各大恒星大小比较

1.恒星的演化

我们知道，恒星的演化，开始于巨分子云。一个星系中大多数虚空的密度，是每立方厘米大约0.1到1个原子，但是巨分子云的密度，是每立方厘米数百万个原子。一个巨分子云包含数十万到数千万个太阳质量，直径为50到300光年。

在巨分子云环绕星系旋转时，一些事件可能造成它的重力坍缩。巨分子云可能互相冲撞，或者穿越旋臂的稠密部分。邻近的超新星爆发抛出的高速物质，有可能是触发因素之一。最后，星系碰撞造成的星云压缩和扰动，也可能形成大量恒星。

坍缩过程中的角动量守恒，会造成巨分子云碎片不断分解成更小的片断。质量少于约50太阳质量的碎片，会形成恒星。在这个过程中，气体被释放的势能所加热，而角动量守恒也会造成星云开始产生自转之后，形成原恒星。

恒星形成的初始阶段，几乎完全被密集的星云气体和灰尘所掩盖。通常，正在产生恒星的星源，会通过在四周光亮的气体云上造成阴影，而被观测到，这被称为博克球状体。

恒星

质量非常小（小于一个太阳质量）的原恒星温度，不能达到足够开始氢的核融合反应，它们会成为棕矮星在数亿年的时光中慢慢变凉。大部分的质量更高的原始星的中心温度会达到1000万开氏度，这时氢会开始聚变成氦，恒星开始自行发光。核心的核聚变，会产生足够的能量，停止引力坍缩，达到一个静态平衡。恒星从此进入一个相对稳定的阶段。如果恒星附近仍有残留巨分子云碎片，那么这些碎片可能会在一个更小的尺度上继续坍缩，成为行星、小行星和彗星等行星际天体。如果巨分子云碎片形成的恒星足够接近，那么可能形成双星和多星系统。

原恒星

恒星和棕矮星确切的质量界限，取决于化学成分，金属成分（相较之下比氦更重的元素）越多的，界限越低。金属成分和太阳相似的原恒星，其界限大约是0.075太阳质量。质量大于13个木星质量的棕矮星，会进行氘的融合反应，而有些天文学家认为，这样的恒星才能称为棕矮星，比行星大但比棕矮星小的天体，则被分类为次恒星天体。这两种类型，无论是否能燃烧氘，它的光度都是暗淡的，并在数亿年的岁月中逐渐冷却，慢慢地走向死亡。

质量更高的原恒星，核心的温度可以达到1000万K，可以开始质子—质子链反应，将氢先融合成氘，再融合成氦。在质量略大于太阳质量的恒星，碳－氮－氧循环在能量的产生上贡献了可观的数量。核融合的开始，会导致流体静力平衡短暂的失去，这是核心向外的“辐射压”和恒星质量引起的“重力压”之间的平衡，以防止恒星进一步的“重力坍缩”，但恒星迅速的演变至稳定状态。

太阳系

棕矮星

一些恒星的形成，可能并不是两星云相撞形成的，而是巨大的两星云相撞，先催生出星系后，再逐步形成各种恒星。因为星云的粒子能量有时可能很低，而密度也相对较稀薄，尤其是那些两相撞的星云因运动方向的差异，而动量差别不足够大，这样它们的相撞，只能成长为更为巨大的星云，而不能启动热核聚变，而形成为许多恒星。只有条件成熟的碰撞，才能演变出各种恒星，而这时的复合星云，可能已经大到形成千上万恒星的程度了。有的复杂星云像大小麦哲伦星云，可能是宇宙云和恒星系相撞形成的，且正处于碰撞结束的初期阶段。宇宙之大，无奇不有，什么事情都会发生，只是我们还不能够知道得那么多。同时，有人认为，恒星演化过程中的剧烈爆发，是形成微小暗星云的基础。在宇宙中，这些微小暗星云，应该广范围地存在，并参与宇宙的演化。它们也是不能被忽视的。不过，具有恒星的宇宙系统，同样是处于运动之中的，不会停止下来，只要机会存在，它们也会发生各种宇宙碰撞，形成更加复杂的宇宙体系。

星云孕育原恒星

在宇宙发展到一定时期，宇宙中充满均匀的中性原子气体云，大体积气体云由于自身引力而不稳定，造成坍缩。这样，恒星便进入形成阶段。在坍缩开始阶段，气体云内部压力很微小，物质在自引力作用下，加速向中心坠落。当物质的线度，收缩了几个数量级后，情况就不同了，一方面，气体的密度，有了剧烈的增加，另一方面，由于失去的引力位能部分的转化成热能，气体温度也有了很大的增加，气体的压力，正比于它的密度与温度的乘积，因而在坍缩过程中，压力增长更快，这样，在气体内部，很快形成一个足以与自引力相抗衡的压力场，这压力场最后制止引力坍缩，从而建立起一个新的力学平衡位形，称之为星坯。

星坯的力学平衡，是靠内部压力梯度与自引力相抗衡造成的，而压力梯度的存在，却依赖于内部温度的不均匀性（即星坯中心的温度要高于外围的温度），因此在热学上，这是一个不平衡的系统，热量将从中心逐渐地向外流出。这一热学上趋向平衡的自然倾向，对力学起着削弱的作用。于是星坯必须缓慢地收缩，以其引力位能的降低，来升高温度，从而来恢复力学平衡；同时也是以引力位能的降低，来提供星坯辐射所需的能量。这就是星坯演化的主要物理机制。

星云

在形成几百万到几千亿年之后，恒星会消耗完核心中的氢。大质量的恒星，会比小质量的恒星，更快消耗完核心的氢。在消耗完核心中的氢之后，核心部分的核反应会停止，而留下一个氦核。失去了抵抗重力的核反应能量之后，恒星的外壳开始引力坍缩。核心的温度和压力，像恒星形成过程中一样升高，但是在一个更高的层次上。一旦核心的温度达到了1亿K，核心就开始进行氦聚变，重新通过核聚变产生能量，来抵抗引力。恒星质量不足以产生氦聚变的，会释放热能，逐渐冷却，成为红矮星。积热的核心，会造成恒星大幅膨胀，达到在其主星序阶段的数百倍大小，成为红巨星。红巨星阶段，会持续数百万年，但是大部分红巨星，都是变星，不如主序星稳定。恒星的下一步演化，再一次由恒星的质量决定。

总之，对于我们来说，恒星的行为和演化是非常复杂的，但观察和发现，它们从来没有同人类分离过。而今，我们研究恒星行为的技能，变得比过去更加有力。当然，一旦我们真正搞懂了恒星的起源和演化，对于我们研究宇宙的起源与演化，包括银河系的起源，都是具有重要价值的。

月亮