恆星
宇宙中除了少數行星外,都是自己會發光且位置相對穩定的恆星。它們像長明的天燈,萬世不息。距我們最近的一顆恆星是太陽。其他恆星離我們都非常遙遠,最近的比鄰星也在4光年以外。如果把它們拉到太陽的位置上,那麼我們就能看到無數個太陽了。
人們在夜空中看到的星星基本上都是恆星。古人以為恆星的相對位置是不變動的。其實,恆星不但自轉,而且都以各自的速度在宇宙中飛奔,速度比宇宙飛船還快,只是因為距離太遙遠,人們不易察覺而已。恆星作為天體是十分龐大的。例如太陽的直徑約為140萬千米,相當於地球的109倍,體積比地球大130萬倍。在遼闊的宇宙可怕的科學中,太陽只是一名很普通的成員。
恆星世界中的巨人一一紅超巨星的直徑要比太陽大幾十倍或幾百倍。大多數恆星的質量是太陽質量的0.5~5倍,少數恆星的質量比太陽大幾十倍。恆星發光的強度是各不相同的,即使是發光強度大體相同的星星,由於它們與我們的距離有遠有近,其亮度也不同。人們根據恆星的視覺亮度,把恆星分為六個等級,這就是天文學上的目視「星等」。最亮的星稱為一等星,其次是二等星,再次是三等、四等、五等星,肉眼能看到的最暗的星為六等星。
自望遠鏡問世後,人們已能看到許多比六等星更暗的星星。還有一種「星等」稱為絕對星等。絕對星等的大小,反映的是恆星本身的光度或總發光量,這與目視星等的意義不同。恆星中主要是氫氣,其次是氦。在700萬℃以上的高溫下就會發生熱核反應,四個氫原子核聚變成一個氦原子核,同時釋放出巨大的能量。
氫彈之所以能發生威力無比的爆炸,正是這種反應的結果。恆星內部,每時每刻都有許多「氫彈」在「爆炸」,使恆星長期不斷地作為一個熾熱的氣體大火球而發光發熱。恆星的溫度從中心向表面逐漸降低。然而,恆星的表面溫度也十分驚人:最低的有2000多攝氏度,最高的可達到4萬℃。太陽的表面溫度是6000℃。
恆星的顏色是由恆星的表面溫度決定的。這正如一塊熾熱的鐵,當溫度增高時,它的顏色會由紅變黃、變白,甚至變藍。作為宇宙中最基本的成員,恆星既有產生的一天,也有衰老死亡的一天。但一批恆星「死」去了,又會有一批新的恆星誕生。所以,宇宙中永遠存在著無數個「太陽」。
主序星
處於壯年期的恆星是主序星,現在的太陽就處在主序星階段,其年齡已有45億歲。主序星之所以能維持長時間的燃燒,是因為其內部儲存著充足的燃料氫。恆星生的大部分時間都停留在主序星階段,我們看到的大多數恆星都是主序星。質量大的怛星因燃燒劇烈、燃料消粍快,這樣的恆星在主序星階段的時間就較短,但最短也有幾百萬年。
超新星
世界上最詳細、最早地記錄超新星爆發現象的是我國,《宋會要》是最早記載這一天象的史書。由於當時沒有超新星的名字,一般稱其為「客星」。超新星是垂死的恆星的輝煌「葬禮」,它並不是新出生的星星。一些大質量的恆星,內部引力極強,當內部燃料耗盡燃燒停止時,星球不是慢慢地收縮,而是突然地坍縮。因為坍縮所產生的內部壓力非常巨大,而使球殼無力承受而發生爆炸。
這就與我們給自行車打氣過度時突然發生的爆炸相似。劇烈的爆炸,猶如一顆超級原子能,向外發出極大的能量,閃耀出異常明亮的光芒。於是,一顆本來很暗或根本看不見的恆星,亮度一下子會提高十七個星等級以上,成為一顆亮星,這就是超新星。
紅巨星
也許誰也不會料到,幾十億年後,太陽因為突然膨脹而變成一個大火球,離太陽最近的水星和金星將被它吞沒。即使地球不被吞沒,其表面溫度也可能高達1000℃C以上,地球上所有的生命都將毀滅。天文學上把一般恆星都會經歷的晚年階段稱為紅巨星階段。
當恆星演變到主序星階段末期,除了外殼部分,它內部的氫基本上已經轉化成氦而使熱核反應停止。這時,恆星的中心部分迫於引力作用而發生收縮,使溫度升高,並且釋放出巨大的能量,外殼的急劇膨脹,使整個恆星便像氣球一樣被吹大了。恆星的表面積因外殼的彥脹而增大,表面溫度降低,而總發光量增加。這樣,它就變成一穎亮度大、溫度低的紅色星一一紅巨星。恆星從主序星到紅巨星的轉化過程很快就能完成。
雖然氫在紅巨星內部已經基本耗盡,但內部收縮使溫度升得更高了,於是氨聚合反應又開始了,它內部便又重新燃燒起來,並且能夠持續很長時間。像太陽這樣的恆星,在紅巨星階段大約能停留10億年。