恆星一生中的不同形態變化
在核心將氫聚變為氦，然後用它製造其他元素從而形成恆星。在適當條件下恆星到達主星序階段，當恆星耗盡氫時，它們開始將氦融合到它們的核心，此時恆星是其離開主星序階段，變為紅巨星，然後進化成藍色超級巨人。
NASA/ESA/Hubble Heritage 團隊
恆星是宇宙的基本組成單元之一。它們不僅組成星系，其中也有許多擁有行星系統。因此，研究它們的形成和演化，為了解星系和行星提供了重要的線索。
就在太陽系中，太陽為我們提供了一個一流的研究樣例。它距我們僅有八光分，故我們不必久等，就能看到它表面的特徵。天文學家有許多研究太陽的人造衛星，並且他們早已知太陽的基本運行方式。首先，太陽處在中年，在被稱為"主序"的生命中期。期間它在核心進行核聚變反應，將氫融合為氦。
太陽在各方面影響著太陽系。它向天文學家揭示恆星的工作方式。NASA美國宇航局/Goddard航天飛行中心。
縱觀歷史，太陽看起來幾乎一樣。對我們來說，它一直是一個在天空發光的黃白色物體，看起來似乎並沒有發生改變——至少對我們來說是這樣。這是因為，它生活在一個與人類截然不同的時間尺度上。然而，它確實在改變，儘管與我們人類短暫、快速的一生相比，速度非常緩慢。如果以宇宙年齡（約137億年）的尺度來衡量一個恆星的生命，那麼太陽和其他恆星都過著相當正常的生活。也就是說，在數千萬或數十億年的時間跨度上，它們出生、運轉、演化，然後死亡。
為了理解恆星是如何演化的，天文學家必須知道恆星的類型，以及它們在重要方面彼此不同的原因。步驟是將星星"分類"到不同的箱子中，就像人們對硬幣或彈珠進行的分類一樣，被稱為"恆星分類"。這在理解恆星如何運行方面起著巨大的作用。
恆星分類
天文學家利用這些特性，對恆星進行一系列"箱子"分類：溫度、質量、化學成分等。根據其溫度、亮度（發光度）、質量和化學成分，太陽被歸類為中年恆星，處於其生命的"主序列"時期中。
這個版本的Hertzprung-Russell圖根據恆星的溫度和它們的亮度繪製。恆星在圖中的位置提供了所在階段的信息，以及它的質量和亮度。歐洲南方天文臺。
幾乎所有的恆星都在這個主序列上度過他們大部分的生命，直到他們消亡;有時是溫和的，有時是猛烈的。
關於核聚變
主序列恆星的基本定義：一顆在核心將氫融合為氦的恆星。氫是恆星的基本組成部分，並使用氫生成其他元素。
當一顆恆星形成時，一團氫氣在引力作用下開始收縮（拉攏在一起）。在雲的中心將生成一個密集的熱原型星，成為恆星的核心。
" Cores to Disks " Spitzer Legacy團隊使用兩個在NASA的斯皮策太空望遠鏡上的紅外相機，搜索星際分子云的密集區域（稱為"核心"），尋找恆星形成的證據。NASA美國宇航局/JPL-加州理工學院/N. Evans（得克薩斯州奧斯汀大學）/DSS
密集核心的溫度達到至少800萬至1000萬攝氏度。原恆星的外層壓在核心上。這種溫度和壓力的結合開啟了一個稱為核聚變的過程。這就是恆星誕生的時間點。恆星穩定並達到一種稱為“流體靜力平衡”的狀態，即來自核心的外輻射壓力，被試圖自行坍塌的恆星的巨大引力平衡。當所有條件滿足時，恆星處在"主序列"上，一生將忙於氫轉化為氦的工作。
關於質量
質量在決定給定恆星的物理特徵方面起著重要的作用。它還為恆星的壽命和死亡方式預測提供了線索。恆星質量越大，試圖使恆星坍塌的引力壓力就越大。為了對抗這種強大的壓力，恆星需要更高的融合率。恆星的質量越大，核心的壓力越大，溫度越高，因此融合速率也越大——這決定了恆星多久用盡燃料。
一顆巨大質量的恆星將更快地耗盡氫儲量。這使得它比低質量恆星更快地從主序列上脫離，低質量恆星使用燃料的速度更慢。
離開主序列
當恆星耗盡氫時，它們開始將在其核心中熔合氦。這是他們離開主序列的時間點。大質量恆星成為紅色超級巨星，然後演化成藍色超級巨星。它將氦融合為碳和氧。然後，它開始融合這些為氖等等。恆星基本上成為了一個化學制造工廠，融合不僅發生在核心，而且發生在核心周圍的層。
最終，一顆質量非常高的恆星試圖融合鐵。這是那顆星星的死亡之吻。為什麼？因為融合鐵比恆星所能提供的能量還多。它阻塞了核聚變工廠的生產線。當這種情況發生時，恆星的外層坍塌在核心上。它發生得很快，核心的外緣，以每秒約為70，000米的驚人速度先落。當它擊中鐵核時，開始向外反彈，併產生一個衝擊波，在幾小時內撕裂整個恆星。過程中當衝擊波前鋒穿過恆星的構成材料時，會產生新的、更重的元素。
這就是所謂的"核心崩潰"超新星。最終，外層向太空爆炸並拋灑，剩下的是坍塌的核心，它變成了中子星或黑洞。
蟹狀星雲是一顆巨大的恆星作為超新星爆炸後遺留下來的殘餘部分。這張蟹狀星雲的合成圖像由美國宇航局NASA哈勃太空望遠鏡拍攝的24張圖片組成，顯示了這顆恆星在物質擴散到太空時長絲狀的特徵。美國航天局NASA/歐空局ESA/ASU/J. Hester & A. Loll。
當質量較低的恆星離開主序列時
質量介於半個太陽質量（即太陽質量的一半）和大約8個太陽質量之間的恆星，一直重複將氫熔合到氦中的過程，直到燃料被消耗。此時，星星變成了一個紅巨星。恆星開始將氦轉化為碳，外層膨脹，將恆星變成有規律膨脹與收縮的黃色巨人。
當大部分氦氣被融合時，恆星會再次成為紅巨星，甚至比以前更大。恆星的外層向太空擴展，形成行星狀星雲。碳和氧的核心將以白矮星的形式被留在後面。
在遙遠的未來，太陽會看起來像這樣嗎？這個非凡的氣泡，像一顆恆星的幽靈，在揮之不去的太空黑暗中游蕩發光，可能看起來超自然而神秘，但它是一個熟悉的天文物體：行星狀星雲，一顆垂死恆星的殘餘物。這是迄今獲得的，由智利北部ESOs超大型望遠鏡捕獲的，鮮為人知的天體ESO 378-1的最佳視圖。歐洲南方天文臺。
小於0.5個太陽質量的恆星也會形成白矮星。但它們由於尺寸小，核心的壓力不足，無法融合氦，因此被稱為氦白矮星。像中子星、黑洞和超巨星一樣，這些天體不再屬於主序列。
作者: John P. Millis, Ph.D
FY:Astronomical volunteer team
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