的恆星與小質量的恆星發出能量的速度不一樣。下面我們還要介紹，恆星主要是靠內部物質發生原子反應向外釋放能量而存在的。大質量的恆星內部原子反應的速度要比小質量恆星快得多，所以發出的能量就大，其內部的物質消耗也就快；而小質量的恆星內部原子反應慢，發出的能量少，所以物質消耗也少。這樣一來，大質量的恆星內部的物質很快就消耗完了，當然壽命就短了；而小質量的恆星雖然比大質量的恆星所包含的物質少得多，但它不像大質量恆星那樣「浪費」，而是注意「節約」，「細水長流」反而壽命長。你看，小質量恆星的「做法」還真有值得我們學習的地方呢！
恆星的長幼
一般情況下，年齡的大小確實是衡量年老和年輕的標誌，60歲的花甲老人肯定比20歲的青年衰老。但是，在恆星世界中這樣的觀點和看法就不一定對了。在恆星世界中有一個非常有趣的現象，年齡相同的恆星，其年輕和年老的程度未必也相同。比如兩顆恆星同樣都是100萬歲，但是其中一顆可能已經是恆星中的「老頭子」了，而另一顆可能還是恆星中的「小孩兒」。這是為什麼呢？造成這種有趣現象的原因主要是不同質量的恆星壽命差別很大的。上面我們已經介紹過，大質量的恆星和小質量的恆星其壽命差別巨大。
這樣一來，那些質量大而壽命短的恆星，雖然年齡不大，但是可能已經進入恆星的老年階段了；而那些質量小但壽命長的恆星，雖然年齡可能已經很大，但是它可能仍然處在恆星的青年或者壯年時期呢！比如一頭大象和一隻母雞相比，大象的平均壽命長達75年，而母雞的壽命卻只有五六歲，所以5歲的大象只能說是一頭年幼的小象，而5歲的母雞卻已經是老母雞了。為了能夠準確地反映恆星的衰老程度，科學家們引進了「演化齡」的概念。所謂「演化齡」就是恆星的實際年齡與它的平均壽命的比。比如一顆大質量恆星的年齡已經有50萬歲，而它的預期壽命是100萬歲，那麼這顆恆星的演化齡就是0.5；再比如一顆小質量恆星的年齡也是50萬歲，而它的平均壽命是50億歲，那麼這顆小質量恆星的演化齡只有0.0001。顯然，同樣是50萬歲的兩顆恆星它們的演化齡大不相同，當然衰老程度也相差很大。
恆星上的能源
我覺得，恆星和太陽一樣，都是熊熊燃燒、不斷向外發出光和熱的「大火爐子」。我們家庭用的爐子燒的都是煤炭，那麼恆星「燒」的是什麼呢？「恆星爐子」燒的也是煤炭嗎？恆星不斷地長時間向外發射大量的光和熱，那麼，這些光和熱的能量是從哪裡來的呢？人們首先想到的是燃燒。假如恆星都是由煤炭組成的，恆星通過燃燒煤炭向外發出光和熱的話，那麼因為恆星裡面的東西是固定的，沒有外界為它補充，按照恆星的質量和它發出的能量計算，最多只能維持幾千年。我覺得就像我們家裡的煤爐一樣，如果不往裡加煤，用不了多長時間，煤爐自己就會熄滅。然而，大多數恆星早在幾億年之前就開始向外發光發熱了。所以，如果靠燃燒煤炭向外發光發熱的話，一個個「恆星爐子」早就熄滅了。除了燃燒煤炭之外，燃燒其他東西也一樣，都不能滿足恆星向外發光發熱的需要。所以，燃燒產生的能量太少，不是恆星向外發出能量的方式。
「恆星爐子」燒的是流星嗎？
我覺得，恆星靠燃燒自己身上的東西不能滿足發光發熱的需要，是不是應該有外部東西補充到恆星內部供它燃燒呢？人首先想到了流星。設想在恆星的周圍也和太陽的周圍一樣存在許多流星，這些流星不斷闖入恆星，在恆星內部燃燒，這樣恆星有了外部物質的補充，就像向煤爐裡不斷加煤一樣，這樣一來，「恆星爐」就不會熄滅了。可是，新的問題又產生了，我覺得如果流星不斷地闖入恆星內部，恆星質量就會不斷增加，越來越大，但是經過科學家們的仔細測量，恆星的質量都非常穩定，沒有變化，因此「恆星燃燒流星」的說法也是不對的。
以上就是小編跟大家聊的恆星的壽命與長幼，你看明白了嗎？好了，本期就說到這裡，下期我們接著聊。
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