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恒星的演变过程
恒星的起源和演化，长久以来一直是天文学中最基本、也最令人感兴趣的问题。
就和大家分享恒星的演化过程，来欣赏一下吧。
恒星的演化过程(一)恒星的形成恒星形成可分为两个阶段：第一阶段是星云阶段，由极其稀薄的物质凝聚成星云并进一步收缩成原恒星。
第二阶段是原恒星阶段，由原恒星逐渐发展成为恒星。
一般把处于慢收缩阶段的天体称为原恒星。
原恒星进一步形成恒星的收缩过程要持续几百万到几千万年。
(二)恒星的演化恒星的演化如同人的一生，经历从青壮年到更年期、老年期的过程。
(1)恒星的“青壮年期”恒星的“青年期”和“壮年期”是一生中最长的黄金阶段，这时的恒星称为主序星。
人们迄今所知的恒星约有90%都属主序星。
在这段时间，恒星以几乎不变的恒定光度发光发热，照亮周围的宇宙空间。
核燃烧使恒星内部物质产生向外的辐射压力，当辐射压力与引力达到平衡时，恒星的体积和温度就不再明显变化。
(2)恒星的“更年期”恒星的“更年期”出现在恒星核心部分的氢完全转变成氦后，例如有7个太阳质量大小的恒星的“更年期”大约在形成的2600万年后出现。
这一阶段恒星核心经历这些不同的核聚变反应，恒星也经历多次收缩膨胀，其光度也发生周期性的变化。
最后产生巨大辐射压力，自恒星内部往外传递，并将恒星的外层物质迅速推向外围空间，形成红巨星、红超巨星。
(3)恒星的“老年期”恒星的“老年期”是从一颗恒星变成红巨星开始进入这一阶段的。
由于恒星的体积急剧增大，导致恒星的表面温度下降，因而颜色变红。
同时，恒星发光表面的面积剧增，致使整个恒星发出的光大大增强，从而大为增亮。
这种又红又亮的恒星就是红巨星。
(三)恒星的归宿恒星内部的热核反应是不会永远进行下去的，当恒星的核燃料耗尽时恒星也走到了它的尽头。
由于恒星自身物质之间的巨大引力始终存在，随着恒星内部热核反应的停止，尽管恒星外层部分会出现膨胀、爆发等复杂的变动，核心部分却必定在引力作用下发生急剧的收缩、即所谓引力坍缩。
因此当恒星内部的核燃料消耗殆尽时，常会发生一场空前激烈的爆发。
整个星体或者炸得粉碎，把恒星物质重新抛人广袤的星际空间，成为产生新一代恒星的原料，或者只剩下一个残骸。
恒星的归宿因初始质量不同而有三种不同的结局，即白矮星、中子星和黑洞。
恒星演化原因20世纪30年代，物理学家从理论上发现，原子核反应会产生巨大的能量。
用这种理论来研究太阳的能源，发现太阳的能源正好可以用核反应来解释。
各种年龄的恒星内部发生着各种热核反应;恒星演化过程中会发生一系列热核反应，轻元素逐渐向重元素转化，逐渐改变恒星的成分，改变恒星的内部状态。
并且，发生这些热核反应所需要的温度也越来越高。
恒星内部热核反应所产生的能量以对流、传导和辐射三种方式传输出来。
由于大多数恒星的物质是气态的，热传导作用不大，只有内部极其致密的特殊恒星(例如白矮星)，内部热传导才比较显著。
大多数恒星内部主要依靠辐射来传输核反应产生的能量，传输的速度相当慢，例如太阳把它深达70万千米的中心处的能量传输到表面，需要1000万年。
对流传输能量的速度比辐射快得多，但是不同质量的恒星，对流层的位置和厚度很不一样。
主星序左上部的恒星，质量大，中心区是小的对流核，外面是辐射包层。
主星序中下部的恒星，质量较小，内部辐射层很厚，仅表面有较薄的对流层。
主星序右下部的恒星，质量很小，整个恒星是对流的。
恒星内部产生的能量决定了它的表面温度和光度。
物理定律把恒星内部的运动、能量的产生、能量的传递和消耗与它的温度、压力、密度、成分等因素联系了起来。
其中一个因素的变化会引起其他因素的变化。
因此，研究天体的演化就是要在物理定律的制约下，说明各种因素如何协调地变化。
按照天体的质量和化学成分，运用物理定律，可以计算出不同时间的内部结构，即从恒星中心到表面各层的温度、密度、压力、能流及恒星辐射的总光度和表面温度等物理量，从而可以确定恒星在赫罗图上的位置;这样还可以得出恒星的结构与物理参量随时间的变化情况，这样也就得出了恒星演化的过程，也就可以看出恒星在赫罗图上位置移动。
这就是研究恒星演化的基该方法。
把核反应理论应用于恒星演化，计算的结果正好符合观测的数据，证明了这种理论及其应用的正确性。
于是，恒星演化理论开始发展了起来。
恒星的演化过程|恒星演化的四个阶段
1. 恒星形成宇宙发展到一定阶段，存在充满均匀中性原子气体云。
这些大体积气体云因自身引力不稳定而发生塌缩，从而形成恒星。
在塌缩初期，气体云内部的压强很小，物质在自引力作用下加速下落。
随着密度的大幅度增加和热能的产生，气体压力随之增大，直至形成与自引力相抗衡的压力场，这一过程终止了引力塌缩，并形成了所谓的星坯。
2. 恒星稳定期——主序星在主序星阶段，恒星在收缩过程中密度增加。
原本的气云在一定条件下发生局部塌缩，形成原恒星。
原恒星继续吸附周围气云并收缩，表面温度保持不变，而中心温度持续升高。
这种温度的增加导致了核反应的产生，从而提供了热能，使得原恒星稳定下来，成为一颗恒星。
恒星的演化始于主序星阶段。
3. 恒星的晚年在主序星阶段之后，由于恒星主要成分是氢，而氢的点火温度相对较低，因此恒星演化的第一阶段总是以氢的燃烧为主，即主序阶段。
在这一阶段，恒星内部维持着稳定的压力分布和表面温度分布，因此其光度和表面温度仅有微小的变化。
当恒星核心的氢燃烧完毕后，恒星将进入下一个演化阶段。
氦燃烧的产物是碳，在氦熄火后，恒星将拥有一个碳核心和氦外壳。
由于剩余的质量不足以通过引力收缩达到碳的点火温度，恒星便结束了以氦燃烧为主的演化阶段，并开始走向热死亡。
4. 恒星的终局恒星最终可能会抛掉一部分或大部分质量，变成一个白矮星。
对于质量在8到10倍太阳质量以上的恒星，它们最终会通过核引力塌缩变成中子星或黑洞。
恒星的一生。可以回答的来
恒星通常是在星际气体中诞生的。
在宇宙中，当星际气体的密度增加到一定程度时，由于其内部引力的增长大于气体压力的增长，这团气体云就开始收缩。
这样的倾向一开始，其自身引力使巨量物质的密度普遍增大。
巨大质量的星际物质开始变得不稳定。
这些巨量的星际气体与尘埃坍缩进行得越来越迅猛，开始分裂形成较小的云团，密度也增大了许多。
这些较小的云团最终将各自成为一颗恒星。
由于星际物质的质量通常非常巨大，通常在太阳的一万倍以上，所以恒星总是一下子一大批地降生。
如果有一团星际气体超过通常的星际物质（每立方厘米一个氢原子）的密度，达到每立方厘米已达六万个氢原子。
开始时这团气体是透光的，发出的光热辐射不受周围物质的牵制，畅行无阻地传到外面。
物质以自由落体的形式落到中心，在中心区积聚起来。
本来质量均匀分布的一团物质，变成了越往里密度越大的气体球。
随着密度的增大，中心附近的重力加速度越来越大，内部区域物质的运动速度的增长表现得最为突出。
开始几乎所有的氢以分子的形式存在，气体的温度也很低，总不见升高，这是因为它仍然过于稀薄，一切辐射都能往外穿透，溃缩着的气体球受到的加热作用并不显著。
经历几十万年后，中心区的密度逐渐变大，在那里，气体对于辐射来说变得不透明了。
这时核心便开始升温，随着温度的上升，压力开始变大，坍缩逐渐停止。
这个特密中心区的半径通常和木星轨道半径相近，而它所含的质量只及整个坍缩过程中涉及的全部物质的5%。
物质不断落到内部的小核上，它带来的能量在物质撞击到核心上时又成为辐射而放出。
与此同时，核心在不断缩小，并变得越来越热。
温度达到二千度左右时，氢分子开始分解成为原子。
核心开始再度收缩，收缩时释放出的能量将把所有氢分子都分解为原子。
这个新生的核心比今天的太阳稍大一些，不断向中心落下的外围物质最终都要落到这个核心上，一颗质量和太阳一样的恒星就要诞生了。
人们将这样的天体称为“原恒星”，它的辐射消耗主要由下落到它上面的物质的能量来补充。
由于密度和温度在升高，原子渐渐地丢失了它们的外层电子。
落下的气体和尘埃形成了厚厚的外壳，使光无法穿透。
直至越来越多的下落物质和核心联成一体时，外壳才透光，发光的星体突然露出来。
其余的云团物质还在不断向它落下，密度还在不断增大，内部温度也在上升。
直至中心温度达到一千万度发生聚变。
一颗原始的恒星诞生了。
在反抗引力的持久斗争中，恒星的主要武器是核能。
它的核心就是一颗大核弹，在那里不断地爆炸。
正是因为这种核动力能自我调节得几乎精确地与引力平衡，恒星才能在长达数十亿年的时间里保持稳定。
热核反应发生在极高温度的原子核之间，因而涉及物质的基本结构。
在太阳这样的恒星中心，温度达到一千五百万开氏度，压强则为地球大气压的三千亿倍。
在这样的条件下，不仅原子失去了所有电子而只剩下核，而且原子核的运动速度也是如此之高，以至于能够克服电排斥力而结合起来，这就是核聚变。
恒星是在氢分子云的中心产生的，因而主要由氢组成。
氢是最简单的化学元素，它的原子核就是一个带正电荷的质子，还有一个带负电荷的电子绕核旋转。
恒星内部的温度高到使所有电子都与质子分离，而质子就像气体中的分子在所有方向上运动。
由于同种电荷互相排斥，质子就被一种电“盔甲”保护着，从而与其他质子保持距离。
但是，在年轻恒星核心的一千五百万开氏度的高温下，质子运动得如此之快，以至于当它们相互碰撞时就能够冲破“盔甲”而粘合在一起，而不是像橡皮球那样再弹开。
四个质子聚合，就成为一个氦核。
氦是宇宙中第二位最丰富的元素。
氦核的质量小于它赖以形成的四个质子质量之和。
这个质量差只是总质量的千分之七，但是这一点质量损失转化成了巨大的能量。
一公斤氢变成氦时所释放的能量，足以使一只一百瓦的灯泡长明一百万年。
像太阳那样的恒星有一个巨大的核，在那里每秒钟有六亿吨氢变成氦。
巨大的核能量朝向恒星外部猛烈冲击就能阻止引力收缩。
恒星中心释放的能量作为光子辐射出来，然而光子要经过漫长的路程才能到达太阳表面并逃逸到星际空间。
虽然光子的速度将近每秒钟三十万公里，太阳的半径是七十万公里，但从太阳中心发出的光子到达太阳表面的时间却不是二点三秒。
那些光子得花上约一千万年才能走完这段路程。
我们地球上现在收到的阳光，是八分钟前离开太阳表面的，但是它从太阳核心产生时，猿类和早已灭绝的柱牙象还在非洲行走，而非洲与欧亚大陆还未相连。
然而，“恒定”的演化历程终将结束，熊熊烈焰熄灭后，恒星将化为余烬。
当所有的氢都变成了氦时，核心的火就没有足够的燃料来维持，恒星在主序阶段的平静日子就到了尽头，大动荡的时期来到了。
一旦燃料用光，热核反应的速率立即剧减，引力与辐射压之间的平衡被打破了，引力占据了上风。
有着氦核和氢外壳的恒星，在自身的重力下开始收缩，压强、密度和温度都随之升高，于是恒星外层尚未动用过的氢开始燃烧，外壳开始膨胀，而核心在收缩。
在大约一亿度的高温下，恒星核心的氦原子核聚变成为碳原子核。
每三个氦核聚变成一个碳核，碳核再捕获另外的氦核而形成氧核。
这些新反应的速度与缓慢的氢聚变完全不同。
它们像闪电一样快地突然起爆（氦闪耀），而使恒星不得不尽可能地相应调整自己的结构。
经历约一百万年后，核能量的外流渐趋稳定。
此后的几亿年里，恒星处于暂时的平稳，核区的氦在渐渐消耗，氢的燃烧越来越向更外层推进。
但是，调整是要付出代价的，这时的恒星将膨胀得极大，以使自己的结构适应于光度的增大。
它的体积将增大十亿倍。
这个过程中恒星的颜色会改变，因为其外层与高温的核心区相距很远，温度就低了下来。
这种状态的恒星称为红巨星。
红巨星时期的恒星表面温度相对很低，但极为明亮，因为它们的体积非常巨大。
肉眼能看到的最亮的星中有许多就是红巨星，如参宿四、毕宿五、大角、心宿二等。
我们的太阳在五十亿或六十亿年后也将变成一个红色“巨人”。
当核心的氢耗完时，太阳就开始膨胀，那时水星将化为蒸汽，金星的大气将被吹光，地球上的海洋将沸腾。
然后太阳还会继续膨胀，并将地球纳入它的势力范围。
地球被烧焦的残骸会继续在巨型太阳灼热而极稀薄的大气里转圈。
红巨星外层物质的密度比地球实验室里能得到的最好真空还要低得多。
在恒星大膨胀成为红巨星，热核反应速率也不可逆转地衰减之后，恒星吹出气体并收缩到地球那样大小，即几千公里直径。
物质的浓缩使得星体表面温度大为升高，以至真正成为白热。
小尺度和高表面温度这两个特征，使这种星得名为白矮星。
白矮星是中等质量恒星演化的终点，在银河系中随处可见。
它的质量越大，半径就越小。
由于没有热核反应来提供能量，白矮星在发出辐射的同时，也以同样的速率冷却。
但是，白矮星本性节俭，它在形成后要经过数十亿年的冷却时间。
白矮星的变暗过程是如此之慢，自一百五十亿年前宇宙创生和第一批恒星出现以来，恐怕还没有一个黑矮星形成，这里需要极大的耐心。
太阳正处在其主序阶段的中点，还要经过五十亿年才到行星状星云那样的“高龄”，它将再短暂地活跃十万年，然后成为一颗白矮星并在一百亿年中缓慢地死去，最后作为一颗黑矮星而永存。
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