恆星是依靠自身核聚變可以發熱發光的天體（多指恆星的主序星階段），不過由於恆星的質量大小不一，恆星自身的演化過程也很不相同。

根據自身質量的不同，恆星又可以分為很多種類，質量在太陽質量的8%到50%之間的恆星是紅矮星，這是恆星的質量最小的一類，發光發熱都不強，我們在地球上無法用肉眼看到任何一顆紅矮星；質量在太陽的50%到80%的恆星是橙矮星，這類恆星發出的光輻射也不強，基本上也無法用肉眼看到；像我們的太陽這樣的，質量在太陽的80%到140%的恆星是黃矮星，我們用肉眼能看到的夜空中的黃矮星也非常有限；以黃矮星更大一些的是藍矮星，更大的還有巨星、超巨星和特超巨星，它們的演化方式和最終結果都是不一樣的。

紅矮星和橙矮星由於質量較小，內部的氫核聚變相對比較溫和，因此這類星體的主序星階段都比較長，有的紅矮星壽命甚至長達萬億年，橙矮星也可以長達幾百億年，當它們內部的氫核聚變結束之後，基本上表現為一個漸漸熄滅的過程，內部也不會形成白矮星之類的天體，當其冷卻下來之後，會直接形成一顆黑矮星。

像太陽這樣的黃矮星，以及天狼星這樣的藍矮星，當內部的氫元素聚變燃燒得差不多的時候會發生氦閃現象，其外層物質開始向外擴散成為紅巨星或者黃巨星，當其主序星階段之後，其核心位置會形成一顆白矮星，白矮星體積不大，只有地球這麼大，不過密度很高，一立方厘米的質量在100公斤到10噸之間，總質量和太陽的質量差不多，由於白矮星不再進行核聚變，所以起溫度會慢慢下降，最終會成為一顆黑矮星，不過這個降溫過程會長達200億年，因此無論是紅矮星和橙矮星還是黃矮星與藍矮星，其形成黑矮星的時間都要比宇宙的年齡138億還長，所以天文學家認為宇宙中至今還沒有形成一顆黑矮星。

原始質量在太陽的8到30倍的恆星，在主序星階段的末期會發生超新星爆發，這一時刻恆星會變得非常明亮，多數會超過整個星系的亮度，之後星體的核心形成一顆中子星，中子星的體積很小，通常只在8-30公里之間，但它的密度比白矮星更大，每立方厘米的質量約在8000萬到20億噸之間。

原始質量大於太陽30倍的恆星，到了主序星階段的末期，也會發生超新星爆發，但是它並不會形成中子星，而是會形成黑洞，黑洞的質量通常在太陽的三倍以上。

不管大小恆星的生成都是起源於一坨巨大的分子云。分子云本身的引力會導致從瀰漫狀態漸漸向中心聚集，如果受到天體事件的擾動，比如超新星大爆炸、天體大碰撞等引力波的擾動，這種聚集就會加快。

隨著收縮越來越緊密，中心的壓力會越來越大，溫度越來越高，中心的引力會越來越大，坍縮的速度成數量級加快，終於溫度和壓力達到了臨界點，引發了這坨收縮越來越緊密巨大分子云中心的氫核聚變，一個恆星胚就誕生了。

這種中心核聚變的膨脹張力與引力巨大的壓力相抗衡，會有一段拉扯過程，最終這個恆星內部的核聚變當量會與恆星的質量壓力取得一個平衡，這個恆星的主序星階段就形成了。

所有恆星的形成都大致如此。恆星的主序星階段最長，約佔恆星壽命的90%時間段。

恆星質量應該符合一定的範圍，質量太大或太小都無法成為恆星。最小的恆星質量應大於太陽質量的7%，達不到這個質量，中心引力壓力不足以引發核聚變，所以形成不了恆星；最大的恆星質量不超過300個太陽質量，質量太大，中心核聚變的張力和收縮的壓力就很難取得平衡，恆星很難穩定下來，中心的引力抓不住外圍的氣體物質，質量會損失很快。

恆星的壽命與質量成反比，質量越大的恆星壽命越短，比如目前已知最大質量的恆星叫r136a1，是太陽質量的265倍，壽命只有300萬年，現在已經170萬歲了，還有約130萬年就會壽終正寢。

我們太陽是一顆黃矮星，像太陽這樣質量的恆星壽命一般在100億年左右；而比太陽小的紅矮星一般都有幾百億年到上萬億年的壽命，由於它們壽命特長，至今在宇宙中還沒有發現任何垂死的紅矮星。

太陽現在的年齡約50億歲，再過約50億年就會壽終正寢。屆時太陽中心的氫元素消耗殆盡，全部聚變成了氦，氫核聚變停止，維持壓力平衡的核聚變張力消失，外圍的巨大壓力開始急劇向中心擠壓，巨大的壓力導致了氦核的聚變。

這時中心熱力膨脹力大大增大，巨大的熱力催動了外圍的氣體膨脹，太陽變成一個紅巨星，半徑擴大了200~300倍，吞噬了水星和金星，地球或被吞噬或被烤焦。最後，中心所有的氦都聚變成了碳，聚變停止，中心急劇收縮，成為了一個只有地球大小的白矮星，重力達到每立方厘米1~10噸。

這時的引力已經不足以聚集外圍的氣體，這些外圍的氣體就漸漸飄散到太空，成為新的星雲。

硝煙散盡，一個白色熾熱小小的白矮星出現在深邃黑暗的太空中，然後慢慢冷卻變成一個黑矮星。

比太陽質量大7倍以上的恆星，死亡後就會發生超新星大爆炸，中心殘留部分會收縮為直徑只有10~20千米的中子星；而大於太陽質量29倍的恆星死亡時超新星大爆炸後，中心殘留部分會形成一個黑洞。

大質量天體會發生超新星大爆炸以及變成中子星或者黑洞，是因為在恆星中心完成氦核聚變成碳後，不會像太陽一樣停止下來，由於其質量導致的巨大的壓力，還會使核聚變一直輪換下去，一直到26號元素鐵為止。由於鐵特別的穩定性，聚變就停止了，巨大的壓力將外圍物質以接近光速的速度向中心坍縮，遇到堅硬的鐵壁被同樣速率反彈回來，就發生了超新星大爆炸。

這個高壓高溫的瞬間，會聚變產生一些更重的元素，如金銀等，人間財富就是這麼來的。

當留下的質量大於1.4個太陽質量時，就會壓縮成一箇中子星。中子星是處於中子簡併態的特殊天體，中子簡併壓抵消掉了重力壓力，所以就維持了星球的平衡。如果大爆炸後遺留的質量大於太陽的2~3倍，中子簡併壓就無法抵消更大的引力壓力，就會繼續收縮，所有物質坍縮到史瓦西半徑以內，就無限的向中心那個奇點墜落，最終成了一個黑洞。

而紅矮星由於質量很小，不足以引發氫核聚變完成後的氦核聚變，就不會變成紅巨星，而漸漸冷卻成一個黑矮星~死星。但紅矮星的壽命很可能要超過宇宙壽命，它的死相如何，誰也看不到。

這就是不同質量恆星演化過程的相似點與不同點。

沒研究過這種問題，但憑藉一點粗淺的認識猜測一下。

相同的應該是前期過程，這裡面應該是物質漸漸的聚集，等到引力足以導致核聚變開始釋放能量的過程。這裡應該是過程相似。

不同的應該是兩點：

1、大質量恆星應該是聚集得更快，因為引力大物質多，核反應也快，所以物質消耗也快。

2、大質量的恆星在後期有可能生成比較重的元素，等到鐵元素開始參與聚變，就是這個恆星死亡的開始。

小質量的恆星可能無法生成較重的元素，消耗慢，可能以恆星狀態存在時間更長。個頭大死得快。

大質量恆星的標準：質量超過太陽質量7-8倍及以上的恆星。

在星際空間裡存在著許多稀薄的物質，主要是氣體和塵埃，逐漸它們形成星雲，星雲中主要的物質是氫，其次是氦等。

圖1.大質量恆星的生命史

隨著外界擾動的推進，星雲會逐步向內收縮並且分裂成更小的團塊。這樣的過程經歷幾次後，就會形成很多緻密、密度巨大的核。由於密度巨大且能量巨大，這些核會逐步升溫，而核的內部逐漸發生核聚變，沒有大的變動的話，恆星就算誕生了。

圖2.恆星表面溫度和光度的關係

而恆星內部核聚變成為主要能源發展階段的時候，就是恆星的主序階段了。處於主序階段的恆星，叫做主序星，相對穩定。

質量在太陽質量7-8倍及以上的，會逐步進入紅超巨星階段。反之，會進入紅巨星階段。

圖3.紅巨星生命史過程中亮度和表面溫度的關係

因為恆星膨脹，能量分佈密度也就隨之下降。但紅超巨星的半徑和紅巨星的差距進一步增大，就導致紅巨星的表面溫度下降的幅度也遠不如紅超巨星。能量密度下降幅度沒有那麼大，就導致紅巨星光度急劇增加，而紅超巨星並不會。

圖4.大質量恆星和中小質量恆星生命史異同

大個頭還是更沉穩一些，嗯。

大質量的恆星，會逐步形成輕質量元素在外、重質量元素在內的結構，核心主要是鐵。再往後，核反應的速度就大幅度下降了，這就導致大質量恆星的鐵核會向內坍塌，外層部分被向外拋射。這個過程時間短暫，但能量巨大，我們稱之為超新星爆發過程。

爆發後，膨脹的星雲會逐步形成新一代恆星的原材料。

而小質量恆星就不同了，會逐步坍縮和暗淡，直至死亡。

大約45.9億年前，一團氫分子云迅速坍塌，形成了TaurusT星，這邊是太陽的襁褓階段。

因為太陽是黃矮星，按照計算，壽命大約在100億年-115億年，所以目前的太陽正處於壯年時期。

而根據超級計算機的計算結果看，太陽在紅巨星階段大約會有10億年時間，根據第2條裡提及的理論，太陽的表面光度會大幅度提升，可能會有如今的幾十到上百倍。

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