作者：文/虞子期
恒星，代表了星系中最基本的构造块，说到宇宙中最广为人知的天体物体，那么恒星一定是其中之一。要追溯一个星系的演化、动力学和历史，往往最需要关注的就是该星系中恒星的成分、分布和年龄这几个方面内容。与此同时，恒星还负责了重元素的制造和分配，比如氮、氧，以及碳，这些重元素的特性和行星系统的特性，有着密不可分的关系，还可能会将它们聚合。这便是为什么天文学领域的核心之一，便是关于恒星诞生原因、生命周期和如何死亡的一系列研究。
虽然，除了最大质量的恒星之外，所有恒星都存活了数十亿年。但就普遍规律而言，如果恒星的质量越大，便意味着其寿命往往越短。当一颗恒星融合其核心中的所有氢气时，核反应就会随之停止，由于缺乏支持它所需的物质能源，核心在开始崩溃的同时，也变得更热。但是，由于核心外部仍然可以获得氢气，所以，在核心周围的壳体中氢气依然继续存在。而变得越来越热的核心，会将恒星的外层向外推，从而使得它们膨胀和冷却，以将恒星变成红巨星。
当然，任何可能的变化都不是一成不变，比如，当恒星的质量足够大，那么，其坍塌的核心可能变得非常热，以至于可以支持更多奇异的核反应，而在这些核反应得过程，可能会消耗氦元素，并产生多种这样的“重铁”元素。当然，这种反应并不会持续进行，只能暂时缓解这个过程。逐渐地，该恒星的内部会变得越来越不稳定，有时候会疯狂地燃烧起来，有时甚至会面临死亡。这些变化性的事件，会导致恒星脉动并甩掉它的外层，然后将自己笼罩在气体和尘埃形成的茧中。而接下去它们的命运会发生什么，则取决于其本身核心的大小。
恒星，诞生于尘埃云中，在大多数星系中，都分散存在着恒星。比如，猎户座大星云就是一个大家较为熟悉的例子。在这些云层的深处，由于湍流产生了足够质量的结，使得气体和尘埃在其自身的引力作用下开始崩塌。随着云层的坍塌，中心的材料开始升温。原恒星是崩溃尘埃云的热门核心，有朝一日它将成为一颗真正意义上的恒星。在形成恒星的三维计算机模型预测中，坍缩气体和旋转的尘埃云分裂成两到三个斑点，以解释银河系中的大多数恒星，为什么是成对或者是多个恒星一起出现。
当然，并不是这些材料中的所有都能成为恒星的一部分，其中剩余的尘埃也有可能会成为行星、小行星，又或是彗星，甚至可能仍然是尘埃。随着云层的坍塌，一个密集又具有热度的核心形成，并开始聚集灰尘和气体。在某些情况下，可能尘埃云并没有以稳定的速度崩溃。比如，天文学家詹姆斯麦克尼尔于2004年1月发现的一颗小星云，它出现在了猎户星座星云Messier 78附近。当科学家们将探索仪器指向麦克尼尔的星云时，发现它的亮度似乎有所不同，而其亮度的增加的原因，可能是由年轻恒星的磁场与周围气体之间的相互作用所导致。
白矮星实际上是非常古老的恒星，如果白矮星是在二元或多星系统中形成，那么它将能会像新星一样经历更多的事件。当白矮星和伴星足够接近，便会通过自己的引力将物质从该恒星的外层拖到自身上，以形成自己的表层。当表面上聚集到了足够的氢积聚，便会发生核聚变，从而导致白矮星显着变亮，并排出剩余的物质。在短短几天的时间里，辉光消退，循环再次开始。
恒星变为白矮星，对于那些像太阳一样的普通恒星，当其恒星核暴露之时，便是弹射其外层的过程结束之时。从某种意义上而言，虽然恒星本身死了，但其凶猛炽热的恒星煤渣，却演化成为了白矮星。通常情况下，白矮星的大小会和我们的地球接近，虽然含有一颗恒星的质量，但它们并没有进一步崩溃。那么，是什么力量支持了核心的质量？科学家们通过量子力学提供了解释。恒星之所以没有继续坍塌，是因为来自快速移动电子的压力，如果该恒星的核心越大，那么形成的白矮星越密集。
我们可以通过白矮星的直径大小来判断其质量，比如，当白矮星的直径越小，它的质量反而会越大！这样的计算方式可能看上去比较矛盾，但在恒星中却是非常普遍的存在。在数十亿年后，我们自己的太阳也将是一颗白矮星。由于白矮星很小，并且缺乏产生能量的来源，所以从本质上而言他是非常微弱的，它们的冷却过程伴随着逐渐消失。当然，这种命运仅限于那些质量高达太阳质量1.4倍左右的恒星。而高于该质量得恒星，产的电子压力不足以支持其核心进一步崩溃。
超新星不只是一个更大的新星质量超过8个太阳的主序星，注定要在被称为超新星的巨大爆炸中死亡，超新星自然不只是一个更大的新星。在新星中，只有恒星的表面爆炸；但在超新星中，则是恒星的核心坍塌后爆炸。超新星能释放出几乎令人难以想象的能量，在几天到几周的时间里，超新星可能会超过整个星系。同样地，在这些爆炸中会产生所有天然存在的元素和丰富的亚原子粒子。在大质量恒星中，一系列复杂的核反应会导致其核心产生铁，而该恒星在获得铁后，便已经从核聚变中榨取了所有的能量。实际上，形成比铁更重的元素的聚变反应，实际上是消耗能量而不是产生能量。
当这颗恒星不再有任何方法可以支撑它自己的质量，铁芯也会发生坍塌。在短短的几秒钟时间之内，核心会从大约5000英里缩小到只有十几英里，而温度却高达1000亿度，甚至更高。在这个过程中，恒星的外层会在最初就开始与核心一起坍塌，并随着巨大的能量释放而反弹，然后向外猛烈抛出。在典型的星系中，大约平均每百年会发生一次超新星爆炸，在其他星系中，科学家们大约每年都会发现25到50颗超新星，并且，大多数超远新星都是在没有望远镜的情况下被发现。
恒星还将遭受哪些不同的命运位于超新星中心的坍缩恒星核心，如果其质量包含大约1.4到3个太阳，那么坍缩将一直持续到电子和质子结合形成中子，以产生中子星。它非常致密，拥有类似于原子核的密度。同时，由于它质量和体积之间的比例，所以其表面的引力无疑很巨大。当一个中子星形成一个多星系统，它甚至可以通过剥离任何附近同伴的途径，以吸收气体。中子星所具有得强大磁场，还可以加速磁极周围的原子粒子，以产生强大的辐射束。当这样的光束定向使其周期性地指向地球，我们会将其视为常规辐射脉冲，这种情况下中子星，被科学家们称为脉冲星。
当坍塌的恒星核心远大于三个太阳质量，那么，在它完全坍塌后会形成一个黑洞，由于其本身将是一个无限密集的物体，因此具有极强得重力，以至于没有任何东西可以逃脱它的直接接近。科学家们可以通过光子间接检测黑洞：黑洞的引力场是如此强大，伴星的外层也会被捕获并被拖入其内部。当物质螺旋形成黑洞时，它会形成一个圆盘并加热，同时发出大量的X射线和伽玛射线，以表明潜在的隐藏伴侣的存在。然而，新星所出现得新星和超新星留下的尘埃和碎片，最终都会与周围的星际气体和尘埃混合，从而使其与恒星死亡期间产生的重元素和化合物聚集。最终，这些材料都会被回收利用，以为新一代恒星和伴随的行星系统提供构建模块。简而言之，恒星的演化过程，其实就是它形成和破坏的循环。
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