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紅超巨星是宇宙中體積最大的星體之一。其實在形成的初期它們並沒有多麼巨大，但是隨著年齡的增長，再歷經一系列變化之後，它們將變的又大又紅。
定義紅超巨星
當天文學家試圖尋找宇宙中體積最大的恆星時，他們可以找到很多紅超巨星。儘管紅超巨星在體積上非常的巨大，但是它們絕不是宇宙中質量最大的天體。無數的研究告訴我們，紅超巨星是一個恆星處於其生命晚期的狀態，且它們並不會就此安靜地逝去。
紅超巨星的誕生
那麼紅超巨星是怎麼形成的呢？想了解其內中的機理，我們必須要知道一顆恆星是如何從出生一步步走向死亡的，恆星從出生起就開始經歷一個又一個的階段，而這整個過程就叫做『 恆星演化』。恆星首先會在充滿著氣體與塵埃的星雲中誕生，隨即在其星核內發生核聚變。大部分的恆星都屬於在『主序星』這一行列，在這一階段的恆星都處於流體靜力平衡狀態。這意味著其星核內發生的核聚變所產生的能量與壓力足夠抵擋住恆星外層的重力，使其不至於坍塌。
圖解：紅超巨星的藝術家想像圖。歐洲南部天文臺
質量足夠大的恆星在什麼時候會成為紅超巨星呢？
一顆高質量恆星（比太陽高很多倍）所經歷的演化階段與主序星差不多，只是比類日恆星更加的激烈。由於其極高的質量，在氫燃燒階段之後，星核發生坍塌，而極速增長的溫度引發了氦的核聚變，聚變速率的高速提升又導致了恆星的不穩定。一顆恆星在轉變為超紅巨星之後也會付出相應的代價——它將會向太空流失非常多的質量。所以說紅超巨星在體積上可以說是宇宙中最大的天體，而在質量上遠遠不是，因為它們會隨著時間流逝而失去質量。
圖解：大犬座VY 紅超巨星，是目前已知第二大體積的恆星，左下角的像素點即是太陽。Universetoday
紅超巨星的特性
紅超巨星之所以看起來是紅色，是因為其擁有較低的表面溫度（溫度從3500K到4500K）。依照韋恩定律，一顆恆星越熱，其輻射譜的波長越短（紅光的波長在可見光範圍內最長，所以紅超巨星的表面溫度並不高）。所以雖然紅超巨星的內核溫度極高，但由於其巨大的表面積，溫度在由內向外的傳遞中遂可以很快地降下來。一個很好的例子就是我們在地球上肉眼可見的參宿四（獵戶座α星）。絕大多數紅超巨星的半徑是太陽的200到800倍。因為它們極高的質量與體積，這些巨大恆星需要非常多能量來防止重力塌陷，所以必須要極速地燃燒自身的核燃料，最終導致了它們短暫的壽命（只有數千萬年，其短暫是相對於類日恆星）。
其他種類的超巨星
前面我們主要討論的是紅超巨星，然而在宇宙中還存在著其他種類的超巨星。一顆高質量恆星通常在氫聚變過程之後會在不同種類的超巨星之間互相切換。比如一個恆星在變為藍超巨星之前會先經歷黃超巨星，然後又變回黃超巨星，如此往復。
圖解：一個藍超巨星與太陽系的體積對比，右下角圖中最外層圈即是木星的公轉軌道。Space
特超巨星超巨星中質量最大的一類又被稱為特超巨星，然而特超巨星的定義並不是很嚴謹，它們通常只是指質量非常大且體積非常大的紅超巨星或藍超巨星。
紅超巨星的死亡
隨著在恆星內核所燃燒的元素越來越重，一顆超高質量的恆星會在不同的超巨星階段來回切換。最終所有的燃料將會被耗盡，而這也是重力最終勝利的標誌。在這個時間節點，恆星的內核大部分都是鐵，內核再也無法提供用以抗衡重力的輻射壓，從而引發重力坍塌。接下來的一系列事件導致紅超巨星爆發成為一顆II型超新星，最終只留下了恆星內核，且在強大重力的壓縮下，成為一顆中子星或者是一個黑洞。
圖解：M27啞鈴星雲，啞鈴星雲是最早被人類發現的行星狀星雲，它於1764年被法國天文學家夏爾·梅西耶所發現。Sapace
類日恆星如何進化
人們總想知道太陽最終是否會變成一顆紅超巨星。對於太陽這個尺寸的恆星來說，是不可能，然而這類恆星會經歷一個叫做『紅巨星』的階段，其與紅超巨星非常類似。當類日恆星燃燒完氫之後，它們的內核開始塌陷。這個過程會使內核溫度上升許多，意味著更多的能量正在被釋放，從而導致太陽的最外層延伸，形成一個紅巨星。也就是從這一刻起，太陽離開了主序星的行列，其內核變的越來越熱，隨後太陽把氫元素聚變成氧元素和碳元素，並失去一些質量。最終通過行星狀星雲將外殼拋出，從而形成一顆持續冷卻的白矮星。
被拋出的星雲就叫作行星狀星雲，它們會慢慢地消散。這樣的死亡相對於超巨星的超新星爆發可是要溫柔許多了。
作者: John P. Millis, Ph.D
FY: 神靈之踹
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