为什么恒星的质量各有不同?

按照我的理解来说，恒星可以由不同密度的气体形成，但常常假定当它们达到了一定临界质量就会发生聚变。一旦达到临界质量发生聚变，直到向外的压力抵消引力为止，那么所有恒星的大小应当大致相同，然而事实并非如此。

上图:太阳（左上）、低质量的恒星（左中）、棕矮星（右中）、木星（右下）

首先，你应该知道恒星有几种不同类型。内核中将氢通过聚变融合成氦的恒星是主序星。还有许多其它恒星，像红巨星，其内核已经耗尽了氢燃料，处于不同的演化阶段。

比较当前作为主序星的太阳和将来成为红巨星的太阳。

主序星中气体的密度大致相同，主要成分都为氢和氦。恒星的尺寸主要取决于它的质量。请注意一个恒星的诞生并不仅仅取决于临界质量（虽然它对于限定恒星形成的最小质量至关重要），也取决于恒星内核所达到的温度。当一个恒星的内核温度足够高，可以将氢聚变成氦，它便诞生成为主序星。所以并不是恒星内核的质量恒定不变，而是内核的温度都大约为1500万开尔文。

由左至右：红矮星、太阳、蓝矮星和R136a1

现在，恒星诞生于分子云的致密内核。一般来说，致密内核的质量越大，它所诞生的恒星尺寸就越大，单纯因为恒星会有更多燃料进行聚变。

恒星的半径由流体静力平衡决定，即恒星中心的能量所产生的力和倾向于使恒星坍缩的之间的引力平衡，尺寸更大的恒星（主要是主序星）质量更大，内核产生的压力也更大，因此，大质量恒星的聚变速度要远远超过小质量的恒星，这种更高的能量产率有助于平衡质量所产生的引力。它们的半径也比低质量恒星更长。

包括太阳（中心）在内一系列恒星的赫罗图例子。

与之不同的是像红巨星等处于演化阶段的恒星。一旦恒星内核的氢被耗尽，能量产生减少，恒星内核开始坍缩，但当恒星坍缩时，恒星内部的温度升高，达到某些临界点时，核心外壳的氢开始聚变，这种现象被称为壳层燃烧，壳层燃烧会在很小的时间尺度下产生大量能量。这种能量的瞬间释放导致恒星的外围大幅膨胀，以致恒星变得十分臃肿。这就是为什么你会发现一些恒星比太阳还要壮阔许多（如果将猎户座一等星参宿四放在太阳的位置，它会延伸到木星的半径之外）。

透过ALMA于2017年6月拍摄到的参宿四，这是迄今分辨率最高的太阳系外恒星照片，也是ALMA首度清楚观测到恒星表面

相关知识

恒星是一种天体，由引力凝聚在一起的一颗球型发光等离子体体，太阳就是最接近地球的恒星。在地球的夜晚可以看见的其他恒星，几乎全都在银河系内，但由于距离非常遥远，这些恒星看似只是固定的发光点。历史上，那些比较显著的恒星被组成一个个的星座和星群，而最亮的恒星都有专有的传统名称。天文学家组合成的恒星目录，提供了许多不同恒星命名的标准。

这张图中的蓝色恒星是所谓的蓝掉队星，它们是出现在赫罗图上的左上角。

恒星质量是天文学家用来描述恒星的质量时所用的一个名词，它通常是以太阳质量来列举其它恒星与太阳的质量比较。例如天狼星质量大约是2.02太阳质量。恒星的质量会随着恒星演化而不停的改变，因为恒星风的吹送或脉动的行为而抛出质量，或是从伴星获得而增加质量。

艺术家观念下在高密度分子云诞生的恒星。

恒星质量流失（Stellar mass loss）是在一些大质量恒星上观测到的现象，在此一事件的发生机制会造成恒星大部分的质量被抛射出去；或是在联星系统中的一颗恒星质量逐渐流失至它的伴星或是星际空间中。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. Jagadheep D. Pandian

如有相关内容侵权，请于三十日以内联系作者删除

转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处