拥抱群星8、恒星奇观（1）

〔1〕多彩恒星

每天都出现肉眼能见的星星，除了七曜之外，基本上就是恒星了。恒星，就是远方的太阳。

恒星看起来都是一个个光点，但体积相差悬殊。一些红巨星体积可以是太阳的10亿倍，一些白矮星可以比地球小，而中子星则半径只有10千米左右。然而，恒星的质量却相差很小，最大的恒星也只是太阳的百十来倍，最小的恒星也有太阳的几十分之一。

科学家可以通过恒星的颜色推断恒星的温度，蓝白星约25000～40000K，白星稍低，红橙星约两三千K，而红外星则只有不到2000K甚至几百K。

恒星并非恒定不动，只是太远，短期内看不到运动而已。据说，北斗星经过10万年，这个勺子要换个方向，见下图。

恒星不仅会运动，还会变化，比如有些恒星亮度会变化，被称为变星；有些会突然变得很亮，就像新出现的星星，被称作新星；有些会爆发，亮度一下子陡增上千万倍，甚至上亿倍，称作超新星。公元1054年，我国宋朝曾记录了一颗位于金牛座的超新星爆发，白天都能看到，23天才慢慢暗淡下去；现在看去，可以看到著名的蟹状星云。

总结一下，恒星多姿多彩，体积相差悬殊、质量相差不大，不仅会运动，还会变化。

〔2〕恒星诞生

恒星怎么来的？

宇宙空间存在大量的“云”，它们主要由氢构成。在引力作用下，聚集在一起。当密集到足够的时候，温度升高到大约700万K，氢就可以在这里发生核聚变，同时发光发热。一颗恒星就此诞生。

恒星的氢聚变不会跟氢弹那样，一下子就炸掉。聚变释放能量导致恒星膨胀，而引力又让它收缩，最终达到动态平衡，平衡的时间跟恒星的质量有关。太阳已经烧了50亿年，估计还要再烧50亿年。

如果太阳氢核聚变结束了，就没有往外推的力去抗衡万有引力，太阳就开始坍缩。随着坍缩的进行，温度急剧上升，引发新的核反应，这时造成的外推力可以将恒星增大很多倍，而且还更红，这就是红巨星。猎户座左上角那颗、冬季大三角右上角那颗，也就是参宿四，就是红巨星——恒星的老年。

〔3〕赫罗图和主序

丹麦天文学家赫茨普龙和美国天文学家罗素各自独立发现，绝大多数恒星处在光度为纵坐标和温度为横坐标的一张图的斜带上，这条带被称为主星序，位于其中的恒星称为主序星。如图所示。

质量大的恒星在右上角，质量小的在左下角，与太阳相当的在主星序上。质量大燃烧快，寿命小；质量小燃烧慢，寿命长。

〔4〕恒星迟暮

恒星爆发之后，宿命各有不同。爆发后残留物质不超过1.4倍太阳质量，最终会变成白矮星。太阳可能会变成和地球差不多大小的白矮星。白矮星是个什么东西？

白矮星是引力把物质全挤压到一处，电子被挤出了原子，原子核挨在一起，电子之间相互排斥（电子简并力）才撑住了不在坍缩。

如果恒星爆发后质量处于1.4~3倍太阳质量之间，引力将战胜电子简并力，最终电子和质子结合，形成中子。这样一个由中子组成的星星就叫中子星。中子星具有很强的磁场，其附近运动的带电粒子就会往中子星磁轴方向发出射电辐射。如果中子星自转轴与磁轴不在一个方向，辐射就会周期性地扫过宇宙空间，如果恰好扫过地球，我们就会收到脉冲信号。由于中子星转动很快（角动量守恒），所以观测到的脉冲星都是周期比较短的，比如第一颗发现的脉冲星的周期是1.337秒。地球如果转这么快会怎样？

如果恒星爆发后质量超过3倍太阳质量呢？下回分解！