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为什么说大多数恒星都处在青壮年时期?

几千年来,人类一直在追求长生不老。实际上,人类“不老”的时期——青壮年时期——大约只占人生的50%。相比之下,恒星才算得上真正的“长生不老”:恒星处于主星序上的青壮年时期,占到恒星整个寿命的90%!

恒星一旦形成,便进入了赫罗图的主星序。从主星序开始,恒星依靠氢聚变成氦释放的能量发光,并在那里度过它的绝大部分生涯。这个过程非常缓慢。以太阳为例,太阳每秒钟大约需要消耗6亿吨的氢,而太阳含有2000亿亿亿吨物质,以目前的“燃烧”速度足够它“燃烧”1000亿年。但实际上,太阳不可能“燃烧”那么久,因为一旦核心内的氢耗尽(大约是上述质量的1/10),太阳就要离开赫罗图上的主序位置。即使这样,太阳青壮年时期也能维持100亿年。恒星质量越大,氢“燃烧”就越强烈,它在主序阶段停留的时间就越短。最亮的OB型星的主序寿命只有几百万年,甚至几十万年,而比太阳质量小得多的K、M型星,主序寿命可与星系的寿命相当,甚至更长。

一旦恒星核内的氢“燃烧”殆尽,氢“燃烧”就会向外层转移,于是恒星开始膨胀。膨胀导致恒星表面温度下降,颜色变红,成为一颗红巨星或者亚巨星质量更大的可以成为一颗红超巨星巨星的核心温度很高,足以引起氦的热核聚变反应,生成碳、氧。氦“燃烧”的效率只有氢燃烧的1/10,氦“燃料”又比氢少得多,很高的温度又使氦“燃烧”得很快。所以,恒星的巨星阶段很短,太阳变为红巨星寿命只有10亿年。巨星的外层大气因为膨胀很快脱落,裸露出碳、氧组成的核心,成为一颗白矮星。质量更大的红超巨星寿命更短,极高的温度使它很快地消耗完所有的核“燃料”,并以超新星爆发的方式结束自己的一生。

【发散思维】蓝超巨星的一生是怎样的?

【本文关键词】赫罗图 主星序 主序星 光谱型