当氢核聚变在其致密的热核中点燃时,恒星开始了它们的生命旅途,恒星所有质量的引力试图将其挤压成一个小点,但核聚变释放的能量却向外推,形成一种微妙的平衡,可以持续数百万甚至数万亿年。
小恒星的寿命长得令人难以置信,由于它们的身材小,它们不需要大量的能量来平衡向内的引力,所以它们只消耗自己的氢气储备。在这个额外的推动下,这些恒星的大气层不断循环,将新鲜的氢气从外层拉到核心,在那里它可以为持续的火焰提供燃料。
总而言之,一颗典型的红矮星将在其核心中愉快地燃烧氢气数万亿年。
随着这些小恒星的老化,它们逐渐变得更亮,直到它们慢慢消失,成为一个惰性的氦和氢的块状物在宇宙中闲逛。
这是一个小恒星最终的命运。
当我们宇宙中的大质量恒星死亡时,会更加剧烈,由于这些恒星的体积增大,核聚变反应需要更快发生,以维持与重力的平衡。
尽管这些恒星比它们的红矮星表亲重得多,但它们的寿命却短得多:在短短的几百万年内(考虑到天文时间尺度,这还不如下周),它们就会死亡。
但是当大质量恒星死亡时,它们巨大的体积,意味着有足够的引力压力,不仅可以融合氢气,还可以融合氦气,还有碳,氧气,镁,硅等,周期表上的许多元素都是在这些巨型恒星的生命末期产生的。
但是一旦这些恒星形成了一个铁核心,也就结束了。
所有这些围绕着铁的物质都挤压在核心上,但是并没有释放能量来抵消它。相反,铁核收缩到如此惊人的密度,电子被挤到质子里面,把整个铁核变成一个巨大的中子球。
这个中子球能够抵御粉碎性塌缩,引发超新星爆炸,一颗超新星在一周内释放的能量将超过我们的太阳在其整个100亿年的生命过程中所释放的能量,爆炸期间的冲击波和喷出的物质在星际介质中形成气泡,扰乱星云,甚至使物质从星系中喷出。
这是整个宇宙中最壮观的景象之一,当超新星发生在我们所在的银河系时,爆炸的亮度足以在白天出现,甚至可以比晚上的满月还要亮。
遭受最痛苦命运的是中等大小的恒星,它们太大,无法静静地进入黑夜,又太小,无法引发超新星爆炸,反而变成了可怕的怪物,最后把自己变成了里面的怪物。
对于这些中型恒星(包括像我们的太阳这样的恒星),一旦在核心形成一个由氧和碳组成的球体,周围就没有足够的质量来将其融合成任何更重的东西,所以它就在那里,一天比一天热,膨胀并变红,成为红巨星。
红巨星阶段是不稳定的,像我们的太阳这样的恒星会不断地震动、坍缩和重新膨胀,每一次都会产生风,把太阳的大部分质量吹到太阳系。
在最后的垂死挣扎中,一颗中等大小的恒星喷出内脏,形成了一个沸腾的行星状星云,稀薄的气体和尘埃环绕着现在暴露在外的中心碳和氧的核心。当暴露在太空的真空中时,这个核心有了一个新的名字——白矮星。
白矮星照亮了周围的行星状星云,使其充满能量约1万年,直到恒星尸体冷却到无法出现这样的光。
行星状星云虽然用望远镜看起来美丽,但它们是恒星剧烈而痛苦地消亡的产物。