恆星的演變過程會發生什麼？為什麼它對我們這麼意義重大？

此時此刻，太空中有無數顆恆星在誕生，同時有無數顆恆星在消亡。宇宙中有數不清的恆星，每一顆恆星都是威力無窮的。它們創造了生命最基本的物質，構成了現在包羅萬象的宇宙。這其中就包括了人類，恆星的形成需要氫氣、引力和時間，宇宙大爆炸後太空中充斥著殘留下來的氣體雲即無數星辰，每個星雲都是孕育恆星的搖籃，整個星雲就能誕生數百萬顆恆星。讓我們來回顧一下恆星從出生到死亡的一生，了解恆星經歷的每一個階段。

|恆星的形成過程

恆星的生命開始於一團巨大的塵埃氣體雲。宇宙大爆炸後，這些星際氣體在黑暗的太空中漫無目的地漂浮。隨著相互的靠近它們開始在引力的作用下聚集成一個緻密區域，然後向內發生引力坍場，當恆星物質團壓縮得越來越緊時，它開始升溫，重力繼續把這顆新生恆星拉到一起，坍塌的氣體球中心變得越來越熱，溫度達到了100億攝氏度。在這個溫度下，質子之間發生強烈碰撞，從而產生核聚變，把四個氫原子結合在一起形成一個更重的氦原子。核聚變反應釋放出的能量從恆星的核心向外流動，其中一些最終以光的形式從恆星表面顯現出來，顆恆星就此誕生了。恆星核心從內向外產生的推力與引力達到了完全平衡的程度，恆星不再收縮，進入主序星階段。

|恆星的壯年期——主序星階段

恆星在它生命周期中90%的時間都保持著這種平衡狀態，現在的太陽就處於這個階段。恆星的壽命取決於它有多少質量，大質量恆星有很大的引力，這使得它們的中心非常熱，因此它們耗盡燃料的速度非常快，已知質量最大的恆星的生命只有幾百萬年。而像太陽這種質量較低的恆星，核心不會太熱，燃燒燃料的速度也慢得多，我們的太陽可以持續五十億年。最小質量的恆星被稱為紅矮星，它燃燒得非常緩慢，可能會持續超過1000億年。

|恆星的坍塌過程

恆星在主序星階會度過一段漫長的青壯年期，當它內部的氫原子消耗殆盡的時候，核心不再產生向外的推力，而向內的引力不斷壓縮核心。核心體積的縮小使它變熱、變密，到達一定程度後就開始融合氦。由於恆星中心產生了更大的能量，於是恆星向外膨脹，隨著恆星體積的增大，它開始冷卻下來，發出的光越來越紅，科學家稱這類恆星為紅巨星。這個時期的恆星體積是主序星階段的數百倍，其中特別著名的一個例子就是參宿四，它距離地球640光年。如果它取代太陽系中心的位置，它將完全吞噬所有內行星的軌道。雖然紅巨星最終找到了新的燃料來源——氦，但是它已經和恆星不再完全一樣了。它的一些外層永久性地消失了，它恢復的穩定性只是暫時的。恆星的生命演化將由它們的質量決定分裂成兩個分支。

|恆星生命的總結——黑矮星、中子星、黑洞的形成

例如我們的太陽，它會在自身的重量下崩塌，變成小而緻密的白矮星。隨著數十億年過去，白矮星會逐漸消失。因為它的內部沒有能量產生，光線逃逸到太空中，它慢慢冷卻下來變成黑矮星。而高質量恆星有著巨大的壓力和溫度，這意味著它們可以繼續融合過程們早期形成的較新的重原子。例如氦、碳和氧，將依次成為料為恆星製造更多的能量與引力對抗，使恆星在很短的一段時間內保持穩定。當燃料消耗完畢核心只剩下鐵的時候，就沒有下一階段的熔合了因為鐵的熔合實際上會消耗能量而不是產生能量最終引力獲得了勝利恆星開始坍縮，此時核心會變得越來越小，越來越熱，它強大的引力使它直接越過白矮星階段產生了兩個奇異物體中的一個，要麼是中子星，要麼是黑洞。這個爆炸產生了特別多的能量，使得恆星可以短暫地變得比其所在的整個星系都要亮，亮度甚至超過了—幹億顆太陽。恆星的生命將以三種可能之中的一種為終結黑矮星、中子星和黑洞。

中子星是一種非常緻密的東西，它能有如此高的密度，是因為在超新星爆炸時原本圍繞原子核運行的電子被壓縮到原子核中與質子結合成為中子這一過程消除了原子內的所有空間，導致恆星的殘骸被奇妙地壓縮。如果你想要在地球上形成了一個和中子星樣緻密的物質，你必須把世界上所有的人都擠成個雨滴為才行。

中子星

而如果這顆垂死的恆星特別巨大的話，那麼它的殘骸就會變成一個完全坍塌的物體，在這些黑洞中引力強大到你無法想像，連光都無法從它這裡逃逸出去，時空、物質和能量都將被困在這個微小的區域裡。

黑洞

|恆星演化的意義

我們走完了恆星從誕生到成長到死亡的一生，你可能會想，這和地球上的人類活動有什麼關聯呢？在宇宙最開始的時候，它只有兩種最簡單的原子——氫和氦。這兩種元素是不可能製造出像人類一樣複雜的東西的，你需要像碳、氧、鈣、鐵和許多其他原子來創造一個人或是一個完整的生命。這些較重的原子在宇宙開始時是不存在的，它們是恆星在製造能量的過程中產生的新元素。當恆星死亡，發生超新星爆炸後這些原子將散布在星際雲中，為下一代恆星、行星的誕生提供豐富的原料。當太陽和地球在四十多億年前形成時，它們將包含足夠多的原子來製造生物，除了氫和氦之外人體內的每一個原子都曾經是一顆大質量恆星內部的一部分，是恆星內部合成的各種原子創造了新生命。它們不僅創造了新恆星、新行星還創造了有生命的有機生物！

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