矮星，巨星，还是太阳？恒星到底如何定义？
矮星，巨星，还是太阳？恒星到底如何定义？
在浩瀚的宇宙中，恒星以其独特的光芒点缀着夜空，从微弱的红矮星到璀璨的巨星，它们以不同的形态和生命周期展现着宇宙的奥秘。那么，究竟什么是恒星？它们是如何定义的？本文将带你深入了解恒星的分类、演化过程以及它们在宇宙中的独特地位。
图1：夜空中闪烁的恒星
恒星的本质
恒星的定义和它本身一样丰富多彩。在天体物理学中，一个准确的定义是：一个质量足够大，能够借助内部引力激发内部元素聚变反应的天体。目前所知，完成这个任务的最小星体质量大约是太阳的10%左右。
恒星的分类
红矮星
体积最小的一类恒星被称为红矮星。它们的内部只有微弱的氢核反应，发出的电磁辐射主要分布在红外波段，因此呈现出暗红色。尽管它们体积小、光线黯淡，但却是银河系中最常见的一类恒星。例如，离我们最近的恒星——半人马座比邻星，就完全无法用肉眼看到。
图2：红矮星的示意图
类太阳恒星
类太阳恒星具有中等质量、中等亮度和中等寿命。它们发出的电磁辐射覆盖了整个可见光谱，看起来洁白亮丽。实际上，我们的太阳本身也是白色的，但由于地球大气的过滤作用，太阳光看起来偏黄。
图3：类太阳恒星的示意图
巨星
巨星是体积庞大的恒星，尽管它们在宇宙中较为罕见，但由于其极高的亮度，很容易被发现。这类恒星在生命中的大部分时间都会发出蓝光，因为它们产生的能量巨大，辐射主要集中在紫外波段，可见光部分则呈现蓝色。
图4：巨星的示意图
主星序
赫茨普鲁阁-罗素图（Hertzsprung-Russell Diagram）是理解恒星演化的重要工具。在这个图上，恒星的温度（从颜色得到）和亮度被绘制出来，形成一个沿对角线延伸的条纹，称为“主星序”。大多数恒星都位于这个条纹上，从暗红色的一端延伸到明亮的蓝光的一端。
图5：赫茨普鲁阁-罗素图
恒星在主星序上的位置反映了其内部的热核反应状态。随着年龄的增长，恒星会沿着主星序缓慢上移，变得越来越亮、越来越蓝。恒星在主星序上停留的时间取决于其质量：红矮星可以存在数万亿年，而比太阳更大的巨星只能维持几百万年。
恒星的演化
一旦恒星内部的氢核聚变反应结束，它就会脱离主星序，进入不同的演化阶段。大型恒星会变成红巨星，而其他恒星则可能在蓝色和红色之间交替变化。最终，恒星会演变成白矮星或中子星等天体残骸。
赫茨普鲁阁-罗素图是天体测量学的重要工具，它使天文学家能够准确判断恒星在其生命周期中的位置，从而预测其未来的演化。这种直接的见解在自然界中非常罕见，使得恒星成为宇宙中独特的研究对象。
结语
恒星是宇宙中特殊的天体，它们以聚变反应为能量来源，虽然存在时间有限，但其独特的性质使得它们更容易被理解和预测。通过赫茨普鲁阁-罗素图，我们能够更深入地了解这些宇宙中的“灯塔”，以及它们在宇宙演化中的重要作用。
本文原文来自腾讯新闻，由天文志愿文章组翻译。