第20章完结（1/2）

大历史，小世界：从大爆炸到你第20章完结

恒星的生命周期

恒星也有生命。*求?书^帮¨ ·芜￠错^内-容!虽然我们并不认为恒星像地球上的生物体那样有生命，但是我们仍然用“出生”和“死亡”等词来谈论恒星。

恒星的“生命”取决于最初形成它的物质云的大小。质量最小的恒星差不多是太阳质量的0.01倍，而最大的能达到200多倍。恒星质量越大，燃烧速度越快。质量最大的恒星仅能维持1.25万年左右，而最小的则能存在约16万亿年。

天文学家无法观察任何单一恒星的整个生命周期，因为天文学家活不了那么久。但天文学家可以观察很多恒星，每一颗都处于不同的发展阶段。有些是刚刚形成的“恒星宝宝”，有些则是中年恒星，比如太阳，有些年纪大了，行将灭亡，比如50亿年后的太阳。

恒星生命中的大部分时间都在稳定地燃烧氢，将其转化成氦。这个过程叫作核聚变。由于恒星中心的温度极高，4个氢原子中的质子结合起来（熔合），这样就形成了氦元素，氦核中有2个质子和2个中子。^墈?书`屋¨小^说^王￠ ¨首!发_4个质子中的2个质子会释放出正电荷。根据爱因斯坦的著名方程，这样一来，质子的一小部分质量转化成大量的能量，这些能量以光子的形式进入空间。

随着恒星燃烧，会耗尽氢原子。向外的能量流一停止，引力就开始超过向外的力，接下来会发生什么，取决于恒星的大小。

如果恒星较小，核心会坍缩，外层散入空间。核心会变小，温度上升，成为白矮星，继续燃烧一段时间。慢慢地，白矮星的温度会降低，最终变成灰烬，成为黑矮星。这颗死亡的恒星会在宇宙空间飘荡。

如果恒星体积较大，核心坍缩时，外层温度会升高到足以继续发生核聚变，该恒星就会变成红巨星。核心的温度会上升到足以使氦原子聚合成铍，而铍只能存在不到一秒的时间，随后便与另外一个氦核聚合，形成碳。

氦耗尽后，恒星核心会再次发生坍缩。如果质量不足以继续，恒星就会爆炸，将碳原子散播到宇宙空间；如果质量足够，其核心温度就会上升到足以使碳原子融合成氧，然后融合成硅。在这个连续的核聚变过程中，每个后续阶段消耗的时间都会更短。!白\马!书.院* ~勉_沸￠悦¨黩￠

比方说，比太阳质量大很多的恒星，可能要用几百万年的时间耗尽氢，然后用50万年左右的时间聚合成氦，然后用600年的时间融合形成碳，6个月融合形成氧，仅用1天融合形成硅。

只要恒星有足够的质量，这个过程就会循环往复，温度也越来越高。最终，一颗有足够质量的恒星，不同的层会消耗不同的燃料，以难以想象的高温燃烧。温度达到约40亿摄氏度（约104亿华氏度）时，恒星开始制造出铁（原子序数26）。

大恒星内部新元素的形成

这幅图显示的是一颗古老的巨大恒星的多个层在发生核聚变。当恒星的核心开始产生铁时，恒星就会坍缩，而且如果质量足够，就会发生超新星爆发。

之后，恒星到达终点。铁是最稳定的元素，它的核不会聚合。因此，通过原子核的聚合（核聚变）产生新元素的过程也就到此为止了。随着燃料耗尽，不再有能量流来抵消引力。随之而来的快速坍缩会释放大量能量，行将死亡的恒星会发生剧烈爆炸，这种爆炸被称作“超新星爆发”。

超新星

超新星是指某个超级巨大的恒星，在生命末期发生的剧烈爆炸。超新星一个月左右的时间释放的能量，比太阳终其一生释放的能量还要多。超新星爆炸威力巨大，能将新类型的原子散播到整个星系。

假如距离地球500光年以内发生超新星爆炸，那我们就都会被烤焦。但是，宇宙那么大，多数超新星距离我们太远，它的光到达地球时，也只是闪烁一下。天文学家给我们吃了一颗定心丸，据他们观察，没有离地球很近的超新星能把我们变成烧烤。（科学家认为，《圣经》上记载的2000多年前耶稣诞生时，天空中出现的明亮星星，或许就是一颗超新星。）

距离地球足够近、能让肉眼看到的超新星并不多。一次发生在1054年，中国的天文学家看到了。但欧洲历史上并没有相关记载。借助望远镜我们依然能够看到它的残留，叫作“蟹状星云”