谢谢邀请!这个问题很有意思,本人在文章《宇宙中存在黄金星球吗?探索宇宙的真相》中提到了恒星是怎么死掉的。今天进一步分析一下为什么恒星越大寿命越短。
宇宙中已知的多数恒星的寿命在10亿至100亿岁之间,但也有很短和很长的,最短的大概只有几十万年,而最长的可能会有上千亿甚至上万亿年。所谓恒星的寿命,广义上就是能够持续发光(释放能量)并能被观测到的时间,简义说就是能够持续发生核聚变的时间。我们主要从核聚变角度讨论。
简单来说,恒星越大核聚变反应速度越快,寿命越短。详细点就是,核聚变是分阶段的,有氢聚变、氦聚变、碳氧聚变、硅镁聚变等,阶段越高,需要的温度越高,条件越苛刻。所有的恒星都会发生第一个阶段氢燃烧阶段。恒星质量越大,越容易发生高阶段的核聚变。而且一般恒星靠近核心的区域往往发生的聚变阶段越高。而当核心积累了过量无法燃烧的燃料时,核心聚变就要停止了,核心不再放出能量,外层能量继续放出,就造成恒星膨胀变成巨星,直至死亡。
而对于超大质量恒星,往往是多个阶段同时进行,而且核心容易发生最高级的核聚变也就是硅镁等元素燃烧生成铁组元素的过程。核聚变变成铁的过程,是不能释放能量的,反而会吸收能量,这个过程就破坏了恒星引力与聚变能量之间的平衡,使得恒星发生爆炸,形成超新星。质量越大的恒星越容易合成铁元素,也就越快终结生命。其实它们不需要把燃料烧尽,就像人类得了癌症一样。铁组元素就是癌细胞,癌细胞达到一定程度,就会死亡。
至于恒星质量与寿命之间的计算公式等问题,请各位有兴趣的读者自己去参考相关资料。