恒星是否只存在于星系或星团之中,它如何随 [复制链接]

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作者：石兰（抄袭必究）

人类对恒星的认识始于夜空，星形的这些明亮星体被我们统称为星星。但随着我们对宇宙空间拥有更多了解，终于意识到太阳也只是一颗特别普通的恒星，只是因为平方反比定律的关系，导致距离更为接近的它显得更加闪耀。恒星剩余的生命时间，会随着它质量的增加而缩短，尽管它的亮度会变得更高，科学家们将恒星从诞生到死亡的过程称为恒星演化。然而，恒星通常不会单独形成，而往往与星系和星团有关，呈现出大量恒星一起形成的趋势，它们本身的大部分特征都取决于其初始质量。那么，恒星的内部发生了怎样的过程，才使其拥有持续闪耀的能量？恒星又是否只存在于星系或星团之中，它是如何随着时间的推移而发生变化？

恒星是如何创造能量以保持闪耀

就恒星的本质而言，它们都是一颗发光的气体巨星，并通过核聚变的过程来创造能量。当光原子在结合之后形成较重原子的时候，会释放出该过程中多余的能量，但由于每颗恒星的核心温度并不相同，因此这样的融合可能具有许多不同的方式。并且，在那些核心温度相对更高的恒星中，还会发生碳氮循环和碳循环这样的核过程，从而实现从氢到氦的转化。而恒星的温度同时也跟它的颜色密切相关，核反应中产生的高能粒子和伽马射线，无法轻易逃逸到恒星的外层，需要进行多次分散。

这样的散射过程和事件中核反应产生的总能量，一起决定了逃离恒星的辐射谱。实际上，可见光谱主要有6种，它们分别是红色、橙色、*色、绿色、蓝色和紫色，其中蓝色的恒星最为炽热。我们很少会提起绿色的恒星，因为这个颜色处于可见光谱的中间，发出绿色光谱的恒星，同时也可能会发出许多红色、*色，以及其他颜色的光，而当多种颜色混合之后，我们看到的颜色往往呈现出*色或白色。并且，恒星的颜色会因为温度的变化而发生改变，比如，当恒星的温度因为其表面发生的某些过程而产生波动之时。在恒星生命进化的不同阶段，会经历不一样的元素燃烧过程，当恒星进入氦燃烧阶段之后，它的颜色便会因为温度的波动而发生改变。

恒星随着时间的推移而发生变化

所谓的恒星演化，其实就是对恒星随时间而发生变化的过程进行描述，尽管在我们人类的时间尺度上，似乎大多数恒星都不曾发生过任何变化。但若将这个时间定义为数十亿年，那么，我们将会亲眼见证恒星的诞生、衰老，甚至是死亡。众所周知，一颗恒星将进行怎样的演变，其中的决定性因素是当其到达主序列时的质量，对于质量悬殊较大的恒星而言，它们的演变过程具有截然不同的走向。我们都知道，恒星诞生于宇宙中的分子云发生坍缩之后，而那些分裂得更小的区域，则会再次收缩形成恒星的核心。

当凝聚时的原恒星旋转更快、温度更高，便会被原行星盘包围，并在后期形成行星。而在之后的这一段时间，都是为了让原恒星的中心温度，达到可以产生核反应的程度，此时恒星中的氢气会在核心转化为氦，并在主序列上出现。当然，核心中的氢气最终都会通过燃烧，而全部转化为氦气，没有能量供应的核心开始逐渐收缩。这不仅导致了恒星内部温度的升高，同时也点燃了核心周围的氢燃烧，并形成了碳，这是一个比氢气燃烧更短的过程。

对于恒星演化的相关研究而言，HR图是特别重要的一个工具，它绘制了恒星温度和光度之间的关系，或者说恒星对应其光谱类型的绝对大小。随着恒星演化阶段的递进，也会在HR图中移动到另一个特定区域，并遵循恒星化学成分和质量的这些特殊路径。当恒星的质量比8倍太阳质量更小，那么，惰性碳核将会持续收缩，两个燃烧壳也让导热开始变得不稳定，而这些热脉冲正是渐近巨分枝才会拥有的特征。当收缩的恒星碳质核心受到电子简并压力的帮助，无法继续收缩的核心形成了一颗白矮星，并伴随着外层扩大和周期性的质量损失。最后，当恒星的外层被彻底弹射以及白矮星电离，便形成了所谓的行星状星云。

而当目标恒星的质量比8倍太阳质量更大的时候，收缩的核心温度足以点燃碳，并在燃烧的过程中形成氖。恒星核心的收缩和外壳的燃烧，会在这样的核反应过程反复发生，以在其核心中形成铁这种较重的元素。然而，由于铁这种物质本身无法燃烧形成更重的元素，因而需要通过能量的输入来进行，这便是为什么恒星会在最终耗尽燃料，以及为何在恒星自身的重力作用下发生坍塌。而恒星核心的质量则决定了接下来的走向，当其小于3倍太阳质量的时候，其核心的坍塌可能会被中子的压力结束，于是，形成了中子星核心；当突如其来的核心收缩产生了冲击波，便会在核心坍缩的超新星爆炸事件中被吹散；而当恒星核心的质量比3倍太阳质量更大的时候，哪怕是中子压力也无法与重力抗衡，此时的它便会因为进一步坍缩的发生而导致恒星黑洞的形成。这些复杂过程中所喷出的气体，同时也扩散到了星际介质之中，而这些超新星遗迹，便是宇宙化学的分布中心。

恒星是否只存在于星系或星团中

或许你有所不知，恒星的位置并不一定只存在于星系、又或是星团之中，在科学家们经常在观察星系的时候发现这样一种情况，其中有一部分星系存在潮汐力的相互作用，当这样两个的星系距离越来越靠近，甚至是发生碰撞的时候，便会导致一些恒星出现在星系和球状星团之外的地方。在这样的事件过程中，星系主体中的恒星和气体飘带都被该相互作用抽出，并以足够高的速度将材料投射到星际空间，以至于它们永远都无法再返回到自己的母星系。并且，恒星并不是静止的存在个体，很多因素都导致了它会进行移动。

比如，我们银河系中的所有恒星，都会围绕着银河系的中心进行旋转。然而，在宇宙空间中，恒星之间的相互碰撞并不是很常见，虽然恒星的存在数量庞大，但是其周围有足够的空间让它们四处移动。虽然我们在天空中看到的星星似乎距离都很靠近，但事实上它们都相距甚远，并不存在真正意义上的紧密相连。不管是对于我们熟悉的恒星而言，还是那些看上去与月球更接近的恒星，它们都具有这样的特点。当然，这也不能排除恒星之间的碰撞事件偶有发生，只是相对而言较为罕见。