互动科普

像太阳那样的恒星也有它的一生。那么，恒星是如何诞生的？

恒星诞生的地方是“分子云”（molecular cloud）。所谓的分子云就是主要由氢分子构成的气体的密度比较高的区域。它遮挡了来自于背后天体的光，看上去比较暗，所以又称为“黑暗星云”。

但是，说气体的密度比较高，也不过就是每立方厘米中含有100万～200万个氢分子的程度，按照我们的日常感觉来说，这样的密度几乎接近真空。分子云的质量大概有太阳的100～100000倍左右，温度大约在-260～-170℃（绝对温度约10～100K）。

分子云中气体密度最高的区域（分子云的核心)，由于自身引力不断坍缩，密度不断增大。附近的恒星爆发。产生的冲击波等施加的压力，也许会触发它的坍缩。

最终，在高温、高密度的气团的核心，核聚变之“火”点燃，恒星就诞生了。并且，原恒星的周围，会形成气体和尘埃的圆盘（原行星盘），各种各样的行星从中诞生。

通常，会在分子云中同时诞生多个恒星。太阳应该也是集体诞生的。只是它诞生至今已有46亿年，已经绕银河系转了二十多圈，如果有兄弟的话，也都离散了。

虽然太阳是单独的恒星，但宇宙中2个以上的恒星互转的系统似乎占多数。

恒星是如何死亡的？

一般的恒星（主序星），在它们的中心，氢的原子核发生核聚变反应。在经过漫长的时间之后，中心部分的氢元素消耗殆尽，然后更重的氦原子核等开始发生核聚变反应。

这时候，恒星中由于气体的压力而膨胀的作用力和由于自身引力而坍缩的作用力的平衡就被打破，恒星就会变得非常巨大。它的半径变为原来的几百倍甚至上千倍，表面的温度下降，成为“红巨星”（或者红超巨星）。

之后，它们怎么走向死亡呢？质量不同的恒星结局也不同。质量在太阳质量约8倍以下的恒星，死得比较从容。它慢慢地向宇宙空间放出气体，最后只剩下恒星的中心部分。

这时，残存的天体密度极高，达到每立方厘米约1吨左右，称为“白矮星”，大小如地球一般。白矮星核已经停止聚变反应，慢慢变冷、变暗。白矮星周围的、在它红巨星时期放出的气体受到它发出的紫外线的照射而发光，就是我们观测到的“行星状星云”。

质量超过太阳质量8倍的恒星，会发生大爆炸（引力坍缩型的超新星大爆炸），死得比较壮烈。而且其周围留下了被称为超新星残骸的天体、拥有能够继续发光的结构。爆炸炸飞了恒星的绝大部分，但是爆炸中心留下的是密度超过白矮星的高密度天体。

恒星的死亡为其后诞生的新恒星提供了物质材料。在恒星中，由于核聚变反应，氢元素被合成为碳元素、氧元素等多种元素。超新星爆发时的核反应，又合成出来各种各样的重元素。

我们知道，宇宙大爆炸后的瞬间，宇宙中只有氢元素和氦元素。也就是说，构成我们身体的各种元素，是在太阳诞生之前就已经由别的恒星制造出来的。从这个意义上可以说，我们是从“恒星的碎片”中诞生的。

（本文发表于《科学世界》2015年第5期）